Как включать LM317

[steel_monkey]

Хотел бы для себя закрыть вопрос по использованию регулируемых стабилизаторов. Вот рекомендации sia:

Как ни странно - часто включают неправильно.
1. В даташите приведена схема с конденсатором в опоре - он и должен быть. Номинал ~100 мкФ.
2. Стабилизатор стабилизирует напряжение относительно тех точек, к которым подключен его делитель ОС. Соответственно, нижний конец делителя должен идти на "мекку" земель, а ток выпрямителя (пульсирующий) не должен протекать через цепи общего провода.
3. На входе стабилизатора должен быть керамический или пленочный конденсатор не менее, чем 1 мкФ.
4. На выходе - или танталовый, или алюминиевый низкоимпедансный конденсатор. Керамика/пленка - дадут резонансный пик.
5. ВСЕ НАГРУЗКИ ДОЛЖНЫ БЫТЬ "ОТВЯЗАНЫ" НЕБОЛЬШИМИ резисторами с индивидуальными блокирующими конденсаторами.
6. Монтаж (топология платы) БП должны быть достаточно компактными, чтобы цепь ОС стабилизатора не ловила "магнитные" наводки от трансформатора.
Выполнение этих условий и трансформатор хорошего качества (с малой межобмоточной емкостью) плюс хорошая топология платы позволяет иметь суммарные шум и пульсации на выходе стабилизатора +/-15В, выполненного на LM317/337, на уровне десятков микровольт и менее.

Я не очень понимаю такой момент - если LM-ка находится на некотором расстоянии от питаемого устройства ( скажем 10 см) то куда подключать землю делителя? Я виже два варианта, как на картинке. Но в первом варианте по земле течет ток зарядки конденсатора 1 мкФ на входе. Или Или не мудрствовать, и подключить как в нижнем варианте?

[krulfa]

ТЛ431+100,0 Ничикон КЗ +1,0 СМД1206/НП0:
20гц...2кгц/0,1ом----20 кгц/0,06ом----200кгц/0,07ом-----1мгц/0,1ом-----2мгц/0,04ом
Но шумит почти в 3 раза выше ЛМ-ки.

Делитель у TL шунтировали конденсатором?
Можно поискать версию ТЛ с пониженным шумом.

[EDDiE]

Можно поискать версию ТЛ с пониженным шумом.

Подскажете?

[sewerin]

После TL поставить LCLC цепочку)))))

[krulfa]

Подскажете?

SPX431A заявляет шумы в 3...5 раз ниже, чем обычные TL431.

---------- Сообщение добавлено 21.06 ---------- Предыдущее сообщение было 20.50 ----------

Я бы поработал в направлении гибридного шунта (см. аттач). Шумы определяются транзистором, TL почти не участвует. Шумы по напряжению будут весьма малы, если взять хороший малошумящий транзистор. Стабилизировать от любого источника опорного напряжения, шунтированного большой емкостью (>470мкФ). Сверху либо резистор, либо источник тока (на эскизе не показан).
Корректирующую цепочку подобрать под минимум выбросов на ПХ. Важно еще закрыть гибридный шунт конденсатором от 1000 мкФ, т.к. с маленькой емкостью он может быть неустойчив.

[jett]

Делитель у TL шунтировали конденсатором?

Ага. 10 мкф.

[krulfa]

Я не очень понимаю такой момент - если LM-ка находится на некотором расстоянии от питаемого устройства ( скажем 10 см) то куда подключать землю делителя? Я виже два варианта, как на картинке. Но в первом варианте по земле течет ток зарядки конденсатора 1 мкФ на входе. Или Или не мудрствовать, и подключить как в нижнем варианте?

Где-то так.

[Pest]

Где-то так

Я бы не стал так делать. По мне лучше пожертвовать точностью регулирования и миллиомами на выходе, но сохранить помехоустройчивость, т.к. все что будет наводится в эти контуры может попасть на вход ООС LM и через ее усиление на выход (а реально все еще сложнее). Так что площадь контуров должна быть как можно меньше.
И на счет верхнего резистора делителя, даже в ДШ написано что его нужно подключать сугубо на выход, а не к нагрузке.

[jett]

5.1 Вольт одноваттный стабилитрон при 100 мА имеет около 1 Ом дифсопротивление, что, на мой взгляд, неплохо.

Померял. Ну таки да, 1N4733A : 0,9ом/98 ма (на 20 гц - 1 ом) и 2 ом/50 ма в диапазоне 20гц...2мгц, плюс минимум шумов. Только куда его ставить?
Для 12V- BZX85 подтвердились цифры из #98, ошибки тут нет: импеданс меняется от 4 ом/20гц до 0,6 ом/2 мгц при токах от 16 до 47 ма без разницы.
Для 16V- BZX85 (?)- 33ма: 20гц/19ом----50/18----100/15----200/13----2кгц/11----20кгц/10----200кгц/9----2мгц/8,5. Т.е. тоже импеданс меняется с частотой.

[pyos]

Уменьшать есть смысл?

Нет, на сильно малых номиналах он исчезает уже, проще вообще этот резистор убрать (как обычно и делается, собственно, ведь его одна из целей его - задавить добротность контура, образованного индуктивным характером выходного сопротивления лмки и емкостью на её выходе).

[steel_monkey]

По ЛМке: я выбрал нижний вариант.
А стабилитрон - малосигнальному потребителю, ЦАПу, к примеру.

[FAI4]

Продолжим дискуссию о вреде шунтирования интегральных стабилихаторов излишними емкостями электролитов.

Для начало небольшое замечание:

Измерениям Jett я полностью доверяю ...
Но, как можно догадаться, в значении 0.002 Ом есть элемент рекламы - это максимальная величина, которую производитель "выудил" из этой ИС в своей лаборатории.

- явная ПОДГОНКА желаемого за действительное.
Т.е. "Jett" изначально прав, а производитель (который несет прямую в т.ч. и материальную отвественность) в официальном справочном листе указала параметры "в рекламных целях".
Извините, но с таким подходом мы конечно далеко уйдем...


Теперь о главном:

Давить пульсации мы не собираемся, мы собираемся импеданс снижать.
...
Шунтирование выхода стабилизаторов электролитическими конденсаторами большой емкости позволяет получить низкий импеданс источника питания как на низких, так и на средних и высоких частотах,
...
Но в случае LM ее шунтирование большим электролитом, от 220 мкФ в слаботочных цепях, с точки зрения качества звука, как правило, показано.

Такое мнение для обычного источника тока является верным, но для интегрального НЕТ.
И вот почему.

(заблуждение связано с непониманием особенностей работы трехвыводого стабилизатора)
Дело все в том что интегральный стабилизатор не имеющий отдельного входа для ОС (типа обсуждаемого здесь LM317) берет сигнал ОС с напряжения на выходе (OUT).
И если вы из благородных побуждений (получить низкое выходное сопротивление) полностью задавили пульсации большой емкостью,
то стабилизатор просто будет "лишен зрения".
Он никогда не узнает какие пульсации на выходе ему нужно компенсировать.
Т.е его вообще тогда можно выбросить из цепочки.
Он все равно уже перестал стабилизировать из-за ваших больших емкостей.

Поэтому благое намерение получить крайне низкий импеданс для запитки "ТОП" аппаратуры,
приведет к выключению стабилизатора из работы полностью (как минимум - существенному ухудшению его параметров стабилизации, а на практике (что мною наблюдалось неоднократно) - к возбуждению из-за значительных задержек в цепи ОС).


Далее

Вы пишете про RC после стабов, но их использование делает невозможным иметь низкий импеданс на низких частотах из-за конечной величины R. Поэтому прямое шунтирование неизбежно там, где нужен низкий импеданс на НЧ. Или тогда вместо RC фильтра ставить LC фильтр. Но и здесь дроссель с импедансом в сотые доли ома еще поискать нужно.

- здесь вывернуто все наоборот.
Вот здесь и нужно ставить емкости соответствующего номинала для получения нужного выходного импеданса.

[steel_monkey]

Т.е. "Jett" изначально прав, а производитель (который несет прямую в т.ч. и материальную отвественность) в официальном справочном листе указала параметры "в рекламных целях".
Извините, но с таким подходом мы конечно далеко уйдем...

Та не, производитель четко указывает, в каких условиях и режимах идет измерение. Даже если эти условия максимально тепличные и идеализированные (а для погони за рекламными циферками создадут именно такие условия), это реально измеренная цифра и её укажут в даташите. Если вы захотите предъявить претензии, эти измерения они вам продемонстрируют, а дальше уже ваши проблемы.

И если вы из благородных побуждений (получить низкое выходное сопротивление) полностью задавили пульсации большой емкостью,
то стабилизатор просто будет "лишен зрения".
Он никогда не узнает какие пульсации на выходе ему нужно компенсировать.
Т.е его вообще тогда можно выбросить из цепочки.
Он все равно уже перестал стабилизировать из-за ваших больших емкостей.

Нам, по большому счету, плевать, как достигается постоянное напряжение питания. При включении на выход стабилизатора дополнительной емкости существенно улучшается переходная характеристика (смотри даташиты) - что нам, собственно, и надо. Для звука, я уверен, лучше, если все переколебания питания (от токопотребления) гасятся конденсатором, а стабилизатор работает только на DC (собственно смотрите местные схемы тех "кто понимает" - к примеру, у Semigor`a, то есть тысячи мкФ для малотоковых потребителей). Просто бодание в этой теме заради доказательства истин из учебника (верных, но не охватывающих всей картины) лишено всякого смысла.

Поэтому благое намерение получить крайне низкий импеданс для запитки "ТОП" аппаратуры,
приведет к выключению стабилизатора из работы полностью (как минимум - существенному ухудшению его параметров стабилизации, а на практике (что мною наблюдалось неоднократно) - к возбуждению из-за значительных задержек в цепи ОС).

Потому что емкости должны быть не слишком низкоимпедансные, или повешены не непосредственно на выходную ногу, а у потребителя.

[Alex]

(как минимум - существенному ухудшению его параметров стабилизации,

А кого в данном случае, волнуют "его парамтеры стабилизации"?

а на практике (что мною наблюдалось неоднократно) - к возбуждению

Возбуждение в перую очередь не от повышенной емкости а от пониженнного ESR, и методы "лечения" этого возбуждения давно всем известны.

заблуждение связано с непониманием особенностей работы трехвыводого стабилизатора)
Дело все в том что интегральный стабилизатор не имеющий отдельного входа для ОС (типа обсуждаемого здесь LM317) берет сигнал ОС с напряжения на выходе (OUT).

Полно других, кроме 317-й, "трезхвыводных стабилизаторов", которые работают без всякого возбуждения на емкость с малым ESR, хотя у них тоже "сигнал ОС с выхода берется". .Некоторые вобще без конденсатора могут работать, но и те, у которых указана маленькая емкость на выходе (1-2мкф) - изумительно работают на несколько десятков/сотен, причем керамики (ESR которой намного меньше чем у электролитов).

[jett]

Продолжим дискуссию о вреде шунтирования интегральных стабилихаторов

Почему бы (вместо этого ) тебе не прокомментировать данные по ссылке из поста 65 ?

[FAI4]

Потому что емкости должны быть не слишком низкоимпедансные, или повешены не непосредственно на выходную ногу, а у потребителя.

- собственно именно это я и предлагал изначально.

Т.е.:
1. сам интегральный стабилизатор шунтируется относительно умеренной емкостью (применительно к LM317 - это 1мкФ)
Такая емкость лишь компенсирует резкие провалы напряжения при импульсной помехе (на время "подхватывания" сигнала ошибки по ОС).
А далее сам стабилизатор выравнивает выходное напряжение.

2. Необходимое шунтирование по питанию ставится непосредственно у потребителя.
С учетом наличия в любом случае сопротивления и индуктивности подводящих проводников,
получаем R(L)C фильтр.
Его действие можно усилить, увеличив R.
Заодно "развяжем" взаимное влияние помех от различных потребителей друг на друга через питание.

Именно таким способом и строится схемотехника по питанию.
(можно посмотреть схему ЛЮБОГО усилительного устройства)


Но никак не задавливанием выхода интегрального стабилизатора бесконечно большими емкостями.
В таком случае получаем одни минусы (при всей "красоте" измерений полученного бесконечно малогов "выходного сопротивления"):
Минусы:
1. Стабилизатор фактически перестает стабилизировать, поскольку лишается сигнала управления в цепи ОС

2. выходное сопротивление (источника питания) непосредственно у самих потребителей все равно растет из-за сопротивления (индуктивности) соединительных проводов (дорожек на плате)

3. возрастает взаимное проникновение помех по питанию потребителей (по сравнению со схемой индивидуальных RC фильтров каждого потребителя)


Короче, желание наставить кучку блестящих емкостей на выходе LM317 - это какое-то "детское" стремление к идеалу, но как говорится "Гладко было на бумаге, да забыли про овраги".

[Pest]

или повешены не непосредственно на выходную ногу, а у потребителя.

Тогда увеличивается площадь контура, который включен в ООС стаба. Думаю это не очень хорошо. Проще сразу 1 ом поставить последовательно с выходом ЛМ-ки и забыть.

[FAI4]

Тогда увеличивается площадь контура, который включен в ООС стаба. Думаю это не очень хорошо. Проще сразу 1 ом поставить последовательно с выходом ЛМ-ки и забыть.

- плохая идея.
У LM - 3 вывода.

2 из них "силовые".
Они должны быть подсоединены напрямую к источнику и к нагрузке.

3-й вывод - "сигнальный / потенциальный"
Именно по отношению к нему работает стабилизатор.

Поэтому этот вывод (или делитель, если используем повышенное напряжение) - должен быть поключен непосредственно К НАГРУЗКЕ.

Для этого целесообразно не подключаться к "Общему", который является "силовым/токовым" (соответственно на нем есть существенное падение напряжения), а протянуть отдельный "сигнальный/потенциальный" провод.
В силу малого тока на этом "потенциальном" проводе - он будет точнее передавать на стабилизатор управляющий сигнал.
Тогда стабилизатор приложит все усилия по поддержанию нужного напряжения на нагрузке.

Поэтому действительно, верный - это нижний вариант (на рисунке из 3-х включения)

При использовании резистора в 1 Ом нужно понимать, что стабилизатор будет гарантировать напряжение только до этого резистора, а далее - уже будет ЗАВИСЕТЬ от изменения тока потребления нагрузки (падения на этом резисторе),
т.е. уже неподконтрольно стабилизатору.

[Pest]

FAI4, Все конечно так, но скажите, где в практических звуко-устройствах требуется такая высокая точность регулирования постоянного питающего напряжения? В схемах на ОУ где подавление пульсаций и так очень большое, особенно при "правильном" подключении питания (резисторы по питанию перед локальными развязками, см. например СЛ Агеева) ? В большинстве аналоговых слабосигнальных аудиосхем важна не точность напряжения и не размерность выходного сопротивления, а переходная характеристика при изменении тока нагрузки. С этой точки зрения лучше ослабить взаимосвязь стабилизатора и нагрузки.

[FAI4]

В большинстве аналоговых слабосигнальных аудиосхем важна не точность напряжения и не размерность выходного сопротивления, а переходная характеристика при изменении тока нагрузки. С этой точки зрения лучше ослабить взаимосвязь стабилизатора и нагрузки.

- согласен.
(Если мы обеспечиваем "точность", то соответственно обеспечиваем и переходную характеристику с поправкой на скорость компенсации стабилизатором,
а конкретное напряжение на выходе - здесь не самоцель)

В данном случае речь шла о неправильной идее получить порядка 0,001 Ом выходного сопротивления непосредственно на стабилизаторе, за счет усиленного шунтирования его "крутыми" электролитами как цель для питания "ТОП"-аппаратуры.

Это выглядит совсем утопично.

[Pest]

(Если мы обеспечиваем "точность", то соответственно обеспечиваем и переходную характеристику с поправкой на скорость компенсации стабилизатором,
а конкретное напряжение на выходе - здесь не самоцель)

Не очень понятно, как связана точность установки напряжения в полосе работы ООС стабилизатора с переходной характеристикой. Зато переходная характеристика связана с формой петлевого усиления стабилизатора, и здесь про большие электролиты на выходе можно сказать, что они вероятно только ухудшат форму переходного процесса (сделают его меньше по амплитуде но продолжительнее во времени). По этому я думаю что лучше поставить 1 ом на последовательно с выходом в схемах где не требуется очень низкое Rвых и точность напряжения. При этом на выход самого стабилизатора до этого резистора можно включить небольшой электролит для обеспечения стабильности самой ЛМ-ки. А в схемах где множество потребителей на одной шине питания еще проще - достаточно резисторов рядом с локальными развязками.