Pętla sprzężenia zwrotnego poprawia wydajność regulatora liniowego

rys_1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Liniowe regulatory są łatwe w implementacji i mają lepsze charakterystyki szumu i dryfu niż rozwiązania impulsowe.
Ich największą wadą jest nieefektywność: nadmiar energii jest rozpraszany w postaci ciepła. Dostępnych jest kilka dobrze znanych technik minimalizacji napięcia wejściowego do wyjściowego na regulatorze liniowym.
Szukałem niedrogiego, łatwego do wdrożenia i wydajnego regulatora wstępnego, który zmniejszyłby spadek napięcia na regulatorze liniowym.
Zamknięte pętlę, samo-oscylujące regulatory wstępne zbudowane na bazie tranzystora przełączającego, komparatora i filtra wyzwalane są przy trudnej do przewidzenia częstotliwości.
To z kolei utrudnia utworzenie filtru wejściowego zasilania.
Lepszym rozwiązaniem jest połączenie wstępnego regulatora częstotliwości o stałej częstotliwości z liniowym regulatorem, o niskim spadku napięcia (LDO). Układ pokazany na rysunku 1 spełnia wszystkie te wymagania.
Układ scalony regulatora przełączającego LM2576T-ADJ (IC1) używa stałej częstotliwości 52kHz. Z kolei układ scalony LT1085, IC2, jest dobrym wyborem dla regulatora liniowego.
Pętla sprzężenia zwrotnego regulatora wstępnego wykorzystuje wzmacniacz operacyjny IC3. Przy zamkniętej pętli regulacyjnej napięcie zwrotne na wejściu IC1 wynosi:
eq_1

 

Jeśli R3=R5 i R4=R6=kR3, wyrażenie 1 można przepisać, jako:
eq_2

 

 

 

Z formuły 2 otrzymujemy:
VA – VOUT = VDROPOUT = kVFB. Ustawiając spadek napięcia VDROPOUT na chipie regulatora liniowego, należy przestrzegać wymagań specyfikacji technicznej.
Jeśli wybierzesz LT1085, maksymalna wartość VDROPOUT wynosi 1.5V. Dla LM2576T, VFB = 1.23V i jeśli k = 1.5, VDROPOUT = 1.89V, nieco wyższe niż wartość w danych katalogowych.
Napięcie spadku jest takie samo, niezależnie od napięcie wyjściowego, a tym samym zapewnia rozsądną wydajność.
Przy napięciu wyjściowym 5V i prądzie 3A sprawność przekracza 56%, a przy napięciu 30V i prądzie 3A wynosi, co najmniej 72%.
Napięcie wyjściowe, VOUT, wynosi od 0 do 30V, a napięcie wejściowe VIN musi być, o co najmniej 5V większe niż maksymalne napięcie wyjściowe VOUT. Układ IC3 nie ma specjalnych wymagań, a układ IC2 może być dowolnego rodzaju liniowym regulatorem.
Kondensator C6 zmniejsza tętnienia napięcia wyjściowego, a kondensator C2 filtruje niektóre zakłócenia dla częstotliwości pracy 52kHz na linii sterującej pochodzącej z układu IC3. Rezultatem jest prosty, solidny i wysokowydajny zasilacz laboratoryjny, który może dostarczać prądu o natężeniu 3A w zakresie napięć wyjściowych od 0 do 30V, przy użyciu tylko małego radiatora.
Autor: Aurel Gontean (Rumunia)
pełny materiał w pliku

Komentarze z Facebooka

Komentarze obecnie - OFF.