Dlaczego w stabilizatorach napięcia element stabilizujący (tranzystor) jest łączony szeregowo, a nie równolegle?

[RobertG]

Przeglądając noty katalogowe i wewnętrzną implementację stabilizatorów, chyba zawsze widać, że tranzystor jest umieszczony szeregowo z obciążeniem, jak na górnym rysunku. Moje pytanie, dlaczego nie buduje się stabilizatorów, gdzie tranzystor byłby połączony równolegle do obciążenia, tak jak na dolnym rysunku?

 

[Anonim]

Może dlatego, że mniej prądu pójdzie w kanał kiedy tranzystor zasilający out jest "w szeregu" z loadem a właściwie tworzy z nim coś na kształt dynamicznego dzielnika napięcia.

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm340.pdf

Mnie natomiast od dawna zastanawia dlaczego producenci nie implementują w stabilizatorach diod zabezpieczających wyjście, z oszczędności szkoda im było na 2 diody??

[Harnas]

1. Ten drugi ma dużo mniejszą sprawność
2. Ma dużo mniejszą uniwersalność. Na przykład nie podłączysz go do LiPola czy akumulatora samochodowego bo wybuchnie
3. Coś takiego można zrobić bez stabilizatora - diodą Zenera. I kiedyś, tego używano

5 godzin temu, atMegaTona napisał:

dlaczego producenci nie implementują w stabilizatorach diod zabezpieczających wyjście

Taka dioda w większości przypadków jest niepotrzebna, a zwiększa minimalną różnicę Vin-Vout.

[marek1707]

11 godzin temu, RobertG napisał:

chyba zawsze widać, że tranzystor jest umieszczony szeregowo z obciążeniem

1. Już główna teza tego wątku jest fałszywa więc dalsza dyskusja trochę nie ma sensu. Otóż są stabilizatory równoległe (poszukaj hasła "shunt regulators"), choć częstość ich występowania oraz wachlarz dostępnych układów są o wiele mniejsze.

2. Zastanów się proszę w jaki spsób taki regulator musi działać. Żeby zmienić napięcie w obwodzie jak na dolnym rysunku źródło zasilania musi mieć niezerową impedancję wyjściową - to po pierwsze, bo to na niej odłoży się dodatkowy spadek i druga równie ważna rzecz to to, że ten spadek napięcia okupiony jest większym poborem prądu który zwyczajnie grzeje wszystko po drodze więc sprawność spada na łeb.

Rozwiązania takie stosuje się w pewnych wyjątkowych przypadkach, np. ograniczników napięcia. Masz dla przykładu źródło z ograniczeniem prądu i napięcia CI/CV - jak np. ładowarka do akumulatorów i chcesz zrobić zabezpieczenie przed przeładowaniem lub zwyczajnie prymitywny balancer ogniw. Robisz wtedy shunt regulator na 4.3V i czekasz. Gdy napięcie na ogniwie wzrośnie do tej (już za wysokiej) wartości, regulator zaczyna pobierać coraz większy prąd przejmując na siebie coraz większą jego część płynącą z ładowarki. Niczemu to nie grozi, bo źródło ma ograniczoną i kontrolowaną wydajność więc w szczególnym przypadku regulator może wziąć 100% prądu. To samo rozwiązanie nie zadziała (albo co najmniej nie ma sensu) gdy źródło jest wydajne, np. akumulator, dobry zasilacz czy sieć 230V. 

7 godzin temu, atMegaTona napisał:

dlaczego producenci nie implementują w stabilizatorach diod zabezpieczających wyjście

Zabezpieczających przed czym? Przed głupotą projektantów? Taki element szeregowo z definicji pogarsza sprawność i - jak napisał Harnaś - podwyższa dropout. W przypadku gdy istnieje szansa, że na wyjściu stabilizatora pojawi się napięcie z obcego źródła, stosuje się inne rozwiązania: specjalne konstrukcje odporne na takie warunki lub p[rawie bezstratne sumowanie źródeł zasilania na tranzystorach (tzw. ideal diode - sa do tego kontrolery). A diodę - poor men protection - zawsze możesz wstawić gdy nie masz lepszego pomysłu. Gdy popatrzysz na strukturę krzemową stabilizatora, to tranzystor regulacyjny stanowi 90% powierzchni tekiego układu. Musi być duży bo tylko on przenosi cały prąd obciążenia i to na nim wydziela się moc. Wszystko inne jest lekkim dodatkiem. A Ty proponujesz, by producent dołożył sobie drugie tyle kosztów na wielką szeregową diodę celem pogorszenia parameterów konstrukcji, dziwne..

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[Anonim]

Chodziło mi o diodę od wyjścia do wejścia katodą do wejścia na wypadek sytuacji kiedy na wejściu pojawiło się napięcie niższe niż na wyjściu z powodu jakichś znacznych pojemności lub odwrotnego podłączenia a nie katodą na wyjściu bo faktycznie nie miałoby to sensu w większości przypadków.

Uwaliłem przez to parę stabilizatorów, szczególnie te do napięć ujemnych są podatne na zepsucie w sytuacji cofki.

[marek1707]

To dwie różne rzeczy.

1. Zabezpieczenie stabilizatora przed napięciem wejściowym niższym niż wejściowe.

2. Zabezpieczenie przed pojawieniem się na wyjściu napięcia o odwrotnej polaryzacji.

W pierwszym przypadku a) masz za duże kondensatory wyjściowe i to ich energia niszczy strukturę dużym prądem płynącym długi czas (czasem widzę, że ludzie dają jakieś absurdalne setki lub nawet tysiące uF, które w niczym nie pomagają a wręcz przykrywają problemy ze złym projektem ), b) zrobiłeś coś dziwnego na wejściu. Bo za duży prąd nie popłynie wstecz (bo niby dokąd?) gdy na wejściu zwyczajnie odłączysz zasilanie tylko gdy zewrzesz wejście do masy - to zawsze jest groźne i jeśli coś takiego jest możliwe, dioda  musi być ogromna.

Na to drugie rada jest prosta: dajesz od wyjścia do masy diodę normalnie nieprzewodzącą. To szczególnie ważne w systemach z zasilaniem bipolarnym, gdzie część napięć jest dodatnich a część ujemnych i z oczywistych powodów nie wstają razem. Gdy pewne obciążenie korzysta z obu gałęzi (np. wzmacniacz operacyjny) to może zaistnieć stan przejściowy w którym na szynie dodatniego zasilania pokaże się napięcie ujemne i odwrotnie. W obu przypadkach dioda Schottky równolegle do kondensatorów wyjściowych załatwia sprawę.

W obu przypadkach elementy zabezpieczające muszą być duże i zajmowałyby sporą cześć struktury a i tak nie byłoby pewności, że spełnią swoją powinność. Dlatego nie dostajesz ich w standardzie.