Стабилизиран токовизправител 66 мнения

[П. Петков]

Колега, май си е точно източник на опорно напрежение, като ценерът и резисторът са наопаки, защото са на инвертиращия вход на интегралката. А и ще забележиш, че са така свързани, че да е плаващо изходното напрежение. Когато се увеличи падът върху изходния резистор (330mOhm), увеличава се и напрежението, което отдава ОУ, като по този начин приповдига и изходното с няколкостотин mV. Прегледай как се държи схемата на симулация - http://everycircuit.com/circuit/6264455517437952

Действително съм пропуснал да добавя, че инвертиращият и неинвертиращият вход на IC2 трябва да се разменят. А схемата все пак е стабилизатор на ток по отношение на R6 и само ако R5 и R6 са стабилни температурно, както и при липса на резистивен дрейф във времето от деградация на слоевете, то изходното на усилвателя също ще е стабилно.
http://www.engineering-review.bg/bg/izt ... ok/2/1616/ (фиг.11б)
Обаче, при двуполярно захранване и температурно некомпенсиран ценеров диод, (когато в него липсва вграден последователен диод в обратна посока), и двете схеми са бистабилни, а на изходите им може да се получи и отрицателно напрежение. Тоест ценерът ще работи като диод в права посока. Тогава изходното на усилвателя ще е -1V, (при тези стойности на R5 и R6). Затова в това отношение схемата от фиг.3б е по-добра, макар и с по-лоши параметри.
Що се отнася до зависимостта на изходното на усилвателя IC2 от пада върху R7, (ако правилно съм разбрал), то такава май няма, защото R5 и R6 са свързани преди този резистор. Когато изправителят работи в режим CV, диодът D7 е запушен и изходното напрежение на стабилизатора също не зависи от пада върху R7 (Всички напрежения се мерят спрямо минусовата клема на стабилизатора.)
Доколкото разбирам, а то не е много, IC1А работи като сумиращ разнополярни токове, неинвертиращ интегратор. Разнополярните токове се определят от опорното напрежение, R16 и частта от потенциометъра P2 от една страна, както и от пада върху R7, тримера P3 и останалата част от потенциометъра P2 - от друга. В режим CC, въпреки че интеграторът е неинвертиращ, статизъм или разлика между заданието по ток и действителната му стойност не би трябвало да има, тъй като интеграторът го елиминира (в PI и PID регулаторите статизъм няма).
За съжаление със симулацията не се справих, защото познанията ми са оскъдни!

[thebugger]

Ако успееш да отвориш симулацията разгледай как работи. Каквото успях да определя е, че пада върху R7 приповдига цялата релса към която са свързани веригите на ОУ. Това задейства защитата на IC1A спрямо изходния ток и почва да краде от опорното напрежение на входа на IC1B, задържайки тока постоянен на изхода. Относно IC2A, тя също е свързана към ,,контролната'' релса и неутализира промяната на потенциала през товара когато се образува пад през R7. Иначе си прав колега, опорното напрежение на IC2A има дадена зависимост от елементите около него. Ще се наложи да компенсирам както каза със обикновен диод последователно (но в права посока).Просто ще ги запоя заедно и ще ги сложа в общ шлаух или нещо. Също, видях в комет резистори със изключително нисък ppm, ще взема такива за делитела. Освен това всичко останало остава да тествам и коригирам просто.

П. С. А също и това го загледах, като заместител на ценера https://store.comet.bg/Catalogue/Product/22591/

[П. Петков]

Ако успееш да отвориш симулацията разгледай как работи. Каквото успях да определя е, че падът върху R7 приповдига цялата релса към която са свързани веригите на ОУ. Това задейства защитата на IC1A спрямо изходния ток и почва да краде от опорното напрежение на входа на IC1B, задържайки тока постоянен на изхода. Относно IC2A, тя също е свързана към ,,контролната'' релса и неутрализира промяната на потенциала през товара когато се образува пад през R7. Иначе си прав колега, опорното напрежение на IC2A има дадена зависимост от елементите около него. Ще се наложи да компенсирам, както каза, с обикновен диод последователно, (но в права посока). Просто ще ги запоя заедно и ще ги сложа в общ шлаух или нещо. Също, видях в комет резистори със изключително нисък ppm, ще взема такива за делителя. Освен това всичко останало остава да тествам и коригирам просто.

Може би трябва да помена отново, че всички напрежения на входовете и изходите на операционните усилватели в тази схема се мерят спрямо минусовата клема на стабилизатора ("контролната релса"). Затова те не зависят от пада върху R7. В режим CV (Control Voltage) напрежението на изхода на целия стабилизатор също не зависи от пада върху R7 до момента в който този пад не стане такъв, че IC1А да излезе от насищане (положително напрежение близо до 33 V). Чак тогава той ще започне да управлява изходния транзистор 2N3055, посредством IC1B. В този момент изправител-стабилизаторът се превръща в генератор на ток, тоест влиза в режим CC (Control Current). Това преминаване от един режим в друг е бързо, а не плавно и се определя от наличието на D7 и ниското изходно съпротивление на усилвателя IC1A. - Що се отнася до схемите "Генератор на ток" и "Стабилизатор на напрежение", разликата е в това, коя точка от съответната схема се приема за изход. В случая на схемите от фиг.11б и фиг.12а http://www.engineering-review.bg/bg/izt ... ok/2/1616/, това са общите точки между R и RL, а не изходите на усилвателя и стабилизатора 78XX.

Цитирам:
"...опорното напрежение на IC2A има дадена зависимост от елементите около него. Ще се наложи да компенсирам с обикновен диод последователно, (но в права посока)."

Уточнение:
Бистабилност може да се получи само ако захранването на операционния усилвател е двуполярно (примерно: +15 V;-15V и маса), което в случая не е така и затова не е необходимо да се слага диод. Освен това повечето ценери са термокомпенсирани вътрешно чрез такъв диод, което лесно може да се установи с омметър. При цифровите мултиметри измерването на съпротивления на обхват 2к се извършва посредством ток 1mA, което позволява отчитане освен на "съпротивление" на прехода, така и на точния пад върху него във Волтове. Ако на този обхват един ценер се премери в двете посоки и уредът не покаже наличие на напрежителен пад върху ценера (или на "съпротивление"), това значи, че той е термокомпенсиран.

Що се отнася до LM336, по-подходящ е ТL431, който би могъл да замени целия усилвател IC2, заедно с карантията около него. https://www.google.bg/search?q=TL431&tb ... rqdZk9gxSM:

[thebugger]

Разбрах какво имаш предвид, спрямо товара напреженията се запазват защото IC2A компенсира и пада върху R7. Ако IC2A не беше пуснат към контролната релса, а към маса, пада върху R7 щеше да намалява потенциала през товара, а така пуснат ОУ-то и неговото напрежение на изхода расте (спрямо масата), за да компенсира пада върху R7.

П.С. Проблемът е, че нямам много място за импровизация, защото ще използвам печатна платка правена точно за тая схема.

[П. Петков]

Разбрах какво имаш предвид. Спрямо товара напреженията се запазват, защото IC2A компенсира и пада върху R7. Ако IC2A не беше пуснат към контролната релса, а към маса, падът върху R7 щеше да намалява потенциала през товара, а така пуснат, ОУ-то и неговото напрежение на изхода расте (спрямо масата), за да компенсира пада върху R7.

П.С. Проблемът е, че нямам много място за импровизация, защото ще използвам печатна платка правена точно за тая схема.

Още веднъж да напиша:
Напрежението на изхода на IC2 няма нищо общо с пада върху R7. Маса на схемата не е шината с означение GND, а минусовата клема на изхода. В режим на токоограничение падът върху R7 е точно равен на напрежението върху P3 и частта от P2 (до неинвертиращия вход на IC1A). Когато IC1A e в линеен режим, тоест не е наситен, потенциалите на двата му входа са равни. Това е едно от основните свойства на операционните усилватели. От тук може да направим и изчисление за тока, при който ще се получи токоограничение. Сметката е следната:
Опорното напрежение 9,4 V предизвиква ток през R16, P2 и P3 (Приемаме, че потенциометърът P2 е поставен на максимален ток в горно положение, а P3 в долно положение.) Този ток е 9,4V/92,2k или е 101,95uA. Напрежението създадено от този ток върху P2 и P3 е 101,95uA*10,2k, което е 1,04 V ("*" е знак за умножение). За да може потенциалът на неинвертиращия вход да стане равен на този на инвертиращия, тоест 0 Волта, през R7 трябва да протече ток 1,04/0,33, което прави 3,15 A. Точно това ще бъде и токът на токоограничение, който IC1A ще поддържа. При същите условия, но P3 поставен в горно положение, токоограничението ще бъде: 9,4V/92k=102,17uA; 102,17uA*10k=1,0217 V, от тук 1,0217/0,33=3,096 A. От тези изчисления се вижда, че влиянието на P3 върху максималната стойност на токоограничението е малко, затова за лимит на максималния ток е по-добре да се променя R16. P3 може да се ползва за промяна на минималния ток на токоограничение, където влиянието му ще е съществено. По конкретно, чрез P3 минималният ток ще се променя в границите от нула до 62mA.
По-прецизен анализ на схемата би довел до въвеждане на още един операционен усилвател, който да е свързан като повторител, и който трябва да буферира потенциала на масата (минусовата шина), за да се избегне влиянието на токовете от всички резистори, които са свързани към нея. Тези токове предизвикват постоянен пад върху R7 и незначително влияят на токоограничението. Променливо влияние на токоограничението оказва делителят R12, R11 и P4, като в известна степен прави зависимо токоограничението от изходното напрежение. Този допълнителен операционен усилвател може да се захрани от опорното напрежение 9,4 V и стабилизатора (-3 V).
Неяснота в схемата (поне за мен) е наличието на Z1, Z4, R13 и Q1. Едно предположение за наличието на последните три компонента е предотвратяване скок на изходно напрежение при включване и изключване. Такова явление се наблюдаваше навремето при някои модели ТЕС-ове. В тази схема скок на изходното напрежение би могло да се получи, ако отрицателното захранване (-3 V) закъснее с появата си при включване.
Между общата точка на R14, колектора на Q1 от една страна и изхода на IC1B от друга, e добре да има резистор, тъй като при отпушване на Q1 операционният усилвател ще изрази силно негодувание от това действие.
Предпазителят F1 е по-добре да бъде преди "Греца", за да защити трафа от късо в последния. В този случай е добре да се помисли и за ограничаване на големия заряден ток през C1 при включване на стабилизатора.

[thebugger]

Колега и аз това ти казвам, спрямо минусовата клема напрежението през товара ще седи равно, защото пада през R7 е 0.5V (спрямо маса) при 5А и той ще повдига и напрежението на изхода на IC2A със 0.5V, за да запази същия потенциал през товара. Z1 няма приложение в схемата. Там е ако искаш да захраниш цифров волтметър, който работи на 12V примерно. Приложението на Q1 и прилежащите елементи е точно това, да не позволява overshoot при включване и да разрежда цялата колекторна верига при изключване.

П. С. Промених схемата малко, за тази става на въпрос.

П. П. С. Попринцип си прав, хубаво е да се използва някакъв буфер за минусовата релса за да компенсира пада върху R7 от тока генериран от всички съпротивления вързани към нея, но по мои сметки, пада в покой не би трябвало да превишава 360uV, грешка която мисля че може да се възприеме за нормална.