Stabilizator napięcia z regulacją od zera

[Luminofor]

Witam. Może mi ktoś powiedzieć, jaką rolę w tym układzie pełnią dwa dolne wzmacniacze operacyjne? (A2 i A1). Na A2 idzie sygnał z końcówki ADJ układu MIC29152, a A1 przypomina mi przerzutnik Schmitta o niesymetrycznym zasilaniu. Jak to przeanalizować?

[timo66]

Nie zagłębiałem się w ten schemat za bardzo [ taka godzina] ale A1 jest to wtórnik czyli to co na wejściu przerzuca na wyjście. A2 to zwykły wzmacniacz w konfiguracji nieodwracającej, wskazuje na to wzór.

[Luminofor]

No właśnie we wzorze są użyte R1 i R2 więc to raczej nie z A2...

Wydaje mi się, że napięcie wyjściowe to suma spadków napięć na R1 i R2, a A2 i A1 dopasowują prąd przez nie płynący. Mam rację?

[Jony130]

Tu mamy układ z ujemnym sprzężeniem zwrotny.
Stabilizator działa jak wzmacniacz nieodwracający który wzmacnia (1+R1/R2) napięcie podane na wejście Vref.
I teraz zastanów się co będzie jeśli wtórnik na A1 poda dodatkowo Vref lub ciut więcej.
Podpowiem, że stabilizator dział teraz podobnie do wzmacniacza różnicowego.
http://en.wikipedia.org/wiki/Operationa ... _amplifier

[Luminofor]

I teraz zastanów się co będzie jeśli wtórnik na A1 poda dodatkowo Vref lub ciut więcej.

Na + MIC29152 pójdzie Uref, odejmie się od Uref na wejściu odwracającym tego samego układu i na jego wyjściu będzie 0V. To wysteruje tranzystor i popłynie prąd przez R1 i R2 który w sumie wydzieli napięcie równe Uwy. Dobrze mówię? Jak A1 poda mniej lub więcej niż Uref to tą różnicę MIC wzmocni i prąd będzie odpowiedni mniejszy/większy i Uwyj będzie wobec tego na stałym poziomie. Jeżeli się mylę to mnie poprawcie.

[Jony130]

Sam stabilizator jest jak prawie każdy stabilizator wzmacniaczem prądu stałego, który wzmacnia napięcie wejściowy Uref.
Stałość Uref ma więc wpływ na stałość Uwy. A zmiany Uwe są niwelowane (tłumione) przez sprzężenie zwrotne 1+A*(R1+R2)/R1 raza. Gdzie A to wzmocnienie w otwartej pętli wzmacniacza operacyjnego.
Ponieważ tranzystor odwraca fazę to wejście "+" WO jest teraz wejściem odwracającym a wejście "-" wejściem nieodwracającym.
Np.
Wzrost Uwy powoduje wzrost napięcie na wejściu "+". Wzrasta też napięcie na wyjściu WO. A to "przytyk" tranzystor PNP co w ostateczności zmniejszy Uwy.
Jak widać, mamy tu czysty przykład ujemnego sprzężenia zwrotnego, które dąży do równowagi.
Co w naszym wypadku oznacza, że napięcie na wejściu "+" ma być równe napięciu na wejściu "-".
I z tego wynika, że w czasie normalnej pracy na obu wejściach WO mamy napięcie równe Uref.

A2 pracuje w roli wzmacniacza nieodwracającego gdzie jego napięcie wejściowe to Vref.
Na wyjściu A2 będziemy mieli praktycznie cały czas stałe napięcie równe.
Uwy_A2=Vref * (1+R4/R3)=Vref*1.051.

Drugi WO A1 pracuje w roli wtórnika napięcia. Napięcie wejściowe dla A1 pochodzi z potencjometru.
W dolnym położeniu suwaka na wejściu A1 mamy 0V to i na wyjściu A1 mamy 0V.
I przez to, stabilizator dział tak jak by nie było A1 i A2.

Teraz regulując suwakiem w górę zwiększamy napięcia na dolnej nóżce R2.
A przez to oszukujemy stabilizator. Bo już dla niższego napięcie na wyjściu, napięcie na obydwu wejściach będą jednakowe (chodzi o napięcia na wejściu "minusowym" i "plusowym" w stabilizatorze).

Oczywiście można by przeprowadzić analizę wykorzystując zasadę superpozycji i obliczyć Uwy.

I tak dla napięcia Vref układ ma wzmocnienie równe.
Uwy'1 = Vref • (1+R1/R2)

A dla napięcie wyjściowego z A1.

Uwy'2 = -(Uwy_A1•R1/R2)

I teraz zgodnie z zasadą superpozycji "prawdziwe" Uwy to suma Uwy'1 i Uwy'2

Uwy = Uwy'1 + Uwy'2 = Vref • (1+R1/R2) + (-Uwy_A1•R1/R2) =
= Vref • (1+R1/R2) - (Uwy_A1 • R1/R2).

I skoro Uwy_A1 może być równe max 1.051 Vref to dla tego przypadku mamy:
Uwy = 1• (1+1) - (1.051 + 1 ) = 2 - 2.051 ≈ 0V


O zasadzie działania WO można przeczytać tu:
http://www.edw.com.pl/pdf/k01/46_08.pdf
A opis działania stabilizatora z regulacją od zera znajdziesz tu na stronie 31.
http://www.micrel.com/_PDF/other/LDOBk.pdf

[Luminofor]

A1 pracuje w roli wzmacniacza nieodwracającego gdzie jego napięcie wejściowe to Vref.
Na wyjściu A1 będziemy mieli praktycznie cały czas stałe napięcie równe.
Uwy_A1=Vref * (1+R4/R3)=Vref*1.051.

Drugi WO A2 pracuje w roli wtórnika napięcia. Napięcie wejściowe dla A2 pochodzi z potencjometru.
W dolnym położeniu suwaka na wejściu A2 mamy 0V to i na wyjściu A2 mamy 0V.
I przez to, stabilizator dział tak jak by nie było A1 i A2.

Pomyliłeś A1 z A2

Czyli jak mam pytanie: po co w tym układzie wzmacniacze A1 i A2 to jaka jest odpowiedź? Bo już się pomotałem...

[ Dodano: 2010-03-28, 15:19 ]
Op-Amp Drives Ground Reference

The circuit of Figure 3-15 provides adjustability
down to 0V by controlling the ground reference of the
feedback divider. It uses the regulator’s interna
bandgap reference to provide both accuracy and
economy. Non-inverting amplifier A2 senses VREF
(via VADJ) and provides a gain of just slightly more
than unity. When R5 is adjusted to supply ground to
voltage follower A1 then ground is also applied to the
bottom of feedback voltage divider R1 and R2, and
operation is identical to the standard adjustable regu-
lator configuration, shown in Figure 3-13 (when ad-
justed to provide maximum output voltage). Con-
versely, when R5 is adjusted so the input to voltage
follower A1 is taken directly from the output of ampli-
fier A2 the bottom of voltage divider R1 and R2 is
biased such that VADJ will equal VREF when VOUT
is 0V. Rotation of R5 results in a smooth variation of
output voltage from 0V to the upper design value,
which is determined by R1 and R2.
The gain of amplifier A2 is 1 + R4 / R3 = 1.05, in
this example. Note that the portion of gain above unity
is the reciprocal of the attenuation ratio afforded by
feedback divider R1 and R2; i.e., R4 / R3 = 1 / (R1 /
R2) To provide optimal ratio matching, resistors R3
and R4 have been chosen to be the same values
and types as their counterparts R1 and R2, respec-
tively.

[ Dodano: 2010-03-28, 15:22 ]

It uses the regulator’s interna
bandgap reference to provide both accuracy and
economy.

Tego nie rozumiem...

[ Dodano: 2010-03-28, 15:24 ]

When R5 is adjusted to supply ground to
voltage follower A1 then ground is also applied to the
bottom of feedback voltage divider R1 and R2, and
operation is identical to the standard adjustable regu-
lator configuration,

Jak R5=0ohm, to tak jak by A1 i A2 nie było bo masa względem R1 i R2 wynosi 0V.

[ Dodano: 2010-03-28, 15:28 ]

Con-
versely, when R5 is adjusted so the input to voltage
follower A1 is taken directly from the output of ampli-
fier A2 the bottom of voltage divider R1 and R2 is
biased such that VADJ will equal VREF when VOUT
is 0V.

Jak R5=100kOhm to na wejście A1 idzie napięcie wyjściowe A2 (wydaje mi się że z minusem bo na wejściu A1 jest masa pozorna - dobrze myślę?). Co to znaczy?:

the bottom of voltage divider R1 and R2 is biased

??
I Vadj jest równe Vref kiedy Uwy=0

[ Dodano: 2010-03-28, 15:30 ]

Rotation of R5 results in a smooth variation of
output voltage from 0V to the upper design value,
which is determined by R1 and R2.

Manipulacja R5 powoduje regulację Uwy ?

[Jony130]

Pomyliłeś A1 z A2

Już poprawiłem

Czyli jak mam pytanie: po co w tym układzie wzmacniacze A1 i A2 to jaka jest odpowiedź? Bo już się pomotałem...

No po to by uzyskać regulację od zera a nie od Vref.
Więc możesz wywali A1 i Ad i wstawić zamiast tego regulowane źródło napięcia.
Regulowane w zakresie 0V ... 1.05Vref.

Cytat:
It uses the regulator’s interna
bandgap reference to provide both accuracy and
economy.

Tego nie rozumiem...

Chodzi oto ze A2 "korzysta" z wbudowanego w generator źródła napięcia odniesienia Vref.

Jak R5=0ohm, to tak jak by A1 i A2 nie było

Tak, bo dolny koniec R2 jest podłączony przez A2 do masy.

bo masa względem R1 i R2 wynosi 0V

Tego to ja nie rozumiem.

Jak R5=100kOhm to na wejście A1 idzie napięcie wyjściowe A2 (wydaje mi się że z minusem bo na wejściu A1 jest masa pozorna - dobrze myślę?). Co to znaczy?:

Bez minusa, i nie ma tam żadnej masy pozornej.

Manipulacja R5 powoduje regulację Uwy

No tak od 0V do 25V dla wartości jak na schemacie.
A to dlatego, że Vout = Vref • (1+R1/R2) - (Uwy_A1 • R1/R2)
Gdzie Uwy_A1 może się zmieniać od 0V do 1.26V
Vref=1.24V