Удивительно как, например, возможность использования «старомодных» трехвыводных линейных регуляторов (LM317, LM337, LM350 и др.) в топологиях шунтирующих регуляторов [1] может иногда вдохновить на создание «новомодных» схем. На Рисунке 1 показан полезный пример.
 |
|
| Рисунок 1. | В источнике питания с регулируемым симметричным выходным напряжением используется один источник постоянного тока с классическими трехвыводными стабилизаторами; один стабилизатор (U3) работает в шунтовом режиме как «расщепитель шины». |
Источники питания с регулируемым напряжением – это удобные приспособления на каждом хорошо оборудованном лабораторном столе электронщика, а симметричные источники, выдающие на выходе одинаковые напряжения противоположной полярности, – тем более. В варианте симметричного источника питания, представленном на Рисунке 1, используется экономный прием, когда выходы обеих полярностей получают напряжение лишь от одного, а не от двух входов.
Такой прием, часто называемый «расщеплением шины», работает за счет «плавающего» источника питания, что позволяет брать ток для положительного выхода источника питания с положительной клеммы источника, а для отрицательного – с отрицательной. Этот метод может обеспечить дополнительную экономию средств, учитывая наличие массового производства множества стабилизированных сетевых адаптеров. Эти товары на самом деле дешевле, чем простой трансформатор аналогичной мощности с выпрямителями и фильтрующими конденсаторами. Например, адаптер 24 В/1 А, использованный в схеме на Рисунке 1, в популярной розничной сети продается менее чем за $8!
Вот как работает схема на Рисунке 1.
Несколько компонентов, окружающих микросхему U2, представляют собой обычное учебное приложение прямо из технического описания производителя LM317 с диапазоном регулировки напряжения от
до
Абсолютно стандартная вещь. Но схему на регуляторе U3 искать в обычных руководствах по применению не стоит. Скорее всего, вы ее там не найдете. Микросхема U3 сконфигурирована как шунтовой регулятор, который инвертирует напряжение регулятора U2 от +2.5 В до +10 В для получения комплементарного отрицательного выходного напряжения от –2.5 до –10 В. Да, это странно. Регулятор LM337 не должен работать в шунтовом режиме. Но он это делает.
Источник опорного напряжения U1 необходим для компенсации того факта, что для работы микросхемы U3 напряжение на ее входе регулировки должно составлять +1.25 В, из-за чего разность напряжений на верхнем резисторе 1 кОм на (+VOUT – 1.25 В) – (1.25 В – –VOUT) = –2.5 В отличается от разности напряжений на нижнем резисторе 1 кОм. Если бы это отличие существовало, оно нарушало бы симметрию выходного напряжения, но U1 вычитает соответствующие 2.5 В и тем самым исправляет ситуацию.
Если вы собираетесь использовать эту конструкцию, пожалуйста, имейте в виду: предполагается, что ток, потребляемый от положительного выхода, всегда будет не меньше, чем ток, забираемый из отрицательного выхода. Если это соотношение изменится, и отрицательная сторона будет нагружена значительно сильнее, чем положительная, тогда U3 не сможет стабилизировать напряжение, а выходное отрицательное напряжение упадет и перестанет отслеживать положительное. К счастью, если такая проблема все же возникнет, реального ущерба не будет. Более того, эту проблему можно обойти, подключив к положительной стороне подходящий резистор «фиктивной нагрузки».
Также обязательно позаботьтесь о достаточном радиаторе для регуляторов U2 и U3, особенно для U2, который при минимальном напряжении и максимальном токе источника питания может рассеивать около 20 Вт.
Между тем, максимальные пределы выходного напряжения ±10 В на Рисунке 1 были установлены просто потому, что 24 В было самым высоким напряжением, на которое я мог найти дешевый адаптер питания. Это, конечно, далеко не фундаментальное ограничение, что подтверждает Рисунок 2 с его «классическими» пределами ±15 В, которые достигаются переходом на столь же «классические» 25 В накального трансформатора, диодного моста и фильтрующего конденсатора.
 |
|
| Рисунок 2. | Источник питания с симметричным выходным напряжением, диапазон которого расширен до ±15 В за счет выбора другого источника постоянного тока и замены нескольких резисторов. |
Просто это стоит дороже.
Ссылка
- Stephen Woodward. Классические трехвыводные регулируемые стабилизаторы могут работать в шунтовом режиме? А вы не знали?
Купить LM317 на РадиоЛоцман.Цены
