kurs-zasilania-3

Stabilizatory liniowe nieregulowane

5. Przykładowy układ LDO LM1117

W tym punkcie skupimy się na:

  • policzeniu sprawności energetycznej
  • policzeniu prądu spoczynkowego
  • stratach mocy

schemat-1117

Na sam początek zmierzymy napięcia bez podłączonego obciążenia, a jako układ badany zbudujemy taki jak na schemacie powyżej.:

Uwe [V] Uwy [V]
3 2,10
3,5 2,5950
3,9 2,960
4 3,070
4,1 3,150
4,2 3,240
4,3 3,290
5 3,290
6 3,290
7 3,290
8 3,290
9 3,290
10 3,290

Zobaczmy jak zachowuje się układ pod obciążeniem:

P70219-233810

Uwe [V] Uwy [V] Iwy [mA]
3,5 2,50 113,80
4 2,950 139,70
4,1 3,030 141,60
4,2 3,130 148,10
4,3 3,230 152,10
4,4 3,270 182,70
4,5 3,270 182,60
5 3,270 182,70
6 3,270 182,50
7 3,270 182,70
8 3,270 182,70
9 3,270 182,70
10 3,270 182,70

Po otrzymanych wynikach możemy stwierdzić następujące rzeczy:

  • dla układu bez obciążenia, napięcie stabilizacji zostało uzyskane przy napięciu 4,3V
  • dla układu z obciążeniem, napięcie stabilizacji zostało uzyskane przy napięciu 4,4V

W porównaniu ze stabilizatorem z rodziny 78xx rozbieżność napięć przy których uzyskano napięcie stabilizacji jest bardzo mała. Dla układu 7805 ta rozbieżność wynosiła ok.2V, a dla układu LM1117-3.3 wynosi zaledwie 0.1V co jest bardzo dobrym wynikiem. Co prawda przy tych pomiarach wybrano różne obciążenia, ale to i tak nie miałoby za dużego wpływu na osiągnięcie napięcia stabilizacji.

Policzmy teraz sprawność energetyczną tego stabilizatora:

sprawnosc-lm1117

Z taką sprawnością już można się „pogodzić”. jest o 8% lepsza niż w przypadku 7805. Jak widać zmniejszenie napięcia Vd ma realny wpływ na sprawność układu. Sprawdźmy jeszcze prąd spoczynkowy układu:

prad-spoczynkowy-lm1117

Prąd spoczynkowy układu też jest bardzo niski- jest ponad 3 razy mniejszy w porównaniu z tym z układu 7805. Porównajmy otrzymaną wartość z notą katalogową:

quiescent current-lm1117

Typowa wartość prądu spoczynkowego wynosi 5mA, a maksymalna to 10mA. W porównaniu z naszym wynikiem to rezultat wyszedł bardzo dobry. Wartość prądu spoczynkowego może zależeć od wartości obciążenia oraz napięcia wejściowego, niemniej jednak nie możemy tego potwierdzić bo producent nic o tym nie wspomina w nocie katalogowej.

Wartość prądu spoczynkowego zależy zazwyczaj od napięcia wejściowego i temperatury złącza

Pozostało nam policzyć tylko ile energii tracimy na zmianę napięcia na stabilizowane:

Pstrat-lm1117PNG

Jak widzimy bardzo mała cześć energii idzie na „ogrzanie” stabilizatora. Wartość ta jest 5 razy mniejsza od straconej energii przez 7805. Możemy śmiało stwierdzić, że ogromny wpływ na zmniejszenie strat energii ma mniejsze napięcie Vd (dropout voltage) oraz mniejszy prąd spoczynkowy układu (Id). Także jeżeli chcemy zbudować urządzenie bazujące na bateriach to bardzo dobrą alternatywą dla układu z rodziny 78xx są stabilizatory LDO. Z takim stabilizatorem układ będzie działać jeszcze dłużej na jednym ładowaniu niż miałoby to miejsce ze stabilizatorem 78xx.

6. Tabela porównawcza układów

Na sam koniec tej części chciałbym zostawić tabelę najczęściej stosowanych stabilizatorów, żeby Wam w przyszłości łatwiej się projektowało układy dobierając odpowiedni stabilizator :)

punkt6

 

7. Podsumowanie

Ta część kursu wyszła dosyć treściwa, ale poruszyliśmy najważniejsze aspekty stabilizatorów liniowych, także myślę że nie powinno być już większych problemów z doborem odpowiedniego stabilizatora liniowego do twojego urządzenia :)

Podsumowując, po tej części kursu powinieneś/aś:

  • wiedzieć jak działa stabilizator liniowy
  • znać najpopularniejsze układy z rodziny 78xx oraz 79xx
  • wiedzieć czym są wartości dropout voltage oraz prąd spoczynkowy
  • umieć dobrać odpowiedni stabilizator ze względu na obciążenie i obudowę
  • wiedzieć co to jest stabilizator LDO oraz co go odróżnia od 78xx
  • umieć dobrać odpowiedni typ stabilizatora do urządzenia

Jeżeli chcesz być informowany na bieżąco o nowościach ze strony to kliknij „Lubię to!” bądź subskrybuj naszą stronę, aby otrzymywać na adres e-mail nowości ze strony. Jeżeli masz jakieś pytania to śmiało zadawaj je na forum ; )