Я пытаюсь построить линейный источник напряжения. (Я пока не касаюсь сети.)
Моей первой мыслью было использовать регулируемый линейный стабилизатор напряжения. К сожалению, я обнаружил, что линейные регуляторы напряжения имеют минимальные требования к нагрузке, а также опорное напряжение, которое соответствует вашему минимальному выходному напряжению. Я обнаружил, что на большинстве линейных регуляторов напряжения эталонное напряжение составляет ~ 1,25 В.
Я хочу иметь возможность переходить от 0 В до 30 В с ограничением тока от 1 до 3 А. Итак, я посмотрел эквивалентную схему линейного регулятора напряжения на одном из даташитов и придумал это...
Поскольку операционные усилители не потребляют большой ток (в идеальных операционных усилителях нулевой ток) и могут иметь максимальное входное напряжение выше 30 В, я подумал, что эта схема будет идеальной, потому что на самом деле моим единственным ограничением было максимальное напряжение коллектора и ток BJT подключен к выходу операционного усилителя, и я могу получить 0 В!
Поскольку входы операционного усилителя в любом случае не потребляют ток*, делитель напряжения просто должен установить слаботочный источник опорного напряжения. Я думал, что это будет легко, но я ошибался.
Предполагая, что я заменю R1 и R2 потенциометром, при высоком общем сопротивлении все будет в порядке. Когда я падаю, меньшая мощность мешает. Если у меня сопротивление 0 (опорное значение 0 В), делитель напряжения в основном будет коротким, и со мной все будет в порядке:
Но, когда я хочу очень низкое напряжение, мощность становится проблемой.
(Предположим, что общее сопротивление в худшем случае составляет 1 Ом)
И даже если бы мой стабилизатор постоянного тока работал раньше и позволял мне потреблять только 3 А, у меня все равно были бы проблемы с питанием.
Мое второе решение состояло в том, чтобы оставить R2 в качестве резистора с высоким сопротивлением и заменить R1 потенциометром. В этом случае у меня больше не было бы проблем с питанием, но было бы что-то странное со схемой управления. Допустим, потенциометр, заменяющий R1, находится на 0 Ом.
В этом случае R2 действует как токовый шунт, и я получаю полное напряжение на шине в качестве опорного напряжения. Но потенциометр должен быть от 0 Ом до ∞ Ом ... и я не думаю, что это возможно.
Третье решение, о котором я подумал, состояло в том, чтобы использовать линейный стабилизатор напряжения в качестве источника опорного напряжения, но... это не соответствует цели.
Четвертое решение, о котором я подумал, заключалось в том, чтобы заменить R2 потенциометром вместо R1. У меня не было бы проблем с питанием, но источник питания менялся бы от 30 В до 0 В при повороте вправо, и снова потенциометр должен был бы двигаться от 0 Ом до ∞ Ом.
Должен быть способ сделать это, но как именно?
Вы неправильно думаете о потенциометре - это трехконтактное устройство, в котором дворник фактически является соединением R1 и R2 - вы, похоже, рассматриваете его как реостат, то есть двухконтактный переменный резистор, и это, конечно, может быть проблема по поставкам.
В основном используйте потенциометр (возможно, 10 кОм) для замены R1 и R2. Это дает вам переменное напряжение от 0 В до 30 В, поступающее на неинвертирующий вход операционного усилителя.
Также R3 может быть короткозамкнутым, а R4 не нужен.
С линейными стабилизаторами высокое входное напряжение (30 В) и низкое выходное напряжение (1 В) при большом токе (3 А) всегда будут давать высокое рассеивание ((30 В-1 В) * 3 А = 87 Вт). Это главный недостаток данной конструкции.
Чтобы решить эту проблему, у вас есть несколько вариантов, но они усложняют ваш дизайн.
Понизить напряжение регулятора до 0 В также можно с помощью стандартной (регулируемой) микросхемы регулятора напряжения. Это можно сделать с помощью отрицательного напряжения или вы можете использовать операционный усилитель, который может работать с входным напряжением 0 В (например: MCP6002) и использовать операционный усилитель в качестве усилителя ошибки. Затем выход операционного усилителя управляет выводом обратной связи микросхемы регулятора.
Не все вышеперечисленные решения настолько просты, что я бы посоветовал их новичку. В моем первом источнике питания использовался линейный регулятор L200 и отрицательный источник питания, поэтому я мог понизить напряжение до 0 В. Использование интегрированного решения также обеспечивает защиту от перегрева, что очень удобно. У ST есть хороший документ, который поможет вам приступить к работе с L200: Заметка дизайнера . Я знаю, что L200 древний ;-) Наверняка есть более современные микросхемы, которые также справятся с этой задачей.
Я предпочитаю не использовать IC, вот очень хороший классический "стиль 1970-х" ;-) блок питания!
пользователь 253751