เหตุใดตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้นจึงมีแรงดันเอาต์พุตขั้นต่ำ> 0 V

ฉันกำลังพยายามเลือกตัวปรับแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้นสำหรับโครงการของฉัน (แล็บแหล่งจ่ายไฟ)

ผมตะลึงว่ามีเพียงไม่กี่หน่วยงานกำกับดูแลมากเรียกร้องให้มีการส่งออกที่ปรับให้เป็น 0 โวลต์มันน่าจะเป็นเพราะความจริงที่ว่าพวกเขามักใช้การจัดเรียงของบางอ้างอิงแรงดันไฟฟ้าที่เชื่อมต่อในชุดด้วยเข็มผลักปุ่ม แบบแผนประยุกต์ซึ่งพบในแผ่นข้อมูลจำนวนมากอยู่ในรูปแบบตะโกน

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

ทีนี้คำถาม ...
สาเหตุของการมีแรงดันอ้างอิงนี้คืออะไร? (1.25 V ในแผนภาพด้านบน)

1. มันเกี่ยวข้องกับความเสถียรของลูปควบคุม / ฟีดแบ็กหรือไม่? อย่างไร
2. คือนี้เป็นวิธีที่ถูกต้องเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาแรงดัน output ต่ำสุด? หรือฉันจะพบกับความไม่แน่นอน / ปัญหาอื่น ๆ ?
3. ถ้าไม่ใช่ # 2 สิ่งที่เป็นวิธีโคเชอร์ในการสร้างห้องปฏิบัติการ (กระแสสูง) ปรับกำลังไฟเป็นศูนย์โวลต์? ฉันจำเป็นต้องใส่ภาระระหว่างสองหน่วยงานกำกับดูแลหรือไม่?

PS: นี่เป็นคำถามแรกของฉันในฟอรัมนี้โปรดอย่าเอาหินขว้างฉันทันที:] ฉันพยายามค้นหา / google A LOT แต่ฉันไม่แน่ใจว่าฉันกำลังค้นหาอะไร ... ขอบคุณมากสำหรับคำตอบที่เป็นประโยชน์

PPS: ฉันรู้ว่าผู้ควบคุมบางคนเช่นLT3080ใช้แหล่งจ่ายกระแสไฟฟ้าแทนการอ้างอิงแรงดันไฟฟ้า แต่ IC นี้ควรปรับให้เป็น 0 V สำหรับโหลดขนาดเล็กมากเท่านั้น

ด้วยเหตุผลสองประการ

1.25V เป็นแรงดันไฟฟ้าที่สะดวกในการสร้างแรงดันอ้างอิง - มันเรียกว่าการอ้างอิง bandgapและมีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ (ที่ค่อนข้างต่ำ) ที่อุณหภูมิห้อง คุณสามารถทำการอ้างอิงชนิดอื่นและคุณสามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างจากการอ้างอิง 1.25V ด้วยเครื่องขยายเสียงหรือตัวลดทอน แต่ 1.25V นั้นค่อนข้างดี คุณต้องการแรงดันไฟฟ้า (หรือการอ้างอิงปัจจุบันซึ่งมาจากการอ้างอิงแรงดันไฟฟ้าปกติ) ภายในหรือคุณไม่สามารถควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่รู้จัก

ประการที่สอง 1.25 โวลต์เป็นแรงดันไฟฟ้าทั้งสองต่ำพอที่น้อย (จนกระทั่งเมื่อเร็ว ๆ นี้) จริง ๆ ต้องใช้วัสดุที่ต่ำ (จริง ๆ ไม่มีใครสนใจเกี่ยวกับอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการ) และสูงพอที่แรงดันออฟเซ็ตของ op-amp ภายในไม่ส่งผล ความแม่นยำมาก นอกจากนี้ยังช่วยให้วงจรภายในที่ไม่ต้องทำงานถึง 0V

การสร้างตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบปรับได้ง่ายที่ทำงานได้ถึง 0V นั้นจะไม่ยากโดยเฉพาะอย่างยิ่ง แต่มันจะเพิ่มค่าใช้จ่ายและหมุดและนั่นไม่ใช่ส่วนเริ่มต้นสำหรับส่วน jellybean

ฉันจะเพิ่มข้อควรพิจารณาเพิ่มเติมเข้าไปในคำตอบที่ยอดเยี่ยมโดย Spehro Pefhany

ผู้ผลิตอุปกรณ์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าทำกำไรได้จากการขายชิ้นส่วนและอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยทำกำไรส่วนใหญ่จากสินค้าที่ผลิตจำนวนมากไม่ใช่ผลิตภัณฑ์เฉพาะกลุ่ม

ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้ามีความสำเร็จอย่างมากเนื่องจากสามารถตอบสนองความต้องการทั่วไปในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์: ให้การจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่เสถียรไปยังวงจรที่ป้อน อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ใช้ค่าการจ่ายแรงดันไฟฟ้ามาตรฐานมากขึ้นหรือน้อยลง: 1.8V, 2.5V, 3.3V และ 5V สำหรับวงจรดิจิตอล 12V หรือ 15V สำหรับอะนาล็อกพลังงานขั้นสูง 28V สำหรับแอมป์ไฟเช่น

ดังนั้นผู้ผลิตจึงมีข้อได้เปรียบในการผลิตอุปกรณ์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าคงที่ แน่นอนว่าการมีตัวปรับแรงดันไฟฟ้าแบบปรับได้นั้นมีข้อดีเช่นกัน: คุณสามารถมีรางจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่ไม่ได้มาตรฐานคุณอาจต้องการตัดแรงดันไฟฟ้าบางวิธีคุณอาจต้องการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าแบบไดนามิกเพื่อปรับให้เข้ากับคำขอพลังงานในคอมเพล็กซ์ วงจรไฟฟ้า ฯลฯ

ความจริงก็คือว่า "กรณีใช้แหล่งจ่ายไฟในห้องปฏิบัติการ" นั้นแทบไม่มีความหมายสำหรับผู้ผลิตชิป: เปรียบเทียบจำนวนอุปกรณ์จ่ายกำลังไฟฟ้าของห้องปฏิบัติการที่จำหน่ายในแต่ละปีกับจำนวนอุปกรณ์ควบคุมพลังงานของบอร์ดที่สร้างขึ้นในช่วงเวลาเดียวกัน!

นอกจากนี้แรงดันไฟฟ้าใด ๆ ภายใต้ ~ 1.5V มีการใช้งานเพียงเล็กน้อยเป็นแรงดันไฟฟ้าของรางไฟฟ้าในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ปัจจุบัน (อาจจะเป็นใน 10 ปีเราจะเห็นตระกูลตรรกะที่ประสบความสำเร็จใหม่ทำงานที่ 0.5V แต่จนถึงตอนนี้ไม่!) เพื่อสร้างชิปควบคุมที่ปรับค่าได้ซึ่งควบคุมลงไปที่ 0V (ถ้านี่เป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบดี แต่ก็ไม่มีเป้าหมายการออกแบบชิปหลัก)

ยิ่งกว่านั้นการจัดหาห้องปฏิบัติการนั้นแทบจะไม่เคยทำเพียงแค่ตัวควบคุมเดียว: คุณต้องการวงจรที่ซับซ้อนมากขึ้น (เว้นแต่จะเป็นของเล่นของมือสมัครเล่น) เพื่อลดเสียงรบกวนเพื่อให้การตอบสนองที่ดีหลีกเลี่ยงการโอเวอร์โหลดแรงดันและกระแสไฟฟ้า จำกัด เป็นต้น คือคุณสมบัติทั้งหมดที่ทำให้แหล่งจ่ายไฟในห้องปฏิบัติการมีมูลค่า ดังนั้นจะไม่มี "อุปทานบนชิป" เพราะผู้ผลิตห้องปฏิบัติการซัพพลายทุกคนจะปรับการออกแบบของพวกเขาในรูปแบบที่แตกต่างกันและชิป "catch-all" จะไม่มีประโยชน์หรืออย่างน้อยก็ไม่จำเป็นต้อง จะผลิตมวล

ฉันไม่มีอะไรเพิ่มสำหรับคำถามที่ถามในชื่อ แต่ฉันมีทางออกที่เป็นไปได้สำหรับจุดที่สอง / สามของคุณในการเอาชนะอุปสรรค 1.25V ดังที่คุณอาจทราบแล้วว่าแรงดันเอาท์พุทของ LM317 นั้นสูงกว่า 1.25V Vadjดังนั้นคุณต้องใช้แหล่งจ่ายไฟเชิงลบเพื่อดึงVoutลงไปที่ศูนย์โวลต์ ฉันสร้างแหล่งจ่ายไฟคู่ 5A มานานแล้วและได้ผลลัพธ์ที่ดีมากจนกระทั่งมีคนทิ้งมันเมื่อย้ายบ้าน ฉันไม่เคยมีรอบที่จะสร้างใหม่ แต่มันขึ้นอยู่กับวงจรด้านล่าง ฉันได้ละเว้นส่วนประกอบของหม้อแปลง / แก้ไข / ปรับให้เรียบเนื่องจากมันไม่มีอะไรพิเศษในกรณีนี้ เรียบ, อุปกรณ์ DC อลหม่านไปและ+VDC-VDC

มันใช้เหรียญเงินที่หาได้ยากของคุณอีกสองสามตัวโดยใช้ op-amps เพื่อสร้างความเสถียรVadjซึ่งในทางกลับกันต้องใช้ตัวควบคุมบางอย่างเพื่อให้การจ่าย +/- 12V สำหรับ TL074 ตัวควบคุมใด ๆ จะทำในกรณีนี้คงที่หรือปรับได้ในช่วงที่เหมาะสม

มันทำในสิ่งที่มันทำอย่างไร:

ง่ายมาก บัฟเฟอร์แยกแรงดันไฟฟ้าที่ผ่านตัวต้านทานตัวแปรU1:A ย้อนกลับนี้เพื่อให้และจบลงด้วยแรงดันไฟฟ้าที่เท่ากัน แต่ตรงข้ามกับอินพุตที่ไม่กลับค่า และจำเป็นสำหรับการจัดให้มีความเสถียรและความต้านทานสูงสำหรับ(วงกลมสีแดง)R_ADJU1:CU1:DU1:BDBR2+/-

[หากคุณต้องการแยก + ve และ -ve แรงดันไฟฟ้าเชื่อมต่อU1:B+กับตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าของตัวเองและปล่อยให้U1:Aoutไปเท่านั้นR9]

ทั้งสองR2คู่ต้านทานกับตนR1ตัวต้านทานและมาตรฐานเป็นไปตามVoutสมการฉาบเกี่ยวกับเอกสารข้อมูลทางเทคนิคสำหรับการควบคุมนี้และญาติของมันยกเว้นคุณแล้วลบแรงดันไฟฟ้าV_BIAS+(หรือเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่V_BIAS-) Voutเพื่อให้ได้ที่เกิดขึ้นจริง มันขึ้นอยู่กับคุณที่จะเลือกค่าของR2+และR2-- และยังR6, R7และR_ADJ- เพื่อให้คุณชิงช้าแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับการยอมรับ โปรดทราบว่าR2ค่าจะไม่ตรงกันเนื่องจากปัจจุบันIadjซึ่งแตกต่างกันเล็กน้อยจากหนึ่ง IC ต่อไป แต่แน่นอนจาก LM317 ถึง LM337 ส่วนใหญ่แล้วความสัมพันธ์ระหว่างVadjกับIadj เป็นแบบเส้นตรง (จากประสบการณ์) แต่สิ่งต่าง ๆ เปลี่ยนไปเล็กน้อยเมื่อคุณเริ่มวาดกระแสไฟฟ้าที่สำคัญในโหลด - ดังนี้:

กฎระเบียบที่สูงในปัจจุบัน :

Q1/2และR3-5(วงกลมสีน้ำเงิน) ทำลาเมื่อมันมาถึงปัจจุบัน อย่างไรก็ตามสิ่งนี้ขึ้นอยู่กับการเลือกอย่างระมัดระวังของค่าสำหรับตัวต้านทาน หมายเหตุ: "2R" และ "R" ไม่ได้หมายถึง "2 Ohm" และ "1 Ohm" ตามลำดับ พวกเขาหมายถึงหนึ่งกำลังสองต้านทานของอื่น ๆ หัวข้อนี้ครอบคลุมในเอกสารข้อมูลหลายเวอร์ชันสำหรับหน่วยงานกำกับดูแลและออนไลน์ดังนั้นฉันจะไม่กล่าวย้ำอีกครั้งที่นี่ ในที่สุดเป้าหมายก็คือเบี่ยงเบนกระแสออกห่างจากตัวควบคุมมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้และบังคับให้มันผ่านทรานซิสเตอร์มากเท่าที่คุณต้องการ แต่คุณจะต้องกำหนดค่าที่ดีที่สุดสำหรับความต้องการของคุณเอง

อย่าพยายามดึงกระแสไฟฟ้ามากเกินไปที่แรงดันไฟฟ้าต่ำซึ่งหมายถึงการกระจายพลังงานที่สูงขึ้นจากไอซีและอุณหภูมิที่สูงขึ้นมาก หาก+VDC18V +V_outเป็น 3.3V และ+Ioutเป็น 3 mps คุณจะมี 44 Watts + ถูกเปลี่ยนเป็นความร้อน ฉันเชื่อว่าการผลักดัน TIP147s คู่หนึ่งอย่างเจียมเนื้อเจียมตัวไปยังจุดเผาไหม้