46 (160)

Szkoła Konstruktorów

Rys. H

wości jest tu nieskoczenie wiele. W praktyce warto, a nawet trzeba uwzględnić dodatkowe czynniki. Na przykład prąd dzielnika rezystorowego powinien być zdecydowanie większy od prądu I_adj, który typowo wynosi 45uA, maksymalnie lOOuA. Dodatkowo należało wziąć pod uwagę wskazówki z kart katalogowych, gdzie zazwyczaj proponuje się R1 o wartości 1200...2400. Istotnym wymaganiem jest też minimalny prąd obciążenia. Jeśli prąd wyjściowy, wypływający z końcówki OUT byłby mniejszy od tej minimalnej wartości, układ nie będzie stabilizował napięcia na obliczonym poziomie, a napięcie wyjściowe wzrośnie, co w przypadku zasilacza laboratoryjnego lub warsztatowego jest niedopuszczalne. Rysunek E pokazuje wartość takiego prądu minimalnego w funkcji różnicy napięć między wejściem a wyjściem dla różnych temperatur struktury. Trzeba jednak wziąć pod uwagę, że są to parametry średnie, a dla niektórych egzemplarzy wymagany prąd minimalny może być znacznie większy, stąd w katalogach podawana jest informacja, iż typowa wartość to 3,5mA, ale w niektórych egzemplarzach może sięgnąć lOmA. Dla prawidłowej pracy, nawet przy braku obciążenia zewnętrznego, prąd wyjściowy płynący przez rezystory dzielnika musi być większy od takiej minimalnej wartości, stąd zresztą wynika zalecana „bezpieczna” wartość rezystora R 1=120 omów (1,25V: 1200= 10,4mA).    Rys. F

Kilku uczestników niewiele myśląc, zaproponowało rozwiązanie jak na rysunku F. Spełnia ono warunki zadania, jest tylko jeden problem praktyczny: skąd wziąć potencjometr o rezystancji l,68kO?

W praktyce trzeba przecież zastosować typowy potencjometr. Jak wiadomo, masowo produkowane są przede wszystkim potencjometry o nominałach według szeregu E3, czyli 1 - 2,2 - 4,7. W innych krajach produkuje się wartości z szeregu 1 - 2 - 5.

Były też rozwiązania z rezystancjami Rl=R2=I20O, Pl=2kO, co dawało maksymalne napięcie wyjściowe około 23,3V. Z przyjemnością informuję, że pojawiły się też propozycje z innymi wartościami Rl, R2, np. R1=R2=143Q, Pl=2kO albo Rl=R2=360O, Pl=5kO.

Jeden z uczestników przytomnie zaproponował zastosowanie potencjometru 2kO i włączenie równolegle do niego rezystora lOkO według rysunku G. Co prawda charakterystyka regulacji stanie się nieco nieliniowa, ale nie ma to znaczenia.

Dwóch kolegów zapropo- Ry_S. G nowało, by połączyć w szereg

dwa potencjometry, jeden do regulacji zgrubnej, drugi do dokładnej według rysunku H. Co prawda w tych przypadkach powodem była chęć uzyskania potrzebnej rezystancji całkowitej, niemniej w praktyce może to się okazać znakomitym pomysłem.

Kilka osób zaproponowało wykorzystanie potencjometrów o rezystancji IkO lub mniejszej. Ale tu czai się kolejna pułapka, o której należało pamiętać. Otóż dostępne są potencjometry o mocy (obciążalności) 1 wata i więcej. Fotografia J pokazuje kilka takich potencjometrów, zarówno węglowych, jak i drutowych. Jednak popularne małe potencjometry mają małą moc (obciążalność), często 0,1 W, a niektóre tylko 0,05W. Gratuluję nielicznym uczestnikom, którzy wzięli pod uwagę także ten istotny szczegół!

Wiedząc, że przy maksymalnym napięciu wyjściowym, na potencjometrze wystąpi napięcie 17,5V, można łatwo obliczyć moc strat (P=U²R). Na przykład dla potencjometru 2kO, moc strat wyniesie:

P = (17,5V)² / 20000 = 0,15W

W praktyce można od biedy dopuścić wydzielanie mocy 0,15W w potencjometrze o nominalnej mocy 0,1 W. Ale dla Pl=lkfi byłoby to już trzykrotnie więcej niż obciążalność typowego potencjometru:

P = (17,5V)² / 10000 = 0,3W

Jeśli więc do regulacji miałby służyć zwykły, mały potencjometr, jego rezystancja nie powinna być zbyt mniejsza niż 2kO bo wydzielana moc będzie zdecydowanie zbyt duża, co może zmniejszyć żywotność potencjometru. W miarę możliwości należy zastosować większy, porządny potencjometr, najlepiej w uszczelnionej obudowie, żeby zminimalizować wpływ kurzu, któn po krótkim czasie zaowocowałby trzaskami i skokami napięcia.

Muszę podkreślić, że było sporo rozwiązań z propozycjami wykorzystania rezystorów o tolerancji 1%, a jeden z uczestników proponował zastosowanie rezystorów z szeregu El92, czyli o tolerancji 0,5%.

Nasuwa się pytanie, czy jest potrzeba, a choćby uzasadnienie dla zastosowania rezystorów' precyzyjnych?

Otóż generalnie nie ma takiej potrzeby. Trzeba liczyć się z dużą tolerancją wartości potencjometru, z odchyłką nawet ±20%. Dotyczy to wszelkich potencjometrów', zarówno drutowych, węglowych i innych. Dodatkowo najpopularniejsze potencjometry węglowo mają bardzo słabą stabilność rezystancji (i cieplną, i długoczasową). Stabilność rezystorów 1- czy półprocen-towych nie zostanie więc wykorzystana z uwagi na niestabilność potencjometru.

Warto też nadmienić, że w większości kart katalogowych podane jest napięcie odniesienia Uref o wartości 1,24V, w innych 1,25V. Nie ma to jednak żadnego praktycznego znaczenia ze względu na podana w^; katalogu tolerancję tego napięcia. Otóż napięcie Uref w wersjach podstawowych kostki LM338 może wynosić 1,19... 1,29V. czyli jego tolerancja wynosi 4%. Oznacza to, że... wszelkie precyzyjne obliczenia wartości rezystancji są z góry skazane na niepowodzenie. Nie tylko z uwagi na 20-procen-tową tolerancję potencjometrów, ale też na 4-procentową tolerancję napięcia Urf:f.

46 Styczeń2010 Elektronika dla Wszystkich