Stabilizator tranzystorowy żarzenia i nie tylko

[Tomek Janiszewski]

Prymityw na maxa, na poziomie drugorocznego uczniaka pierwszej klasy zawodówki o profilu elektrotechnicznym. Zupełnie nieodpowiedni w tej kategorii zastosowań 741 (powinien to być szybki wzmacniacz, choć niekoniecznie aż tak dokładny), jako element wykonawczy - układ Darlingtona (ze względu na straty napięcia korzystniejszy byłby układ Sziklayego ale w podręczniku go nie narysowali więc dla autora po prostu nie istnieje), zwykły, mało skuteczny ograncznik prądu wyjściowego zamiast układu zmniejszającego wydajność prądową na wypadek zwarcia, efektywnie redukujący moc traconą w tranzystorze. Ów kluczowy dla całego układu tranzystor polowy pełni tutaj rolę źródła prądowego, polaryzującego diodę Zenera. Temu samemu celowi, tj. eliminacji wpływu napięcia wejściowego na napięcie wyjściowe (i to nawet lepiej) służyłoby zasilanie diody Zenera przez zwyczajny rezystor, jednak nie z wejścia lecz z wyjścia stabilizatora. No ale aby takie cóś zastosować - trzeba myśleć nieco szerszymi kategoriami niż te wymagane przez szkolnego belfra na klasówce. Trudno o bardziej treściwą ilustrację jak czegoś robić nie należy. Można było wszak pójść dwiema krańcowo odmiennymi drogami. Albo zastosować produkowany w PRL równolegle z ULY7741 stabilizator ULY7723 (oczywiście wraz z wykonawczym tranzystorem PNP aby strat napięcia niepotrzebnie nie pogarszać co miałoby miejsce z tranzystorem NPN), albo skonstruować stabilizator na dyskretnych tranzystorach ale z głową. Tu zaś otrzymano paskudnego kundla, łączącego wady jednego i drugiego rozwiązania. Podobnie zresztą wątpliwa jest celowość stabilizacji żarzenia. Po kilka godzin dziennie oglądam swój pełnolampowy telewizor, uruchomiony niemal 10 lat temu - i lampy mają się doskonale.

[Romekd]

Witam.
Zapytam z ciekawości, czy w ogóle przeczytałeś opis tego stabilizatora, czy tylko krytykujesz, bo schemat nie podchodzi pod Twoją, jedynie słuszną "koncepcję" budowy zasilacza?

Prymityw na maxa, na poziomie drugorocznego uczniaka pierwszej klasy zawodówki o profilu elektrotechnicznym. Zupełnie nieodpowiedni w tej kategorii zastosowań 741 (powinien to być szybki wzmacniacz, choć niekoniecznie aż tak dokładny), jako element wykonawczy - układ Darlingtona (ze względu na straty napięcia korzystniejszy byłby układ Sziklayego ale w podręczniku go nie narysowali więc dla autora po prostu nie istnieje), zwykły, mało skuteczny ograncznik prądu wyjściowego zamiast układu zmniejszającego wydajność prądową na wypadek zwarcia, efektywnie redukujący moc traconą w tranzystorze.

Czy ta pogarda, pojawiająca się w bardzo wielu Twoich wypowiedziach, skierowana dla ludzi mających inną "wizję" budowy układów elektronicznych, naprawdę jest konieczna? W opisie układu wyraźnie zaznaczono, że wybrano ten typ wzmacniacza operacyjnego, gdyż jest bardzo popularny, tani i dostępny (przynajmniej w momencie projektowania tego prościutkiego układziku). Układ Darlingtona jest w nim optymalny, przy zastosowanej różnicy między wartościami napięć (celowo używam liczby mnogiej) na wyjściu i wejściu układu. Połączenie Sziklay'ego tranzystorów niczego w tym zasilaczu nie poprawiłoby, więc po co dopatrywać się tu wielkiego błędu? Ogranicznik prądu jest identyczny jak w najbardziej popularnym na świecie stabilizatorze scalonym μA723 (jest w nim też tak krytykowane przez Ciebie połączenie Darlingtona tranzystorów na wyjściu; może w biurze projektowym firmy Fairchild pracowali absolwenci szkół zawodowych, pobierające nauki o tego samego belfra, o którym wspomniałeś w wypowiedzi?), produkowanym w pewnym okresie przez niemal wszystkich znanych producentów półprzewodników.

Ów kluczowy dla całego układu tranzystor polowy pełni tutaj rolę źródła prądowego, polaryzującego diodę Zenera. Temu samemu celowi, tj. eliminacji wpływu napięcia wejściowego na napięcie wyjściowe (i to nawet lepiej) służyłoby zasilanie diody Zenera przez zwyczajny rezystor, jednak nie z wejścia lecz z wyjścia stabilizatora. No ale aby takie cóś zastosować - trzeba myśleć nieco szerszymi kategoriami niż te wymagane przez szkolnego belfra na klasówce. Trudno o bardziej treściwą ilustrację jak czegoś robić nie należy.

Znowu rozwiązanie podobne do tego w "723", z tranzystorem polowym, użytym w roli źródła prądowego. W przedstawionym układzie raczej nie dałoby się wymyślić czegoś prostszego i równie skutecznego... Twój pomysł (oczywiście słowo "Twój" użyte w przenośni, gdyż takich rozwiązań można znaleźć tysiące w różnych układach stabilizatorów) nie ma w tym konkretnym układzie żadnego zastosowania, gdyż układ z założenia ma dostarczać napięcia regulowanego od 2 V do 12 V! Tak więc diody Zenera nie da się w nim zasilać przez rezystor z wyjścia układu. Po zmianie wzmacniacza z μA741 na LM358 w stabilizatorze byłaby możliwa regulacja od zera woltów, czyli zakres napięć wyjściowych stałby się jeszcze szerszy.

Można było wszak pójść dwiema krańcowo odmiennymi drogami. Albo zastosować produkowany w PRL równolegle z ULY7741 stabilizator ULY7723 (oczywiście wraz z wykonawczym tranzystorem PNP aby strat napięcia niepotrzebnie nie pogarszać co miałoby miejsce z tranzystorem NPN), albo skonstruować stabilizator na dyskretnych tranzystorach ale z głową. Tu zaś otrzymano paskudnego kundla, łączącego wady jednego i drugiego rozwiązania. Podobnie zresztą wątpliwa jest celowość stabilizacji żarzenia. Po kilka godzin dziennie oglądam swój pełnolampowy telewizor, uruchomiony niemal 10 lat temu - i lampy mają się doskonale.

A czy proponowany przez Ciebie stabilizator ULY7723 potrafi dostarczać napięcia regulowanego w zakresie 0...12 V?

A w kwestii żarzenia lamp - w gniazdku zmierzyłem dzisiaj wartość napięcia sieciowego. Wynosiła 247 V. Przy tym napięciu sieciowym na żarnikach lamp wzmacniacza miałem 7,1 V zamiast 6,3 V. Czy to napięcie mam uważać za jeszcze bezpieczne dla lamp? Szeregowy rezystor nie poprawi sytuacji, gdyż wczoraj napięcie w sieci wynosiło w pewnym momencie 221 V i lampy żarzone były napięciem ok. 6,4 V. Może jednak użycie stabilizatora napięcia żarzenia w tych warunkach miałoby jakiś sens...

Pozdrawiam
Romek

[AZ12]

Witam

Stosując podwójny wzmacniacz operacyjny LM358 zamiast pojedyńczego uA741 można otrzymać oprócz regulacji napięcia od zera płynną regulację ograniczenia prądu również od zera. Przykładem takiego zasilacza jest słynny SN1533 i jego odmiany. http://www.elektroda.pl/rtvforum/topic1464016.html

[Tomek Janiszewski]

W opisie układu wyraźnie zaznaczono, że wybrano ten typ wzmacniacza operacyjnego, gdyż jest bardzo popularny, tani i dostępny (przynajmniej w momencie projektowania tego prościutkiego układziku)

W latach 90-tych a stamtąd wywodzi się projekt był produkowany w CEMI równie popularny co ULY7741 układ ULY7701 (odpowiednik LM301). Nie tylko pozwalał on na dołączenie kompensacji zewnętrznej (co poprawiłoby istotne w tym zastosowaniu właściwości częstotliwościowe) ale miał jeszcze jedną zaletę o której napiszę dalej.

Układ Darlingtona jest w nim optymalny, przy zastosowanej różnicy między wartościami napięć (celowo używam liczby mnogiej) na wyjściu i wejściu układu. Połączenie Sziklay'ego tranzystorów niczego w tym zasilaczu nie poprawiłoby, więc po co dopatrywać się tu wielkiego błędu?

A gdyby komuś tego dodatkowego UF jakie traci się w układzie Darlingtona względem układu Sziklayego zabrakło w konkretnym zastosowaniu? Bo potrzebowałby wyższego napięcia na wyjściu, albo trafił się mniej wydajny transformator? Tymczasem układ Sziklay'ego wymagałby tylko zastąpienia BD281 przez BD282, więc koszt ten sam. To już nie czasy BUYP52 oraz BDP620, kiedy to o krzemowy tranzystor mocy pnp (np. BDX18) było nieporównanie trudniej.

Ogranicznik prądu jest identyczny jak w najbardziej popularnym na świecie stabilizatorze scalonym μA723

Jaki jest ogranicznik w 723 - zależy od tego jak się go zastosuje. Można zrobić to tak jak wyżej, otrzymując ogranicznik prądowy (zbyt mało precyzyjny jednak aby można go było traktować jako ogranicznik prądowy zasilacza laboratoryjnego), można też za cenę dwóch dodatkowych rezystorów uzyskać o wiele lepiej chroniący tranzystor wykonawczy ogranicznik z redukcją prądu przy zwarciu. Czytelnik RE miał pełne prawo być początkującym amatorem i podobnych rozwiązań nie znać, ale od autorów tam publikujących można było chyba wymagać więcej, m.in po to aby mogli poznać je początkujący czytelnicy?

(jest w nim też tak krytykowane przez Ciebie połączenie Darlingtona tranzystorów na wyjściu; może w biurze projektowym firmy Fairchild pracowali absolwenci szkół zawodowych, pobierające nauki o tego samego belfra, o którym wspomniałeś w wypowiedzi?), produkowanym w pewnym okresie przez niemal wszystkich znanych producentów półprzewodników.

Piszesz to całkiem na poważnie? Bo nie wierzę abyś nie wiedział że tranzystory pnp w układach scalonych mają tragicznie złe właściwości. Ujawniło się to zwłaszcza we wczesnych tzw. układach low dropout gdzie w roli elementów wykonawczych stosowano tranzystory pnp. Marna to korzyść że taki stabilizator pozwalał na pracę z napięciem we-wy na poziomie 0,5V, skoro ceną za powyższe okazywało się zużycie prądu przez sam układ scalony na poziomie kilkudziesięciu % prądu obciążenia. Dlatego siłą rzeczy w 723 (i w niemal wszystkich innych) zastosowano Darlingtona, niemniej jednak przewidziano możliwość użycia zewnętrznego tranzystora pnp, właśnie po to aby strat niepotrzebnie nie zwiększać.

Znowu rozwiązanie podobne do tego w "723", z tranzystorem polowym, użytym w roli źródła prądowego. W przedstawionym układzie raczej nie dałoby się wymyślić czegoś prostszego i równie skutecznego... Twój pomysł (oczywiście słowo "Twój" użyte w przenośni, gdyż takich rozwiązań można znaleźć tysiące w różnych układach stabilizatorów) nie ma w tym konkretnym układzie żadnego zastosowania, gdyż układ z założenia ma dostarczać napięcia regulowanego od 2 V do 12 V! Tak więc diody Zenera nie da się w nim zasilać przez rezystor z wyjścia układu.

Tu rzeczywiście się zagalopowałem. Widząc jeden mankament od razu potraktowałem inne niedoskonałe jak się wydawało rozwiązanie - od jak najgorszej strony.

Po zmianie wzmacniacza z μA741 na LM358 w stabilizatorze byłaby możliwa regulacja od zera woltów, czyli zakres napięć wyjściowych stałby się jeszcze szerszy.

Nie wiem czy w tamtych czasach były już w CEMI produkowane odpowiedniki LM358 (przez bardzo krótki czas były). Na pewno jednak były produkowane wspomniane na wstępie ULY7701 a ten, choć mało kto o tym wie - również pozwala na pracę z napięciami wejściowymi zbliżonymi do zera! Ale odniesionego względem dodatniego, a nie ujemnego napięcia zasilania. Czyli ULY7701 nie tylko miałby lepsze właściwości częstotliwościowe niż 741, ale i pozwolił na regulację od zera woltów, oczywiście napięcia ujemnego co w przypadku samodzielnego zasilacza znaczenia dla użytkownika nie ma. Analogicznie jak stabilizator LM304 którego wzmacniacz błędu wzorowano na wzmacniaczu operacyjnym LM301.

A czy proponowany przez Ciebie stabilizator ULY7723 potrafi dostarczać napięcia regulowanego w zakresie 0...12 V?

Potrafi od 2V (tak jak układ prezentowany w RE) do 7V. I w drugim zakresie - od 7V do 12V lub większego. Oczywiście nie byłoby to wygodne, ale ULY7701 pobiłby pod tym względem zarówno ULY7741 jak i ULY7723. Oczywiście o ile najistotniejszym parametrem miałaby być regulacja napięcia w możliwie szerokim zakresie, a nie parametry dynamiczne.

A w kwestii żarzenia lamp - w gniazdku zmierzyłem dzisiaj wartość napięcia sieciowego. Wynosiła 247 V. Przy tym napięciu sieciowym na żarnikach lamp wzmacniacza miałem 7,1 V zamiast 6,3 V. Czy to napięcie mam uważać za jeszcze bezpieczne dla lamp? Szeregowy rezystor nie poprawi sytuacji, gdyż wczoraj napięcie w sieci wynosiło w pewnym momencie 221 V i lampy żarzone były napięciem ok. 6,4 V. Może jednak użycie stabilizatora napięcia żarzenia w tych warunkach miałoby jakiś sens...

Naprawdę jest jeszcze w niektórych okolicach kraju aż tak źle z napięciem? Wszak podwyższając napięcie znamionowe z 220 na 230V zarzekano się, że zarazem zawężona zostanie jego tolerancja, toteż górna granica miała nie wzrosnąć.


Pozdrawiam
Tomek

[Locutus]

Naprawdę jest jeszcze w niektórych okolicach kraju aż tak źle z napięciem? Wszak podwyższając napięcie znamionowe z 220 na 230V zarzekano się, że zarazem zawężona zostanie jego tolerancja, toteż górna granica miała nie wzrosnąć.

Nie wiem kto się 'zarzekał' ale tolerancję wyrównaliśmy do standardu unijnego ­+/- 10%
Co oznacza, że mając 100m do transformatora SN/nn mam na poszczególnych fazach stabilne (wahania rzedu 1V) zupełnie 'przepisowe' 245V, 247V, 251V...

[Romekd]

W opisie układu wyraźnie zaznaczono, że wybrano ten typ wzmacniacza operacyjnego, gdyż jest bardzo popularny, tani i dostępny (przynajmniej w momencie projektowania tego prościutkiego układziku)

W latach 90-tych a stamtąd wywodzi się projekt był produkowany w CEMI równie popularny co ULY7741 układ ULY7701 (odpowiednik LM301). Nie tylko pozwalał on na dołączenie kompensacji zewnętrznej (co poprawiłoby istotne w tym zastosowaniu właściwości częstotliwościowe) ale miał jeszcze jedną zaletę o której napiszę dalej.

No nie jest to tak do końca prawdą. Układ μA741 i jego odpowiedniki stanowiły standard przemysłowy, zostały wyprodukowane w setkach milinów sztuk i ten typ układu miał (i myślę, że nadal ma) chyba każdy z nas w swoich zbiorach. Z ciekawości sprawdziłem i mam jeszcze ponad 100 sztuk z "wylutów" i kilkadziesiąt sztuk nowych, nie lutowanych egzemplarzy "741". Zgadnij, ile mam układów ULN7701 Dokładnie ZERO sztuk. Gdybym miał coś wykonać "na szybko" na "zabytkowym" wzmacniaczu operacyjnym, sięgnąłbym po "741" (lub inny z tamtej epoki, których też mam setki /MAA502...504, MAA725 itp./)... Na pewno nie szukałbym sklepu, gdzie mógłbym jeszcze kupić ULN7701 (LM301). Co do kompensacji częstotliwościowej, to szybszy od "741" układ w stabilizatorze z kondensatorem 470 μF na wyjściu uważam za zbędny. Natomiast stabilizator zachowujący się niestabilnie z taką lub dużo większą pojemnością kondensatora blokującego wyjście do masy, uważam za całkowicie źle zaprojektowany (zawsze powinno się dać do niego podłączyć odbiornik, którego wejście zasilające będzie blokowane jeszcze większą pojemnością, i nic w takim przypadku nie ma prawa się złego dziać ze stabilizatorem...). Układ można ewentualnie spowolnić elementami RC (np. dla obniżenia poziomu szumu na wyjściu), włączonymi w zewnętrzną pętle ujemnego sprzężenia zwrotnego.

Układ Darlingtona jest w nim optymalny, przy zastosowanej różnicy między wartościami napięć (celowo używam liczby mnogiej) na wyjściu i wejściu układu. Połączenie Sziklay'ego tranzystorów niczego w tym zasilaczu nie poprawiłoby, więc po co dopatrywać się tu wielkiego błędu?

A gdyby komuś tego dodatkowego UF jakie traci się w układzie Darlingtona względem układu Sziklayego zabrakło w konkretnym zastosowaniu? Bo potrzebowałby wyższego napięcia na wyjściu, albo trafił się mniej wydajny transformator? Tymczasem układ Sziklay'ego wymagałby tylko zastąpienia BD281 przez BD282, więc koszt ten sam. To już nie czasy BUYP52 oraz BDP620, kiedy to o krzemowy tranzystor mocy pnp (np. BDX18) było nieporównanie trudniej.

Myślisz, że te dodatkowe 0,5...1 V może być tak bardzo istotne, przy zasilaczu dającym pełne napięcie wyjściowe. Jest to może korzystne, ale w wyjątkowych sytuacjach, a i wtedy może w sieci przysiąść nieco napięcie i nawet tego dodatkowego "mikroskopijnego" zapasu napięcia może zabraknąć...

Ogranicznik prądu jest identyczny jak w najbardziej popularnym na świecie stabilizatorze scalonym μA723

Jaki jest ogranicznik w 723 - zależy od tego jak się go zastosuje. Można zrobić to tak jak wyżej, otrzymując ogranicznik prądowy (zbyt mało precyzyjny jednak aby można go było traktować jako ogranicznik prądowy zasilacza laboratoryjnego), można też za cenę dwóch dodatkowych rezystorów uzyskać o wiele lepiej chroniący tranzystor wykonawczy ogranicznik z redukcją prądu przy zwarciu. Czytelnik RE miał pełne prawo być początkującym amatorem i podobnych rozwiązań nie znać, ale od autorów tam publikujących można było chyba wymagać więcej, m.in po to aby mogli poznać je początkujący czytelnicy?

Podobnie i w tym układzie można dodać dwa rezystory i uzyskać podobną do wspomnianej przez Ciebie charakterystykę ograniczenia prądu, ale nie możemy zapominać, że ten konkretny układ z założenia ma mieć regulowane napięcie na wyjściu, a zmiany napięcia będą pociągały za sobą zmiany maksymalnego prądu, jaki będzie można z układu pobierać. Nieco bez sensu, nie sądzisz?. Lepiej dać większy radiator, co nawet przy utrzymującym się na wyjściu zwarciu z prądem wyjściowym 1,3 A nie spowoduje szybkiego przegrzania tranzystora. Można też dodać jeszcze jeden tranzystor (PNP) i otrzymać w ten sposób układ "tyrystora", który przy utrzymującym się dłużej przeciążeniu wyjścia wyłączy stabilizator w ogóle (przy chwilowych przeciążeniach będzie działał jak układ ze schematu).

(jest w nim też tak krytykowane przez Ciebie połączenie Darlingtona tranzystorów na wyjściu; może w biurze projektowym firmy Fairchild pracowali absolwenci szkół zawodowych, pobierające nauki o tego samego belfra, o którym wspomniałeś w wypowiedzi?), produkowanym w pewnym okresie przez niemal wszystkich znanych producentów półprzewodników.

Piszesz to całkiem na poważnie? Bo nie wierzę abyś nie wiedział że tranzystory pnp w układach scalonych mają tragicznie złe właściwości. Ujawniło się to zwłaszcza we wczesnych tzw. układach low dropout gdzie w roli elementów wykonawczych stosowano tranzystory pnp. Marna to korzyść że taki stabilizator pozwalał na pracę z napięciem we-wy na poziomie 0,5V, skoro ceną za powyższe okazywało się zużycie prądu przez sam układ scalony na poziomie kilkudziesięciu % prądu obciążenia. Dlatego siłą rzeczy w 723 (i w niemal wszystkich innych) zastosowano Darlingtona, niemniej jednak przewidziano możliwość użycia zewnętrznego tranzystora pnp, właśnie po to aby strat niepotrzebnie nie zwiększać.

Możesz podać jakiś przykład takiego stabilizatora, gdzie prąd zamykający się do masy (z końcówki stabilizatora podłączonej do masy) osiąga kilkadziesiąt procent prądu wyjściowego? Moim zdanie takie zachowanie się układu występowało jedynie w sytuacji gdy brakowało napięcia na wejściu, dla zapewnienia jeszcze stabilizowanego napięcia na wyjściu. Trzeba by go porównać z odpowiednikiem dla napięcia ujemnego z tranzystorem NPN. W scalonym stabilizatorze napięcia dodatniego z tranzystorem PNP prąd bazy jest marnowany, gdyż zamyka się do masy, natomiast w stabilizatorze z tranzystorem NPN dodaje się do prądu kolektora i płynie przez obciążenie podłączone do wyjścia stabilizatora. Myślę, że problem bardzo kiepskich tranzystorów mocy PNP w układach scalonych został, przynajmniej częściowo rozwiązany nieco wcześniej, ale może się mylę...

Znowu rozwiązanie podobne do tego w "723", z tranzystorem polowym, użytym w roli źródła prądowego. W przedstawionym układzie raczej nie dałoby się wymyślić czegoś prostszego i równie skutecznego... Twój pomysł (oczywiście słowo "Twój" użyte w przenośni, gdyż takich rozwiązań można znaleźć tysiące w różnych układach stabilizatorów) nie ma w tym konkretnym układzie żadnego zastosowania, gdyż układ z założenia ma dostarczać napięcia regulowanego od 2 V do 12 V! Tak więc diody Zenera nie da się w nim zasilać przez rezystor z wyjścia układu.

Tu rzeczywiście się zagalopowałem. Widząc jeden mankament od razu potraktowałem inne niedoskonałe jak się wydawało rozwiązanie - od jak najgorszej strony.

Widzę, że nie dostrzegłeś za to innego "mankamentu" proponowanej przez Ciebie zmiany. Nawet gdyby napięcie wyjściowe miało być ustalone na jednej wartości (np. 9 V), to przy tak dużym wzmocnieniu wzmacniacza operacyjnego i istnieniu niezerowego napięcia niezrównoważenia wejść wzmacniacza, układ stabilizatora mógłby w ogóle nie ruszyć, gdyż wzmacniacz operacyjny "uznałby", że zero woltów na wyjściu stabilizatora jest jednak nieco większe od zera woltów na diodzie Zenera i tranzystory wyjściowe nie zostałyby włączone... Ten problem też wówczas należałoby rozwiązać.

Po zmianie wzmacniacza z μA741 na LM358 w stabilizatorze byłaby możliwa regulacja od zera woltów, czyli zakres napięć wyjściowych stałby się jeszcze szerszy.

Nie wiem czy w tamtych czasach były już w CEMI produkowane odpowiedniki LM358 (przez bardzo krótki czas były). Na pewno jednak były produkowane wspomniane na wstępie ULY7701 a ten, choć mało kto o tym wie - również pozwala na pracę z napięciami wejściowymi zbliżonymi do zera! Ale odniesionego względem dodatniego, a nie ujemnego napięcia zasilania. Czyli ULY7701 nie tylko miałby lepsze właściwości częstotliwościowe niż 741, ale i pozwolił na regulację od zera woltów, oczywiście napięcia ujemnego co w przypadku samodzielnego zasilacza znaczenia dla użytkownika nie ma. Analogicznie jak stabilizator LM304 którego wzmacniacz błędu wzorowano na wzmacniaczu operacyjnym LM301.

Tak jak już wcześniej wspomniałem ULY7701 nie mam w swoich zbiorach, a LM358 mam setki.

A czy proponowany przez Ciebie stabilizator ULY7723 potrafi dostarczać napięcia regulowanego w zakresie 0...12 V?

Potrafi od 2V (tak jak układ prezentowany w RE) do 7V. I w drugim zakresie - od 7V do 12V lub większego. Oczywiście nie byłoby to wygodne, ale ULY7701 pobiłby pod tym względem zarówno ULY7741 jak i ULY7723. Oczywiście o ile najistotniejszym parametrem miałaby być regulacja napięcia w możliwie szerokim zakresie, a nie parametry dynamiczne.

To było podchwytliwe pytanie Otóż w μA723 można dać dzielnik zarówno na wejściu odracającym, jak i nieodwaracającym wzmacniacza błędu. Zmniejszając napięcie odniesienia na wejściu nieodwaracjącym do ok 1,8 V możemy uzyskać regulację napięcia wyjściowego w przedziale 1,8 V...37 V, a stosując tranzystor PNP (lub Mosfeta z kanłałem typu P) i wykorzystując dodatkową diodę Zenera z układu (występującą tylko w układach zamkniętych w obudowie DIP14) możemy uzyskać układ typu Low-dropout. Takie przykłady przedstawione są w artykule z linku poniżej (rys. 4a i rys. 8c):

https://elportal.pl/pdf/k01/24_02.pdf

A w kwestii żarzenia lamp - w gniazdku zmierzyłem dzisiaj wartość napięcia sieciowego. Wynosiła 247 V. Przy tym napięciu sieciowym na żarnikach lamp wzmacniacza miałem 7,1 V zamiast 6,3 V. Czy to napięcie mam uważać za jeszcze bezpieczne dla lamp? Szeregowy rezystor nie poprawi sytuacji, gdyż wczoraj napięcie w sieci wynosiło w pewnym momencie 221 V i lampy żarzone były napięciem ok. 6,4 V. Może jednak użycie stabilizatora napięcia żarzenia w tych warunkach miałoby jakiś sens...

Naprawdę jest jeszcze w niektórych okolicach kraju aż tak źle z napięciem? Wszak podwyższając napięcie znamionowe z 220 na 230V zarzekano się, że zarazem zawężona zostanie jego tolerancja, toteż górna granica miała nie wzrosnąć.

To typowe i powszechnie występujące wahania napięcia na końcach linii energetycznych niskiego napięcia. Jeden z moich kolegów mieszka za to bezpośrednio przy transformatorze i u niego napięcie w sieci przeważnie podchodzi pod 250 V. W czasach gdy w powszechnym użyciu były jeszcze zwykłe żarówki, próbował to reklamować (żarówki często się przepalały). Jednak dostał odpowiedź, że wartość napięcia mieści się w normie, a wahania tego napięcie są nieznaczne, więc wszystko jest Ok...

Pozdrawiam
Romek

[Romekd]

Witam.

Naprawdę jest jeszcze w niektórych okolicach kraju aż tak źle z napięciem? Wszak podwyższając napięcie znamionowe z 220 na 230V zarzekano się, że zarazem zawężona zostanie jego tolerancja, toteż górna granica miała nie wzrosnąć.

Nie wiem kto się 'zarzekał' ale tolerancję wyrównaliśmy do standardu unijnego ­+/- 10%
Co oznacza, że mając 100m do transformatora SN/nn mam na poszczególnych fazach stabilne (wahania rzedu 1V) zupełnie 'przepisowe' 245V, 247V, 251V...

Jest dokładnie jak napisałeś. Kiedyś już przedstawiałem jak wyglądają dobowe wahania napięcia w moim domu (w wątku z liku poniżej).
viewtopic.php?p=297910#p297910
Wczoraj na wyjściu transformatora separującego w mojej pracowni miałem napięcie przekraczające 230 V, choć ustawiony on został przeze mnie tak, by na wyjściu zapewniał ok. 220 V przy 235 V w sieci. Wykorzystuję tą dodatkową, separowaną galwanicznie, wewnętrzną sieć między innymi do zasilania starszych urządzeń, którym zbyt wysokie napięcie mogłoby szkodzić (np. wzmacniacze lampowe )...

Pozdrawiam
Romek

[Tomek Janiszewski]

No nie jest to tak do końca prawdą. Układ μA741 i jego odpowiedniki stanowiły standard przemysłowy, zostały wyprodukowane w setkach milinów sztuk i ten typ układu miał (i myślę, że nadal ma) chyba każdy z nas w swoich zbiorach. Z ciekawości sprawdziłem i mam jeszcze ponad 100 sztuk z "wylutów" i kilkadziesiąt sztuk nowych, nie lutowanych egzemplarzy "741". Zgadnij, ile mam układów ULN7701 Dokładnie ZERO sztuk

Gdybyś zwrócił uwagę na ową szczególną cechę LM301 o jakiej pisałem dalej - może zadbałbyś o zrobienie choćby skromnych zapasów. Potrafiłem je wykorzystać także w roli komparatorów w przetwornicy impulsowej, gdy potrzebny mi był układ o napięciach wyjściowych sięgający + zasilania.

Gdybym miał coś wykonać "na szybko" na "zabytkowym" wzmacniaczu operacyjnym, sięgnąłbym po "741" (lub inny z tamtej epoki, których też mam setki /MAA502...504, MAA725 itp./)...

A właściwie to dlaczego w ogóle na wzmacniaczu operacyjnym, gdy chodzi o zasilacz? To były lata 90-te, czasy III RP kiedy to LM317 były już dostępne za niewygórowaną cenę. Na nim też można zbudować stabilizator regulowany i to od 1,2V wzwyż, co pozwoliłoby na uruchamianie urządzeń przewidzianych do zasilania z pojedynczego ogniwa jednorazowego a nawet akumulatorka niklowego. Przy tym w pełni zabezpieczony przed przeciążeniem a przy tym tak prosty że prościej już się nie da. Upierając się zaś na budowę zasilacza z wykorzystaniem śmieciowego wzmacniacza operacyjnego otrzymało się zasilacz o śmieciowych parametrach...

Myślisz, że te dodatkowe 0,5...1 V może być tak bardzo istotne, przy zasilaczu dającym pełne napięcie wyjściowe. Jest to może korzystne, ale w wyjątkowych sytuacjach, a i wtedy może w sieci przysiąść nieco napięcie i nawet tego dodatkowego "mikroskopijnego" zapasu napięcia może zabraknąć...

Grosz do grosza a będzie kokosza jak to pewnien znany polityk niedawno orzekł.

Podobnie i w tym układzie można dodać dwa rezystory i uzyskać podobną do wspomnianej przez Ciebie charakterystykę ograniczenia prądu, ale

...tak nie zrobiono, i nie wspomniano też o takiej możliwości. A była okazja aby początkujący czytelnicy przy okazji budowy zasilacza zapoznali się z użytecznymi rozwiązaniami.

nie możemy zapominać, że ten konkretny układ z założenia ma mieć regulowane napięcie na wyjściu, a zmiany napięcia będą pociągały za sobą zmiany maksymalnego prądu, jaki będzie można z układu pobierać. Nieco bez sensu, nie sądzisz?. Lepiej dać większy radiator, co nawet przy utrzymującym się na wyjściu zwarciu z prądem wyjściowym 1,3 A nie spowoduje szybkiego przegrzania tranzystora.

A to już zależy od tego na jaki radiator kto może sobie pozwolić. Jak np. brakuje miejsca na większy - to się dołoży owe dwa rezystory, uznawszy że urządzenia zasilane niskim napięciem zwykle pobierają niewiele prądu toteż wada na którą wskazałeś nie musi być dokuczliwa.

Można też dodać jeszcze jeden tranzystor (PNP) i otrzymać w ten sposób układ "tyrystora", który przy utrzymującym się dłużej przeciążeniu wyjścia wyłączy stabilizator w ogóle (przy chwilowych przeciążeniach będzie działał jak układ ze schematu).

Można, ale taki układ staje się niewygodny w obsłudze (po zwarciu lub chwilowym przeciążeniu trzeba wyłączyć zasilanie i odczekać chwilkę aby po ponownym włączeniu znów zadziałał). To mogłaby być już nadmierna komplikacja.

Możesz podać jakiś przykład takiego stabilizatora, gdzie prąd zamykający się do masy (z końcówki stabilizatora podłączonej do masy) osiąga kilkadziesiąt procent prądu wyjściowego? Moim zdanie takie zachowanie się układu występowało jedynie w sytuacji gdy brakowało napięcia na wejściu, dla zapewnienia jeszcze stabilizowanego napięcia na wyjściu.

Miałem na myśli tę pierwszą, bipolarną generację dropów bo tę pogardliwą nazwę z uwagi na wątpliwą przydatność nadałem im w robocie. Miały one zdublowany element wykonawczy: przy małej różnicy napięcia wejście wyjście czynny był wyłącznie tranzystor boczny PNP, którego prąd bazy oczywiście odpływał do masy, tak jak zauważyłeś. Jego beta mogła wynosić kilka, najwyżej kilkanaście - stąd małe straty napięcia uzyskiwało się kosztem dużych strat prądu. Dopiero przy kilkuwoltowej różnicy włączał się do pracy typowy układ Darlingtona npn, w wyniku czego tracony prąd malał do wartości typowej dla klasycznego, wtórnikowego stabilizatora generacji 78XX. Można to prześledzić na przykładzie LM2940 ( http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm2940-n.pdf pierwszy wykres na str. 9) a ZTCP niektóre wykonania bywały jeszcze gorsze pod tym względem.

Trzeba by go porównać z odpowiednikiem dla napięcia ujemnego z tranzystorem NPN.

Istotnie w serii 79XX straty napięcia są wyraźnie mniejsze niż w 78XX, choć nie tak małe jak w dropach. Ponieważ wykonawczy tranzystor NPN jest Darlingtonem.

Myślę, że problem bardzo kiepskich tranzystorów mocy PNP w układach scalonych został, przynajmniej częściowo rozwiązany nieco wcześniej, ale może się mylę...

A po co było go rozwiązywać skoro można było go obejść w oczywisty sposób? Stosując MOSFETy z kanałem P. Mamy za jednym zamachem i straty napięcia zmierzające do zera, i zerowy prąd sterujący elementem wykonawczym. I tak się robi we współczesnej generacji stabilizatorów low dropout.

Widzę, że nie dostrzegłeś za to innego "mankamentu" proponowanej przez Ciebie zmiany. Nawet gdyby napięcie wyjściowe miało być ustalone na jednej wartości (np. 9 V), to przy tak dużym wzmocnieniu wzmacniacza operacyjnego i istnieniu niezerowego napięcia niezrównoważenia wejść wzmacniacza, układ stabilizatora mógłby w ogóle nie ruszyć, gdyż wzmacniacz operacyjny "uznałby", że zero woltów na wyjściu stabilizatora jest jednak nieco większe od zera woltów na diodzie Zenera i tranzystory wyjściowe nie zostałyby włączone... Ten problem też wówczas należałoby rozwiązać.

Ten problem występował także w stabilizatorach ze stopniem wykonawczym w układzie WE budowanych na elementach dyskretnych, i jest mi doskonale znany, tylko nie uznałem za stosowne o nim pisać. Istnieją co najmniej dwa rozwiązania. Prymitywne polega na spięciu wejścia z wyjściem przez rezystor kilkusetomowy. Ten sposób może zawieść przy dużym obciążeniu zasilacza, a niezależnie od tego przez rezystor ten przenikają zakłócenia. Już nie mówiąc o tym że przy niedostatecznym obciążeniu napięcie wyjściowe odleci w komos. Niektórzy tak przyzwyczaili się do obecności rezystora "startowego" między wejściem a wyjściem że bezrefleksyjnie pakują go także w stabilizatory z wtórnikiem wykonawczym, gdzie jest się zbędny dzięki temu że prąd bazy do stopnia końcowego dostarczany jest nie przez tranzystor wyjściowy wzmacniacza błędu lecz z wejścia stabilizatora przez pojedynczy rezystor, filtr RC bądź źródło stałoprądowe. Bardziej wyrafinowany sposób, potpatrzony w sowieckim "Radio" polega na włączeniu w szereg z rezystorem zasilającym diodę Zenera - dodatkowej diody krzemowej w kierunku przewodzenia (od strony wyjścia stabilizatora) i włączeniu rezystora startowego między wejściem a połączeniem rezystora z dodatkową diodą. Tym razem jednak rezystor startowy ma kilkaset kiloomów, dzięki czemu po uruchomieniu się zasilacza, gdy dodatkowa dioda zacznie przewodzić - nie pogarsza nijak parametrów stabilizatora.

To było podchwytliwe pytanie Otóż w μA723 można dać dzielnik zarówno na wejściu odracającym, jak i nieodwaracającym wzmacniacza błędu. Zmniejszając napięcie odniesienia na wejściu nieodwaracjącym do ok 1,8 V możemy uzyskać regulację napięcia wyjściowego w przedziale 1,8 V...37 V

Ale taka jednozakresowa regulacja napięcia w szerokim zakresie pogorszy parametry. Więc albo dzielnik przy źródle napięcia odniesienia i bezpośrednie połączenie wyjścia "-" ze wzmacniaczem błędu, (zakres 1,8-7.15V) albo pełne napięcie odniesienia na "+" i dzielnik w USZ (zakres 7,15-37V). Czyli regulacja w dwóch zakresach, jak proponowałem wcześniej. A że to nadzwyczaj niewygodne - cóż, 723 nie jest optymalnym stabilizatorem dla wszelkich zastosowań. Pod względem regulacji w szerokim zakresie lepszy jest LM317 lub LM304, ten ostatni gdy potrzebna jest regulacja od zera a ujemne napięcie względem przewodu wspólnego nie stanowi przeszkody. Ponieważ jednak mowa była o stabilizatorze żarzenia 6,3V - to pozwolę sobie zauważyć że właściwie zarówno 723, jak i 741 byłby w tym zastosowaniu jeszcze mniej ekonomiczny niż nawet LM317. Wszak 723 pracuje dopiero od 9.5V, także 741 ma prawo nie działać poniżej napięcia 10V. Najwłaściwszy do tego konkretnego celu byłby stabilizator na elementach dyskretnych z wykonawczym tranzystorem bipolarnym w układzie WE lub MOSFET w układzie WS.

To typowe i powszechnie występujące wahania napięcia na końcach linii energetycznych niskiego napięcia. Jeden z moich kolegów mieszka za to bezpośrednio przy transformatorze i u niego napięcie w sieci przeważnie podchodzi pod 250 V. W czasach gdy w powszechnym użyciu były jeszcze zwykłe żarówki, próbował to reklamować (żarówki często się przepalały). Jednak dostał odpowiedź, że wartość napięcia mieści się w normie, a wahania tego napięcie są nieznaczne, więc wszystko jest Ok...

Gdy jednak nawet minimalna wartość napięcia w sieci przewyższa znamionowe 220V do której były dostosowane urządzenia lampowe - nie ma nic zdożnego w dołożeniu rezystora w obwodzie żarzenia. Odbiorniki telewizyjne zawsze miały rezystor redukcyjny, a jeżeli był to RDX z przesuwną obejmą - możliwe było indywidualne ustawienie prądu żarzenia w konkretnych warunkach.

Pozdrawiam
Tomek

[Janusz]

Witam

Stosując podwójny wzmacniacz operacyjny LM358 zamiast pojedyńczego uA741 można otrzymać oprócz regulacji napięcia od zera płynną regulację ograniczenia prądu również od zera. Przykładem takiego zasilacza jest słynny SN1533 i jego odmiany. http://www.elektroda.pl/rtvforum/topic1464016.html

Nie rozumiem upartego dążenia do wyeliminowania za wszelką cenę ujemnego napięcia w sprzęcie w którym nie ma potrzeby dbania o każdy miliwat strat, a i miejsca na zasilacz napięcia ujemnego też wystarczy.
Zresztą zazwyczaj nie ma też potrzeby generowania napięć mniejszych od jednego wolta. Przy takim napięciu wszelkie rezystancje przewodów, zacisków itp. i tak wymuszą potrzebę ustawienia na wyjściu zasilacza większej wartości. No chyba, że ktoś bawi się układami ultraniskonapięciowymi, ale przypuszczam, że wtedy zbudowanie odpowiedniego zasilacza z kompensacją spadków napięcia na przewodach, nie będzie dla niego problemem.