Sursa reglabila cu protectie la scurtcircuit si suprasarcina

[Mircea]

1 hour ago, bolek said:

In ultimii 40 de ani s a mai facut schema asta si cu alte valori si proiectantul Bob P nu a protestat.

Bob P a inventat varianta negativa 337, 317 ii apartine lui Bob D. 

 

The LM317 is a popular adjustable positive linear voltage regulator. It was designed by Bob Dobkin in 1976 while he worked at National Semiconductor.

 

The LM337 is the negative complement to the LM317, which regulates voltages below a reference. It was designed by Bob Pease, who also worked for National Semiconductor.

[dumitrumy]

SSB inca nu a raspuns cum limiteaza de fapt curentul la suprasarcina/ scurt acest montaj. Eu nu am inteles ce a vrut sa spuna ieri:

(CITAT)---Cele doua diode fac parte dintr-o structura de sursa de curent ce limiteaza curentul de scurtcircuit pina intra in actiune limitarea de curent setata de integrat.

>>>>>>>>>>>>>>>>

E o limitare in doua etape?

[sesebe]

Dacă nici tu n-ai înțeles atunci chiar nici nu mai are rost sa explic. Poate are timp Marian ca el este adeptul surselor astea cu LM317. 

[flomar60]

Presupunem 35Vc.c. la intrare.... dacă fac o comparație puțin forțată,LM poate fi asimilat cu o rezistență variabilă de precizie ,cel puțin până la curentul de 1,5A acolo unde incepe limitarea internă....la acest curent,daca cele 2 diode nu ar exista,caderea de tensiune pe rezistența de 10 ohmi ar fi de ...15V...!...având în vedere valoarea rezistențelor de limitare din bazele TIP36 (1ohm)și potența sursei, acesti trz s-ar distruge instantaneu!...cele 2 diode limitează căderea de tensiune la aprox. 1,5V pe respectiva rezistență și această tensiune este super suficientă să ducă aproape de saturație tranzistorii....rezistențele de 1ohm din baze sunt obligatorii pentru limitarea curentului pe B-E....pot fi si ceva mai mari...2,2...4,7ohmi...zice in data-sheet-ul LM-ului că curentul de limitare tipic este de 2,2A și maxim de 3,4A....indiferent de această valoare tranzistorii nu se vor deschide mai mult ....cel puțin la modul ideal pentru că crescând curentul prin diode se modifica puțin și caderea de tensiune pe ele in sensul cresterii și,automat,curentul creste și el prin tranzistori dar nu mult....ăsta-i rostul circuitului alcatuit de cele 2 diode și rez de putere,limitează curentul maxim prin trz astfel încât împreună cu rez de limitare din emitori ,curentul de scc să rămână la o valoare suportabilă...având în vedere valorile de impuls (pentru 1-2ms) ale curentului ,este justificată folosirea unor tranzistori foarte potenți ca acest TIP36....ar fi interesant de văzut pe osciloscop ce valoare are curentul de impuls....cine are scule performante poate face un test....

  Dacă am greșit cu ceva ,vă rog să mă corectați....

[Marian]

Rezistentele din bazele PNP-urilor n-au legatura cu limitarea de curent, le pusesem eu in ideea de a compensa eventuale diferente intre tranzistori la caracteristica Vbe/Ic. Pot lipsi.

 

Limitarea pentru tranzistori este data de rezistentele din emitor si este permanenta si fara legatura cu limitarea prin LM.

Cele 2 diode 5408 impreuna cu rezistentele de 330mOhm ( 0,33R ) fac un generator de curent constant menit sa limiteze curentul prin PNP-uri la aproximativ VF/Re, adica tensiunea directa a unei diode impartita la valoarea rezistentei din emitor.

Adica indiferent de cerintele sarcinii, prin PNP-uri nu poate trece mai mult de cca 2A per bucata in cazul de fata ( repet, fara legatura cu limitarea prin LM ).

 

Rezistenta de 10R in paralel cu diodele stabileste un curent minim de la care PNP-urile incep sa conduca, adica stabileste un curent minim prin LM ( 317 are nevoie de un curent minim pentru a functiona corect ), acel curent este dat de raportul dintre Vbe al PNP-urilor, si valoarea rezistentei in paralel cu diodele. Adica aproximativ 0,65V/10R.

 

LM317 nu are o limitare de curent propriu zisa, ci una de putere disipata ( scrie asta in prima pagina la PD-limitata intern ).

De asta exista graficul limitare de curent versus diferenta Vin-Vout ( caderea de tensiune pe LM ). Cu cat diferenta asta de tensiune dintre alimentare si iesire este mai mare, cu atat limitarea de curent prin LM este la o valoare mai mica.

Adica, cu cat iesirea este reglata la valori mai mici, cu atat mai putin curent poate LM sa ofere.

Curentul de scurtcircuit e chiar cel din acel grafic la diferenta Vin-Vout care corespunde alimentarii, adica la scurt intreaga tensiune pica pe LM, deci daca ai alimentare de 30V ( spre exemplu ) atunci te uiti in grafic unde este valoarea de 30V la diferenta Vin-Vout si vezi ce curent ai acolo.

 

Schema asa cum e are un maxim de cam 25V, pentru un maxim mai mare ar trebui redusa R1 ( la 430R pentru un maxim de 30V spre exemplu ) si este posibil sa aiba nevoie de sarcina minima suplimentara pentru stabilizare corecta in gol a iesirii ( divizorul asa cum e ar trage sub 2,5mA din LM, si cu 430R curentul minim ar creste la 2,9mA ).

Deasemeni condensatorul pe iesire este prea mare cum am pus eu acolo, cateva sute de uF maxim sunt deajuns.

[Marian]

Pentru ca s-a pus la indoiala functionalitatea ( sau mai degraba eficacitatea ) protectiei cu diode pentru PNP-uri, m-am gandit sa fac niste teste practice care sa o demonstreze. 

 

Pentru a o intelege mai usor schema poate fi redusa la nivelul asta:

Ca despre asta este vorba, o sursa de curent constant cu tranzistor si diode ( foarte des intalnite in scheme de amplificatoare ceva mai vechi ). LM-ul lipseste ( este inlocuit de R2 din desen ) pentru ca nu este relevant cat priveste protectia pentru PNP.

 

R1 este shuntul de 330mOhm, iar R2 este sarcina pentru diode si ceea ce asigura curentul in baza PNP.

Vf la D1 polarizeaza pe Q1 ( reproduce pe Vbe ), iar Vf la D2 pica pe shunt si da pragul curentului de la sursa.

Pragul ala nu este precis pentru ca este influentat de mai multi factori, in special asazisa referinta de la diode, care pe langa influenta variatiei de temperatura asupra Vf, mai sufera si din cauza variatiei alimentarii care duce la o variatie de curent prin diode, si in final la o variatie a Vf datorita alimentarii. Colac peste pupaza precizia mai este afectata si de variatiile temperaturii jonctiunii PNP ( pana si de variatii ale Hfe, dar mai putin )...

Cu toate astea limitarea exista si asigura protectie atat la suprasarcina cat si la scurtcircuit pentru PNP.

Totul e sa nu-l scoti din SOA, si desigur sa ai racire suficienta.

La TIP36C soa la 30V este de cca 5A pe curba DC, deci resurse sunt.

 

Montajul de test:

 

Sarcina este o rezistenta fixa de 8 Ohm, si pentru a varia curentul am variat alimentarea care a provenit de la sursa ajustabila V2 prezentata pe forum ( chiar cu LM317+PNP, cea de 10A ).

 

Am luat intai cateva praguri de curent sub limitare pe care le-am monitorizat cu 3 multimetre plus osciloscopul.

Multimetrul verde monitorizeaza tensiunea pe sarcina

Multimetrul alb monitorizeaza tensiunea de alimentare

Multimetrul rosu ( UNI-T ) monitorizeaza curentul de sarcina

Osciloscopul monitorizeaza caderea de tensiune pe shunt.

 

0,5A:

 

 

1A:

 

 

1,5A:

 

 

De aici limitarea incepe sa-si faca simtita prezenta:

 

 

Aici cu sursa de alimentare la maxim ( ceva mai mult de 30V, pe aceeasi sarcina de 8 Ohm ):

 

 

Aici am redus valoarea sarcinii ( ceva mai mult de 4 Ohm ):

 

 

Am vizualizat cu osciloscopul cu functia "single shot" si raspunsul tranzitoriu, respectiv saltul curentului pe shunt de la 0 la o anumita valoare. In toate cazurile alimentarea a fost maxima ( cam 32Vcc ).

Iata raspunsul tranzitoriu la cuplarea a 8R pe iesire:

 

Exista si ceva overshoot:

 

Saltul la cuplarea a 4R pe iesire:

 

Overshoot-ul:

 

Si in final saltul de la iesire in gol la direct scurt:

 

Palierul este stabil undeva pe la 640mV, deci curentul prin PNP la scurt este stabil la cca 2A.

 

Exista overshoot mai mare aici:

 

Varful maxim ajunge asa cum se vede jos pe la 3,56V, deci un varf de ceva mai mult de 10A prin PNP, insa pentru un timp foarte scurt:

 

Prea scurt sa conteze.

De asta in ciuda numarului mare de scurturi pe iesire pe care le-am facut la test, PNP-ul n-a patit nimic.

Adica protectia la scurt cu diodele pentru PNP exista si este cat se poate de functionala si sigura.

Totul este asa cum am zis sa nu se scoata PNP-ul din SOA, si nu se intampla asta nici cu TIP36C, dar sunt tranzistori mult mai solizi care au SOA foarte bun ( mult peste cerintele schemei ).

 

 

[flomar60]

Da,Marian ,mulțumesc pentru teste!....mi-ai luat-o inainte,asta aveam de gând să fac și eu cum găseam ceva timp liber!...doar că testul tău este mult mai complet,eu nu puteam vizualiza pe oscul meu overshoot-ul....foarte util acest test!

[dumitrumy]

CITAT:   Limitarea pentru tranzistori este data de rezistentele din emitor si este permanenta si fara legatura cu limitarea prin LM.

>>>>>>>>>>>>>>>>>>

[Marian]

Recunosc, nu ma prind...

[dumitrumy]

Credeam ca este simplu, ai spus ca nu are legatura cu limitarea prin LM. Am pus un LM ce limiteaza la 0,8A si unul ce limiteaza la 2,2A. Si rezulta ca in primul caz tranz limiteaza la 2,97A iar in al doilea la 3,45A.

[sesebe]

Asa, și ce-i cu asta? 

Daca tot vrei sa postezi ceva util atunci postează și explicația fenomenului. 

Bănuiesc ca știi regula de baza la un simulator: "garbage in, garbage out". 

[cozmalau]

35V c.c pe intrare cu R1 430 ohm si 0.22 ohm 3W in emitoare , 1 ohm 1w in baza si D3 1A se deregleaza putin curentii , probabil undeva la 3A pe tranzistor , ce parere aveti? Este stabila? 

PS: dioda pe output nu trabuie pusa?

[dumitrumy]

Am mai folosit alte 2 formule de multiplicare a curentului ce trece prin integrat: cu rezistenta simpla serie si cu rezistenta serie cu o dioda. Toate cele 3 variante au comportament identic la limitare: tensiunea de iesire incepe sa scada exact in momentul in care LM-ul intra in limitare. 

VERDE--curent prin LM

ROSU--tensiune iesire

>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

 

[Marian]

Nu stiu ce incercati sa demonstrati dar speram ca testul meu de ieri sa fie suficient...

Am spus deja de ieri ca una dintre cauzele lipsei de precizie ( principala chiar ) este variatia VF a diodelor, in special cea data de variatia curentului prin ele.

In cazul testului meu de ieri curentul prin ele era destul de mic, insa in circuitul din schema LM317+PNP curentul maxim prin diode este chiar cel dat de limitarea interna a LM, e destul de mare, deci si influenta asupra VF este mare.

Totusi in practica influenta asta ar trebui sa fie partial compensata de cresterea temperaturii diodelor ( ca sigur se vor incalzi dupa ceva timp ), cat anume nu am testat, si nici nu am motive sa o fac dar simulatorul evident ca nu tine cont de asta.

Oricum ceea ce doream sa sustin acolo era ca limitarea prin PNP exista in mod direct si primordial de la diode, si apare mult inaintea limitarii de la LM. Influenta limitarii LM-ului este doar indirecta si doar asupra nivelului pragului de limitare a SCC-ului alcatuit de PNP si diode. LM-ul nu influenteaza insasi existenta limitarii prin PNP, doar ridica putin pragul dupa ce aceasta deja a intervenit.

 

Simularile de mai sus sunt irelevante, in lipsa diodelor nu mai exista SCC la PNP ci exista doar o limitare indirecta si foarte imprecisa data de curentul de care LM este capabil si valoarea rezistentei inseriat cu LM ( intre baza si emitor la PNP ).

Normal ca daca LM este in limitare, se scade tensiunea de pe iesire deoarece curentul prin rezistenta inseriata cu el nu mai poate creste, deci nici polarizarea PNP nu mai poate creste.

 

 

[cozmalau]

Salutare! Am facut si eu aceasta sursa dupa schema de mai jos cu urmatoarele mentiuni:

--Input 36v c.c. 

--Rezistentele din emitori R4=R6=R8= 0.27 ohm 3w

--D1=D2=BY 397 ( 3A 200v)

--R1= 470 ohm 1w

--Rezistenele din baze R3=R7=R9=1.8 ohm

--C2 470uF 

Problema este ca in momentul cand il alimentez imi da direct pe iesire toata tensiunea de 36v c.c de pe intrare, ba din contra daca incerc sa o modific din potentiometru iasa fum din el si scanteiaza ,tensiunea nemodificandu-se deloc.

Aveti ceva pareri unde am gresit?