Настольный блок питания без минимального выходного напряжения

Как и многие другие любители электроники, я пытаюсь построить регулируемый настольный источник питания с выходным напряжением 0-30 В и 0-5 А.

Я просмотрел различные источники, чтобы получить общее представление о том, как его спроектировать, но все они ограничивались тем, что на выходе должно быть минимальное напряжение. В колледже я видел, что я также могу перейти на регулируемый выход 0–0,1 В.

Как эти блоки питания достигают этого? Есть ли какое-либо название специальной схемы, которую я могу найти в Google?

Примечание. Скорее всего, в моем проекте будет использована топология обратноходового преобразователя, но я хотел бы знать, как этого добиться в линейных источниках питания.

Ограничением может быть способ использования опорного напряжения. Как правило, вы понижаете вывод с помощью делителя и передаете результат обратно в ссылку. Если вы хотите, чтобы вывод был ниже эталонного значения, это, очевидно, больше не работает. Вы должны были бы начать усиливать выходной сигнал, прежде чем подавать его обратно.
Насколько я знаю, для стабильной работы обратноходового преобразователя нам нужен минимальный рабочий цикл и, следовательно, минимальное выходное напряжение. Я видел схему, которая использует TL431 для обратной связи для управления рабочим циклом, и она имеет опорное напряжение около 2,45 В. Таким образом, с помощью простого делителя напряжения n/w мы должны поддерживать минимальное выходное напряжение около 2,5 В. В случае линейных источников питания микросхема, используемая для регулирования выхода, также имеет положительное ненулевое опорное напряжение в несколько вольт. По этим причинам они никогда не могли опуститься ниже этих опорных напряжений на выходе.
Усиление кажется хорошей идеей, я проведу небольшое исследование и посмотрю, как я могу это реализовать.
В качестве альтернативы вы можете усилить сам эталон перед его сравнением с выходными данными, а не уменьшать выходные данные.
@RAHULKUMAR Если мне нужно получить нулевое выходное напряжение, я должен убедиться, что у меня есть шина отрицательного напряжения. Это не должно быть много. Всего несколько вольт или больше. И это не должно иметь большого текущего соответствия, также. Но его наличие позволяет получить необходимый контрольный запас. Почти невозможно добиться полного контроля до нуля, если все, что у вас есть, это земля и один рельс.
Что сказал Джонк, и убедитесь, что это действительно хорошо отрегулированный источник отрицательного напряжения; выход вашего основного регулятора настолько же хорош, как и источник «сейчас немного под землей», по отношению к которому регулируется его выход.
Разработчики аудиосхем используют хитрость для устранения кроссоверных искажений в выходных каскадах операционных усилителей. То же самое работает и с линейными блоками питания. Наводящий вопрос: при выходе +0,1 В постоянного тока каков максимальный требуемый выходной ток через нагрузку на землю?

Ответы (4)

Для импульсных преобразователей, использующих опорное напряжение 1,25 В, необходимо сместить нижний конец цепи обратной связи, чтобы он соответствовал опорному напряжению.

Вы можете сделать это, используя второй источник питания (например, 5 В от зарядного устройства для телефона), эти 5 В можно также использовать для питания приборов на передней панели.

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Вот ссылка на регулируемый источник питания LM317 0–3 В без ограничения минимального выходного напряжения 1,2–1,3 В.

https://www.edn.com/use-an-lm317-as-0-to-3v-adjustable-regulator/#id2782607-48-a

введите описание изображения здесь

Без использования отрицательного напряжения нижняя часть диапазона регулирования всегда зависит от того, какое минимальное напряжение вы можете усилить (для управления с обратной связью).

  • Для одного транзистора без смещения оно составляет около 0,7 В.
  • Один транзистор со смещением около 0,2 В.
  • Транзисторная дифференциальная пара около 100мВ
  • Rail-to-rail операционный усилитель 50 мВ

Учитывая базовую концепцию повторителя для одиночного транзистора без смещения (первое упоминание) в верхней части R4, вам нужно около 0,65 В, чтобы открыть Q3, чтобы уменьшить выход повторителя Q1.

введите описание изображения здесь

Красный — напряжение нагрузки, зеленый — ток нагрузки (шаг от 100 до 10 Ом нагрузки)

введите описание изображения здесь

Аналогично, если вы замените Q3 на операционный усилитель rail-to-rail с опорным напряжением 50 мВ, вы сможете переместить нижнюю часть диапазона регулирования до 50 мВ.

Для линейного блока питания я бы действительно рекомендовал не использовать трюк с отрицательным смещением, чтобы попытаться получить 0 В от стабилизатора с 3 выводами. В этом вопросе стабильность отрицательной шины напрямую влияет на стабильность выхода.

Линейные регуляторы достаточно просты, чтобы сделать их с помощью операционного усилителя без проблем (в этом случае, как отмечает @Michal, вы можете приблизиться к тому, насколько операционный усилитель доставит вас, если вы не используете отрицательное питание). Но отрицательное питание довольно просто, если вы используете трансформатор: просто емкостно соедините второй мостовой выпрямитель и выпрямите и подключите к основному мостовому выпрямителю в обратном направлении. Затем, поскольку ваш основной операционный усилитель никогда не будет сильно нагружать отрицательное питание (нужно только снизить его до нуля) и, вероятно, имеет хороший PSRR, вы можете эффективно * игнорировать стабильность отрицательного питания и сосредоточиться на положительном. Что-то вроде этого дизайна , который можно найти по всему Интернету, но который очень хорошо обсуждается на этой странице.

Независимо от того, что вы строите, обязательно прочитайте эту статью по ссылке: есть несколько очень полезных практических советов по созданию блока питания, который вы действительно можете использовать и обслуживать.

Наконец, как отмечено в связанной статье, вам нужно снизить напряжение до 0 В (даже). Вы хотите иметь возможность медленно подавать ток на то, что вы построили, чтобы вы могли обнаружить ту микросхему с обратным подключением, чей защитный диод вызывает удивительное потребление тока, но который выживет, если вы отключите его сейчас . Прежде чем я построил источник питания 0–30 В, я взорвал множество микросхем, задаваясь вопросом, что происходит. Точно так же вы хотите текущее ограничение.

*для регулирования, которое действительно необходимо большинству из нас.

@Null, спасибо! извините, я был ленив (и не могу написать)