Image150 (3)

Szkoła Konstruktorów

LM317

Rys. N

v₀-v™»    i»w**u)-iav

LM317

Największym źródłem niepewności będzie R2, bo zapewne będzie zwykłym, węglowym potencjometrem o tolerancji ±20%, a do tego o słabej stabilności cieplnej.

Nie ma natomiast potrzeby szczegółowego zajmowania się prądem ladj, wypływającym z końcówki ADJ, płynącym przez R2 i zwiększającym spadek napięcia na nim. Owszem, ma on pewien wpływ, jednak zgodnie z katalogiem prąd ladj ma wartość co najwyżej 0,1 mA. Natomiast przez dzielnik Rl, R2 płynie prąd rzędu 5mA. Prąd ladj stanowi więc co najwyżej 2% prądu dzielnika i można go spokojnie pominąć, bo inne odchyłki są znacznie większe.

Ściślej biorąc, należałoby zastanowić się nie tyle nad wartością prądu ladj, tylko jego ewentualnymi zmianami (głównie pod wpływem temperatury), które według katalogu typowo wynoszą 0,2uA, a maksymalnie 5uA. Niemniej zmiana prądu lad nawet o 5uA jest do pominięcia, bo stanowi tylko 0,1% prądu dzielnika, więc wprowadzi odchyłkę co najwyżej 0.1 %. Taką lub większą odchyłkę mogą też wprowadzić zmiany rezystancji zwykłego, węglowego potencjometru. Jeśli ma to być zasilacz warsztatowy, można pozostać przy tanim potencjometrze węglowym. W zasilaczu laboratoryjnym należałoby zastosować lepszy potencjometr: albo cermetowy, albo drutowy, najlepiej wieloobrotowy, albo ewentualnie ze ścieżką oporową z tworzywa sztucznego.

W każdym razie w zasilaczu warsztatowym szczegółowe obliczenia tolerancji wszystkich elementów nie są niezbędne. Jednak już na pierwszy rzut oka widać, że niestety przy niekorzystnym zbiegu okoliczności należy liczyć się z odchyłką prawie 30% od idealnej wartości wyliczonej. Tymczasem w zadaniu było wyraźnie powiedziane, yjeby na pewno udało się ustawić na wyjściu napięcie w granicach 1,25V ... 25,0V'\

Bez wgłębiania się w szczegóły, nasuwa się podstawowy wniosek: jeśli układ ma być zaprojektowany porządnie, a nic po partyzancku, trzeba przewidzieć dodatkowy punkt regulacji, by przy najbardziej niekorzystnej kombinacji odchyłek parametrów elementów osiągnąć założone najwyższe napięcie 25,0V. Aby zagwarantować uzyskanie maksymalnego napięcia 25,0V, można zastosować dobieraną indyw idualnie dodatkową rezystancję Rx o dużej wartości, włączoną równolegle z potencjometrem według rysunku L. ale taka dodatkowa rezystancja będzie zmieniać charakterystykę potencjometru, co będzie niekorzystne, na przykład gdyby pokrętło miało być wyskalowane. Lepszy jest sposób z rysunku M, gdzie dodatkowy potencjometr montażowy PK1 posłuży do ustawienia maksymalnej wartości równej dokładnie 25,0V. Nie chodzi jedynie o precyzyjne ustawienie maksymalnego napięcia 25,0V, ale też o umożliwienie uzyskania tego napięcia przy niekorzystnym rozrzucie elementów. Jeśli chcemy uzyskać regulację w granicach 30%, by w każdym przypadku skorygować rozrzut elementów, połowa rezystancji potencjometru powinna wynosić mniej więcej 30% obliczonej teoretycznie wartości rezystora R l (czyli PR 1 powinien mieć około 60% wyliczonej wartości KI), a wartość rezystora Rla powinna wynosić około 70% wyliczonej wartości Rl, jak pokazuje rysunek M. Zwykły węglowy „peerek” PKI nieco pogorszy stabilność cieplną, co jednak w zasilaczu warsztatowym jest do przyjęcia. W laboratoryjnym należałoby zastosować montażowy potencjometr cermetowy lub lepiej wieloobrotowy helitrim.

Na koniec należy też wspomnieć, żc możemy trafić na egzemplarz stabilizatora z napięciem odniesienia nieco wyższym niż 1,25V -wtedy niemożliwe będzie uzyskanie wymaganego w zadaniu napięcia wyjściowego 1,25V. Jednak taka drobną różnicę, rzędu co najwyżej 50 miliwoltów, możemy pominąć i ostatecznie pozostać przy prostszych wersjach. Potencjometr P2 dla wygody mógłby mieć bodaj najpopularniejszą wartość lOkfi, a układ mógłby wyglądać jak na rysunku N. Z uwagi na poprawę parametrów przy wyższych częstotliwościach warto dodać nie ty lko kondensator C2 na wyjściu, ale też dodatkowo C3. Nie są konieczne natomiast dwie diody, zaznaczone w niektórych katalogach, ewentualnie można dodać jedną, między dodatnią końcówką kondensatora C3 a dodatnią końcówką wyjściową (zaznaczona linią przerywaną).

Gdyby napięcie dokładnie 1.25V było bezwzględnie konieczne, nale

żałoby dodać stabilizator napięcia ujemnego. Rysunek O, pochodzący z katalogu Texas Instruments, pokazuje lego rodzaju propozycję. Inna, to wykorzystanie dodatkowego źródła niewielkiego ujemnego napięcia odniesienia, na przykład według rysunku P, gdzie możliwe jest uzyskanie napięć wyjściowych bliskich zeru i gdzie dodatkowe ujemne napięcie odniesienia wykorzystywane jest też w obwodzie źródła prądowego zapewniającego minimalne obciążenie prądem około lOmA.

Rys. O

Podana obszerna analiza, też niepełna, nie-obejmująca wszystkich szczegółów, nie powinna nikogo przestraszyć, tylko pokazać, że inne jest podejście zawodowego konstruktora, zupełnie inne początkującego amatora, a jeszcze inne doświadczonego hobbysty, który uwzględni tylko część umówionych czynników. Trzeba też przyznać, że nawet doświadczonemu konstruktorowi mogą umknąć jakieś szczegóły, czego efektem będą kłopoty przy uruchamianiu niektórych egzemplarzy urządzenia. Właśnie z uwagi na mnóstwo rozmaitych czynników, przed wprowadzeniem na rynek profesjonalnych urządzeń przeprowadza się nic ty lko obliczenia, ale także liczne praktyczne testy, które pomagają wykryć takie potencjalne źródła kłopotów.

Gratulacje należą się zdecydowanej większości uczestników, a drobne upominki za rozwiązanie zadania Pniiczl2l otrzymują zarówno początkujący, jak i bardziej wnikliwi uczestnicy: Piotr Buś z Tarnobrzega, Piotr Ławicki z Leszczyny, Michał Jaworski z Kazimierza, Tomasz Badura z Wrocławia, Sławomir Maciejewski z Woli.

34 Lipiec 2006 Elektronika dla Wszystkich