Régulateurs de Shunt
« régulateurs Shunt! Pas encore! » Ou, « Cool, plus d'informations-régulateur shunt! Cela fait venir depuis longtemps. » Je pense que la plupart des lecteurs TCJ se divisent en une de ces deux opinions.
Attendez une minute, n'est pas mon Décrivant sa pièce ne pas être bien écrit un exemple de Zener appelant la résistance-composition de carbone bruyante? Eh bien, oui et non. Oui, mes entrées de blog sont un peu rugueux, étant seulement les premières ébauches rapides, pas des morceaux de prose polie; et non, certainement pas, comme mes billets de blog ne sont pas des articles publiés dans un magazine sur papier glacé, qui devrait tenir à une norme plus élevée de l'écriture (sinon ma propre inventivité sauvage et bonne humeur maussade).
Par exemple, voici la première phrase de M. Simon:
« La plupart d'entre vous allumerez vos systèmes audio à partir des lignes de courant alternatif. »
Ou est-ce « la plupart des systèmes sonores, » pas la plupart d'entre vous? Je suis surpris que Edward Dell, rédacteur en chef de audioXpress, n'a pas récrire cette phrase comme suit:
« La plupart des systèmes audio se branchent dans les prises de courant alternatif, »
« puissance des lignes de courant alternatif la plupart des systèmes sonores. »
Ou, ce qui pourrait se révéler mieux est de fusionner les première et deuxième phrases ensemble (la deuxième phrase explique comment un approvisionnement d'alimentation du système audio doit convertir AC en courant continu),
« Les systèmes sonores fonctionnent sur courant continu et ils sont partout enchaînées à des prises murales AC, »
faisant écho boutade célèbre de Rousseau, « L'homme est né libre et partout il est dans les fers. » Bien sûr, chaque lecteur va attraper l'allusion, mais les 20% qui ne se fissure un petit sourire, quelque chose que la première phrase originale n'a jamais pu induire . (Ou vous pourriez être comme ma femme et préfèrent la peine initiale de M. Simon ?!)
Circuit numéro 1
Bon, de retour pour shunter les organismes de réglementation, M. Simon fournit non seulement une vue d'ensemble et l'histoire de l'alimentation électrique et le régulateur de dérivation, mais aussi deux circuits de régulation de dérivation qu'il a conçu. Le premier est un régulateur shunt à haute tension qui met à 150V à 50 mA, ce qui le rend approprié pour l'utilisation du tube, bien qu'il soit un peu sur le côté bas (il peut fonctionner aussi bien avec un amplificateur de casque à tube, à courant élevé) .
Dans le schéma ci-dessus, on voit un transistor MOS à haute tension faisant le shuntage et une Zener fournissant la tension de référence (la deuxième Zener D2 est un dispositif de sécurité qui conduit seulement quand quelque chose a mal tourné). Résistances R3, R4, R5 définissent un diviseur de tension avec un point de division réglable, qui complète une boucle de rétroaction, ce qui porte le signal d'erreur à la porte du MOSFET. La résistance R2 permet de décharger la dissipation du transistor MOSFET en déplaçant une grande partie de la haute tension sur le drain de transistor MOSFET. Pas un mauvais circuit. Mais il est plus intéressant pour ce qui manque pour que ce qui a été ajouté. Par exemple, le Zener 6.2V crie pour un condensateur de dérivation de grande valeur, dire électrolytique 2kμF, 10V.
Ce condensateur de dérivation contribuerait shunt loin du bruit de Zener et ralentir la montée en puissance de haute tension au démarrage, comme ce condensateur charge lentement jusqu'à 6.2V, la tension B + doit aussi monter lentement à 150V. Un deuxième condensateur manquant est le condensateur de sortie qui contourne la sortie du régulateur shunt.
Mon expérience avec les régulateurs de dérivation a été que, sans une certaine capacité sur la sortie, attendez une oscillation. Le condensateur finale manquant est le condensateur de rétroaction qui remplace la division de tension du diviseur de tension en courant continu en relayant 100% des erreurs sur la sortie AC à l'entrée inverseuse du régulateur shunt.
Le dernier composant manquant est la résistance grille-bouchon. MOSFET, comme triodes, présentent une impédance d'entrée extrêmement élevé, ce qui peut facilement épeler douleur d'oscillation à haute fréquence. Ajout d'une résistance de 200 ohms peut enregistrer un MOSFET de l'auto-destruction, avec pratiquement pas de passif.
Le schéma ci-dessus remplit tous les composants manquants. (La chose étrange au sujet du régulateur shunt de M. Simon est que la résistance porte-bouchon manquant et condensateur de sortie shunter sont présents dans son second régulateur shunt. En fait, je ne suis pas tout à fait sûr qu'il offre son premier régulateur de shunt conception finale ou tout comme une illustration de quelques éléments clés, avant de passer à son secondaire et, comme il les étiquettes, « final Circuit. »)
Alors, êtes-nous fait modifier son régulateur shunt? Non, comme je le fais pas grand-chose comme le 2.7K, 20W résistance de puissance, car il serait à la fois difficile à trouver, grand et coûteux. D'ailleurs, est-il vraiment nécessaire, comme IRF610 est un dispositif 36W? La dissipation pire des cas (sans charge) est encore sous 10W pour le MOSFET 36W (je sais que les dispositifs à semi-conducteurs sont Wimpy, mais pas Wimpy). De plus, nous ne devrions pas être plus préoccupés par la faible tension de claquage drain-source 200V du transistor MOS?
IRF610s coûtent moins d'un dollar, ce qui est certainement convaincante (en particulier par rapport au prix d'un 300B), mais pour moins de deux dollars, nous pouvons acheter IRF710, un dispositif 400V, 36W. Je serais heureux de payer deux fois plus pour la pièce d'esprit deux fois. Ou nous pourrions utiliser deux IRF610s en cascode, doublant ainsi la limite de 200V et réduire de moitié la dissipation, comme indiqué ci-dessous.
Circuit numéro 2
second circuit de M. Simon est une basse tension, et shunter série- régulée d'alimentation bipolaire, ce qui donne +/- 15V rails. Les premières tensions continues bipolaires sont pré-filtrées et réduites à +/- 20 V par deux régulateurs de tension en série linéaire. Ces deux tensions de chemin de fer assez pures alors chacun voir une résistance série 11 ohms, que les deux régulateurs de dérivation à base de OpAmp autre filtre. Une référence de tension de précision, D5, un LM385, fournit la référence de tension interne nécessaire pour établir les tensions de sortie plus et moins.
Tout d'abord, toute personne qui vient avec un circuit original mérite une bière gratuite et une tape dans le dos. Deuxièmement, je suis un peu chatouillé voir un circuit de façon volontairement inefficace, rempli comme il est avec des résistances 10W chaudes, la tenue de deux étages en cascade de régulation, délivrant seulement la moitié de la tension d'alimentation en courant continu initiale. Troisièmement, je me demande pourquoi les régulateurs meilleurs de la série ne sont pas utilisés, tels que LM317LM337s ou LT1085LT1185s. Quatrièmement, je ne vois pas pourquoi une référence de tension est nécessaire, étant donné que la série des régulateurs fournissent déjà des tensions de sortie fixes, servant deux références de tension en eux-mêmes. Cinquièmement, et enfin, je reçois pourquoi chaque OpAmp détient deux boucles de rétroaction, un de la sortie du régulateur et un de la sortie de OpAmp, ce qui limite le gain en boucle fermée du OpAmp à 100.
Alors, comment pourrais-je concevoir une basse tension, alimentation bipolaire, réglementé série shunt? Je commencerais avec les régulateurs de la série de qualité et je simplifierait grandement les régulateurs de dérivation.
Chaque OpAmp et son MOSFET correspondant définissent un amplificateur à une seule extrémité, un amplificateur d'inversion, de sorte que les entrées de OpAmp sont effectivement inversées, avec le positif devient négatif, le devenir positif négatif. Si tel est difficile de voir, regardez le schéma ci-dessous et d'imaginer que les MOSFETs sont à l'intérieur des OpAmps.
Les résistances 200k et 150k fixent les tensions de sortie. Les condensateurs de réaction 1 uF relais tout le signal d'erreur AC sur les rails d'alimentation de retour à inversion des entrées du opamps, après quoi les OpAmps fonctionnent pour éliminer le signal d'erreur, en utilisant toute leur gain en boucle ouverte dans l'effort. (Soit dit en passant, les AD712s ne sont spécifiés que parce que je possède une douzaine d'entre eux et je les connais assez stable et calme. Je recommande de commencer à commencer par, bas OpAmps de bande passante relativement lent avant d'essayer exotique, à grande vitesse, Wide- OpAmps bande passante.)
En parlant de MOSFETs étant interne à un OpAmp, le circuit suivant utilise cette topologie.
Le LM317 LM337 et tenir un dispositif de passage (un transistor de puissance) et une référence de tension et OpAmp. La configuration de ces régulateurs linéaires dans une position qui je ne pense shuntage pas quelqu'un d'autre a fait de nous avant-sauve les tracas d'utiliser les deux OpAmps et MOSFET de puissance. Fonctionnellement, le LM317 ressemble le circuit suivant:
Le circuit interne réelle ressemble à ceci:
Et deatail encore plus:
Pourtant, je sais que beaucoup de lecteurs deviennent un peu nerveux, comme tout ce circuit basse tension est assez effrayant, mais OpAmps au-dessus de tout cela est juste trop. Eh bien, nous ne devons pas utiliser OpAmps ou basses tensions.
Les écrans schéma ci-dessus comment utiliser seulement deux transistors à la place. La performance est pas trop mal, mais il pourrait être amélioré en remplaçant la résistance de rétroaction avec ZENERS comme indiqué ci-dessous.
D'accord, nous avons perdu les OpAmps, mais les tensions ferroviaires sont encore beaucoup trop faible pour les gens du tube aimant. Vous avez sans doute remarqué que les transistors utilisés étaient de la saveur à haute tension, alors maintenant tout ce que nous devons faire est de buter la tension, dire +/- 300V.
Les chaînes de Zener établissent les tensions continues de sortie et les transistors cascode fournissent la régulation dérivateur. (Si les tensions de rail doivent être plus élevés, alors plus de transistors peuvent être placés au-dessus les uns des autres, à l'inverse, si les tensions de rail doivent être seulement +/- 150 V, alors que deux résistances sont nécessaires, bien que la fonctionnalité en cascade vaut bien retenir, car elle élimine la capacité de Miller-effet à des bases de transistors.)
Les lecteurs les meilleurs souvenirs se souviendront qu'au début de cette entrée de blog, je l'ai mentionné deux développements qui ont été me poussant du coude à écrire à nouveau sur les régulateurs de dérivation. Hélas, je n'ai pas le temps (ou les mots, comme je suis sur mon 1000 limite de 600) pour passer à la deuxième développement aujourd'hui, mais je vais donner un indice: les régulateurs de brevets audio Note et shunt anticipatrice.
* Alias: le faux ou Dichotomie Bifurcation ou Faux Dilemme sophisme.