¿Cómo ajustar el equivalente del regulador de voltaje lineal?

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Estoy intentando construir una fuente de voltaje lineal. (Todavía no estoy tocando la red).

Mi primer pensamiento fue utilizar un regulador de voltaje lineal ajustable. Desafortunadamente, encontré que los reguladores de voltaje lineal tienen requisitos de carga mínima, así como un voltaje de referencia que se traduce en su salida de voltaje mínimo. En la mayoría de los reguladores de voltaje lineal, encontré que el voltaje de referencia es ~ 1.25V.

Quiero poder pasar de 0V-30V con limitación de corriente de 1-3A. Entonces, miré el circuito equivalente de un regulador de voltaje lineal en una de las hojas de datos y encontré esto ...

Dado que los amplificadores operacionales no extraen mucha corriente (en la corriente ideal de los amplificadores operacionales a cero), y pueden tener un voltaje de entrada máximo por encima de 30 V, pensé que este circuito sería perfecto porque, en realidad, mi único límite era el voltaje máximo del colector. y la corriente del BJT conectado a la salida del amplificador operacional, ¡y puedo obtener 0V!

Como las entradas del amplificador operacional no consumen corriente de todos modos * el divisor de voltaje solo tiene que establecer una referencia de voltaje de baja corriente. Pensé que sería fácil, pero estaba equivocado.

Suponiendo que sustituyo R1 y R2 con un potenciómetro, cuando estoy en una alta resistencia total, todo estará bien. Cuando caigo baja la potencia me estorba. Si tengo una resistencia de 0 (referencia de 0 V), el divisor de voltaje será básicamente corto y estaré bien:

$$ I = V / R $$ $$ I = 30 / 0Ω $$ $$ I = 0A $$
$$ P = VI $$ $$ P = 30V (0A) $$ $$ P = 0W $$

Pero, cuando quiero un voltaje muy bajo, la energía se convierte en un problema.

(Supongamos que la resistencia total es, en el peor de los casos, una resistencia de 1Ω)

$$ I = V / R $$ $$ I = 30 / 1Ω $$ $$ I = 30A $$
$$ P = VI $$ $$ P = 30V (30A) $$ $$ P = 900W $$

E incluso si mi regulador de corriente constante estuviera funcionando de antemano y solo me dejara dibujar 3A, todavía estaría teniendo problemas de energía.

Mi segunda solución fue dejar R2 como una resistencia de alto valor y sustituir un potenciómetro por R1. En este caso, ya no tendría problemas de energía, pero algo sería extraño con el esquema de control. Digamos que el potenciómetro que reemplaza a R1 está en 0Ω.

En este caso, R2 actúa como una derivación de corriente, y obtengo la tensión de mi riel completo como la tensión de referencia. Pero el potenciómetro tendría que pasar de 0Ω - ∞Ω ... y no creo que sea factible.

La tercera solución en la que pensé era usar un regulador de voltaje lineal como referencia de voltaje, pero ... ese tipo de derrota el propósito.

La cuarta solución que pensé era reemplazar R2 con un potenciómetro en lugar de R1. No tendría problemas de alimentación, pero la fuente de alimentación pasaría de 30 V a 0 V girando a la derecha y, de nuevo, el potenciómetro tendría que ir de 0Ω -

Debe haber una manera de hacer esto, pero ¿cómo exactamente?

    
pregunta Allenph

2 respuestas

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No estás pensando en el potenciómetro correctamente, es un dispositivo de tres pines con el limpiaparabrisas como la unión de R1 y R2. Parece que lo consideras como un reóstato, es decir, una resistencia variable de dos pines, y esto, por supuesto, < em> can puede ser un problema en todos los suministros.

Básicamente, use una olla (quizás 10k ohm) para reemplazar R1 y R2. Esto le da un voltaje variable entre 0V y 30V que entra en la entrada no inversora del amplificador operacional.

También R3 puede ser un cortocircuito y R4 no es necesario.

    
respondido por el Andy aka
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Con los reguladores lineales, un alto voltaje de entrada (30 V) y un bajo voltaje de salida (1 V) a una corriente alta (3A) siempre le dará una alta disipación ((30 V - 1 V) * 3 A = 87 vatios). Esa es la principal desventaja de este diseño.

Para resolver esto, tienes algunas opciones, pero hacen que tu diseño sea más complicado.

  • Baje el voltaje de entrada (seleccione un voltaje diferente en el transformador (algunos transformadores tienen varios voltajes de salida, como 12V, 18V, 24V, etc.) Algunos suministros de laboratorio comerciales usan este esquema.
  • Baje el voltaje de entrada usando un convertidor conmutado. Diseñé y construí una como esta hace 20 años utilizando un regulador de conmutación L296, también tiene un regulador lineal después del regulador de conmutación.
  • Ir a un regulador de conmutación.

Hacer que un regulador baje a 0V también se puede hacer con un regulador de voltaje estándar (ajustable) IC. Se puede hacer con la ayuda de un voltaje negativo o puede usar un opamp que puede funcionar con un voltaje de entrada de 0 V (por ejemplo: MCP6002) y usar el opamp como amplificador de error. La salida del opamp controla el pin de retroalimentación del regulador IC.

No todas las soluciones anteriores son tan simples que les recomendaría a un principiante. Mi primer suministro usó un regulador lineal L200 y un suministro negativo, por lo que pude bajar a 0 V. El uso de una solución integrada también brinda protección contra el sobrecalentamiento, lo cual es bueno tener. ST tiene un buen documento para comenzar con el L200: Nota del diseñador . El L200 es antiguo, lo sé ;-) Seguro que hay más ICs modernos que también harían el trabajo.

Prefiero no usar un IC, aquí es un "estilo de los años 70" clásico muy agradable; -) fuente de alimentación!

    
respondido por el Bimpelrekkie

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