Ich habe kürzlich einen schnellen kleinen LM317-basierten Schaltplan für ein einstellbares Netzteil erstellt:
Ich habe jedoch festgestellt, dass der Ausgang einige Sekunden (in der Größenordnung von 10 oder so) benötigen kann, um sich "zu beruhigen", nachdem der Trimmer auf die gewünschte Ausgangsspannung gedreht wurde. Was passiert ist, wenn ich es auf 5.000 V einstelle (als Beispiel), zeigt mein DMM den Ausgang langsam in 1-mV-Schritten oder so an, bis sich die Spannung schließlich einpendelt; manchmal bis zu 100 mV niedriger als ich ursprünglich eingestellt habe.
Es scheint egal zu sein, ob ich den Trimmer schnell oder langsam drehe. Sobald ich loslasse, zeigt mein DMM die Spannung langsam an, bis sie sich schließlich stabilisiert. Das gleiche Problem tritt mit oder ohne Last auf. Um eine stabile Last zum Testen bereitzustellen (ca. 100 mA), verwende ich eine Konstantstrom-Dummy-Last ähnlich der von EEVblog . Außerdem hatte ich ursprünglich keine 10uF-Adj-Kappe, aber das Hinzufügen scheint keinen Unterschied zu machen.
Irgendeine Idee warum das passiert oder ist das einfach normal? Scheint, als hätte ich genug Glättungskapazität, also denke ich nicht, dass es ein Welligkeitsproblem ist. Könnte es zu viel Kapazität am Ausgang sein? Ich habe gesehen, wie andere Leute ihre LM317-Schaltungen auf YouTube demonstriert haben, und ihr DMM scheint nach dem Einstellen der Ausgangsspannung nicht "abzufallen", wie es bei mir der Fall ist.
Vielleicht sind meine DMMs einfach zu genau, heh. =)
BEARBEITEN: Ich habe versucht, die 'Dummy-Last' durch einen einfachen 1k-Widerstand zu ersetzen (auch einen 100-Ohm-Widerstand versucht). Scheint nicht wirklich einen Unterschied zu machen. Außerdem scheint es, als ob mein Messgerät nach dem Einstellen der Spannung zunächst ziemlich schnell und dann langsamer und langsamer abfällt. "Fühlt sich" fast logarithmisch an:
Ich habe mich gerade daran erinnert, dass mein Agilent-Messgerät Datenprotokollierung durchführt (duh). Hier ist ein Diagramm mit ~90 Datenpunkten, das den Spannungsabfall (nach der Einstellung auf etwa 5,25 V) über ~90 Sekunden zeigt:
Hier sind weitere über 5 Minuten (ich habe versucht, 15 V einzuwählen):
UPDATE: Ersetzte den 5K-Pot (der ein beschissener Singleturn mit einer Nennleistung von 50 mW war) durch einen 5K-Präzisionspoti mit 10 Umdrehungen (mit einer Nennleistung von 2 W). Jetzt kann ich es auf, sagen wir, 5 V oder 12 V oder was auch immer aufdrehen, und mein DMM zeigt sofort einen stabilen Messwert an.
Ich denke, dass Sie zu viel Strom in das Potentiometer verbrauchen. Meine Berechnung ergibt 161 mW, wenn der Gesamtwiderstand verwendet wird. Wenn es sich um eine 200-mW-Version mit geringer Leistung handelt, ist dies möglicherweise zu viel. Tauschen Sie R5 gegen 1K oder 910 Ohm aus und führen Sie das Experiment mit 5 V erneut durch und sehen Sie, wie es sich ändert.
Angesichts der Informationen, die die Diagramme Ihres Datenloggers liefern, bin ich mir ziemlich sicher, dass Sie es mit thermischer Drift zu tun haben. Die Zeitkonstante Ihrer Drift liegt im Bereich von etwa 10 Sekunden bis zu einigen Minuten, was für das thermische Absetzen von kleinen Teilen durchaus üblich ist. Sie sagen, dass Ihre Last in Ihren ersten Tests ungefähr 0,1 A benötigt und die Differenz zwischen Eingang und Ausgang ungefähr 20 V - 5 V = 15 V beträgt. Dies bedeutet, dass Ihr LM317 ungefähr 1,5 W abführt - genug, um es wahrnehmbar zu machen Temperaturanstieg, abhängig vom Kühlkörper. Wenn Sie den Ausgang auf eine höhere Spannung einstellen und davon ausgehen, dass der Strom gleich bleibt, reduzieren Sie die Verlustleistung (Heizwirkung), was erklären würde, warum die Drift bei einer höheren Ausgangsspannung länger dauert. (Bearbeiten: Für Ihre Experimente mit einem 1k-Lastwiderstand würden natürlich etwas andere Zahlen gelten.)
Wenn die interne Referenz des LM317 bei steigender Temperatur auf eine etwas niedrigere Spannung driftet, driftet auch der Ausgang. Wenn man bei Raumtemperatur bei 5,27 V anfängt und bei einem heißen LM317 0,1 V weniger bekommt, ist das so etwas wie eine Drift von 2 %. Nicht gerade gut, aber auch nicht ungewöhnlich für einen standardmäßig integrierten Spannungsregler...
Sie können diese Theorie testen, indem Sie Kühlspray verwenden (oder einfach kalte Luft entlang des Teils blasen) oder eine Heißluftpistole (oder einen Lötkolben) verwenden und die geregelte Ausgangsspannung mit Ihrem Präzisions-DMM überwachen. Ihr spezieller Regler scheint einen negativen Temperaturkoeffizienten zu haben, daher sollte das Kühlen die Ausgangsspannung erhöhen und das Erhitzen sollte sie niedriger machen.
Das LM317-Datenblatt von TI sieht so aus, als hätte seine Version des Regler-IC sogar einen negativen Tempco, also sollte es tun, was Ihr IC tut. Die Teile anderer Hersteller können jedoch einen positiven Tempco haben. Vgl. oben links auf den Seiten 4 und 5.
Wie in all diesen Fällen ist selbst ein Oszilloskop mit sehr niedrigen Spezifikationen von großem Wert. Ein Oszilloskop erweitert Ihre Augen-Gehirn-Fähigkeiten in den Zeitbereich für Zeiträume, die viel kürzer sind, als es sonst möglich ist :-). Sie sind ein unverzichtbares Werkzeug in allen ernsthaften Situationen der elektronischen Entwicklung. Sie können wahrscheinlich ein altes, müdes für weniger als die Kosten der Teile in diesem Angebot finden, und es wird Ihnen Einblicke geben, die sonst unmöglich zu erhalten sind.
Oszillation?: Diese Art von Ergebnis ist oft auf Oszillation zurückzuführen, ABER Ihre Schaltung sieht einigermaßen in Ordnung aus. Einige Regler erfordern Ausgangskappen innerhalb eines Goldilocks-Bereichs (nicht zu hoch und nicht zu niedrig) UND ESR auch mit einem Bereich, aber LM317 ist nicht so pingelig, aber überprüfen Sie das Datenblatt, um sicherzustellen, dass die verwendeten Kappen die Bereichsanforderungen erfüllen Regler ist eine sehr gute Idee.
Wechselwirkung Last/Versorgung?: Versuchen Sie es mit einer einfachen Widerstandslast, um beispielsweise 100 Ohm bis 1000 Ohm zu starten. Könnte eine Wechselwirkung zwischen Last und Versorgung sein.
Mit Schaltungen dieser Art (die im Prinzip eine ausgezeichnete Idee und in der Praxis oft ausgezeichnet sind) sind Sie dem im Lastregler implementierten Algorithmus ausgeliefert. Wenn das Laden wiederholt werden muss, um die Konstantstromspezifikation zu erfüllen, kann dies zu unerwarteten Ergebnissen führen, und möglicherweise kann auch er oszillieren, wenn er den gewünschten Arbeitspunkt sucht. Der LM317 SOLLTE bei wechselnder Last innerhalb seines Lastbereichs spannungsstabil sein, aber es gibt keine Gewissheit, dass es zu keiner Wechselwirkung kommt.
Meine erste Vermutung war, dass Sie einen ungewöhnlich großen Wert für C7 haben, aber Sie sagen, dass der Effekt auch ohne C7 auftritt, so dass das ausgeschlossen werden kann.
Sind Sie sicher, dass Sie Ihr DMM nicht auf eine seltsame Einstellung wie Durchschnitt-Spitze oder AC eingestellt haben? Können Sie die Ausgabe mit einem anderen Instrument messen (Oszilloskop, altmodisches analoges Multimeter oder sogar eine LED + Widerstand, um eine ungefähre Vorstellung zu bekommen)?
Kellenjb
Craig
Jason S
Craig
Das Photon