Comprensión de la estabilidad térmica y la desviación en los reguladores lineales

Navega tus respuestas
0

Estoy considerando los reguladores lineales de 3 terminales ( LM317 , LM350 , TL783 , etc.) para una fuente de alimentación que regule una tensión de CC de 150 V fluctuante hasta 145 V o 140 V. Mi carga es como 30-65mA. Por lo tanto, dependiendo de los parámetros, la disipación de potencia puede ser de 150 mW o 650 mW. Me gustaría el mismo circuito para manejar cualquier escenario.

Un fenómeno general que he visto con el LM317: con una carga estática, el voltaje de salida comienza a 145.00V y rápidamente (~ 10s) se reduce a 144.93V, luego de ~ 60s a 144.91V, y luego a muchos Más minutos se desvían en un voltaje de orden de 10 mV.

Supongo que este es un efecto de coeficiente de temperatura negativo: el regulador se está calentando. Puedo hacer que Vout suba absorbiendo algo de calor con la punta de mi dedo. He estado usando exclusivamente DPAK sin un disipador de calor. Anteriormente he visto el fenómeno opuesto: un aumento lento de voltaje : esto fue causado por resistencias de composición de carbono de alto tempco.

He observado este efecto bajo varias cargas, voltajes de salida y diseños de circuitos. El objetivo final es tener una fuente de alimentación que se establezca rápidamente (segundos) hasta 1 mV. No quiero volver una hora más tarde y descubrir que se ha reducido en 10 mV.

A. ¿Cómo podría uno construir el circuito para anular la deriva del voltaje debido a la temperatura?

B. Cuál es la diferencia entre esto? Algunas hojas de datos enumeran muchas de ellas.

  • Estabilidadalatemperatura.Mencionadoen LM317 , LM350 .

  • Regulacióntérmica(%/W).Mencionadoen LM350

  • Cambiodevoltajedesalidaconlatemperatura.Mencionadoen TL783 .

  • Estabilidadalargoplazo(%o%/tiempo).Mencionadoen LM317 , LM350 , TL783 .

    
pregunta Jay Keegan

2 respuestas

2

Una opción es cerrar el bucle alrededor del regulador:

Loscondensadoressonnecesariossolodebidoalapartequeutilicéenlasimulación:laspartestendríanqueelegircuidadosamentesuaplicaciónparagarantizarlaestabilidad.

Elvoltajedereferenciadebeserundispositivodetipo bandgap y el es posible que las resistencias de retroalimentación deban ser de tolerancia estricta (aunque podría ser adecuado un sistema de giro múltiple ajustable).

Lo que sucede aquí es bastante sencillo: a medida que Vout disminuye, el bucle se conduce de tal manera que se fuerza más corriente a través de R2. El rango de control de bucle es limitado (y aún no lo he analizado).

Otra opción (como se señala en los comentarios) es usar un digipot; He utilizado esta parte en el pasado con bastante éxito, pero eso no era un circuito de precisión.

La precisión absoluta no es particularmente buena, pero como parte de un circuito de control de retroalimentación general puede ser bastante precisa.

La acumulación de tolerancia del circuito de medición deberá tratarse como INL , DNL y El número efectivo de bits en particular, todos se agregan al presupuesto de error del sistema.

Si se pueden lograr pequeños errores en el rango de ppm (dinámicamente) con esa configuración es algo que aún no he analizado. Una verdadera conversión de 20 bits puede alcanzar una precisión de 1 ppm, pero si eso se puede lograr en una PCB depende de muchas cosas.

Para obtener una conversión efectiva de 20 bits primero se requeriría una conversión de 24 bits; existen varias técnicas que ayudan con el rendimiento de ADC, como dithering y técnicas de reducción de ruido .

    
respondido por el Peter Smith
1

Incluso ignorando sus efectos de autocalentamiento, para obtener una estabilidad de temperatura inferior a 10 ppm, necesitaría resistencias muy buenas (¡caras!) (las resistencias típicas del 0,1% cambian en 25 ppm / ° C) y una fuente de referencia muy buena (una banda de banda barata la referencia podría cambiar en 50 ppm / ° C). O considere la posibilidad de hornear los circuitos de control.

Aquí hay un ejemplo de cómo controlar el alto voltaje desde un bajo voltaje (puede modificar los voltajes de alimentación según corresponda):

Aquí, la relación de resistencias de retroalimentación negativa es crucial al igual que la tensión de referencia de entrada. Si desea estabilidad a 10 ppm y la temperatura de su caja cambia en 5 ° C, entonces necesita una estabilidad de 2 ppm / ° C. Eso no es nada fácil.

    
respondido por el Spehro Pefhany

Lea otras preguntas en las etiquetas

Cómo reducir 12v a 3.6v ¿Por qué veo un pico de 9V en la salida y el condensador en el temporizador 555?