Tischnetzteil ohne Mindestausgangsspannung

Wie viele andere Elektronikbastler versuche ich, ein variables Tischnetzteil mit 0-30 V und 0-5 A Ausgang zu bauen.

Ich habe verschiedene Quellen durchgesehen, um eine grundlegende Vorstellung davon zu bekommen, wie man eine entwirft, aber alle haben die Einschränkung, dass es eine Mindestspannung gibt, die wir am Ausgang haben müssen. Im College habe ich gesehen, dass ich auch auf 0 - 0,1 V geregelten Ausgang gehen kann.

Wie erreichen diese Netzteile dies? Gibt es einen Namen für eine spezielle Schaltung, die ich googeln kann?

Hinweis: Höchstwahrscheinlich wird mein Design eine Flyback-Konverter-Topologie verwenden, aber ich würde gerne wissen, wie lineare Netzteile dies ebenfalls erreichen.

Die Einschränkung könnte die Art und Weise sein, wie die Referenzspannung verwendet wird. Normalerweise stufen Sie den Ausgang mit einem Teiler herunter und führen das Ergebnis zurück zur Referenz. Wenn Sie möchten, dass die Ausgabe unterhalb der Referenz liegt, funktioniert dies offensichtlich nicht mehr. Sie müssten mit der Verstärkung des Ausgangs beginnen, bevor Sie ihn zurückführen.
AFAIK, für einen stabilen Flyback-Konverter-Betrieb benötigen wir ein minimales Tastverhältnis und daher eine minimale Ausgangsspannung. Ich habe eine Schaltung gesehen, die TL431 für die Rückkopplung verwendet, um den Arbeitszyklus zu steuern, und sie hat eine Referenzspannung von etwas 2,45 V. Mit einem einfachen Spannungsteiler n/w müssen wir also eine Mindestausgabe von etwa 2,5 V aufrechterhalten. Auch bei linearen Netzteilen hat der zur Regelung des Ausgangs verwendete IC eine positive Referenzspannung ungleich Null von wenigen Volt. Aus diesen Gründen konnten sie diese Referenzspannungen am Ausgang nie unterschreiten
Verstärken scheint eine gute Idee zu sein, ich werde etwas darüber recherchieren und sehen, wie ich das umsetzen kann.
Alternativ könnten Sie die Referenz selbst verstärken, bevor Sie sie mit der Ausgabe vergleichen, anstatt die Ausgabe herunterzustufen.
@RAHULKUMAR Wenn ich einen Null-Volt-Ausgang erreichen muss, stelle ich sicher, dass ich eine negative Spannungsschiene habe. Es muss nicht viel sein. Nur ein paar Volt oder mehr. Und es muss auch nicht viel aktuelle Compliance haben. Aber wenn Sie es haben, können Sie die Steuerspanne erhalten, die Sie benötigen. Es ist fast unmöglich, die volle Kontrolle bis auf Null zu erreichen, wenn Sie nur Boden und eine Schiene haben.
Was Jonk gesagt hat, und stellen Sie sicher, dass es sich um eine wirklich gut geregelte negative Spannungsquelle handelt. Ihr Hauptreglerausgang ist nur so gut wie die Quelle "jetzt leicht unter der Erde", in Bezug auf die sein Ausgang geregelt wird.
Es gibt einen Trick, den Entwickler von Audioschaltkreisen verwenden, um Übergangsverzerrungen von Operationsverstärker-Ausgangsstufen zu eliminieren. Dasselbe funktioniert mit linearen Netzteilen. Die Leitfrage: Wie hoch ist der maximal benötigte Ausgangsstrom durch die Last gegen GND bei +0,1 V DC out?

Antworten (4)

Bei Schaltwandlern, die eine 1,25-V-Referenz verwenden, müssen Sie das untere Ende der Rückkopplungskette auf die Referenzspannung vorspannen.

Sie können dies tun, indem Sie eine zweite Versorgung verwenden (z. B. 5 V von einem Telefonladegerät), diese 5 V können dann auch verwendet werden, um die Instrumente auf der Vorderseite mit Strom zu versorgen.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Hier ist eine Referenz für ein 0-3 V einstellbares LM317-Netzteil ohne die minimale Ausgangsspannungsbegrenzung von 1,2 - 1,3 V.

https://www.edn.com/use-an-lm317-as-0-to-3v-adjustable-regulator/#id2782607-48-a

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ohne Verwendung einer negativen Spannung hängt der untere Bereich des Regelbereichs immer davon ab, welche minimale Spannung Sie verstärken können (für die Regelung mit geschlossenem Regelkreis).

  • Für einen einzelnen Transistor ohne Vorspannung sind es etwa 0,7 V
  • Ein einzelner Transistor mit einer Vorspannung von etwa 0,2 V
  • Ein Transistor-Differentialpaar etwa 100 mV
  • Ein Rail-to-Rail-Operationsverstärker mit 50 mV

In Anbetracht des grundlegenden Follower-Konzepts für einen einzelnen Transistor ohne Vorspannung (erste Erwähnung) an der Spitze von R4 benötigen Sie etwa 0,65 V, um Q3 zu öffnen und den Q1-Follower-Ausgang zu verringern.

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Rot ist die Lastspannung, grün ist der Laststrom (ein Schritt von 100 auf 10 Ohm Belastung)

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

In ähnlicher Weise können Sie, wenn Sie Q3 in einen Rail-to-Rail-Operationsverstärker mit einer Referenz von 50 mV ändern, einen unteren Bereich des Regulierungsbereichs auf 50 mV verschieben.

Für ein lineares Netzteil würde ich wirklich empfehlen, nicht den Trick mit negativer Vorspannung zu verwenden, um zu versuchen, 0 V von einem Regler mit 3 Anschlüssen zu erhalten. Gemäß dieser Frage wirkt sich die Stabilität der negativen Schiene direkt auf die Ausgangsstabilität aus.

Linearregler sind einfach genug, um sie mit einem Operationsverstärker zu bauen, kein Problem (in diesem Fall können Sie, wie @Michal feststellt, so nahe kommen, wie der Operationsverstärker Sie erreicht, wenn Sie keine negative Versorgung verwenden). Aber eine negative Versorgung ist ganz einfach, wenn Sie einen Transformator verwenden: einfach einen zweiten Brückengleichrichter kapazitiv koppeln und gleichrichten und rückwärts an den Hauptbrückengleichrichter anschließen. Da Ihr Hauptoperationsverstärker die negative Versorgung nie stark belasten wird (nur auf Null heruntergehen muss) und wahrscheinlich einen guten PSRR hat, können Sie die Stabilität der negativen Versorgung effektiv * ignorieren und sich auf die positive konzentrieren. So etwas wie dieses Design , das überall im Internet zu finden ist, aber auf dieser Seite sehr gut diskutiert wird.

Unabhängig davon, was Sie bauen, lesen Sie den verlinkten Artikel: Es gibt einige sehr gute praktische Punkte zum Bau eines Netzteils, das Sie tatsächlich verwenden und warten können.

Schließlich müssen Sie, wie im verlinkten Artikel erwähnt, auf 0 V (ish) heruntergehen. Sie möchten in der Lage sein, etwas, das Sie gebaut haben, langsam mit Strom zu versorgen, damit Sie den rückwärts angeschlossenen IC erkennen können, dessen Schutzdiode einen überraschenden Stromverbrauch verursacht, der aber überleben wird, wenn Sie ihn jetzt ausschalten . Bevor ich eine 0-30-V-Versorgung gebaut habe, habe ich viele ICs durchgebrannt und mich gefragt, was passiert. Ebenso möchten Sie eine Strombegrenzung.

*für die Art von Regulierung, die die meisten von uns tatsächlich brauchen.

@Null danke! Entschuldigung, ich war faul (und kann nicht buchstabieren)
Tischnetzteil ohne Mindestausgangsspannung
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