diod.club » Проектирование и дебаг » Общие вопросы проектирования электроники » Двухполярный БП на основе LM317/LM337

Страниц (1): [1]
 

1. Леонид Иванович - 28 Июля, 2015 - 22:17:02 - перейти к сообщению
Так получилось, что с переходом на новые источники питания остался без двухполярного источника. Как оказалось, его очень не хватает. Решил сделать небольшой маломощный регулируемый двухполярный источник в корпусе Z-16. За основу взял классические микросхемы трехвыводных регулируемых стабилизаторов LM317 и LM337. При построении источника встретился ряд проблем.

1. В типовой схеме включения регулировка ведется от 1.25 В. А хочется сделать с нуля. Для этого нужно вход ADJ сместить на величину опорного напряжения в сторону противоположной полярности (например, для положительного стабилизатора нужно сместить на -1.25 В). В двухполярном источнике есть напряжение любой полярности, поэтому проблем нет. Можно взять опорное прямо с LM317/LM337. Иногда так и делают - снимают напряжение с верхнего резистора делителя с помощью диффусилителя. Но мне кажется, это лишнее. Качество внутреннего опорного не лучше копеечной TL431. Некоторое несовпадение опорных тоже не страшно, какие-то милливольты вместо нуля никому не помешают.

2. Для одновременной регулировки двух плеч не хочется использовать сдвоенный переменный резистор. Такие резисторы более громоздкие, а также имеют большую относительную погрешность секций. Лучше использовать одиночный переменный резистор, но это требует некоторого усложнения схемы.

3. Введя дополнительные схемы, не хочется повлиять на динамические характеристики стабилизаторов. Иногда можно видеть схемы на основе LM317, где добавлен свой усилитель ошибки на ОУ с какой-то частотной коррекцией, которая легко может испортить реакцию на скачок нагрузки и привести к нарушению устойчивости. Внешние схемы должны лишь по постоянному току смещать выводы ADJ, не вмешиваясь в работу по переменному току.

Попробовал нарисовать схему с учетом данных пожеланий:
2. koyodza - 28 Июля, 2015 - 23:02:32 - перейти к сообщению
В целом идея понятна. По реализации принципиальных возражений нет, только мелкие замечания.
1. В двуполярном источнике следует зашунтировать выходы диодами, чтобы при замыкании выходов между собой на одном из них в некоторый момент не оказалось напряжения обратной полярности (в юности я таким образом сжег БП в чужом осциллографе СУРА).
2. С учетом характеристик источника в целом нет реальной необходимости в резисторах R3 R7
3. Резисторы R8 R9 R12 R13 лучше увеличить. При замыкании выхода положительного плеча U5:1 будет нагружен всего на 400 Ом и его выходное напряжение снизится, в результате уменьшится значение напряжения и отрицательного плеча. При замыкании отрицательного плеча прямого влияния на положительное не будет.
4. При замыкании выходов напряжение между Adj и Out может поменять знак. Нужно добавить защитные диоды между Adj и Out
5. Нет необходимости в такой большой ёмкости С2 и С3
6. Нижний вывод R6 лучше переключить на выход U2:2
7. Неплохо добавить кнопку отключения выхода. Для этого можно либо замыкать выв.3 и 7 U2, либо просто отключать верхний вывод R5
3. Леонид Иванович - 29 Июля, 2015 - 09:40:36 - перейти к сообщению
1. Согласен, диоды на выходе нужны, добавлю.
2. Точность здесь невысока, можно и без этих резисторов. Поставил по инерции. С другой стороны, вреда тоже не будет. Решу при разводке, тогда они могут как помешать, так и помочь.
3. R8 R9 R12 R13 выбирал из соображений получения минимальной нагрузки LM317/LM337 (если брать худший случай из datasheet, их вообще надо уменьшить до 120 Ом, но на практике работает и так). Как иначе ее обеспечить? Резистор на выходе не пойдет, ведь выходное напряжение меняется в широких пределах и может быть близким к нулю. Нужен генератор тока на уровень противоположной полярности, что усложнит схему. Что касается поведения при КЗ одного из выходов, то главное, чтобы на другом не было выброса. Хотя встречал в Интернет схемы двухполярных источников на LM317/LM337, где был реализован честный трекинг выходных напряжений, выходы повторяли друг друга с точностью до знака. Но делается это ценой собственных усилителей ошибки на ОУ. Не знаю, надо ли на практике такое.
4. Да, про эти диоды знаю, это не конечная схема, а концепт. Будут диоды между Adj и Out, а также между Out и In.
5. Это не принципиально, можно и 10 мкФ поставить.
6. Спасибо, это явный промах, исправлю.
7. Думал над этим. Опять проблемы с местом, и так панель с трудом дизайнируется (в корпусе Z-16 кроме этого двухполярного источника будет регулируемый канал 0..+5 В). Решил, что выключатель сети вполне заменит выключатель выхода.

P.S. Есть одна проблемка - C5 и C6 при низких выходных напряжениях переполюсованы. Наверное, самое простое решение - поставить неполярные электролиты или керамику.
4. MORRO - 15 Февраля, 2016 - 09:42:54 - перейти к сообщению
И чем увенчалась судьба сией разработки?
5. Леонид Иванович - 15 Февраля, 2016 - 10:15:32 - перейти к сообщению
Разработка увенчалась большой проблемой. Часть 1, Часть 2.

Upd: все проблемы решены, присоединил окончательные варианты файлов.


Нажмите для увеличения
6. Semens - 18 Марта, 2016 - 19:39:55 - перейти к сообщению
Когда случится настроение, напишите , пожалуйста, "мораль" , ибо это послужит как общему пониманию, так и пониманию самой сути. Или ,пожалуйста, отошлите к ней. Потому что отслеживать посты по разным сайтАм- излишне неэргономично.
7. Леонид Иванович - 18 Марта, 2016 - 20:28:05 - перейти к сообщению
Основная мораль - делать простые вещи не менее сложно, чем делать сложные. БП на LM317 оказалось сделать с первого раза не под силу. Проблема состояла в выбросах по всем каналам при выключении. Побороть удалось добавлением схемы супервизора. Что не очень красиво.
8. vintik - 11 Апреля, 2016 - 11:27:48 - перейти к сообщению
Попытался разобраться в работе схемы контроля напряжения питания.
И если правильно понял, то при просадке напряжения после выпрямительного моста ниже установленного, транзисторные ключи притягивают вывод EDJ стабилизаторов к массе.
Напряжение на выходе стабилизаторов снижается до 1,25В.
Тем самым снижая ток нагрузки, соответственно, и мощность потребляемую от трансформатора. Напряжение на вторичных (разгруженных) обмотках должно возрасти, тем самым снова выключить схему контроля.
Не пойму, почему этого не происходит?
-----
Упустил, что схема призвана уменьшить выбросы на выходе БП после выключения питания. Теперь как бы стало понятно.
Но появился другой вопрос, можно ли эффект просадки напряжения на вторичных обмотках использовать как защиту по превышению мощности БП?
9. Леонид Иванович - 11 Апреля, 2016 - 15:09:26 - перейти к сообщению
vintik пишет:
Напряжение на вторичных (разгруженных) обмотках должно возрасти, тем самым снова выключить схему контроля.
Не пойму, почему этого не происходит?


Схема имеет гистерезис (см. резистор R5).

vintik пишет:
можно ли эффект просадки напряжения на вторичных обмотках использовать как защиту по превышению мощности БП?


Микросхемы стабилизаторов сами имеют схему ограничения тока.
10. vintik - 11 Апреля, 2016 - 15:27:38 - перейти к сообщению
1,5А даже для 30Вт трансформатора будет очень много.
11. Леонид Иванович - 11 Апреля, 2016 - 15:33:35 - перейти к сообщению
Если делать свое ограничение тока, то приходим к полноценному лабораторному БП. А для этого БП главное - простота. На ограничение тока можно плюнуть.
12. vintik - 11 Апреля, 2016 - 16:10:27 - перейти к сообщению
Понятна Ваша позиция Улыбка
Мне очень понравилась Ваша конструкция БП своей компоновкой.
В принципе, практически все есть для сборки, но все же хочется защитить, как запитываемую схему, так и сам БП.
13. vintik - 04 Июля, 2016 - 14:00:36 - перейти к сообщению
Наткнулся здесь на интересный диалог про драйверы синхронных выпрямителей TL4320, да и заказал...
Собрал тестовую плату для 5v канала

итоги такие:
Схема с током нагрузки 1,71A практически не греется. При окружающей температуре 30*С, температура корпусов полевых транзисторов IRFH3707 35-38*С.
Выпрямитель на диодах SS24, с током нагрузки 1.65 A, разогрелся до 95*С.
Нагрузка в обоих случаях 5 Ом, трансформатор использовался один и тот же, окружающая температура и условия измерения так же.
Выигрыш по мощности в нагрузке 14.62-13.61=1 Вт(7%), как бы небольшой, но радиатор для диодов и место для него уже не нужны. Схема синхронного выпрямителя заняла места на плате, почти в два раза меньше.

Плюс бонус,- синхронизация по сети с затвора нижнего полевичка.

Измерения напряжения(тока) с частотой пульсации сети, можно проводить попроще Улыбка
14. Леонид Иванович - 04 Июля, 2016 - 14:41:04 - перейти к сообщению
vintik пишет:
драйверы синхронных выпрямителей TL4320, да и заказал...


Ошибка в названии - правильно LT4320.

vintik пишет:
Выигрыш по мощности в нагрузке 14.62-13.61=1 Вт(7%), как бы небольшой


Выигрыш по мощности в нагрузке небольшой, к тому же, он уменьшается с ростом напряжения. А вот выигрыш по потерям в выпрямителе очень большой.

vintik пишет:
Схема синхронного выпрямителя заняла места на плате, почти в два раза меньше.


Микросхемы всем хороши, кроме цены. Вариант с LM393 хоть и занимает больше места, зато почти ничего не стоит.

vintik пишет:
Плюс бонус,- синхронизация по сети с затвора нижнего полевичка.


Передний фронт импульса будет "гулять" при изменении нагрузки. А вот задний, по идее, будет привязан к переходу через ноль. Ну и частота импульсов 50 Гц, а не 100 Гц, как часто бывает в ZCD. Для каких-то целей такая синхронизация тоже подойдет.
15. vintik - 04 Июля, 2016 - 21:26:20 - перейти к сообщению
Леонид Иванович пишет:
Ошибка в названии - правильно LT4320.

Спасибо, с возрастом ошибок все больше, а памяти все меньше. И если не шевелиться, то
забывается и то, что знал Улыбка

Powered by ExBB
ExBB FM 1.0 RC1 by TvoyWeb.ru
UaExBB Style

[Script Execution time: 0.2278]     [ Gzip Disabled ]