Ich habe kürzlich ein kleines, auf LM317 basierendes, einstellbares Stromversorgungsschema erstellt:
Ich habe jedoch festgestellt, dass es einige Sekunden dauern kann (in der Größenordnung von 10 oder so), bis sich der Ausgang "beruhigt", nachdem der Trimmer auf die gewünschte Ausgangsspannung gedreht wurde. Wenn ich (als Beispiel) 5.000 V einstelle, zeigt mein DMM an, dass der Ausgang langsam in Schritten von etwa 1 mV abfällt, bis sich die Spannung endgültig einstellt. manchmal bis zu 100 mV niedriger als ursprünglich eingestellt.
Es scheint keine Rolle zu spielen, ob ich den Trimmer schnell oder langsam drehe. Sobald ich loslasse, zeigt mein DMM an, dass die Spannung langsam "abfällt", bis sie sich schließlich stabilisiert. Das gleiche Problem tritt mit oder ohne Last auf. Um eine stabile Last zum Testen bereitzustellen (ca. 100 mA), verwende ich eine Konstantstrom-Dummy-Last ähnlich der EEVblog- Last . Ursprünglich hatte ich auch keine 10uF-Adj-Kappe, aber das Hinzufügen scheint keinen Unterschied zu machen.
Irgendeine Idee, warum das passiert oder ist das einfach normal? Scheint, als hätte ich genug Glättungskapazität, also denke ich nicht, dass es ein Welligkeitsproblem ist. Könnte es zu viel Kapazität am Ausgang sein? Ich habe andere Leute gesehen, die ihre LM317-Schaltkreise auf Youtube vorgeführt haben, und ihr DMM scheint nach dem Einstellen der Ausgangsspannung nicht wie bei mir zu "ticken".
Vielleicht sind meine DMMs einfach zu genau, heh. =)
EDIT: Ich habe versucht, die 'Dummy-Last' durch einen einfachen 1k-Widerstand zu ersetzen (habe auch einen 100-Ohm-Widerstand versucht). Schien nicht wirklich einen Unterschied zu machen. Außerdem scheint mein Messgerät nach dem Einstellen der Spannung zunächst ziemlich schnell zu "ticken", dann langsamer und langsamer. "Fühlt sich" fast logarithmisch an:
Ich habe mich gerade daran erinnert, dass mein agiles Messgerät Daten protokolliert (duh). Hier ist ein Diagramm von ~ 90 Datenpunkten, das den Spannungsabfall (nach Einstellung auf etwa 5,25 V oder mehr) über ~ 90 Sekunden zeigt:
Hier sind noch mehr als 5 Minuten (ich habe versucht, 15 V einzuwählen):
UPDATE: Ersetzte den 5K-Topf (der ein beschissener Single-Turn mit 50 mW war) durch einen 5K-10-Turn-Präzisionstopf (mit 2 W). Jetzt kann ich es auf 5 V oder 12 V oder was auch immer hochdrehen und mein DMM zeigt sofort einen stabilen Messwert an.
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Antworten:
Ich denke, dass Sie zu viel Leistung in das Potentiometer abgeben. Meine Berechnung ergibt 161 mW, wenn der Gesamtwiderstand verwendet wird. Wenn es sich um eine 200-mW-Version mit geringem Stromverbrauch handelt, ist sie möglicherweise zu viel. Tauschen Sie R5 gegen 1K oder 910 Ohm aus und führen Sie das Experiment erneut mit 5V durch, um festzustellen, wie unterschiedlich es ist.
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Angesichts der Informationen in den Diagrammen Ihres Datenloggers bin ich mir ziemlich sicher, dass Sie sich mit thermischer Drift befassen. Die Zeitkonstante Ihrer Drift liegt im Bereich von etwa 10 Sekunden bis zu einigen Minuten, was für das thermische Absetzen kleiner Teile durchaus üblich ist. Sie sagen, dass Ihre Last in Ihren ersten Tests ungefähr 0,1 A benötigt und der Unterschied zwischen Eingang und Ausgang ungefähr 20 V - 5 V = 15 V beträgt. Dies bedeutet, dass Ihr LM317 ungefähr 1,5 W verbraucht - genug, um ihn spürbar zu machen Temperaturanstieg je nach Kühlkörper. Wenn Sie den Ausgang auf eine höhere Spannung einstellen und davon ausgehen, dass der Strom gleich bleibt, verringern Sie die Verlustleistung (Heizwirkung), was erklären würde, warum die Drift bei einer höheren Ausgangsspannung länger dauert. (Bearbeiten: Für Ihre Experimente mit einem 1k-Lastwiderstand würden natürlich etwas andere Zahlen gelten.)
Wenn die interne Referenz des LM317 mit steigender Temperatur auf eine etwas niedrigere Spannung abfällt, driftet auch der Ausgang. Wenn Sie bei Raumtemperatur mit 5,27 V beginnen und mit einem heißen LM317 0,1 V weniger erhalten, entspricht dies einer Drift von 2%. Nicht gerade gut, aber auch für einen integrierten Standard-Spannungsregler nicht ungewöhnlich ...
Sie können diese Theorie testen, indem Sie Kühlspray (oder einfach nur kalte Luft entlang des Teils blasen) oder eine Heißluftpistole (oder einen Lötkolben) verwenden und die geregelte Ausgangsspannung mit Ihrem Präzisions-DMM überwachen. Ihr spezieller Regler scheint einen negativen Temperaturkoeffizienten zu haben. Wenn Sie ihn kühlen, sollte die Ausgangsspannung höher und durch Erhitzen niedriger werden.
Das LM317-Datenblatt von TI sieht so aus, als ob die Version des Regler-ICs sogar eine negative Temperatur hat. Daher sollte es das tun, was Ihr IC tut. Teile anderer Hersteller können jedoch eine positive Temperatur haben. Vgl. oben links auf den Seiten 4 und 5.
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Wie unter all diesen Umständen ist auch ein Oszilloskop mit sehr niedrigen Spezifikationen von großem Wert. Ein Oszilloskop erweitert Ihre Augen-Gehirn-Fähigkeiten für viel kürzere Zeiträume in den Zeitbereich, als es sonst möglich ist :-). Sie sind ein wesentliches Werkzeug in allen ernsthaften elektronischen Entwicklungssituationen. Sie können wahrscheinlich eine alte müde für weniger als die Kosten der Teile in diesem Angebot finden und es wird Ihnen Einblicke geben, die sonst unmöglich zu bekommen sind.
Oszillation?: Diese Art von Ergebnis ist oft auf Oszillation zurückzuführen, ABER Ihre Schaltung sieht einigermaßen in Ordnung aus. Einige Regler erfordern Ausgangskappen innerhalb eines Goldlöckchenbereichs (nicht zu hoch und nicht zu niedrig) UND ESR auch mit einem Bereich, aber LM317 ist nicht so finnicky, aber überprüfen Sie das Datenblatt, um sicherzustellen, dass die verwendeten Kappen den Bereichsanforderungen entsprechen Regler ist eine sehr gute Idee.
Last / Versorgungs-Wechselwirkung?: Versuchen Sie mit einer einzelnen Widerstandslast, beispielsweise 100 Ohm bis 1000 Ohm zu starten. Könnte eine Wechselwirkung zwischen Last und Versorgung sein.
Mit Schaltkreisen dieser Art (die im Prinzip eine hervorragende Idee und in der Praxis oft hervorragend sind) sind Sie dem im Lastregler implementierten Algorithmus ausgeliefert. Wenn die Belastung iteriert werden muss, um die Konstantstromspezifikation zu erfüllen, kann dies zu unerwarteten Ergebnissen führen, und möglicherweise kann auch sie schwingen, wenn sie den gewünschten Betriebspunkt sucht. Der LM317 SOLLTE unter wechselnder Last innerhalb seines Lastbereichs spannungsstabil sein, es besteht jedoch keine Gewissheit, dass keine Wechselwirkung auftritt.
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Meine erste Vermutung war, dass Sie einen ungewöhnlich hohen Wert für C7 haben, aber Sie sagen, dass der Effekt auch ohne C7 auftritt, so dass dies ausgeschlossen werden kann.
Sind Sie sicher, dass Sie Ihr DMM nicht auf eine seltsame Einstellung wie Durchschnittsspitze oder Wechselstrom eingestellt haben? Können Sie den Ausgang mit einem anderen Instrument messen (Oszilloskop, altmodisches analoges Multimeter oder sogar ein LED + Widerstand, um eine ungefähre Vorstellung zu bekommen)?
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