Sursa liniara cu mosfet

[Mikrosha]

Smilex...

Bun, sînt întru totul de acord cu faptul că diferă etajul de ieşire între un comparator şi un operaţional. De asemenea ai dreptate că operaţionalul este mai "lent" decît un comparator. E firesc, datorită compensării Miller. Asta introduce un pol dominant la frecvenţă joasă. Practic de-asta operaţionalul în buclă deschisă se comportă similar cu un integrator. Aşa ceva nu găseşti la un comparator. Nu vrei comparator cu comportare de integrator, că îţi strică tot răspunsul.

Legat de simularea ta:

În primul rînd am folosit şi eu Multisim în copilărie. E drăguţ, colorat, prietenos, simulează bine digital, dar la analogic, nu mi s-a părut realist. Bine, nu discutăm asta, probabil să fie o chestiune de gust.

În al doilea rînd, tu ai folosit amplificare mare, de 100. Adică transmitanţa pe bucla de reacţie 1/101. E firesc, cu cît e beta (transmitaţna pe bucla de reacţie) mai mică, cu atît e mai puţin probabil să se îndeplinească condiţia de oscilaţie Barkhaussen la frecvenţa unde este marginea de fază zero. Şi desigur, e foarte probabil să fie stabil, ce ţi s-a întîmplat şi ţie în simulare. După cum ştii, la cîştig unitar (configuraţie repetor) există multe operaţionale care nu sînt stabile. De exemplu, fără un condensator la ieşire, LM324 ca repetor oscilează pe cîţiva MHz.

 

Am încercat şi eu o simulare în LTSpice, care este freeware. Fără supărare, simulatorul şi modelele îs foarte realiste, mi se pare un simulator foarte bun în analogic. Cu comparatorul rapid LT1720 (3,5ns) în buclă închisă cu cîştig 11 (deci nici pe departe unitar), este instabil, oscilează la vreo 200 de MHz. În figură, cu albastru e semnalul de intrare, cu verde e semnalul de ieşire.

http://i40.tinypic.com/tafrzc.jpg

Pe de altă parte, există şi comparatoare care pot să funcţioneze ca operaţional. Spre exemplu LT1018, scrie în datasheet şi se vede şi în simulare că este stabil. Sau chiar dacă nu-s stabile, se pot face stabile cu compensări externe.

Apropo, că tot veni vorba, din cele două comparatoare menţionate mai sus de la Linear, nici unul nu e open drain. Adică, nu tot ce zboară este open collector.

 

Ce vreau să insinuez e că nu orice comparator poate substitui direct un operaţional. Diferenţa NU e doar în etajul de ieşire. Comparatorul NU are pol dominant la frecvenţă joasă, şi asta poate schimba radical comportarea în montaj. Poate să meargă, poate să nu meargă. E adevărat că se poate compensa extern, dar într-un circuit complex, precum stabilizatorul de care vorbim, ar putea să fie dificil de compensat.

Deci, "Comparatorul este identic cu operationalul, diferenta constand in iesiri." este falsă, şi cam nedemnă de un om "de profesie".

[Vizitator smilex]

Merg acolo doua comparatoare. Raspunsul ti-l va da posibil pisica matache, daca nu ma crezi pe mine.

[Mikrosha]

Posibil să meargă, posibil să nu meargă. Cum a zis cineva mai sus, e un LDO cu PMOS, greuţ de stăpînit. Chiar sînt curios dacă va fi stabil cu comparatoare. Pisica Matache, ai legătura...

[bogdan_]

Parerea mea: unele lucruri chiar nu trebuie mesterite.Exista sursa de la conex, postata si rasdiscutata aici. Presupunand ca restul de componente costisitoare exista (traf, redresare+filtrare, radiator) costul tranzistorilor finali ar fi nesemnificativ.De exemplu, daca vrem disipatie maxima 350W pe finali (70V intrare, 5A max) si folosim 7 BD911 (100V, 15A, 90W) cu disipatie de 50W pe fiecare costul tranzistorilor o sa fie vreo 17 lei (pret de la tme). Comparati asta cu costul componentelor de mai sus. Deci daca folosirea MOSurilor este justificata doar pentru ca exista... nu merita chinuiala.

[Vizitator smilex]

Daca ar fi s-o iau de la zero, sigur cu bipolare as face-o. Probabil existenta prealabila a tranzistoarelor a dus la solutia asta. Necesita mai multa atentie, dar e rezolvabila si asa.

[Vizitator smilex]

@pisica matache Putem testa veridicitatea softului.

Foarte buna stabilitate, am obtinut cu doua retele RC ca mai jos (gen 1k+4,7n). Fara, era instabil. Mentionez ca 100p-220p am pus pe comparator numai, operationalul 358 nu este de viteza si are integrat ceva asemanator. Aceeasi solutie a functionat si cu 358+diode. Cu sau fara R17. Exista R15.

Incerci retelele RC?

Daca incerci si functioneaza, iti spun ceva surprinzator, cel putin pentru mine.

[Vizitator pisica matache]

Azi am testat si varianta cu comparator;indiferent ce am incercat,n-am putut obtine stabilitatea sursei;asta in conditiile care cu LM358,alimentat din transformator,n-am avut nevoie de nici-o reactie.Cu cond de 150pF,la intrarea in limitare,pe iesire se observa un riplu de 100Hz.Fara reactie,riplul nu mai apare.In legatura cu functionarea comparatorului,nu sunt in masura sa trag concluzii;am folosit LM393,LM2903,cu reactiile puse de @smilex,pe ultima schema...cu aceleasi rezultate.N-am suntat diodele de pe iesirile comparatoarelor,dar nu cred sa fie asta motivul functionarii defectuase...

[Mikrosha]

Nu trag concluzia arogantă că e instabil cu comparator. Pentru că aparent e stabil. Riplul nu mi se pare consecinţă a instabilităţii, ci de filtrare defectuoasă sau plan de masă tras prost. Probabil că un comparator are PSRR mai prost decît un operaţional şi se transmit mai uşor micile variaţii ale tensiunii rail-ului de 12V. Masa operaţionalui, care-i cea mai critică, trebuie să fie cît mai aproape de ieşire. Tensiunea pe condensatori are totdeauna riplu. Aşa că între ei şi ERS curentul are acelaşi riplu, care dă naştere unei căderi de tensiune pe planul de masă. Dacă ne uităm în schema internă a lui LM393, se vede că mişcarea masei echivalează cu o deplasare a modului comun. Dacă era instabil, ar fi oscilat pe KHz - zeci de KHz. Se vede destul de clar că ăla-i riplu de alimentare.

[Vizitator pisica matache]

Riplul ce se vede,apare cand folosesc LM358,si se datoreaza filtrajului insuficient probabil,avand in vedere ca amplitudinea riplului e proportionala cu curentul debitat de sursa;cu comparator sursa oscileaza incontrolabil,pe o frecventa destul de mare,de ordinul khz,reglajul tensiunii si a curentului nu e deloc stabil.In cazul operationalului stabilizarea tensiunii si curentului este foarte buna.Nu vreau sa trag concluzii pripite,dar la o prima vedere comparatorul este mult mai instabil,fata de operational.Asa cum am spus,operationalul functioneaza fara nici-o reactie,am scos si condul de 150pF,ce apare in ultima schema pusa de mine.

[Vizitator smilex]

Nu te grabi, eu doream sa aplici acele retele, dar mai ales R15 asa cum e pe schema, pentru o eventuala surpriza placuta in ce priveste polarizarea MOS. Pe operationale. Abia dupa obtinerea stabilitatii se poate incerca cu comparator si cele doua conduri de 220p (ambele). Diodele ramase nu influenteaza. Deci R15 este montat?

[Vizitator pisica matache]

Am pus toate componentele din schema ta,mai putin rezistente in sursele feturilor;cu LM358 sursa functioneaza perfect chiar si fara reactii.Cu comparator,oscileaza..ceva de genul a ce se vede in poza.Mai mult chiar,cu condul de 200pF,pe comparatorul ce regleaza curentul,sursa nu scoate tensiune.O functionare cat de cat cu comparator,am obtinut fara nici-o reactie,dar reglajul curentului si a tensiunii,lasa mult de dorit,oscilatiile nu dispar deloc.Am suntat si diodele,fara efect...

[Vizitator smilex]

Condul de 200 este pentru a limita frecventa. Nu poate fi mai instabil cu el, decat fara. Sunt convins ca nu l-ai pus pe in+.

M-ar interesa altceva, care ar trebui sa micsoreze mult puterea disipata pe BD. Rezistoarele din poarta si cel din emitor BD de 1,5K toate (in locul celor de 100+220+56). Dar numai cu cele doua retele 1k+4n7 si R15. Sper ca-mi amintesc bine cand spun: fara alte reactii. De asemenea, pentru asta am obtinut stabilitate. De fapt pt. acel MOS cu 3,2n la intrare, instabilitatea aparea la 47K toate cele 3. Deci incearca, merita fata de ce te asteapta la 60-70V pe acel BD.

Lasa comparatoarele pe mai tarziu. Sper sa-mi fac timp sa incerc eu, live.

[Vizitator pisica matache]

Am testat varianta cu rezistoarele de polarizare a feturilor,la 60V;am pus 3 bucati de 1,5K.La prima vedere se pare ca fuctionarea este in regula,nu au aparut oscilatii.Spun la prima vedere,pt ca in scurt timp s-a ars rezistenta de 1K ce alimenteaza operationalul .O pusesem de 0,25W .....Am lasat totul balta,am cautat o carcasa sa montez totul in ea,aveam jumatate de camera plina cu alimentatorul.Dupa ce montez totul,o sa fac ultimele ajustari...o sa postez rezultatele finale.

[Vizitator smilex]

Deci, pun mai jos schema folosita cu comparator, cu mentiunea ca pe zener mai exista 22u (l-am uitat).Nu am timp sa incerc varianta ta cu comparatoare sau operationale, dar solutia asta functioneaza ireprosabil.Am pus nu un pol, ci un zero la 330Hz (teoretic). Din start am inchis bucla la comparator cu 1M. Condul de 22n de la iesire este obligatoriu. Valorile pot fi si altele, desigur, am pus ce am avut la indemana. Stabilitatea e perfecta, fara osc. parazite nicaieri.Trebuie sa subliniez ceva care m-a surprins si anterior: stabilitatea exista fara probleme si cu toate rezistoarele din poarta de 4k7 ,inclusiv emitor driver, si mi-a permis folosirea BC547.Nu cred ca exista vreun impediment pentru a folosi operationale (+diode) intr-o solutie identica. Se poate interpreta, daca nu exista alte variante, ca punctul comun al diodelor sa coincida cu iesirea comuna a comparatoarelor. S-ar putea sa ai echilibru si in alte conditii cu operationale, dar trebuie sa fii foarte atent si circumspect.Stiu ca vei spune ca ai obtinut echilibrul perfect fara nici o reactie cu operationale, dar asa cum am mai spus, stabilitatea sistemelor in echilibru (surse, amplificatoare, etc), e mult mai complexa decat pare la prima vedere, iar situatia de echilibru aparent poate sa dispara daca se intalnesc anumite conditii, care pot fi foarte rare. Iti recomand sa masori lipsa osc parazite cam peste tot. sa folosesti initial la iesirea din sursa o capacitate mai mica (22-47u) urmand sa o maresti ulterior. Sa urmaresti stabilitatea la manevrarea potentiometrelor si la conectarea (deconectarea) diferitilor consumatori.Trebuie sa precizez niste pareri personale. Capacitatea MOS-ului tau (echivalent) este mai mare, ar putea exista intarzieri mai pronuntate. Gaseste cel mai bun compromis intre intarzieri si valoarea rezistoarelor din poarta care determina puterea disipata pe BD la 60V (daca am retinut corect). Aici as zice ca n-ar conta intarzierile, daca ai avea acele rezistoare din sursele MOS. Te-ar ajuta si la echilibrarea puterilor disipate. In acelasi timp ar putea sa nu fie necesar. Fa cum crezi, eu le-as pune. Ai mare grija la bucle de masa, daca imi amintesc bine, facusesi niste nasuratori care, daca nu erau eronate, aratau cresterea tensiunii la aparitia consumatorului iar asta arata o reactie pozitiva ce poate conduce la instabilitate. La solutia construita de mine, se pierd cativa zeci de milivolti la consum de 3,5A, intre masa si iesire. Se pierde mai mult pe rezistorul de 0,045. S-ar putea anula aceasta pierdere (de pe rezistor) daca ai fixa masa, deci toata referinta, dupa el, pe minusul iesirii.Multisimul nu e foarte realist, din pacate, in cazul de fata arata stabile si solutii care in realitate pot fi usor destabilizate. Totusi ramane o unealta buna, zic eu.Solutiile cu sursa comuna sau emitor comun pe elementul regulator de putere (p sau n, nu conteaza) sunt intradevar mai instabile, nu le recomand, necesita atentie deosebita.Recitind, imi dau seama ca poate trebuie sa precizez: montajul exista si functioneaza.

[Mikrosha]

Ok, deci cu un joc de poli-zerouri, ai reuşit să-l stabilizezi. Ai băgat la fiecare comparator încă un pol exterior ca să-l faci...operaţional miller. Ai scăpat de cele 2 diode dar ai băgat vreo 5 noi componente pasive. În regulă, ţi-ai demonstrat punctul de vedere. Am învăţat şi eu ceva nou din experimentul tău. Mulţumesc.