Recientemente construí un pequeño y rápido esquema de fuente de alimentación ajustable basado en LM317:
Sin embargo, he notado que la salida puede tardar varios segundos (del orden de 10 o más) en "estabilizarse" después de girar la recortadora al voltaje de salida deseado. Lo que sucede es que si lo configuro en 5.000 V (como ejemplo), mi DMM mostrará la salida lentamente en incrementos de 1 mV más o menos hasta que el voltaje finalmente se estabilice; a veces hasta 100 mV por debajo de lo que configuré inicialmente.
No parece importar si giro la recortadora rápido o lento. Una vez que lo suelte, mi DMM mostrará el voltaje lentamente "marcha abajo" hasta que finalmente se estabilice. El mismo problema ocurre con o sin carga. Para proporcionar una carga estable para la prueba (100 mA más o menos), estoy usando una carga ficticia de corriente constante similar a la del EEVblog . Además, originalmente no tenía el límite ajustable de 10uF, pero agregarlo no parece marcar la diferencia.
¿Alguna idea de por qué sucede esto o es simplemente normal? Parece que tengo suficiente capacidad de suavizado, así que no creo que sea un problema de ondulación. ¿Podría ser demasiada capacitancia en la salida? He visto a otras personas hacer una demostración de sus circuitos LM317 en YouTube y su DMM no parece "marcar" después de configurar el voltaje de salida como lo hace el mío.
Tal vez mis DMM son demasiado precisos, je. =)
EDITAR: Intenté reemplazar la 'carga ficticia' con una resistencia simple de 1k (también probé una de 100 ohmios). Realmente no parecía hacer una diferencia. Además, parece que después de configurar el voltaje, mi medidor 'baja' bastante rápido al principio y luego más y más lento. "Se siente" casi logarítmico:
Acabo de recordar que mi medidor Agilent registra datos (duh). Aquí hay un gráfico de ~90 puntos de datos que muestran la caída de voltaje (después de configurar alrededor de 5,25 V aproximadamente) durante ~90 segundos:
Aquí hay otros más de 5 minutos (estaba tratando de marcar 15V):
ACTUALIZACIÓN: Se reemplazó el potenciómetro de 5K (que era un potenciómetro de 50mW de un solo giro) con un potenciómetro de precisión de 5K y 10 giros (con potencia de 2W). Ahora puedo subirlo hasta, digamos, 5 V o 12 V o lo que sea, y mi DMM muestra una lectura estable de inmediato.
Creo que estás disipando demasiada potencia en el potenciómetro. Mi cálculo da como resultado 161 mW cuando se usa la resistencia total. Si es una versión de 200 mW de bajo consumo, puede que sea demasiado. Cambia R5 por uno de 1K o 910 ohmios y vuelve a hacer el experimento con el de 5V y observa cómo varía.
Dada la información proporcionada por los diagramas de su registrador de datos, estoy bastante seguro de que está viendo la deriva térmica. La constante de tiempo de su deriva está en el rango de unos 10 segundos a algunos minutos, lo cual es bastante común para el asentamiento térmico de piezas pequeñas. Usted dice que en sus primeras pruebas, su carga toma algo así como 0,1 A, y la diferencia entre la entrada y la salida es de aproximadamente 20 V - 5 V = 15 V. Esto significa que su LM317 está disipando aproximadamente 1,5 W, suficiente para darle un notable aumento de temperatura, dependiendo del disipador de calor. Cuando configura la salida a un voltaje más alto, y suponiendo que la corriente permanece igual, reduce la disipación de energía (acción de calentamiento), lo que explicaría por qué la deriva lleva más tiempo con un voltaje de salida más alto. (Editar: se aplicarían números ligeramente diferentes para sus experimentos con una resistencia de carga de 1k, por supuesto).
Si la referencia interna del LM317 se desvía a un voltaje ligeramente más bajo con el aumento de la temperatura, la salida también se desviará. Si comienza con 5,27 V a temperatura ambiente y obtiene 0,1 V menos con un LM317 caliente, esto es algo así como una desviación del 2 %. No es exactamente bueno, pero tampoco es insólito para un regulador de voltaje integrado estándar...
Puede probar esta teoría usando un rociador de enfriamiento (o simplemente soplando aire frío a lo largo de la pieza) o una pistola de aire caliente (o un soldador) y monitoreando el voltaje de salida regulado con su DMM de precisión. Su regulador particular parece tener un coeficiente de temperatura negativo, por lo que enfriarlo debería hacer que el voltaje de salida sea más alto y calentarlo debería hacerlo más bajo.
La hoja de datos LM317 de TI parece que su versión del regulador IC incluso tiene un tempco negativo, por lo que debería hacer lo que hace su IC. Sin embargo, las piezas de otros fabricantes pueden tener un tempco positivo. Cf. arriba a la izquierda de las páginas 4 y 5.
Como en todas estas circunstancias, incluso un osciloscopio de muy baja especificación es de gran valor. Un osciloscopio amplía las capacidades de su ojo-cerebro en el dominio del tiempo durante períodos mucho más cortos de lo que es capaz de hacer de otro modo :-). Son una herramienta esencial en todas las situaciones serias de desarrollo electrónico. Probablemente pueda encontrar uno viejo y gastado por menos del costo de las piezas en este suministro y le proporcionará información que de otro modo sería imposible de obtener.
¿Oscilación?: Este tipo de resultado a menudo se debe a la oscilación, PERO su circuito se ve razonablemente bien. Algunos reguladores requieren límites de salida dentro de un rango Goldilocks (ni demasiado alto ni demasiado bajo) Y ESR también con un rango, pero LM317 no es tan meticuloso, pero consulte la hoja de datos para asegurarse de que los límites utilizados cumplan con los requisitos de rango. regulador es una muy buena idea.
¿Interacción carga/suministro?: Intente con una carga de resistencia simple para comenzar, digamos 100 ohmios a 1000 ohmios. Podría ser una interacción entre la carga y el suministro.
Con circuitos de este tipo (que son una idea excelente en principio ya menudo excelente en la práctica) estás a merced del algoritmo implementado dentro del controlador de carga. Si necesita iterar la carga para cumplir con la especificación de corriente constante, esto puede causar resultados inesperados y, potencialmente, también puede oscilar mientras busca el punto de operación deseado. El LM317 DEBE tener estabilidad de voltaje bajo carga variable dentro de su rango de carga, pero no hay certeza de que no habrá interacción.
Mi primera conjetura fue que tiene un valor anormalmente grande para C7, pero dice que el efecto también ocurre sin C7, por lo que se puede descartar.
¿Está seguro de que no configuró su DMM en una configuración extraña, como pico promedio o CA? ¿Puedes medir la salida con algún otro instrumento (osciloscopio, multímetro analógico antiguo o incluso un LED+resistencia para tener una idea aproximada)?
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