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?

[jett]

0,1 Ом, это после стаба и перед ёмкостью?

Да.

Не маловато будет 0,1 Ом?

А зачем больше? Смысл в получении низкого и ровного импеданса в широкой полосе. Сейчас СМДшные резисторы на десятки-сотни мОм не проблема, так что можно и ниже, но емкость придется увеличить.

Кстати, после диодного моста перед ёмкостями тоже надо 5,1 Ом поставить....

Это уж как угодно, на вых. импеданс оно не влияет.

[pyos]

Не маловато будет 0,1 Ом?

Нет, 0.1-0.47 ом - в самый раз, дальше смысла и нет.

[steel_monkey]

Кстати, после диодного моста перед ёмкостями тоже надо 5,1 Ом поставить....

А еще намного лучше - перед диодным мостом. В каждый провод.

[jett]

Нет, 0.1-0.47 ом - в самый раз, дальше смысла и нет.

Уменьшать есть смысл?

А еще намного лучше - перед диодным мостом. В каждый провод.

Почему?

[steel_monkey]

Для чего ставятся снабберы? Как понизить добротность контура? Как делается синфазная развязка обмоток?

[Pest]

Как делается синфазная развязка обмоток?

Лучше там где ток меньше, в первичке.

[jett]

А в чём разница - ставить резистор перед мостом или после?

[steel_monkey]

Хотя бы вот по какой причине: уменьшить добротность контура, образованного индуктивностью рассеяния вторички и паразитами диодов моста (то, для чего сделаны снабберы, но точнее и проще).
Второй момент - эти резисторы развязывают вторички друг от друга.

[sewerin]

Замерить бы импеданс такого набора:
470000+470000+10000 (Cамва) + 15000+10000+10000 (Ничиконы FW) + 2200+1000+680+680+100 (Панасоники FC)+0.1+0.1+0.1+0.1+01+0.1+0.1+0.1+0.1+0.1+01+0.1 (NPO).
Чтоб знать, каких именно "дров" надо "подкинуть".

[Pest]

470000+470000+10000 (Cамва) + 15000+10000+10000 (Ничиконы FW) + 2200+1000+680+680+100 (Панасоники FC)+0.1+0.1+0.1+0.1+01+0.1+0.1+0.1+0.1+0.1+01+0.1 (NPO).

Может быть резонанс между низкоимпедансными электролитами и суммарной емкостью NPO. Где такой монструозный набор конденсаторов используется?

[Arena]

Замерить бы импеданс такого набора:
470000+470000+10000 (Cамва) + 15000+10000+10000 (Ничиконы FW) + 2200+1000+680+680+100 (Панасоники FC)+0.1+0.1+0.1+0.1+01+0.1+0.1+0.1+0.1+0.1+01+0.1 (NPO).
Чтоб знать, каких именно "дров" надо "подкинуть".

Offтопик:
Как нибудь поищите фото блока конденсаторов накопителя питания импульсного промышленного лазера типа "квант". А потом поинтересуйтесь, какие скорости фронта там нужны для работы не единичным импульсом, а для резки металла. Тогда страдание гигантоманией в емкостях пропадет. Все хорошо в меру.

[steel_monkey]

Offтопик:
Как нибудь поищите фото блока конденсаторов накопителя питания импульсного промышленного лазера типа "квант". А потом поинтересуйтесь, какие скорости фронта там нужны для работы не единичным импульсом, а для резки металла. Тогда страдание гигантоманией в емкостях пропадет. Все хорошо в меру.

Offтопик:
Еще в этом смысле очень жестки лазеры на парах меди. Там какие-то кильвольты за наносекунды

[aganext]

sewerin,
Импенданс такого набора, скорей всего, будет определяться конструктивной схемой его соединения

[jett]

Хотя бы вот по какой причине: уменьшить добротность контура, образованного индуктивностью рассеяния вторички и паразитами диодов моста (то, для чего сделаны снабберы, но точнее и проще).

Оно-то так, но эти резисторы снабберы не заменят, к тому же, сама вторичка тоже имеет активное сопротивление, иногда значительное, а значит оно как бы и не надо. Из опыта, по звуку чаще получалось лучше без таких резисторов.

sewerin,
Импенданс такого набора, скорей всего, будет определяться конструктивной схемой его соединения

На сотнях кГц и выше - однозначно. Например, на 1...2 МГц перемещение щупа для измерения на 5...10 мм весьма заметно меняет результат.

[krulfa]

Давить же пульсации на выходе интегрального стабилизатора за счет большой емкости - НЕЛЬЗЯ!
Это неграмотное использование элемента.

Давить пульсации мы не собираемся, мы собираемся импеданс снижать.

Этим измерениям у меня веры НЕТ. Ниже представлен график выходного сопротивления из даташит LM317
Если зашунтировать делитель емкостью (на опорном выводе), то выходное сопротивление падает до 0,002 Ом.
Для улучшения параметра "выходное сопротивление" на частотах выше 10кГц уж точно нет никакой пользы от электролита на выходе.
Нужно шунтировать местными фильтрами непосредственно на каскадах (на плате) в виде элементарных RC-цепочек (электролит + неэлектролит)

Шунтирование выхода стабилизаторов электролитическими конденсаторами большой емкости позволяет получить низкий импеданс источника питания как на низких, так и на средних и высоких частотах, где импеданс LM начинает расти. Еще это улучшает переходную характеристику на импульсной нагрузке, сглаживает выбросы. Так что это решение- грамотное, при условии, что правильно выполнена разводка печатной платы.

Кроме того, выходной импеданс LM зависит от тока нагрузки, т.е. является нелинейной величиной. Шунтирование конденсаторами снижает вклад этой нелинейности. Переходная характеристика интегральных стабилизаторов обычно плохая или очень плохая с точки зрения качества звука, поэтому шунтирование улучшает звуковой почерк устройства в целом.

Измерениям Jett я полностью доверяю - они показали правильную качественную картину. Возможно, там имеется систематическая ошибка или неточность в разводке, которая не позволила увидеть 0.002 Ом, а только 0.02. Но, как можно догадаться, в значении 0.002 Ом есть элемент рекламы - это максимальная величина, которую производитель "выудил" из этой ИС в своей лаборатории. Шаг влево-вправо от идеальных условий - и результат будет ниже.

Величину емкости после стабов нужно сопоставлять с областью устойчивой работы петли ОООС стабилизатора. У всех ИС есть область неустойчивой работы, которая чаще всего находится в области 1 - 10 мкФ. Емкость от 100 мкФ не может плохо повлиять на характеристики регулирования, наоборот, она часть пульсаций возьмет на себя и разгрузит ИС стаба.

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.

Безусловно, можно сделать стабилизатор с исчезающе низким импедансом в широкой полосе частот до сотен кГц - например, на ОУ. И шунтирование такого стаба не имеет смысла. Но в случае LM ее шунтирование большим электролитом, от 220 мкФ в слаботочных цепях, с точки зрения качества звука, как правило, показано.

[Arena]

Емкость от 100 мкФ не может плохо повлиять на характеристики регулирования, наоборот, она часть пульсаций возьмет на себя и разгрузит ИС стаба.

100 мкФ нет, не повлияет. Только вот тут речь ведется о единицах-десятках тысяч мкФ после стаба, да еще для питания операционных усилителей с током потребления в 10-20 мА максимум.

[krulfa]

100 мкФ нет, не повлияет. Только вот тут речь ведется о единицах-десятках тысяч мкФ после стаба

При больших емкостях, начнет сказываться неидеальность подавления LM пульсаций входного напряжения. Усилится переменная составляющая тока через конденсаторы, вызванная остаточными пульсациями выходного напряжения LM. Хоть там и милливольты, на большой емкости ток будет ощутимый. Если он станет больше тока нагрузки, теоретически возможен прерывистый режим работы LM. Практически нужно считать. Многое будет зависеть от разводки ПП.
Для тока 10-20 мА нужно делать параллельные, а не последовательные стабы. По многим причинам.

[jett]

Но, как можно догадаться, в значении 0.002 Ом есть элемент рекламы - это максимальная величина, которую производитель "выудил" из этой ИС в своей лаборатории. Шаг влево-вправо от идеальных условий - и результат будет ниже.

Конечно. Кроме того, если сотые доли ома достаточно точно измеряются, то с тысячными всё несколько похуже... Тем не менее, на 200 Гц импеданс ЛМ-ки + 100,0...2200,0 я измерил как 0,006...0,007 ом. При этом, что интересно, стаб 7915 + ёмкость имеет на НЧ в разы бОльший импеданс, порядка 0,015...0,020 ом, а на 1 Мгц - наоборот меньше примерно в 2 раза, т.е. его импеданс ровнее. Но по шумам он увы почти в два раза хуже, ну и по К стаб. конечно.

Для тока 10-20 мА нужно делать параллельные, а не последовательные стабы. По многим причинам.

Померял обычный параметрический стаб, результаты несколько разочаровали. Оказалось, что импеданс стабилитрона растет с понижением частоты. Например.
BZX85/12V(29ма):---20гц/4ом---50гц/3,4ом---100гц/2,8ом---200гц/2,1ом---2кгц/1ом---20кгц...2мгц/0,7ом
С 6V2+6V2 последовательно при том же токе импедансы оказались почти в 2 раза меньше, что интересно, да и шум в 2 раза ниже.
Хорошие результаты показал 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.

[steel_monkey]

Померял обычный параметрический стаб, результаты несколько разочаровали. Оказалось, что импеданс стабилитрона растет с понижением частоты. Например.
BZX85/12V(29ма):---20гц/4ом---50ом/3,4ом---100ом/2,8ом---200ом/2,1ом---2кгц/1ом---20кгц...2мгц/0,7ом
С 6V2+6V2 последовательно при том же токе импедансы оказались почти в 2 раза меньше, что интересно, да и шум в 2 раза ниже.

Это больше похоже на ошибку измерения. Даже лавинный процесс достаточно быстр, и зависимоть от частоты, думаю, появится в худшем случае к сотне МГц. Да и не падать, а расти импеданс должен бы был. Ну и еще, стабилитрон хорош тем, что его можно запитать от источника тока и отвязать тем самым от блока питания хотябы частично. 5.1 Вольт одноваттный стабилитрон при 100 мА имеет около 1 Ом дифсопротивление, что, на мой взгляд, неплохо.

[jett]

steel_monkey, промерял не один стабилитрон, результаты более-менее похожи. Сам был удивлён. При этом обычный 5мм красный светодиод, например, имеет свои 8 ом (при 8 ма) от 20гц до 2 мгц (на 20 гц даже чуть ниже).