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Funzionamento circuito Tracking Preregulator con lm317

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[21] Re: funzionamento circuito Tracking Preregulator con lm317

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 11 ott 2013, 16:09

Io scriverei I1 e I3 solo in funzione di R1 ed R3, e poi mi chiederei che cosa capiterebbe se R1<R3 e se la resistenza di carico tendesse a infinito (si stacca il carico)
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[22] Re: funzionamento circuito Tracking Preregulator con lm317

Messaggioda Foto Utentesimo85 » 11 ott 2013, 17:53

Ciao Foto UtenteIsidoroKZ,

Ho solo una domanda prima di procedere con la analisi.

IsidoroKZ ha scritto:Io scriverei I1 e I3 solo in funzione di R1 ed R3

Vedo che non si prendono in considerazione R_2 da 720 \, \Omega ed R_\text{var}.

È solo per considerare le correnti di carico minimo per ciascun regolatore, e quindi per semplificare la analisi dico bene?

Ciao!
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[23] Re: funzionamento circuito Tracking Preregulator con lm317

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 11 ott 2013, 17:55

Non mi pare sia quello il motivo. Le correnti I1 e I3 dipendono SOLO da R1 e R3, le altre due resistenze non c'entrano nulla con la corrente in R1 ed R3, che lavorano come generatori di corrente. La corrente Iadj dei regolatori e` trascurabile.

Non preoccuparti del carico minimo, ci sono problemi peggiori se R1<R3.
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[24] Re: funzionamento circuito Tracking Preregulator con lm317

Messaggioda Foto UtenteDirtyDeeds » 11 ott 2013, 20:43

simo85 ha scritto:Osservando ed analizzando il circuito io arrivo alla seguente uguaglianza:

I_\text{O2} = I_\text{O1} + I_1 = I_\text{L} + I_3


Meglio scrivere separatamente le due espressioni,

\begin{align}
I_\text{O1} &= I_\text{L} + I_3-I_1 \\
I_\text{O2} &= I_\text{L} + I_3
\end{align}

e ricordarsi che per un corretto funzionamento dei due regolatori, con qualunque condizione di carico, deve essere
I_\text{O1} > 10\,\text{mA} e I_\text{O2} > 10\,\text{mA}.

PS: mi sono accorto ora di aver fatto casino in [19] con i nomi delle correnti, I_\text{O1} l'ho assegnata al regolatore 2 e viceversa.
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[25] Re: funzionamento circuito Tracking Preregulator con lm317

Messaggioda Foto Utentesimo85 » 11 ott 2013, 22:19

DirtyDeeds ha scritto:mi sono accorto ora di aver fatto casino in [19] con i nomi delle correnti, I_\text{O1} l'ho assegnata al regolatore 2 e viceversa.


Eh si infatti avevo notato qualcosa di "strano" :D
Quindi, per evitare ulteriori confusioni:



\begin{align}
I_\text{O1} &= I_\text{O2} + I_1\\
I_\text{O2} &= I_\text{L} + I_3 - I_1
\end{align}

Dunque trascurando la corrente I_\text{adj} io riprenderei le formule

\begin{align}
V_\text{O1} &= V_\text{O2} + V_\text{Ref}\, \left ( 1 + {R_2 \over R_1} \right )\\
V_\text{O2} &= V_\text{Ref}\, \left ( 1 + {R_\text{var} \over R_3} \right )
\end{align}

da cui:

V_\text{O1} &= V_\text{Ref}\, \left ( 2 +  {R_2 \over R_1} + {R_\text{var} \over R_3} \right)

Quello che noto, per il momento, è che se R_1 < R_3 la tensione di V_\text{O1} cresce di molto, ossia c'è bisogno di una tensione d' ingresso sempre maggiore quanto più R_1 < R_3.

A che vedere con tutto questo?
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[26] Re: funzionamento circuito Tracking Preregulator con lm317

Messaggioda Foto UtenteDirtyDeeds » 11 ott 2013, 22:31

Secondo me hai la soluzione davanti agli occhi ma non la vuoi vedere ;-)

Innanzitutto, nota bene la differenza tra quanto ho scritto io (ora con i pedici corretti):

\begin{align}
I_\text{O1} &= I_\text{L} + I_3 \\
I_\text{O2} &= I_\text{L} + I_3-I_1
\end{align}

e quanto scritto da te

\begin{align}
I_\text{O1} &= I_\text{O2} + I_1\\
I_\text{O2} &= I_\text{L} + I_3 - I_1
\end{align}

Nelle mie equazioni le correnti I_\text{O1} e I_\text{O2} sono entrambe scritte in funzione delle sole I_1, I_3 e I_\text{L}. Sembra una differenza insignificante, ma aiuta ;-)

Poi, tu continui a fissarti con le tensioni, ma il discorso è solo ed esclusivamente sulle correnti (le tensioni, per adesso, lasciamole da parte). Quindi, due domande:

1) Quanto valgono I_1 e I_3? Queste due correnti sono fisse, indipendenti dalle tensioni di uscita: ricordati che i due LM317 impongono ai capi di R_1 e R_3 una tensione pari a V_\text{ref}, quindi...

2) Quanto dovrebbero valere I_1 e I_3 perché I_\text{O1} > 10\,\text{mA} e I_\text{O2} > 10\,\text{mA}, in ogni condizione di carico?
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[27] Re: funzionamento circuito Tracking Preregulator con lm317

Messaggioda Foto Utentesimo85 » 12 ott 2013, 5:19

Dunque, vediamo se ho ragionato meglio.

Ho anche cambiato i nomi dei regolatori a LM117 dato che il circuito del datasheet linkato in 1 fa riferimento a quel regolatore. Mi è sembrato più corretto anche per far si che l'esempio coincida con i valori e parametri dei componenti.



Ametto che ho fatto un bel po' di confusione :!: e spero di non farne altra.. :roll:

In assenza di carico abbiamo sempre che:

I_\text{O1} = I_\text{O2} + I_1 = I_3

Si deve garantire che I_\text{O2} sia la corrente di carico minimo di 5 mA in quel circuito, ed I_3 deve essere \approx 10\,\text{mA} per soddisfare la condizione:

V_\text{Ref} = R_3I_3 = 10\,\text{mA} \times 120\,\Omega = 1,2\,\text{V} \approx V_\text{Ref}

Quindi:

I_1 &= {V_\text{Ref} \over R_1} = {1,25\,\text{V} \over 240\,\Omega} \approx 5,21\,\text{mA}

I_\text{O2} = I_3 - I_1 \approx 10\,\text{mA} - 5,21\,\text{mA} \approx 5\,\text{mA}

Quindi abbiamo che I_1 \approx I_\text{O2} ed circuito è "bilanciato" ed il secondo regolatore (sempre LM117) ha anche lui la corrente di carico minima.

Se R_1 < R_3 la maggior parte (se non tutta) la corrente arriva da I_1, per esempio con R_1 = 120\,\Omega.

I_1 &= {V_\text{Ref} \over R_1} = {1,25\,\text{V} \over 120\,\Omega} \approx 10,42\,\text{mA}

Quanto vale allora in questo caso I_\text{O2} ? Funzionarà correttamente il regolatore # 2?
In questo caso per esempio I_\text{O2} \ll 5\,\text{mA} (ossia la corrente di carico minima per il regolatore in questione LM117) quindi molto probabilmente no. :? :? :?

Ovviamente per il regolatore LM317 la corrente di carico minima è di 10 mA ciascuno però non cambia nulla riguardo al problema descritto.
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[28] Re: funzionamento circuito Tracking Preregulator con lm317

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 12 ott 2013, 8:08

Non va ancora bene. La corrente minima di uscita e` una richiesta secondaria, va rispettata nei progetti professionali, ma anche se non la si rispetta il circuito funziona quasi sempre bene perche' e` un regolatore positivo. I regolatori negativi, ad esempio 7915, senza un pochino di carico proprio non vanno, quelli positivi non fanno praticamente mai casino.

Il guaio di questo circuito, se R1<R3 e` dovuto al fatto che i regolatori forzano delle correnti costanti in R1 ed R3 di valore V_{ref}/R_1 e V_{ref}/R_3. La corrente attraverso R2 e` la stessa di R1. Posso sostituire al posto di R2 e di R3 un generatore di corrente del valore indicato prima, e supponiamo che non ci sia nessun carico sull'uscita, come in questo schema.


Si ha I_{O2}=I_3-I_1. Se R_1<R_3 la corrente di uscita del secondo regolatore dovrebbe essere negativa, ma il regolatore non puo` assorbire corrente, per come e` fatto internamente, e quindi la tensione di uscita aumenta e il sistema esce di regolazione.

Invece chi ha fatto lo schema ne ha tenuto conto, e ha scelto R_1=2R_2.

Sono rispettate le correnti minime? Queste le correnti in assenza di carico con le resistenze originali

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[29] Re: funzionamento circuito Tracking Preregulator con lm317

Messaggioda Foto UtenteDirtyDeeds » 12 ott 2013, 9:04

IsidoroKZ ha scritto:la corrente di uscita del secondo regolatore dovrebbe essere negativa, ma il regolatore non puo` assorbire corrente,


Sospettavo volessi andare a parare lì, ma non sono molto d'accordo: le condizioni

I_\text{O1} > 5\,\text{mA}

e

I_\text{O2} > 5\,\text{mA}

implicano automaticamente la positività delle correnti di uscita per tutto l'intervallo della corrente di carico, quindi non è che ci si debba pensare a parte.
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[30] Re: funzionamento circuito Tracking Preregulator con lm317

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 12 ott 2013, 9:41

Se si fa in modo che le correnti di uscita dei regolatori siano positive e che R1>R2 non ci sono problemi. Il problema capita se si cambiano "ad capocchiam" i valori di resistenze senza avere presente che cosa puo` capitare.

Mi sono messo dal punto di vista dello hobbista che va per lo piu` a spanne e che non presta attenzione a questo dettaglio.

In questo circuito la condizione I_{O1}=I_{O2}=5\,\text{mA} non basta perche' potrebbe essere fatta con R3=240ohm, R1 molto elevata e capita che la tensione di uscita del primo regolatore dipende da Iadj del primo regolatore che scorre in R2.
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