선형 전압 조정기가 최소 출력 전압> 0V를 갖는 이유

내 프로젝트 (실험실 전원 공급 장치)에 선형 전압 조정기를 선택하려고합니다.

나는 매우 적은 레귤레이터 만이 출력을 0V로 조절할 수 있다고 주장한다는 사실에 놀랐다. 사실 ADJ 핀과 직렬로 연결된 일종의 전압 레퍼런스를 사용하는 것으로 보인다 . 수많은 데이터 시트에서 볼 수있는 단순화 된 회로도는 다음과 같습니다.

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

이제 질문으로 ...
이 전압 레퍼런스를 갖는 이유는 무엇입니까? (위 다이어그램에서 1.25V)

1. 제어 / 피드백 루프의 안정성과 관련이 있습니까? 어떻게?
2. 가 이 최소 출력 전압의 문제를 회피 할 수있는 유효한 방법은? 아니면 불안정성 / 다른 문제가 발생합니까?
3. # 2가 아니라면 (고전류) 실험실을 만드는 정결 한 방법은 무엇입니까? 제로 볼트로 조정 가능한 전원 공급 장치? 두 레귤레이터 사이에 부하를 넣어야합니까?

추신 : 이것은이 포럼의 첫 번째 질문입니다. 바로 나를 돌로 보내지 마십시오.

PPS : LT3080 과 같은 일부 레귤레이터 는 전압 레퍼런스 대신 전류 소스를 사용하지만이 IC는 매우 작은 부하에 대해서만 0V로 조정될 수 있음을 알고 있습니다.

두 가지 이유가 있습니다.

1.25V는 전압 레퍼런스를 만들기에 편리한 전압입니다. 밴드 갭 레퍼런스 라고하며 실온에서 (상대적으로) 저온 계수가 있습니다. 다른 종류의 기준을 만들 수 있으며 증폭기 또는 감쇠기를 사용하여 1.25V 기준과 다른 전압을 만들 수 있지만 1.25V가 좋습니다. 당신이 필요로 하는 전압 (또는 일반적으로 전압 레퍼런스에서 파생 된 현재 참조) 내부를하거나 알려진 전압을 조절할 수 없습니다.

둘째, 1.25V는 실제로 (최근까지는) 실제로는 거의 공급이 필요한 전압이 거의없고 (실제로 아무도 실험실 공급 장치에 신경 쓰지 않음) 내부 연산 증폭기의 오프셋 전압이 정확도. 또한 0V까지 작동하지 않아도되는 내부 회로를 허용합니다.

0V까지 작동하는 간단한 조정 가능한 전압 조정기를 만드는 것은 특별히 어렵지 않지만 비용과 핀을 추가 할 수 있으며 이는 젤리 빈 부품의 출발점이 아닙니다.

Spehro Pefhany의 탁월한 답변에 몇 가지 고려 사항을 추가하겠습니다.

전압 조정기 제조업체는 부품을 판매하여 수익을 창출하고 현대 전자 산업은 대부분 특화된 틈새 제품이 아닌 대량 생산 제품에서 이익을 얻습니다.

전압 레귤레이터는 전자 장치의 일반적인 요구를 충족시키기 때문에 엄청난 성공을 거두고 있습니다. 공급 회로에 안정적인 전압 공급을 제공합니다. 대부분의 전자 장치는 다소 표준화 된 전압 공급 값을 사용합니다 : 디지털 회로에는 1.8V, 2.5V, 3.3V 및 5V; 고출력 아날로그 스테이지의 경우 12V 또는 15V; 예를 들어 파워 앰프의 경우 28V.

따라서 제조업체는 고정 전압 레귤레이터를 생산하는 데 유리합니다. 물론 조정 가능한 레귤레이터를 사용하면 장점도 있습니다. 비표준 전압 공급 레일을 사용할 수 있으며 공급 전압을 트리밍하는 방법을 제공하거나 복잡한 전원 요청에 맞게 전압을 동적으로 변경하려는 경우 회로 등

사실 "랩 전원 공급 장치 사용 사례"는 칩 제조업체에게는 거의 의미가 없습니다. 매년 판매되는 랩 전원 공급 장치 수와 같은 기간에 내장 된 전원 조절 장치 수를 비교합니다!

또한 ~ 1.5V 이하의 전압은 현재 전자 장치에서 파워 레일 전압으로 거의 사용되지 않습니다 (10 년 후에는 새로운 성공적인 논리 제품군이 0.5V에서 작동하지만 그때까지는 그렇지 않습니다!). 따라서 인센티브가 없습니다. 0V까지 조절할 수있는 조정 가능한 레귤레이터 칩 생성 (디자인의 일부로 제공되는 경우에는 우수하지만 기본 칩 설계 목표는 없습니다).

또한 실험실 전원 공급 장치는 단일 레귤레이터로 거의 만들어지지 않습니다. 노이즈를 줄이고, 좋은 과도 응답을 제공하고, 출력 오버 슈트, 전압 및 전류 제한 등을 피하기 위해 훨씬 더 정교한 회로가 필요합니다 (취미의 장난감이 아닌 경우). 즉, 실험실 전원 공급 장치를 가치있게 만드는 모든 기능입니다. 따라서 모든 실험실 공급 업체는 설계를 서로 다른 방식으로 최적화하고 "캐치 올 (catch-all)"칩이 유용하지 않거나 최소한 필요하지 않기 때문에 "칩에 공급"이 없습니다. 대량 생산됩니다.

제목에서 묻는 질문에 대해서는 추가 할 것이 없지만 1.25V 장벽을 극복하는 방법에 대한 두 번째 / 세 번째 포인트에 대한 가능한 해결책이 있습니다. 이미 알고 있듯이 LM317의 전압 출력은보다 1.25V 더 크므 로 0 볼트 Vadj로 끌어 Vout내려면 음의 전원이 필요합니다 . 나는 오래 전에 5A 이중 공급 장치를 만들었고 누군가 집을 옮길 때 떨어 뜨릴 때까지 매우 좋은 결과를 얻었습니다 . 나는 그것을 재건 할 수는 없었지만 아래 회로를 기반으로했습니다. 변압기 / 정류 / 스무딩 구성 요소는이 경우 특별한 것이 없으므로 생략했습니다. 원활하고 규제되지 않은 DC ​​공급 장치는 +VDC및 로 이동합니다 -VDC.

그것은 안정을 제공하기 위해 op-amps를 사용하여 열심히 벌어 들인 돈 동전 몇 개를 더 사용합니다 Vadj. 이 경우 모든 레귤레이터는 공정 범위에서 고정 또는 조정 가능합니다.

그것이하는 일을 어떻게 하는가 :

아주 간단합니다. U1:A가변 저항을 통해 분배 된 전압을 버퍼링합니다 R_ADJ. U1:C반전이되도록 U1:D하고 U1:B그 비 반전 입력들에서 동일하지만, 반대 전압을 끝낸다. D및 B안정된 높은 임피던스를 제공하기 위해 필수적이다 R2+/-(적색 원)를.

[분리 된 + ve 및 -ve 전압을 원하는 경우 U1:B+자체 전압 분배기에 연결 하고 U1:Aout로만 이동하십시오 R9.]

두 R2저항의 각각과 쌍 R1표준에 대한 저항과 부착합니다 Vout방정식은 다음의 전압을 빼기를 제외하고,이 레귤레이터와 그 사촌에 대한 데이터 시트에 대한 반죽 V_BIAS+(또는에서의 전압을 추가 V_BIAS-) 실제를 얻을 Vout. 그것은의 값을 선택하는 당신까지 R2+와 R2--도를 R6, R7그리고 R_ADJ- 당신에게 허용 전압 스윙을 제공 할 수 있습니다. 참고 R2값으로 인해 전류에 일치하지 않습니다 Iadj다른, 약간 하나의 IC에서 다음에,하지만 확실히 LM337에 LM317에서. 대부분의 경우 Vadj와Iadj 경험에 비추어 선형이지만 부하에서 상당한 전류를 끌어 오기 시작할 때 상황이 약간 변경됩니다.

고전류 규정 :

Q1/2그리고 R3-5그것은 현재에 올 때 (파란색 원)는 당나귀 작업을 수행. 그러나 이것은 저항 값을 신중하게 선택하는 데 달려 있습니다. 참고 : "2R"및 "R"은 각각 "2 Ohm"및 "1 Ohm"을 의미하지 않습니다. 그들은 하나가 다른 하나의 저항의 두 배라는 것을 말합니다. 이 주제는 이러한 조정기 및 온라인에 대한 여러 버전의 데이터 시트에서 다루므로 여기서 다시 설명하지 않겠습니다. 궁극적으로 목표는 가능한 한 많은 양의 레귤레이터로부터 전류를 전환하여 필요한만큼 많은 트랜지스터를 통과시키는 것이지만, 자신의 요구에 가장 적합한 값을 결정해야합니다.

더 낮은 전압에서 너무 많은 전류를 끌어 내려고 하지 마십시오. 이는 IC에서 훨씬 더 높은 전력 소비와 더 높은 온도를 의미합니다. 경우 +VDC18V이며, +V_out3.3V이며, +Iout3A, 당신은 44 와트 +는 열로 전환되는 것을해야합니다. 나는 그것이 적당히 히트 싱크 된 TIP147 쌍을 연소 지점으로 밀어 넣는다 고 생각합니다.