[Kyoto 0]

Добрый день, форомучане, очень хочу разобраться во всех тонкостях схемы которую сам и построил, но в которую похоже, начитавшись всякой литературы, добавил много лишних элементов.

Собственно мне дали задачу: собери схему питания с двумя выводами на LM317 и LM7805 с защитой от переплюсовки на mosfet транзисторе, на вход которой подается от 7 до 15В, а на выходах по 5В. 

 

 

Вообще говоря, модель работает хорошо (разве что на 7В не вытягивает напряжение LM317). Чтобы её построить я почитал даташиты двух стабилизаторов и почитал книжечку про защиту на мосфет.

 

Итак вопросы:

 

1: Нужны ли мне резистор R1 и диод D1 для защиты от перенапряжения, если схема работает на постоянном токе (зачем вообще нужен резистор R1)?

2: Нужны ли мне конденсаторы C1 и С2 на LM317, если схема работает на постоянном токе? Как я понял C1 это сглаживающий конденсатор, а так же конденсатор, который борется с проблемой входной индуктивности (что это вообще?). Конденсатор C2 это разветвляющий конденсатор, который способен поддерживать напряжение при перепаде источника (думая, например, при его выключение)? Как вообще подобрать их параметры если они всё же нужны? Производитель пишет, что для защиты не плохо бы их добавить.

3: Как мне подобрать значения C3 и C4, опять-таки: зачем они нужны? Как я понял нужны они для нормальной работы LM7805 и для защиты от самовозбуждения, а так же для тех же целей что и C1, C2. В таком случае какого же номинала мне их взять в схеме на постоянном токе, и стоит ли мне номинал C4 приравнять к C2?

 

Очень прошу помочь разобраться, так как человек, который мне это задание дал сейчас довольно занят и я не могу выудить у него подробную информацию:)

Reverse-Batery-Protection-Rev2.pdf

Изменено 9 июля, 2021 пользователем Kyoto

[MegaVolt 25]

9 минут назад, Kyoto сказал:

1: Нужны ли мне резистор R1 и диод D1 для защиты от перенапряжения, если схема работает на постоянном токе (зачем вообще нужен резистор R1)?

D1 защишает Q1 от пробоя. Если вы каким то другим образом гарантируете что на затворе не будет напряжение более разрешённого то его можно убрать.

R1 не понятно зачем. На нём будет падать некоторое напряжение зависящее от потребления источников и этим несколько облегчит работу самих стабилизаторов. Нужно ли это и правильно ли он посчитан не понятно. Ибо нет данных о потреблении каждым источником.

Цитата

2: Нужны ли мне конденсаторы C1 и С2 на LM317, если схема работает на постоянном токе? Как я понял C1 это сглаживающий конденсатор, а так же конденсатор, который борется с проблемой входной индуктивности (что это вообще?). Конденсатор C2 это разветвляющий конденсатор, который способен поддерживать напряжение при перепаде источника (думая, например, при его выключение)? Как вообще подобрать их параметры если они всё же нужны? Производитель пишет, что для защиты не плохо бы их добавить.
3: Как мне подобрать значения C3 и C4, опять-таки: зачем они нужны? Как я понял нужны они для нормальной работы LM7805 и для защиты от самовозбуждения, а так же для тех же целей что и C1, C2.

Конденсаторы нужна потому что:

1. Нагрузка может быть импульсной и это уже не постоянный ток.
2. Некоторые линейные стабилизаторы перестают быть стабильными без этих конденсаторов и начинают возбуждаться. Минимальные значения искать в даташите.

Цитата

и стоит ли мне номинал C4 приравнять к C2?

Стоит прочитать даташит и поставить те которые рекомендованы. Если они совпадут то хорошо если нет значит можно увеличить меньший :)

[Kyoto 0]

Перепутал, не R1, а R2. R1 я поставил для создания тока примерно в 1.2 А. А вот зачем нужен R2 не очень понимаю.

 

21 минуту назад, MegaVolt сказал:

Если вы каким то другим образом гарантируете что на затворе не будет напряжение более разрешённого то его можно убрать.

Если я использую батарейку, то гарантирует ли мне это, что напряжение не будет больше чем на затворе? Ведь по идее батарейки не должны создавать сильных скачков напряжения. Или всё же эти скачки могут возникнуть из-за подключенных приборов? 

 

16 минут назад, MegaVolt сказал:

Нагрузка может быть импульсной и это уже не постоянный ток.

На выходе у меня как раз должен стоять генератор импульсов для запуска звуковой схемы. То есть получается конденсаторы как раз для этой нагрузки и нужны?

[MegaVolt 25]

10 минут назад, Kyoto сказал:

Перепутал, не R1, а R2. R1 я поставил для создания тока примерно в 1.2 А.

Ээээээ??? Что за фокус? На 9 Омах при токе 1,2 А упадёт 10.8 В в батарейке всего 9.... 

Цитата

А вот зачем нужен R2 не очень понимаю.

Если я использую батарейку, то гарантирует ли мне это, что напряжение не будет больше чем на затворе? Ведь по идее батарейки не должны создавать сильных скачков напряжения. Или всё же эти скачки могут возникнуть из-за подключенных приборов? 

Скачки могут создавать длинные провода в моменты резкого изменения потребления. Я бы оставил стабилитрон для спокойствия. Если это не серийное устройство а домашнее и условия заранее ограниченные то можно наверное и убрать... как и резистор R2 который задаёт ток стабилитрону. Но я бы оставил.

Вопрос в другом если на резисторе садится больше 0,5 В то я не вижу смысла ставить защиту на транзисторе. Хватит обычного диода Шотки.

Цитата

На выходе у меня как раз должен стоять генератор импульсов для запуска звуковой схемы. То есть получается конденсаторы как раз для этой нагрузки и нужны?

И для стабильности.

[Michael Michael 0]

1 час назад, Kyoto сказал:

Вообще говоря, модель работает хорошо

...если я правильно разглядел, на землю закорочены: батарейка, выход ключа, приборы XMM1 и XSC1.

[Kyoto 0]

7 минут назад, Michael Michael сказал:

...если я правильно разглядел, на землю закорочены: батарейка, выход ключа, приборы XMM1 и XSC1.

Это всё потому, что я использую Multisim для создания модели. Там всё, что идет на землю считай подведено к минусу для укорочения схемы. Кроме того земля там нужна для расчетов, построения мат модели.

22 минуты назад, MegaVolt сказал:

Ээээээ??? Что за фокус? На 9 Омах при токе 1,2 А упадёт 10.8 В в батарейке всего 9.... 

Тут то же самое, так как в модели я использую идеальный источник напряжения, то могу менять на нем ток не изменяя напряжения.

 

Спасибо за помощь, теперь более менее понял что к чему:)

Изменено 9 июля, 2021 пользователем Kyoto

[Michael Michael 0]

21 минуту назад, Kyoto сказал:

Там всё, что идет на землю считай подведено к минусу для укорочения схемы. Кроме того земля там нужна для расчетов, построения мат модели.

...какие клеммы приборов XMM1 и XSC1 на земле, а какие нет?

На рисунке земля и минус батарейки - одна цепь и она соединена с плюсом батарейки. Про идеальный источник напряжения - тоже какая-то хрень.

...вы пошутить сюда пришли? ...просто другим таким страдальцам никто помогать не будет)

Изменено 9 июля, 2021 пользователем Michael Michael

[MegaVolt 25]

19 минут назад, Kyoto сказал:

Тут то же самое, так как в модели я использую идеальный источник напряжения, то могу менять на нем ток не изменяя напряжения.

Всё равно какие то чудеса.... У вас на резисторе падает больше чем способен выдать источник.
Чтобы это увидеть добавьте нагрузочные резисторы на выход стабилизаторов. По 8.3 Ом на каждый выход. 

[Kyoto 0]

16 минут назад, Michael Michael сказал:

...просто другим таким страдальцам никто помогать не будет)

Да нет, просто у меня очень мальенький опыт в схемотехнике пока

18 минут назад, Michael Michael сказал:

.какие клеммы приборов XMM1 и XSC1 на земле, а какие нет?

XMM1 это мультимитер, а XSC1 это осциллограф. Я много раз видел такое подключение в этой программе потому и так и подключил

[Сергей Борщ 119]

1 час назад, Kyoto сказал:

На выходе у меня как раз должен стоять генератор импульсов для запуска звуковой схемы. То есть получается конденсаторы как раз для этой нагрузки и нужны?

Без этих конденсаторов 7805 "звенит" даже без нагрузки, при этом выбросы напряжения на выходе могут достигать входного напряжения, а сам стабилизатор жутко греется. Просто запомните, что эти конденсаторы должны быть и должны стоять как можно ближе к выводам микросхемы. И не стоит сильно увлекаться увеличением емкости конденсатора на выходе - стабилизатор может стать неустойчивым. На входе можно увеличивать сколько угодно.

Еще один момент - если у вас на выход 7805 может попасть напряжение выше входного (ну там запитка подключенного устройства через другие цепи при отсутствии питания на стабилизаторе или очень большая емкость на входе устройства и сравнительно маленькая на входе стабилизатора, которая разрядется быстрее, чем емкость на входе устройства) - то нужно ставить защитный диод с выхода на вход. Иначе стабилизатор может сгореть при выключении входного питания. В старой документации на 78xx этот диод рассматривался в одном из примеров включения.

Вот:

[Michael Michael 0]

...никогда не работал с мультисимом, почитал. Про осциллограф виртуальный.  Графика, конечно, изумительная. Две закорючки вниз - это, оказывается, сигнальный вход и контакт заземления.

 

 Кстати, осциллограф заземлен по умолчанию, поэтому контакт заземления можно не использовать,  достаточно, что минус схемы заземлён. То есть, один синий и один красный (длинный) провод на схеме лишние, а лишних проводов быть не должно.

...тогда бы и у меня вопросов не возникло)

 

...батарейка - не идеальный источник напряжения, прямо указано её внутреннее сопротивление 0.1 Ohm.

Изменено 9 июля, 2021 пользователем Michael Michael

[Plain 168]

2 часа назад, Kyoto сказал:

зачем нужен R2

Если он ноль, тогда D1 создаёт вместе с сопротивлением источника питания шунтовый стабилизатор, т.е. R2 можно заменить перемычкой, если D1 способен рассеять 15 Вт.

 

1 час назад, Kyoto сказал:

использую идеальный источник напряжения, то мог менять на нем ток не изменяя напряжения

Не, не можете, закон Ома против, напряжение таки меняется.

 

Создать виртуальный аналог реального лабораторного БП, т.е. источника тока, ограниченного по напряжению, т.е. шунтовый стабилизатор, можно стандартной математикой:

 

[Kyoto 0]

Спасибо всем большое за разъяснения. Кажется я совсем забыл закон Ома