kurs-zasilania-4

Stabilizatory liniowe regulowane

Zatem po małych poprawkach na schemacie otrzymamy coś takiego:

przyklad3-lm317

W  miejsce rezystora R3 wstawiłem potencjometr wieloobrotowy i od tego momentu można było już bardzo dokładnie wyregulować napięcie wyjściowe na stabilizatorze.

P70224-190808

Zatem po małej przeróbce otrzymaliśmy regulację napięcia w zakresie 1,25V- 4,09V, ponieważ maksymalna wartość potencjometru 500 ohm daje właśnie 4,09V. Analogicznie, stosując potencjometr o mniejszej rezystancji, otrzymalibyśmy większy zakres regulacji. Powracając do wcześniejszego podsumowania to dropout voltage wynosi w tym przypadku również 1,6V. Zobaczmy teraz zachowania układu pod obciążeniem. W tym celu skorzystamy z tego samego obciążenia co w poprzedniej części. Rezystancja obciążenia wynosi ok. 16,4 ohma.

pomiar2-z-obciazeniem

Po wynikach można stwierdzić następujące rzeczy:

  • Układ dla napięcia 3,3V osiągnął stabilność napięcia wyjściowego przy napięciu 5,1V (dropout voltage wynosi 1,8V)
  • Układ dla napięcia 5V osiągnął stabilność napięcia wyjściowego przy napięciu 6,8V (dropout voltage wynosi 1,8V)

Sprawność układu:

sprawnosc-2

Prąd spoczynkowy:

prad-spoczynkowy

Straty mocy:

straty-mocy

Skąd ta rozbieżność można zapytać bo to dosyć dziwna sprawa. Spójrzmy najpierw do noty katalogowej czy mamy jakąś wzmiankę o prądzie spoczynkowym.

Iadj

A to ciekawa sprawa, nie mamy nic o prądzie spoczynkowym, ale mamy taką wartość jak Iadj, odpowiadającą za prąd na pinie ADJ. To jest prąd pobierany przez wzmacniacz operacyjny w momencie działania układu. Jak cofniemy się do pierwszego punktu tej części kursu to zobaczymy na schemacie blokowym stabilizatora, że faktycznie taki prąd jest zaznaczony i można powiedzieć, że jest to prąd pobierany przez układ. Maksymalna wartość tego prądu wynosi 100uA (0,1mA). Ale jak porównamy to do „prądu spoczynkowego” dla opcji 3,3V to zauważymy, że nadal zostaje nam 10,5mA. Zatem skąd ten namiar ? Odpowiedź na to pytanie jest proste- mamy jeszcze rezystory, które ustalają nam napięcie wyjściowe, przez które też musi przepłynąć jakiś prąd. Dodając do siebie te dwa rezystory, czyli 220 ohm + 360 ohm otrzymujemy sumarycznie 580 ohm. Następnie bierzemy napięcie wyjściowe stabilizatora i dzielimy je przez tą rezystancję. Z naszych obliczeń otrzymujemy 5,6mA co razem z Iadj powinno nam dać maksymalnie 5,7mA. Tyle w teorii, jednak bezpośrednio nie możemy określić prądu spoczynkowego ponieważ nawet producent nie przewiduje jego zakresu wartości, przez co możemy stwierdzić, że jego wartość jest pływająca. Natomiast jak zauważymy, że dla innego napięcia wyjściowego dobierane są inne rezystory to jest to nawet logiczne, że wartość prądu będzie się zmieniać :) Rozbieżności w zmierzonym prądzie mogą wynikać z dobranej metody pomiarowej oraz z faktu, że pozostałe, wewnętrzne elementy stabilizatora również pobierają jakiś prąd.

3. Lista stabilizatorów regulowanych

Tak jak w poprzedniej części zostawię poniżej listę najczęściej wykorzystywanych stabilizatorów regulowanych:

tabela-ukladow

4. Podsumowanie

Po przeprowadzeniu testu na stabilizatorze Lm317 możemy stwierdzić następujące:

  • wartość wyjściowa napięcia jest ściśle związana z rezystorami R1 i R2, przez co muszą być dokładne
  • sprawność układu jest porównywalna ze sprawnością stabilizatorów 78xx
  • wartość prądu spoczynkowego jest nie jednoznaczna i zależy w dużej mierze od ustawionego napięcia wyjściowego

Stabilizator tego rodzaju jest bardzo dobry jako zamiennik, dla 78xx ponieważ wartości takie jak dropout voltage i zmienny „prąd spoczynkowy” mają bardzo zbliżone, natomiast bardziej wydajnym układem z tej listy powyżej byłby układ LM1117-ADJ, który jest przede wszystkim LDO przez co jego sprawność jest o wiele wyższa lecz jest to opłacone mniejszym prądem wyjściowym (0,8A). Zatem podsumowując to stabilizatory liniowe regulowane są bardzo dobre, gdy potrzebujemy wariancję różnych napięć wyjściowych jednocześnie minimalizując wielkość całego układu, która sprowadza się do zastosowania różnych kombinacji rezystorów. Jest to o wiele korzystniejsza opcja niż korzystanie np. z paru układów 78xx albo LDO, ponieważ każdy z nich potrzebuje zasilania i każdy pobiera jakiś prąd.  Niemniej jednak gdy potrzebujemy osiągnąć „typowe” napięcie (czytaj 5V, 3,3V itp.) to lepiej skorzystać z gotowych stabilizatorów LDO, które posiadają właśnie to napięcie i posiadają wyższą sprawność.

Zatem podsumowując tą część kursu to powinieneś/aś:

  • wiedzieć na jakiej zasadzie działa stabilizator liniowy regulowany
  • wiedzieć jak dobrać rezystory ustalające napięcie wyjściowe
  • potrafić zrealizować najprostszy układ stabilizacji napięcia z tego typu układem
  • znać wady i zalety zastosowanego układu

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 ; )