Low Dropout линейный стабилизатор на TL431

[Falconist]

Понадобился мне несложный Low Dropout стабилизатор напряжения ампер на 4...5. Поскольку LM317 все равно пришлось бы умощнять, да и к категории "LD" ее отнести нельзя, обратил свое внимание на стабилизаторы, основанные на TL431.

За основу взял известный стабилизатор с регулирующим N-P-N транзистором, включенным с ОК:

Неплохая вроде бы схема, но тоже не LD. А поскольку давно уже не шарюсь по Всемирной Помойке в поисках подходящих схем, а проектирую их заново, стал думкать, как ее переделать в LD. В общем-то, решение достаточно очевидное: каскад на силовом транзисторе с ОК - неинвертирующий, но не LD (падение напряжения на базо-эмиттерном переходе + напряжение насыщения). Чтобы получить LD, надо транзистор включить с ОЭ. Значит, он должен быть P-N-P структуры. Но, поскольку такой каскад инвертирующий, значит выходной сигнал TL431 надо проинвертировать еще раз. Получилась вот такая схема:

Минимальное напряжение 2,5 В меня вполне устраивает.

Прежде, чем паять, прогнал эту схему в Мультисиме (файл симуляции в 14-й версии приаттачен). И вот тут-то столкнулся с не совсем понятным явлением. А именно, триггерным эффектом. При указанных на схеме номиналах, если запустить симуляцию с R3, установленным в максимальное значение (47 кОм), то на выходе появятся 29,9 В, которые уже не поддаются регулировке изменением сопротивления резистора R3. Если же сопротивление R3 при включении поставить меньше, то регулировка производится во всем диапазоне. Но стоит дойти до максимума выходного напряжения - ей снова капец.

Если номиналы R4 / R4 выбрать 33 кОм / 3 кОм, то максимальное значение выходного напряжения будет только 29,6 В. Уже не LD! А учитывая 10...20% разброс номиналов переменных резисторов, указанный триггерный эффект почти гарантирован.

Понятно, что дальше надо макетировать схему "в железе", но, может быть, кто-то более опытный сможет повторить симуляцию и разобраться в причинах этого эффекта?

Схема2.ms14

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Starichok]

при максимальном напряжении на выходе Т1 должен быть закрыт полностью. это значит, что падение на R1 должно быть меньше 0,4-0,5 Вольта. а это, в свою очередь, значит, что ток тл431 должен получиться меньше 0,2 мА, что явно меньше обязательного минимального тока катода 1 мА.

отсюда следует, что нужно снижать номинал R1, хотя бы, до 470 Ом.

при другом выходном напряжении имеется еще ток базы Т1, который "помогает" тл431 нормально работать.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Falconist]

Спасибо за участие. Но не помогло. Помог дополнительный резистор между TL431 и базой Q1.

Правда, и максимальное выходное напряжение при этом получилось всего 29 В...

[Реклама]

Выбираем схему BMS для заряда литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ очень важен контроль процесса заряда и разряда для избегания воздействия внешнего зарядного напряжения после достижения 100% заряда. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список таких решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Владимир65]

Ваш файл из первого поста в моем симе с переменным резистором R3= 47 кОм нормально работает . При запуске сима  с максимальным значением R3 все потом регулируется нормально. Видимо косяк вашего сима. Ну и в железе, то что писал Старичек про минимальный ток катода тлки, в даташите он 0,4 ма , надо учесть. Выбрать немного больше. 

[Реклама]

Сравнительное тестирование аккумуляторов EVE Energy и Samsung типоразмера 18650

Инженеры КОМПЭЛ провели сравнительное тестирование аккумуляторов EVE и Samsung популярного для бытовых и индустриальных применений типоразмера 18650. 

Для теста были выбраны аккумуляторы литий-никельмарганцевой системы: по два образца одного наименования каждого производителя – и протестированы на двух значениях тока разряда: 0,5 А и 2,5 А. Испытания проводились в нормальных условиях на электронной нагрузке EBD-USB от ZKEtech, а зарядка осуществлялась от лабораторного источника питания в режиме CC+CV в соответствии с рекомендациями в даташите на определенную модель. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[J_Ohm]

@Falconist , если посмотреть, какой дурдом с токами и напряжениями сопровождает упомянутую проблему - все станет относительно понятно.

В реальности, TL431 попросту сгорела бы, пытаясь открыть еще больше и так уже до предела открытый VT1.

 

[Реклама]

Литиевые аккумуляторы EVE Energy и решения для управления перезаряжаемыми источниками тока (материалы вебинара)

Опубликованы материалы вебинара Компэл, посвященного литиевым аккумуляторам EVE Energy и решениям для управления перезаряжаемыми источниками тока.

На вебинаре мы представили информацию не только по линейкам аккумуляторной продукции EVE, но и по решениям для управления ею, что поможет рассмотреть эти ХИТ в качестве дополнительной альтернативы для уже выпускающихся изделий. Также рассмотрели нюансы работы с производителем и сервисы, предоставляемые Компэл по данной продукции. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Falconist]

Да, это как раз ОНО! Гросс сенькс. Я потому, собственно, и тему открыл. Только начал проектировать (мысля появилась, ее надо было быстренько проверить) и еще не все нюансы учел. С R5 = 2,7 кОм все работает зашибись. регулируется от 2,5 до 29 В.

Теперь наберусь духу и буду переводить в "железо".

[Реклама]

Литиевые батарейки и аккумуляторы от мирового лидера  EVE в Компэл

Компания Компэл, официальный дистрибьютор EVE Energy, бренда №1 по производству химических источников тока (ХИТ) в мире, предлагает продукцию EVE как со склада, так и под заказ. Компания EVE широко известна в странах Европы, Америки и Юго-Восточной Азии уже более 20 лет. Недавно EVE была объявлена поставщиком новых аккумуляторных элементов круглого формата для электрических моделей «нового класса» компании BMW.

Продукция EVE предназначена для самого широкого спектра применений – от бытового до промышленного. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Владимир65]

Повторил прогон схемы и у меня такая же ситуация появилась с триггерным эффектом. Посмотрел схему лучше и нашел косяк в схеме. При повышении напряжения выше входного (29,9 В) в схеме будет гореть тлка или транзистор Т1, может и то и другое. Потому как при повышении напряжения выше входного , тлка будет стараться открыт Т1, а ограничить ток нечем.

Схема2.ms14

Изменено 15 января, 2017 пользователем Владимир65

[Falconist]

Совершенно верно. @J_Ohm  указал на тот же самый косяк.

Симулятор, конечно, цацка хорошая, но иногда задалбывает своей простотой.

[Владимир65]

Вообще то мы не правы

9 минут назад, Владимир65 сказал:

 При повышении напряжения выше входного (29,9 В) в схеме будет гореть тлка или транзистор Т1, может и то и другое. Потому как при повышении напряжения выше входного , тлка будет стараться открыт Т1,

Наоборот закрыть! Но изменения в схеме по ограничению тока тлки надо сделать все равно.

[Falconist]

Так я ж уже внес изменения!

В общем, большое спасибо всем принявшим участие. Сваяю - отпишусь о результате.

[Владимир65]

Аварийная ситуация в схеме из первого поста возникнет когда на выходе бп будет стоять большая емкость, и без нагрузки бп резко уменьшить выходное напряжение. Либо подать на выход бп напряжение выше установленного на бп.

51 ом мало, при входном 30 В ток на тлке теоретически может подняться до 0,5 А при максимальном для тл если я не ошибаюсь  0,05 А 

Еще в схеме может возникнуть возбуждение, возможно не устранимое.

[Vovk Z]

Все уже придумано до нас.

Если погуглить, можно найти, откуда я взял эту схему (нашел за 15 сек).

Я уже молчу о SD1083.

Изменено 15 января, 2017 пользователем Vovk Z

[Falconist]

А какое отношение эта схема имеет к моей? Лишь бы запоститься? К тому же, применение полевых транзисторов в линейном режиме - вообще дурость несусветная.

И SD1083 тоже к чему? 

[Sem2012]

@Vovk Z последнее время тормозит просто.

 

[Юный пионер]

@Vovk Z Приведённая схема не оптимальная. Если вторичная обмотка с отводом от середины, то для вольтодобавки достаточно двух диодов и нет смысла городить такой сложный выпрямитель. Если без отвода, то поставить мост на основной выпрямитель и тоже пару диодов с двумя конденсаторами для вольтодобавки. А, полевик можно заменить повторителем на составном транзисторе. Известная схема.

Изменено 16 января, 2017 пользователем Юный пионер

[Владимир65]

@Falconist , ну что там с Low Dropped? Получилось выбраться из колеи? )))

[Vovk Z]

В 1/16/2017 в 18:38, Falconist сказал:

@Vovk Z , ну и не придумывайте. Ходите и дальше по протоптанной колее. А я вот придумал, выглянув из колеи. 

Ну и ладно. Чтобы закончить тему, было бы еще неплохо исправить  "Low Dropped" на  "Low Drop", что ли...

А то "Низко упавший линейный стабилизатор" - как-то "не то".

[Falconist]

По этому поводу есть анекдот.

Идут два студента-медика по улице. Впереди них - мужик топает враскоряку. Студенты пытаются поставить диагноз:
- Парапроктит.
- Нет, геморрой.
- Нет, парапроктит.
- Нет, геморрой. А давай, спросим!
Подходят, спрашивают. Мужик:
- Мы все втроем ошиблись. Хотел пукнуть, а укакался.

Если уж точно, то "Low Dropout".

Исправил.
 

[Владимир65]

Нет, без обид! Что действительно получилось?

[Falconist]

Пока не добрался до ЭТОГО макета. Стоматолог напряг меня с LED-подсветкой бинокулярной лупы (была тема в "Работе"). Пришлось срочно макетировать. Получилось классно. Драйвер литиевого аккумулятора линейный, лупит на полную мощу стабильных 0,7 А до просадки напряжения на аккумуляторе вплоть до 3,55 В. Плюс плавно регулирует яркость. Самому понравилось. КПД получается от 75 до 90%. 


 

[Владимир65]

Может вам это подойдет.

Low Dropout.ms14

[Falconist]

Бр-р-р-р! Какой ужас! Проще уж ОУ прилепить.

[mvkarp]

@Falconist , пока что в теме Ваши схемы - с регулировкой выхода в широких пределах. Это на первом этапе, для отладки? Если нет, то о каком LD может идти речь?

[Falconist]

Это схемотехническая реализация моих мыслей. Пока что. 

Пощупаю в железе - будем поглядеть, что из этого выльется.

[mvkarp]

Понятно.