AC-DC-Schienen hängen bei Belastung übermäßig durch

Die Widerstände zwischen Ihren Filterkondensatoren sind kontraproduktiv. Sie verursachen einen zusätzlichen Spannungsabfall aufgrund des Laststroms und verhindern, dass die späteren Kondensatoren auf die gleichgerichtete Spitzenspannung aufgeladen werden.

Folgendes passiert mit dem ungeregelten Ausgang, wenn eine Last von 100 mA angelegt wird (simuliert in LTspice ): -

Die Spannung ist sehr glatt, ist aber auf 14 V abgefallen, was genau der Dropout-Spannung eines 7812 entspricht.

Ihre Regler entfernen die Welligkeit, sodass die Filterkondensatoren nur die ungeregelte Spannung über der Abfallspannung der Regler halten müssen. Die Schaltung funktioniert besser, wenn Sie einfach alle Filterkondensatoren zu einem größeren Kondensator zusammenfügen.

Ohne Widerstände und die 2200-uF-Kondensatoren, die parallel geschaltet sind, um 6600 uF zu erzeugen, sieht der ungeregelte Ausgang so aus: -

Jetzt bleibt die Spannung über 16 V, sodass der Regler viel Headroom hat. Es gibt eine kleine Welligkeit, aber der Regler entfernt sie.

Die positive Schiene des Vorreglers misst weit über 14 V (ich glaube fast 15 V) und der Regler hat eine Dropout-Spannung von 2 V, also dachte ich, es wäre in Ordnung.

Wenn der Transformator wirklich 12 VAC ausgibt, sollten Sie ohne Last über 16 V erreichen. Unter Last fällt er ab, sollte aber noch bis ~100mA ausreichen. Transformatoren geben im unbelasteten Zustand normalerweise eine höhere Spannung als die Nennspannung aus, um sicherzustellen, dass sie ihre Spezifikation bei Nennlast erfüllen. In der Praxis sollte sie also noch höher sein. Eine niedrigere Leerlaufspannung als erwartet deutet entweder auf eine falsche Transformatorwicklung oder eine niedrige Netzspannung hin.

Wenn die ungeregelte Spannung unter Last über 14 V liegt, sollte der Regler genug zu arbeiten haben (zumindest bei Strömen deutlich unter 1 A). Ein Messgerät zeigt nur die durchschnittliche Spannung an, sodass es Ihnen nicht die niedrigere Welligkeits-Durchgangsspannung anzeigt, aber Ihre Schaltung sollte eine sehr geringe Welligkeit haben, wenn die Kondensatoren annähernd die richtigen Werte haben. Wenn also die Eingangsspannung des geladenen Reglers fast 15 V beträgt, dann verursacht etwas anderes die niedrige Ausgangsspannung.

Was mache ich falsch oder verstehe das nicht?

• Sie verwenden eine zu niedrige Transformatorspannung. Wenn die Transformatornennwerte typisch sind, beträgt jede Ausgangswicklung 12 VRMS, wenn der AC-Eingang 120 V beträgt. Der Ausgang ist ein gepulster Gleichstrom, der im unbelasteten Zustand auf etwa 16 V ansteigt, aber die Kondensatoren müssen die Spannung zwischen den Impulsen halten. Selbst um Low-Dropout-Regler für einen 12-V-Ausgang zufrieden zu stellen, sind sehr kurze Stromimpulse vom Transformator erforderlich. Sie möchten wahrscheinlich einen Transformator mit einer Nennspannung von 15 oder 16 V pro Ausgangswicklung (es gibt irgendwo eine Faustregel, aber ich habe sie vergessen).
• Sie verwenden High-Dropout-Regler. Das verschlimmert nur deine Probleme.
• Sie verwenden Filterwiderstände. Dies ist großartig, um den Wechselstrom zu glätten, aber schrecklich, um einen Spannungsabfall zu verursachen - und Sie verursachen einen Spannungsabfall zusätzlich zu der bereits unzureichenden Wechselspannung.
  • Wenn Sie keine superleise Versorgung benötigen, lassen Sie die Widerstände weg.
  • Wenn Sie eine superleise Versorgung benötigen, ist es wahrscheinlich nur für einen Teil der Schaltung - also zapfen Sie den Gleichrichterausgang ab (oder verwenden Sie separate Gleichrichter) für eine separate, superkleine superleise Versorgung .

Ich gehe davon aus, dass Ihr Transformator 12 V Wechselstrom ausgibt. Dies bedeutet, dass Sie nach der Gleichrichtung 12 multipliziert mit der Quadratwurzel von 2 minus Spannungsabfall an der Diode erhalten. Ungefähr 15 V unter der Annahme von etwa 1 V Abfall pro Diode. Dies ist die Spitzenspannung und reicht theoretisch aus, um die linearen Linearregler 7812/7912 zu versorgen und zu ermöglichen, dass sie ordnungsgemäß funktionieren (3 Volt über dem Ausgang).

Wenn eine Last in den Stromkreis eingefügt wird, ist die Bedingung, dass die Eingangsspannung die ganze Zeit mindestens 2 V höher als die Ausgangsspannung des Reglers sein muss, nicht mehr erfüllt. Zwei Gründe, warum dies passiert:

• Filterkondensatoren entladen sich schneller;
• Spannungsabfall über 10-Ohm-Widerständen nimmt zu;

Lösungen:

• einen Trafo mit höherer Ausgangsspannung verwenden und/oder
• Verwenden Sie Niederspannungs-Dropout-Regler
• Entfernen Sie diese 10-Ohm-Widerstände (oder verwenden Sie einen Transformator, dessen Ausgangsspannung den Abfall über die Widerstände kompensieren kann).