29 (258)

Top www

www.kradex.com.pl

PRODUCENT OBUDÓW DLA ELEKTRONIKI

Naddnieprzańska 32 04-205 Warszawa Tel: [phone] Fax: [phone]

dodatnie względem masy, wprost proporcjonalne do prądu Io.

Maksymalne napięcie zasilania kostki LM358 wynosi 32V. Jeśli wyprostowane napięcie w stanie spoczynku nie przekracza tych 32Y, to można byłoby zaproponować bodaj najprostszy zasilacz według rysunku 62. Na wejście Us podawane jest z zewnątrz napięcie sterujące o wartości 0..3V. Wzmacniacz operacyjny U1B porównuje to napięcie z napięciem Up, które pobierane jest z dzielnika, redukującego dziesięciokrotnie napięcie wyjściowe Uwy. Dzięki temu napięcie Uwy jest dziesięciokrotnie wyższe niż napięcie Us. Wzmacniacz odwracający Ul A służy wyłącznie do pomiaru prądu. Wzmacnia on pięciokrotnie spadek napięcia na rezystorze Rs, przez który płynie prąd obciążenia II. W rezultacie w punkcie Ip otrzymujemy napięcie dodatnie względem masy proporcjonalne do prądu II ze współczynnikiem 1V/A.

W obwodzie czujnika zwarcia celowo zaproponowałem tranzystor średniej mocy BD139, choćby dlatego, że podczas ograniczania musi on przejąć prawie cały prąd wyjściowy wzmacniacza operacyjnego, wynoszą

cy kilkadziesiąt miliamperów. W zasadzie w tym układzie niewielką wydajność prądową wyjścia i wzmocnienie prądowe tranzystora Tl, też ograniczą maksymalny prąd 1l, ale to oddzielny temat.

Mój prowizoryczny model ze zbliżonymi wartościami rezystorów widoczny jest na fotografii 63. W modelu celowo nie wstawiłem tranzystora T2, czyli nie zrealizowałem zabezpieczenia zwarciowego. Zbadałem właściwości tego stabilizatora po dołączeniu go do transformatora TST50/013 zasilonego napięciem obniżonym do 200V, by w spoczynku napięcie Uwe, zasilające wzmacniacz operacyjny, wynosiło co najwyżej 32V. Obwody regulacji i pomiaru pracowały prawidłowo.

Na pewno nie jest to jednak zasilacz LDO. W spoczynku minimalny spadek napięcia (Udrop) na elemencie regulacyjnym - tranzystorze wyniósł dokładnie 2V, na co złożyło się nie tylko napięcie Ube tranzystora Tl i „górne” napięcie nasycenia wzmacniacza LM358. Przy obciążeniu wyjścia prądem II to wymagane minimalne napięcie Udrop wzrośnie do ponad 3V. Choć nie jest to więc stabilizator LDO, jego parametry statyczne okazały się bardzo dobre, jak na tak prosty układ. Mianowicie przy napięciu wyjściowym 15V, po zwiększeniu prądu obciążenia z Im A do 1A napięcie wyjściowe Uwy mierzone woltomierzem zmniejszyło się tylko o 6mV, czyli o znikome 0,04%.

Można byłoby więc uznać, że właściwości tego stabilizatora są znakomite. I rzeczywiście, w warunkach statycznych i przy powolnych zmianach obciążenia zasilacz pracuje prawidłowo i nie widać żadnych niespodzianek. Jednak przy gwałtownych zmianach obciążenia występują zaskakujące zjawiska...

Spójrz na rysunek 64. Sygnał czerwony pokazuje przebieg impulsu obciążenia, a przebieg niebieski to zmiany napięcia wyjściowego w skali 5V/działkę. Ustawiłem napięcie wyjściowe na 10V, jednak podczas gwałtownych zmian obciążenia napięcie wyjściowe dramatycznie się zmienia. Po pojawieniu się impulsu prądowego 1A, napięcie wyjściowe na jakiś czas spada mniej więcej o połowę, natomiast tuż po zaniku prądu obciążenia napięcie powiększa się na krótko do szokującej wartości ponad 30V. Niby nie są to długotrwałe zakłócenia, jednak ich czas trwania jest rzędu mikrosekund, co w elektronice jest czasem długim. Przypomnę, że układy cyfrowe mają czasy przełączania rzędu kilku, kilkunastu, do co najwyżej kilkudziesięciu nanosekund, czyli dziesiątki i setki razy mniej niż czas obserwowanych właśnie zakłóceń. Układy cyfrowe pobierają prąd w sposób impulsów}'. Występują w nich gwałtowne skoki prądu. Nietrudno się domyślić, że zasilacz o takich właściwościach mógłby spowodować błędne działanie zasilanych układów.

Wielu amatorów uważa, że w elektronice występują zjawiska magiczne, zaprzeczające logice, zdrowemu rozsądkowi i prawom natury. Prawda jest inna: w elektronice wszystko działa według ścisłych, niezmiennych praw fizyki, a na pozór niewytłumaczalne zachowania układów tylko na pozór przeczą logice. Najczęściej są wynikiem błędów i braku wiedzy. Dobrym przykładem jest właśnie przebieg z rysunku 64. Celowo pokazuję przebiegi w wersji bez kondensatora wyjściowego Co. Wielu elektroników lekceważy bowiem problem zasilania, nie stosuje prawidłowych, a wręcz żadnych elementów filtrujących i nic dziwnego, że napotyka potem niewytłumaczalne zachowanie swoich układów.

W następnym odcinku przyjrzymy się bliżej temu zagadnieniu.

Piotr Górecki

Elektronika dla Wszystkich Listopad2010 33