Radim u zadnje vreme na novom DACu sa TDA1541A i 'ocu da ispadne jos bolje ovaj put pa gledam i sta bi od regulatora za napajanje bilo optimalno. Reko' ovako:
- da bude shunt,
- da bude sto jednostavniji (jer mi treba 7 komada)
- sto bolji (sto vece potiskivanje smetnje i sto stabilniji napon na izlazu)
- da radi u opsegu napona od 5 do 15V (+ i -)
- struja do 50mA kroz potrosac
- da komponente budu jeftine i lako nabavljive
(s tim sto se i napon i struja daju podesavati uz male izmene i u sirem opsegu).
Potrefilo se zgodno da mi je prosle nedelje bio na raspolaganju HP-ov 100MHz spectrum analyzer i Faradejev kavez
pa sam iskoristio priliku da proverim neka pravila koja su se ustalila u inzinjerskoj praksi.
Dole je sema sprave koja u najvecoj meri odgovara zadatku i izmereni rezultati su:
- potiskivanje smetnji od 10Hz do 1Mhz je u rasponu od -107dB do -126dB (najvece potiskivanje je u opsegu od 20Hz do 10kHz); od 1Mhz do 100MHz je od -130dB do -135dB (sto je i nivo rezidualnog suma)
- regulacija napona je od 0.5% do 0.1% u celom opsegu potrosnje. Naravno da rezultati in vivo zavise i od implementacije - ozicenje, konstrukcija, nacin ugradnje u uredjaj, ali ovde je ispitavan sam regulator. Opterecenje pri merenju je bio CCSink sa promenljivom strujom.
Ovo su odlicni rezultati (potiskivanje od -120dB znaci milion puta - dakle od 1V smetnje na ulazu ostane 1 mikroVolt na izlazu) i nema primene u audio tehnici gde nam treba bolje od toga (mozda u RIAA preampu za neku bash, bash zaguljenu MC gramofonsku zvucnicu).
Evo analize pozitivnog regulatora (kod negativnog je sve isto samo su polariteti/orijentacija komponenata prilagodjeni).
Prepoznatljivi su standardni funkcionalni podsklopovi:
1. CCS (Q1) ciji je izvor ref. napona LEDioda sa Vf=1.7V i Rset (R11) cija vrednost odredjuje struju kroz Q1 po formuli R = 1V / zeljena struja (1V je pad napona na R11 jer LED daje 1.7V od cega na Vbe Q1 otpada 0.7V), a zeljena struja je maximalna struja kroz potrosac plus 25 do 30mA. Struja kroz LED je oko 2-3mA koja daje JFET CCS (Q7) - ovde moze bilo koji JFET sa odgovarajucom vrednoscu R1, ja koristim BF862 jer ih imam.
Ovaj CCS izvanredno radi, termicki je jako stabilan i niskosuman. Uslov za kvalitetan rad su izbor LED diode (zelene i zute imaju Vf koji vise seta) i izbor Q1, odn. Q1 treba da ima hfe od bar 400, sa manjim hfe rezultati su znacajno losiji. Treba voditi racuna i o disipaciji Q1 da ne predje 250mW. Dakle ako je ukupna struja kroz Q1=100mA ulazni napon ne bi trebao da bude veci od 3.5V od izlaznog. Ako je veci, to resavamo upotrebom prethodnog RC clana.
2. Sledeci podsklop je naponska referenca za shunt. U tu svrhu sam izabrao TL431 koji je u stvari i sam shunt regulator, ali ne narocito dobar - ali je zato izvanredan Vref (mnogo bolji u ovom podsklopu od Zenerki, LED i sl.). Pride, ima ga u svakoj trafici i kosta 12 dinara. Ovde jeste vezan kao shunt ali je struja kroz njega fiksirana na oko 6mA uz pomoc Vbe od Q2, tako da vrlo malo shunt-uje ali izvanredno odredjuje izlazni napon u ovom rezimu rada. Izlazni napon se racuna po formuli * Vout=(R2/R3+1) x 2,5. R3 treba da bude 1k a ne 10k kao obicno radi bolje regulacije (jer struja koju vuce Ref. pin TL431 biva procentualno manja). C1 je takodje vazan, omogucuje jedinicno pojacanje za AC komponentu.
3. Q2 je finalni shunt element i ovde obicno stavljamo darlingtone ili MOSFETove sa visokom gm sto u ovom slucaju nije potrebno, i obican BD 140 sa hfe=100 radi izvanredno. Stavljao sam BC516 (darlington sa hfe=30000), nema nikakve razlike u merenju u odnosu na BD140 koga sam izabrao jer ce lako da istrpi visak struje koja ne ode u potrosac i sto je jeftin i lako nabavljiv a savrseno odgovara zahtevu.
Sve u svemu, ovaj shunt regulator je lutka, neki koji bi pretendovao da bude malo bolji od ovoga bi morao da bude mnogo slozeniji i skuplji.
C1 i C2 su japanski NIC NRSG (extra low ESR/ESL - ima ih Silken po oko 15 din./kom.)
Ovo se oteglo u roman, zavrsavam, a ako sam nesto zaboravio, pitajte...
* Vout=(R2/R3+1) x 2,5 (naknadna ispravka greske u kucanju by Sipi)