Fuente de alimentación de banco sin voltaje mínimo de salida

Al igual que muchos otros aficionados a la electrónica, estoy tratando de construir una fuente de alimentación de banco variable con salida de 0-30 V y 0-5 A.

He revisado varias fuentes para tener una idea básica de cómo diseñar uno, pero todas tienen la limitación de que hay un voltaje mínimo que debemos tener en la salida. En la universidad, he visto que también puedo ir a una salida regulada de 0 - 0.1 V.

¿Cómo logran esto estas fuentes de alimentación? ¿Hay algún nombre de un circuito especial que pueda buscar en Google?

Nota: Lo más probable es que mi diseño use una topología de convertidor flyback, pero me encantaría saber cómo las fuentes de alimentación lineales también logran esto.

La limitación podría ser la forma en que se usa el voltaje de referencia. Por lo general, reduce la salida con un divisor y retroalimenta el resultado a la referencia. Si desea que la salida esté por debajo de la referencia, esto obviamente ya no funciona. Tendría que comenzar a amplificar la salida antes de retroalimentarla.
AFAIK, para una operación estable del convertidor flyback, necesitamos tener un ciclo de trabajo mínimo y, por lo tanto, un voltaje de salida mínimo. Vi un circuito que usa TL431 para retroalimentación para controlar el ciclo de trabajo y tiene un voltaje de referencia de 2.45v algo. Entonces, con un divisor de voltaje simple n/w, debemos mantener una salida mínima de alrededor de 2.5v. En el caso de las fuentes de alimentación lineales, el circuito integrado utilizado para regular la salida tiene un voltaje de referencia positivo distinto de cero de unos pocos voltios. Debido a estas razones, nunca pudieron ir por debajo de estos voltajes de referencia en la salida.
La amplificación parece una buena idea, investigaré un poco al respecto y veré cómo puedo implementar eso.
Alternativamente, podría amplificar la referencia en sí misma antes de compararla con la salida, en lugar de reducir la salida.
@RAHULKUMAR Si necesito llegar a una salida de cero voltios, me aseguro de tener un riel de voltaje negativo. No tiene que ser mucho. Sólo unos pocos voltios, o más. Y tampoco tiene que tener mucho cumplimiento actual. Pero tenerlo le permite obtener el margen de control que necesita. Es casi imposible lograr un control total hasta cero si todo lo que tiene es tierra y un riel.
Lo que dijo jonk, y asegúrese de que sea una fuente de voltaje negativo realmente bien regulada; la salida de su regulador principal es tan buena como la fuente "ahora ligeramente por debajo del suelo" con respecto a la cual se regula su salida.
Los diseñadores de circuitos de audio utilizan un truco para eliminar la distorsión cruzada de las etapas de salida del opamp. Lo mismo funciona con las fuentes de alimentación lineales. La pregunta guía: a +0,1 V CC de salida, ¿cuál es la corriente de salida máxima requerida a través de la carga a GND?

Respuestas (4)

Para cambiar los convertidores que utilizan una referencia de 1,25 V, debe sesgar el extremo inferior de la cadena de retroalimentación para que esté en el voltaje de referencia.

Puede hacer esto usando un segundo suministro (por ejemplo, 5 V de un cargador de teléfono), estos 5 V también se pueden usar para alimentar los instrumentos del panel frontal.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Aquí hay una referencia para una fuente de alimentación LM317 ajustable de 0-3 V sin la limitación mínima de voltaje de salida de 1,2 - 1,3 V.

https://www.edn.com/use-an-lm317-as-0-to-3v-adjustable-regulator/#id2782607-48-a

ingrese la descripción de la imagen aquí

Sin usar un voltaje negativo, la parte inferior del rango de regulación siempre depende del voltaje mínimo que pueda amplificar (para control de circuito cerrado).

  • Para un solo transistor sin polarización, es de aproximadamente 0.7v
  • Un solo transistor con polarización de aproximadamente 0.2v
  • Un par diferencial de transistores de unos 100 mV
  • Un amplificador operacional de riel a riel de 50 mV

Teniendo en cuenta la concepción básica del seguidor para un solo transistor sin polarización (primera mención) en la parte superior de R4, necesita aproximadamente 0.65v para abrir Q3 para disminuir la salida del seguidor Q1.

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El rojo es el voltaje de carga, el verde es la corriente de carga (un paso de 100 a 10 ohmios de carga)

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De manera similar, si cambia Q3 a opamp de riel a riel con una referencia de 50 mV, puede mover un rango inferior de regulación a 50 mV.

Para una fuente de alimentación lineal, realmente recomendaría no usar el truco de polarización negativa para intentar obtener 0 V de un regulador de 3 terminales. Según esta pregunta, la estabilidad del riel negativo afecta directamente la estabilidad de salida.

Los reguladores lineales son lo suficientemente simples como para que construirlos con un amplificador operacional no sea un problema (en cuyo caso, como observa @Michal, puede acercarse lo más posible al amplificador operacional si no usa un suministro negativo). Pero un suministro negativo es bastante fácil si está utilizando un transformador: simplemente acople capacitivamente un segundo puente rectificador y rectifique y conéctelo al puente rectificador principal al revés. Luego, dado que su amplificador operacional principal nunca pondrá mucha carga en el suministro negativo (solo necesita bajar a cero) y probablemente tenga un buen PSRR, puede ignorar efectivamente* la estabilidad del suministro negativo y concentrarse en el positivo. Algo así como este diseño que se encuentra en todo Internet pero se discute muy bien en esa página.

Independientemente de lo que construya, lea el artículo vinculado: hay algunos puntos prácticos muy buenos sobre la construcción de una PSU que realmente puede usar y mantener.

Por último, como se indica en el artículo vinculado, debe bajar a 0 V (más o menos). Desea poder aplicar corriente lentamente a algo que ha construido, para que pueda detectar ese IC conectado hacia atrás cuyo diodo de protección está causando un consumo de corriente sorprendente, pero que sobrevivirá si lo apaga ahora . Antes de construir un suministro de 0-30 V, volé muchos circuitos integrados preguntándome qué estaba pasando. Del mismo modo, desea una limitación actual.

*para el tipo de regulación que la mayoría de nosotros realmente necesitamos.

@Nulo gracias! Lo siento, fui perezoso (y no puedo deletrear)
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