Bộ điều chỉnh điện áp này có sử dụng điều khiển trên đường tắt hay không, hay nó là một tín hiệu điện áp?

Trong Điện tử A2 (GCE), chúng tôi hiện đang nghiên cứu các bộ điều chỉnh điện áp.

Một mạch điều chỉnh điện áp ví dụ được cung cấp bằng cách sử dụng op-amp và MOSFET điện.

Tôi sẽ đánh giá đây là một người theo dõi điện áp.

Tuy nhiên, sổ làm việc tuyên bố nó sử dụng điều khiển bật tắt. Nói cách khác, nếu điện áp đầu ra nằm dưới tham chiếu, MOSFET được bật cứng; nếu không, nó đã bị tắt. Vì nắp cần thời gian để sạc, điều này làm cho mạch điều tiết ở điện áp.

Tuy nhiên, tôi đã nghĩ rằng do thiếu quán tính trong mạch (nhiều nhất là điện trở trên của MOSFET điện, khoảng 0,02 ohms) sẽ khiến nó liên tục bị quá tải nếu làm điều này; thay vào đó, nó chỉ đơn giản là quy định bình thường.

Khi dạng sóng cổng được kiểm tra, nó ổn định, điều này càng thuyết phục tôi rằng về cơ bản nó là một người theo dõi sức mạnh cho op-amp.

Giáo viên tuyên bố rằng nó có thể bật và tắt quá nhanh để nhìn thấy ở cổng bằng cách sử dụng "chỉ" một phạm vi 50 MHz. Hằng số thời gian để sạc nắp 4,7uF (thay đổi từ sơ đồ) qua 0,02 ohm RdsON sẽ theo thứ tự nano giây, vì vậy điều này có thể đúng, nhưng tôi không thể thấy làm thế nào một mục đích chung TL071 op amp có thể làm điều này , đặc biệt là không có trình điều khiển cổng và bố trí PCB tốc độ cao.

Thật thú vị, mạch ban đầu đã sử dụng 470nF hoạt động với tải khoảng 40mA; nắp phải được tăng lên 4,7uF để duy trì đầu ra ổn định lên tới 250mA (nếu không, nó dường như thể hiện một dạng dao động, khoảng 500mVp-p ở tần số vài kHz.)

Tôi có thể thấy điều này đang bật / tắt điều khiển (bộ chuyển đổi) nếu có một cuộn cảm nối tiếp với FET. Tuy nhiên vì không có, điều này sẽ không hoạt động như một công tắc.

Cấu trúc liên kết này trông giống như nó được dành cho hoạt động tuyến tính. Tuy nhiên, tụ điện làm chậm phản ứng của hệ thống để bộ điều khiển có thể dễ dàng dao động trong một số điều kiện. Đây không phải là một ý tưởng tốt trong trường hợp này. Cách khắc phục là làm chậm bộ điều khiển. Điều này có thể được thực hiện bằng cách "bù đắp" cho opamp nếu nó có quyền kiểm soát như vậy. Nếu không, giới hạn kích thước phù hợp giữa đầu ra opamp và đầu vào của nó sẽ làm chậm nó. Để làm việc đó, sẽ phải có một điện trở giữa Vout và đầu vào -. Bạn có thể bắt đầu với điện trở 1 kΩ đến 10 kΩ và sau đó sử dụng giá trị tụ điện cao hơn một chút so với mức tối thiểu mà hệ thống không dao động tại tất cả các điểm vận hành mà bạn quan tâm.

Có nhiều cách tinh vi hơn để kiểm soát nguồn cung cấp năng lượng, nhưng những gì tôi mô tả ở trên là một sửa chữa nhanh chóng chỉ thêm hai phần vào cấu trúc liên kết hiện có. Sự đánh đổi là sẽ làm chậm phản ứng thoáng qua. Nếu bạn quan tâm đến hiệu suất, thì bạn cần bắt đầu lại từ đầu và thiết kế một bộ nguồn đúng cách.

Mạch sẽ ổn định như một mạch tuyến tính HOẶC hoạt động như một bộ chuyển đổi PWM - bất cứ khi nào bạn không muốn nó ở bất kỳ ngày nào. Murphy thích mạch này. Tôi xây dựng các mạch đặc biệt tương tự như thế này cho các mục đích thử nghiệm cụ thể và nếu mạch này dao động tôi sẽ không ngạc nhiên.

Không có phản hồi tích cực chính thức để cung cấp độ trễ và làm cho nó chuyển đổi đáng tin cậy, do đó bạn có thể mong đợi nó sẽ ổn định như một bộ điều chỉnh tuyến tính - nhưng bạn thường thất vọng. Khi nó ở điểm vận hành tuyến tính, một lượng nhiễu nhỏ ở đầu vào opamp sẽ có xu hướng lật nó sang đường ray và dẫn đến dao động và tiếng ồn. Đặt một tụ điện vào đầu vào đảo ngược có nghĩa là nhiễu xung xuất hiện trên zener, mặc dù bị suy giảm nghiêm trọng bởi hành động zener, có thể đủ để đẩy opamp ra khỏi điểm vận hành tuyến tính. Nhưng, nó cũng có thể ổn định .

Bảng dữ liệu TL071 ở đây có khả năng phần nào so với một số lựa chọn thay thế. Tốc độ quay 16 V / uS và sản phẩm băng thông đạt được 4 Mhz là 'hữu ích'. Mức tăng là 200.000 điển hình và khoảng 50.000 tối thiểu. Tiếng ồn 10 uV trên zener sẽ vung opamp ra đặt 50.000 x 10 uV = 0,5 Volt trên cổng FET trong phạm vi khoảng 1 us và tụ điện đảo ngược đầu vào có hai tay bị trói sau lưng.

Loại mạch này sẽ linh hoạt (và có khả năng dao động) vì không có bất kỳ bù phản hồi nào. Khi đầu vào cảm giác xuống dưới điện áp tham chiếu zener, mức tăng vòng hở của opamp sẽ tăng mạnh đầu ra. Khi đầu vào cảm giác vượt quá điện áp tham chiếu zener, opamp sẽ dao động mạnh về 0.

Vì vậy, đây là kiểm soát tắt - chỉ bởi vì (như Olin đã nói) nó là một bộ điều chỉnh được thực hiện cực kỳ kém.

Việc bạn quản lý để quan sát dạng sóng ổn định không phải là sự trùng hợp - ngay cả các mạch không bù cũng thường tìm cách cân bằng trong các trường hợp cụ thể (đối với bạn, đó có thể là đầu vào cố định và tải đầu ra cố định).

Thực tế là bạn đã thấy dao động cho bạn biết rằng mạch cần bù.

Để đạt được bù, cần phải có một điện trở và tụ nối tiếp giữa đầu ra opamp và đầu vào không đảo. Điều này biến opamp của vòng mở thành một bộ tích hợp , nó sẽ điều khiển MOSFET dần dần (trong vùng vận hành tuyến tính) để đưa ra lỗi càng gần 0 càng tốt.

Mạch này là phiên bản op-amp của mạch "cổ điển" sử dụng diode zener và hai bóng bán dẫn tiếp giáp lưỡng cực. Một bóng bán dẫn nhận được điện áp phản hồi và khuếch đại điện áp tham chiếu của diode zener, điều khiển cái còn lại, "bóng bán dẫn qua" trong một vòng phản hồi.

Ở đây, vai trò của "bóng bán dẫn qua" được chơi bởi một mosfet và của bóng bán dẫn khác bởi một op-amp.

Một vấn đề nhỏ với mạch này là điện áp hồi tiếp chính xác là điện áp đầu ra. Điện áp từ đỉnh của điện trở 10K được đưa trực tiếp vào đầu vào (-), so sánh với điện áp Zener. Điều này chỉ hữu ích nếu bạn muốn điện áp đầu ra phản chiếu điện áp Zener. Bạn không muốn chỉ cần chọn Zener lớn hơn để có điện áp lớn hơn. Đây là lý do tại sao. Đối với các mạch này, điốt Zener được chọn trong phạm vi 5-6 volt vì độ ổn định nhiệt độ của Zeners trong dải điện áp đó. Zeners nhỏ hơn hoặc lớn hơn sẽ hiển thị trôi nhiệt độ. Ý tưởng là lấy một điện áp tham chiếu ổn định nhiệt độ và sau đó mở rộng nó đến điện áp bạn thực sự muốn. Vì vậy, bạn thường muốn nhận thông tin phản hồi thông qua một bộ chia điện áp. Thật dễ dàng để thêm một chiết áp để làm cho nó có thể điều chỉnh. Ví dụ, nếu bạn thay thế 10K bằng hai 5K nối tiếp và lấy phản hồi từ điểm giữa, bạn sẽ tăng điện áp tham chiếu lên hai. Mạch cố gắng làm cho điểm giữa khớp với điện áp zener, và do đó đỉnh của bộ chia là gấp đôi.

Vấn đề nghiêm trọng hơn là mạch này không có bảo vệ quá dòng. Mặc dù sử dụng một op-amp có chứa vài chục bóng bán dẫn, nó không cung cấp giới hạn dòng điện ngược mà mạch ba bóng bán dẫn có thể cung cấp.

Tải trọng bạn cố gắng lái xe càng nhỏ, mạch này sẽ cố gắng lái vào nó để giữ điện áp ổn định. Đồng thời, điện trở tải càng nhỏ thì điện áp rơi trên bóng bán dẫn càng lớn. Nhiều điện áp hiện tại và nhiều hơn trên các bóng bán dẫn chuyển sang thổi bóng bán dẫn.