Недавно я собрал небольшую схему регулируемого источника питания на основе LM317:
Однако я заметил, что выход может занять несколько секунд (порядка 10 или около того), чтобы «успокоиться» после поворота триммера на желаемое выходное напряжение. Что произойдет, если я установлю его на 5,000 В (в качестве примера), мой цифровой мультиметр будет показывать выходной сигнал, медленно уменьшающийся с шагом 1 мВ или около того, пока напряжение, наконец, не установится; иногда на 100 мВ ниже, чем я изначально установил.
Кажется, не имеет значения, быстро или медленно я поворачиваю триммер. Как только я отпущу кнопку, мой цифровой мультиметр покажет, что напряжение медленно «падает», пока оно, наконец, не стабилизируется. Та же проблема возникает с нагрузкой или без нее. Чтобы обеспечить стабильную нагрузку для тестирования (100 мА или около того), я использую фиктивную нагрузку постоянного тока, аналогичную той, что используется в EEVblog . Кроме того, изначально у меня не было регулятора 10 мкФ, но его добавление, похоже, не имеет значения.
Любая идея, почему это происходит или это просто нормально? Похоже, у меня достаточно сглаживающей емкости, поэтому я не думаю, что это проблема пульсаций. Может ли быть слишком большая емкость на выходе? Я видел, как другие люди демонстрировали свои схемы LM317 на YouTube, и их цифровой мультиметр, кажется, не «тикает» после установки выходного напряжения, как это делает мой.
Может быть, мои цифровые мультиметры слишком точны, хех. знак равно
РЕДАКТИРОВАТЬ: я попытался заменить «фиктивную нагрузку» простым резистором 1 кОм (также пробовал 100 Ом). Казалось, это не имело значения. Кроме того, кажется, что после того, как я установил напряжение, мой измеритель сначала «тикает» довольно быстро, а затем все медленнее и медленнее. «Ощущения» почти логарифмические:
Я только что вспомнил, что мой счетчик Agilent записывает данные (ага). Вот график примерно из 90 точек данных, показывающий падение напряжения (после установки около 5,25 В или около того) в течение ~ 90 секунд:
Вот еще более 5 минут (я пытался подключить 15 В):
ОБНОВЛЕНИЕ: Заменен потенциометр 5K (который был паршивым однооборотом мощностью 50 мВт) на прецизионный потенциометр 5K с 10 витками (номинальной мощностью 2 Вт). Теперь я могу поднять его до, скажем, 5 В или 12 В или чего-то еще, и мой цифровой мультиметр сразу показывает стабильные показания.
Я думаю, что вы рассеиваете слишком много энергии на потенциометр. Мой расчет дает 161 мВт, когда используется общее сопротивление. Если это маломощная версия 200 мВт, это может быть слишком много. Замените R5 на 1 кОм или 910 Ом и снова проведите эксперимент с 5 В и посмотрите, как оно изменится.
Учитывая информацию, предоставленную диаграммами вашего регистратора данных, я вполне уверен, что вы смотрите на тепловой дрейф .. Постоянная времени вашего дрейфа находится в диапазоне от 10 секунд до нескольких минут, что довольно характерно для термической осадки мелких деталей. Вы говорите, что в ваших первых тестах ваша нагрузка потребляет что-то около 0,1 А, а разница между входом и выходом составляет примерно 20 В - 5 В = 15 В. Это означает, что ваш LM317 рассеивает примерно 1,5 Вт - достаточно, чтобы дать ему заметный повышение температуры в зависимости от радиатора. Когда вы устанавливаете выходное напряжение на более высокое напряжение и предполагаете, что ток остается прежним, вы уменьшаете рассеиваемую мощность (действие нагрева), что объясняет, почему дрейф занимает больше времени при более высоком выходном напряжении. (Редактировать: конечно, для ваших экспериментов с нагрузочным резистором 1 кОм будут применяться немного другие числа.)
Если внутреннее опорное напряжение LM317 дрейфует к несколько более низкому напряжению при повышении температуры, выходной сигнал также будет дрейфовать. Если вы начнете с 5,27 В при комнатной температуре и получите на 0,1 В меньше с горячим LM317, это будет что-то вроде дрейфа в 2 %. Не совсем хорошо, но и не неслыханно для стандартного интегрального регулятора напряжения...
Вы можете проверить эту теорию, используя охлаждающий спрей (или просто продувая деталь холодным воздухом) или фен (или паяльник) и контролируя регулируемое выходное напряжение с помощью вашего точного цифрового мультиметра. Ваш конкретный регулятор, по-видимому, имеет отрицательный температурный коэффициент, поэтому при его охлаждении выходное напряжение должно повышаться, а при нагревании - понижаться.
Лист данных TI LM317 выглядит так, как будто их версия IC регулятора даже имеет отрицательный темп, поэтому он должен делать то, что делает ваша IC. Однако детали других производителей могут иметь положительное значение tempco. См. вверху слева на страницах 4 и 5.
Как и во всех подобных обстоятельствах, даже осциллограф с очень низкими характеристиками имеет большое значение. Осциллограф расширяет возможности вашего глаза и мозга во временной области на периоды, намного более короткие, чем он способен в других случаях :-). Они являются важным инструментом во всех серьезных ситуациях электронной разработки. Вероятно, вы сможете найти старую изношенную модель дешевле, чем стоимость деталей в этом предложении, и это даст вам информацию, которую невозможно получить иначе.
Осцилляция?: Такой результат часто возникает из-за осцилляции, НО ваша схема выглядит достаточно хорошо. Некоторым регуляторам требуются выходные колпачки в пределах диапазона Златовласки (не слишком высокий и не слишком низкий) И ESR также с диапазоном, но LM317 не такой тонкий, но проверьте техническое описание, чтобы убедиться, что используемые конденсаторы соответствуют требованиям диапазона. Регулятор - очень хорошая идея.
Взаимодействие нагрузки/питания?: Попробуйте начать с нагрузки с одним резистором, скажем, от 100 до 1000 Ом. Может быть взаимодействие между нагрузкой и подачей.
Со схемами такого рода (которые являются отличной идеей в принципе и часто превосходны на практике) вы зависите от алгоритма, реализованного внутри контроллера нагрузки. Если ему необходимо итерировать нагрузку для соответствия спецификации постоянного тока, это может привести к неожиданным результатам, и потенциально он также может колебаться при поиске желаемой рабочей точки. LM317 ДОЛЖЕН быть стабильным по напряжению при изменении нагрузки в пределах своего диапазона нагрузки, но нет уверенности в отсутствии взаимодействия.
Мое первое предположение заключалось в том, что у вас аномально большое значение для C7, но вы говорите, что эффект возникает и без C7, так что это можно исключить.
А вы уверены, что не установили на цифровом мультиметре какие-то странные настройки, например средний пик или переменный ток? Можете ли вы измерить выходную мощность каким-либо другим инструментом (осциллоскопом, старомодным аналоговым мультиметром или даже светодиодом + резистором, чтобы получить приблизительное представление)?
Келленджб
Крейг
Джейсон С
Крейг
Фотон