Плюсы и минусы маломощных интегрированных последовательных стабилизаторов напряжения по сравнению с шунтирующими регуляторами

Шунтовые регуляторы TL431 (и эквивалентные) в настоящее время представляют собой мармеладные детали и довольно дешевы. То же самое можно сказать и о регулируемом последовательном регуляторе TL317 (маломощная версия LM317).

Применительно к питанию легких нагрузок (<100 мА) они достаточно эффективны и просты в использовании. Несмотря на их различную внутреннюю топологию, кажется, что они могут использоваться в одной и той же роли вполне взаимозаменяемо.

Мне было интересно, каковы плюсы и минусы использования одного или другого, или, в более общем плане, каковы плюсы и минусы использования маломощного шунтирующего регулятора по сравнению с последовательным линейным регулятором. Какие дизайнерские решения могут заставить дизайнера выбрать один из них?

Я знаю, что, например, последовательные стабилизаторы могут иметь значительное падение напряжения (2,5 В для TL317), чего нет у шунтовых стабилизаторов (но вместо этого они могут иметь более высокий минимальный ток смещения/тока покоя). Но, принимая во внимание регулирующие органы LDO, в настоящее время это не кажется таким убедительным.

В конце концов, есть ли заметные преимущества одной топологии перед другой (и в каком случае), особенно при питании маломощных нагрузок?

Примечание: приветствуется прямое сравнение двух упомянутых мною частей мармеладки, а также более общее сравнение топологий. Твой выбор. Важно то, что мне нужны практические соображения, основанные на реальном опыте проектирования или знаниях относительно современных продуктов или систем. Другими словами, «почему и когда инженер-конструктор предпочел бы одно другому».

Судя по всему, разработчики, написавшие примеры в техпаспорте TL431, никогда не использовали бы его в качестве регулятора (но только в качестве эталона).

Ответы (3)

Для меня критическая разница заключается в том, как они справляются с нагрузками с различными требованиями к мощности.

Шунтовой регулятор всегда будет получать от источника одну и ту же мощность, даже если ток, потребляемый нагрузкой, уменьшается. В некоторых сценариях это может быть положительной особенностью.

Последовательный регулятор потребляет меньше энергии от источника питания, если ток нагрузки падает. В некоторых сценариях это может быть положительной особенностью. Это также делает последовательный регулятор более терпимым к неаккуратной конструкции --- вам не нужно точно знать максимальную и минимальную мощность, которая может потребоваться нагрузке, чтобы разработать последовательный регулятор, и ваша конструкция не будет оштрафована ( с дополнительным выделением тепла), если вы переоцените потребляемый ток нагрузки.

Шунтовой регулятор, питаемый от источника постоянного тока, может производить одни из самых тихих напряжений на земле, с превосходным подавлением пульсаций на всех гармониках FullWaveRectification 120 Гц.

Примером может служить форум/тред diyAudio "Упрощенный предусилитель фонографа NJFET RIAA". Их целью с ShuntReg является не точный VDD, а очень тихий VDD.

Я прочитал многие ранние посты; за последние 11 лет было опубликовано более 16 000 сообщений, и я пришел к выводу, что минимальный уровень шума их ShuntReg составляет примерно 1 наноВольт для шума 60/120 Гц.

В самом первом сообщении этой темы есть PDF-файл со схемами предусилителя RIAA и ShuntReg. Много усилий уходит на проектирование raw_DC, выбор трансформатора и заземление. Некоторые самодельщики пишут об абсолютной тишине, исходящей из их динамиков, с максимальным усилением и снятым с винила телефонным картриджем.

Интересный. Не могли бы вы добавить несколько ссылок на то, что вы цитируете?

Вот один из ShuntRegs, используемый для подачи питания на двухступенчатый NJFET RIAA; выход 24 В постоянного тока будет для предусилителя MOVING MAGNET, необходимого с низким коэффициентом усиления.

введите описание изображения здесь

Вот пример предусилителя RIAA для MOVING COIL на 250 мкВ, требующего высокого усиления, а значит, и высокого VDD (большие значения Rdrain).

введите описание изображения здесь

В ShuntReg планирование заземления имеет большое значение, поэтому выбросы тока диодов выпрямителя не вызывают падения I * R в медной фольге, разделяемой «чистым» выходным напряжением. Экспериментаторы «diyAudio» собрались на удаленных коробках для шнура питания, трансформатора, выпрямителей и первой фильтрации прямого постоянного тока; часто они тратят $$ на катушки индуктивности для фильтрации необработанного постоянного тока, чтобы еще больше замедлить скачки тока.

Затем 2-метровый кабель питания постоянного тока подает нерегулируемый постоянный ток в коробку предусилителя, где шунторегуляторы (один для левого канала, один для правого канала) снижают постоянный ток до чрезвычайно низкого уровня шума (1 нановольт) с превосходной стабильностью, поэтому крутизны NJFET предусилителя остаются постоянными. а баланс усиления LeftRight остается постоянным (в пределах 0,1 дБ для сохранения звуковой сцены).

Плюсы и минусы маломощных интегрированных последовательных стабилизаторов напряжения по сравнению с шунтирующими регуляторами
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v