Verwendet dieser Spannungsregler eine "Ein-Aus" -Steuerung oder ist er ein Spannungsfolger?

Ich könnte sehen, dass dies eine Ein / Aus-Steuerung (ein Umschalter) ist, wenn eine Induktivität mit dem FET in Reihe geschaltet wäre. Da dies jedoch nicht der Fall ist, funktioniert dies nicht als Umschalter.

Diese Topologie scheint für den linearen Betrieb vorgesehen zu sein. Der Kondensator verlangsamt jedoch die Systemreaktion, so dass der Controller unter bestimmten Bedingungen leicht oszillieren könnte. Das ist in diesem Fall keine gute Idee. Der Weg, dies zu beheben, besteht darin, den Controller zu verlangsamen. Dies kann durch "Kompensieren" des Operationsverstärkers erfolgen, wenn er eine solche Kontrolle hat. Wenn nicht, wird die richtige Größenkappe zwischen dem Ausgang des Operationsverstärkers und seinem Eingang verlangsamt. Damit das funktioniert, muss zwischen Vout und dem - Eingang ein Widerstand liegen. Sie können mit einem Widerstand von 1 kΩ bis 10 kΩ beginnen und dann den Kondensatorwert verwenden, der knapp über dem Minimum liegt, bei dem das System nicht an allen Betriebspunkten schwingt, die Ihnen wichtig sind.

Es gibt ausgefeiltere Möglichkeiten, Netzteile zu steuern, aber was ich oben beschrieben habe, ist eine schnelle Lösung, die der bestehenden Topologie nur zwei Teile hinzufügt. Der Kompromiss besteht darin, dass dies das Einschwingverhalten verlangsamt. Wenn Sie Wert auf Leistung legen, müssen Sie von vorne beginnen und ein Netzteil richtig konzipieren.

Die Schaltung ist als lineare Schaltung stabil ODER fungiert als PWM-Umschalter - was auch immer Sie an einem bestimmten Tag nicht möchten. Murphy liebt diese Schaltung. Ich baue gelegentlich ähnliche Ad-hoc-Schaltungen für bestimmte Testzwecke, und wenn diese Schaltung schwingt, wäre ich nicht überrascht.

Es gibt kein formelles positives Feedback, um eine Hysterese bereitzustellen und es zuverlässig schalten zu lassen, sodass Sie erwarten können, dass es sich als linearer Regler stabil hinsetzt - aber Sie würden normalerweise enttäuscht werden. Wenn es sich am linearen Arbeitspunkt befindet, neigt ein kleines Rauschen an einem der Eingänge des Operationsverstärkers dazu, es von Schiene zu Schiene zu kippen und zu Schwingungen und Rauschen zu führen. Das Anbringen eines Kondensators am invertierenden Eingang bedeutet, dass Impulsrauschen, das auf dem Zener erscheint, obwohl es durch die Zenerwirkung stark gedämpft wird, möglicherweise ausreicht, um den Operationsverstärker weit vom linearen Arbeitspunkt wegzutreiben. Es ist jedoch auch möglich, dass es stabil ist .

Das TL071- Datenblatt hier ist im Vergleich zu einigen Alternativen einigermaßen leistungsfähig. Die Anstiegsgeschwindigkeit von 16 V/uS und das Produkt aus Gewinn und Bandbreite von 4 MHz sind „nützlich“. Der Gewinn beträgt typisch 200.000 und mindestens 50.000. 10 uV Rauschen am Zener schwingen den Operationsverstärkerausgang um 50.000 x 10 uV = 0,5 Volt Schwingung am FET-Gate in einem Bereich von etwa 1 us, und dem kondensatorverstopften invertierenden Eingang sind sozusagen die Hände hinter dem Rücken gebunden.

Diese Art von Schaltung ist bissig (und möglicherweise oszillierend), da es keine Rückkopplungskompensation gibt. Wenn der Sense-Eingang unter die Zener-Referenzspannung fällt, schwingt die Open-Loop-Verstärkung des Operationsverstärkers den Ausgang scharf nach oben. Wenn der Sense-Eingang über die Zener-Referenzspannung geht, schwingt der Operationsverstärker scharf auf Null.

Das ist also eine Ein-Aus-Steuerung - nur weil es (wie Olin sagte) ein extrem schlecht implementierter Regler ist.

Die Tatsache, dass Sie es geschafft haben, eine stetige Wellenform zu beobachten, ist kein Zufall - selbst unkompensierte Schaltungen finden unter bestimmten Umständen oft ihren Weg zum Gleichgewicht (für Sie ist es wahrscheinlich eine feste Eingangs- und eine feste Ausgangslast).

Die Tatsache, dass Sie Schwingungen gesehen haben, sagt Ihnen, dass die Schaltung kompensiert werden muss.

Um eine Kompensation zu erreichen, müssen zwischen dem Ausgang des Operationsverstärkers und dem nicht invertierenden Eingang ein Widerstand und ein Kondensator in Reihe geschaltet werden. Dadurch wird der Operationsverstärker mit offener Schleife zu einem Integrator , der den MOSFET allmählich (im linearen Betriebsbereich) steuert, um den Fehler so nahe wie möglich an Null zu bringen.

Diese Schaltung ist eine Operationsverstärkerversion der "klassischen" Schaltung, die eine Zenerdiode und zwei Bipolartransistoren verwendet. Ein Transistor empfängt eine Rückkopplungsspannung und verstärkt die Referenzspannung der Zenerdiode, wodurch der andere, der „Durchgangstransistor“, in einer Rückkopplungsschleife gesteuert wird.

Hier übernimmt ein Mosfet die Rolle des "Durchgangstransistors" und die des anderen Transistors ein Operationsverstärker.

Ein kleines Problem bei dieser Schaltung ist, dass die Rückkopplungsspannung genau die Ausgangsspannung ist. Die Spannung von der Spitze des 10K-Widerstands wird direkt dem (-) Eingang zugeführt, der sie mit der Zenerspannung vergleicht. Dies ist nur sinnvoll, wenn Sie möchten, dass die Ausgangsspannung die Zenerspannung widerspiegelt. Sie möchten nicht einfach einen größeren Zener wählen, um eine höhere Spannung zu erhalten. Hier ist der Grund. Für diese Schaltungen werden die Zenerdioden wegen der Temperaturstabilität von Zenerdioden in diesem Spannungsbereich im Bereich von 5–6 Volt gewählt. Kleinere oder größere Zener zeigen eine Temperaturdrift. Die Idee ist, eine temperaturstabile Referenzspannung zu nehmen und sie dann auf die tatsächlich gewünschte Spannung zu skalieren. Daher möchten Sie normalerweise die Rückkopplung über einen Spannungsteiler nehmen. Es ist einfach, ein Potentiometer hinzuzufügen, um es einstellbar zu machen. Zum Beispiel, Wenn Sie die 10K durch zwei 5K in Reihe ersetzen und die Rückmeldung vom Mittelpunkt nehmen, skalieren Sie die Referenzspannung um zwei. Die Schaltung versucht, den Mittelpunkt an die Zenerspannung anzupassen, und daher ist die Oberseite des Teilers doppelt so hoch.

Das schwerwiegendere Problem ist, dass diese Schaltung keinen Überstromschutz hat. Trotz der Verwendung eines Operationsverstärkers, der einige Dutzend Transistoren enthält, bietet er nicht die Fold-Back-Strombegrenzung, die eine Schaltung mit drei Transistoren bieten kann.

Je kleiner die Last ist, die Sie zu treiben versuchen, desto mehr Strom versucht diese Schaltung hineinzutreiben, um die Spannung stabil zu halten. Je kleiner der Lastwiderstand ist, desto größer ist gleichzeitig der Spannungsabfall über dem Transistor. Mehr Strom und mehr Spannung über dem Transistor führen zum Durchbrennen des Transistors.