Wybór op-ampów do zasilacza stabilizowanego

[lustful-rat]

Witam!

Pytanie ogólne - jakie parametry wzmacniacza operacyjnego są ważne jeśli chodzi o zastosowanie go jako wzmacniacz błędu w typowym regulowanym zasilaczu stabilizowanym. Może jako przykład coś bardzo popularnego:
http://www.electronics-lab.com/projects ... index.html
Patrzę w karty katalogowe, książkę mam Sońta, Kotlewski "Scalone Układy Liniowe", ale nijak do mnie przemawia porównanie różnych układów.
Słowem - dlaczego lepszy/gorszy jest na przykład LM741 od TL072?

[PI]

Witam; dawno nic nie pisałem na moim ulubionym forum Elenoty; moim zdaniem wybór opampa do stabilizatora nie jest krytyczny. Jedynym istotnym warunkiem są warunki zasilania tego opampa, co wynika wprost z załozeń konstrukcyjnych zasilacza. 741 to bardzo stary i niezwykle popularny układ - taki "koń pociągowy" elektroniki; TL072 to zupełnie inny układ, bo wykonany w technologii FET; oczywiście jak to z opampami - często mozna je stosowac zamiennie, ale musi byc w tym jakis sens.
Co do zasilaczy liniowych, akurat ja bym sie nie bawił w układy z opampami; jest wiele dedykowanych układów scalonych...no ale to tez troche zależy od przeznaczenia zasilacza...
PI

[lustful-rat]

Heh, a ja się jednak uparłem na zrobienie tego na op-ampach, po trochę w celu nauczenia się w praktyce zabawy z układami czysto analogowymi w świecie wszędobylskiej cyfrówy, po trochę z sentymentu do starych dobrych rozwiązań.

Wiem, że warunki zasilania są jednym z najważniejszych parametrów. Ale np. dla tego zasilacza z podanego linku - cóż "lepszego" mógłbym użyć zamiast TL072?

[^Target]

Cóż, jaki wzmacniacz jest - każdy widzi. Miło widzieć taki rodzaj zainteresowania, idący na przekór wszędobylskiej integracji, standaryzacji i zarazem ograniczaniu parametrów stabilizatorów w celu optymalizacji dla konkretnej aplikacji. Wzmacniacz operacyjny z zasady musi być bardziej uniwersalny, bo nie wiadomo, kto i do czego zechce go użyć. Co do tego konkretnego układu podstawowe kwestie to:
1. maksymalne napięcie zasilania wzmacniacza
2. tzw. Output swing czyli osiągalny zakres napięć wyjściowych wzmacniacza, często z obciążeniem bywa gorzej niż wynika z dokumentacji.
3. wydajność prądowa wyjścia wzmacniacza - mimo zastosowania tranzystorów w układzie darlingtona, kilka mA z wyjścia wzmacniacza trzeba uzyskać.
Inne parametry, często kluczowe w innych aplikacjach (napięcie niezrównoważenia, prądy wejściowe, szybkość narastania/pasmo) nie są tutaj krytyczne. W tej konkretnej aplikacji użyto pojedynczego wzmacniacza, który ma możliwość kompensacji offsetu - trochę na wyrost. Układ ma ujemne zasilanie, więc nie ma konieczności użycia wzmacniacza zdolnego do pracy z napięciami bliskimi ujemnego napięcia zasilania. Jako pierwszy do wypróbowania zamiast TL przychodzi mi na myśl NE5534 - szybszy, mniej szumny i wydajniejszy, można zasilić nawet z 40V. Może nie jest to kostka do kupienia w każdym kiosku, ale generalnie polecam. Pytanie tylko, czy różnica w działaniu zasilacza będzie zauważalna...
Zasilacze są niestety o tyle "smutnymi" urządzeniami, że ani ich nie słychać, ani (z reguły) nie widać efektów działania. Często jednak zasilacz marnej jakości stanowi przyczynę dziwnego zachowania uruchamianego urządzenia, a konstruktor mało kiedy jest tego świadom. Większość tych przypadków dotyczy zasilaczy impulsowych, jednak mnie nawet liniowy zasilacz solidnie przeszkolił i już staram się mieć na baczności. Jeśli dysponujesz, lub masz dostęp do oscyloskopu, to możesz spróbować przeprowadzić wybitne dydaktycznie pomiary stabilności i odporności na zakłócenia, gdzie rodzaj wzmacniacza operacyjnego będzie miał kluczowe znaczenie

[lustful-rat]

masz dostęp do oscyloskopu, to możesz spróbować przeprowadzić wybitne dydaktycznie pomiary stabilności i odporności na zakłócenia, gdzie rodzaj wzmacniacza operacyjnego będzie miał kluczowe znaczenie

Właśnie o to mi się rozchodzi. Na razie robiłem różne próby poprzez symulację w ltspice i zaniepokoiło mnie zachowanie przy nagłych zmianach obciążenia, a szczególnie jeśli obciążenie wzrasta tak bardzo, że zasilacz przechodzi do ograniczania prądu. Być może jest też to wina samego modelu op-ampa, ale zdarza się, że symulacja pokazuje wzbudzanie całego układu na bardzo wysokich częstotliwościach - układ skacze między stabilizacją prądu a napięcia.

I tu się właśnie zastanawiam czy aby

szybkość narastania

też się do tego nie przyczynia w jakiś sposób.

[^Target]

Zwróciłeś uwagę na inny, ciekawy aspekt, jednak nie ma się on bezpośrednio do stabilności zasilacza wynikającej ze wzmacniacza błędu. Tutaj objawia się efekt przejścia (a raczej wymuszenia) działania układu ze stabilizacji napięcia do ograniczenia prądowego. Charakterystyka U-I idealnego zasilacza powinna wyglądać jak pół prostokąta, niestety z reguły gwałtowna zmiana (nieciągłość pochodnej) wiąże się z komplikacjami. Stosunkowo prosta konstrukcja omawianego zasilacza będzie się odznaczała właśnie takim zachowaniem i na niewiele zdadzą się manipulacje wartościami elementów. Przy ograniczeniu prądowym większą rolę odgrywa wzmacniacz U3 wraz z C8 i R21 - od tego sugeruję zacząć postępowanie. Może się jednak okazać, że skutek będzie odwrotny od zamierzeń, poza tym symulacja nie zawsze oddaje pełnię właściwości układu. Co do Spice'a, polecić mogę stosowanie dedykowanych makromodeli OPAMPów, najlepiej gdyby opisane były tranzystorami. Mając już wyczucie który element na co wpływa, najlepiej jednak przetestować układ fizycznie i naocznie przekonać się o jego możliwościach.
Co do samego układu - został zapewne powielony tysiące razy i gdyby odznaczał się drastyczną niestabilnością, prędzej lub później pojawiłyby się negatywne opinie. Sam akurat go nie testowałem i trudno mi się w tej kwestii wypowiadać.

[lustful-rat]

Gdzieś wyczytałem kiedyś, że w tym zasilaczu jeśli pojawiają się problemy ze stabilnością należy próbować zmieniać kondensator C6. W ogóle zastanawia mnie czy całość została przed zbudowaniem policzona/symulowana czy autor pierwotnego projektu dobrał te pojemności tak "na oko".

[^Target]

Ciężko powiedzieć, nie każdy zna i używa Spice'a, niektórzy wręcz się nim brzydzą. Często zdarza się tak, że układ z doświadczalnie dobranymi wartościami elementów działa poprawnie, nawet w większej liczbie sztuk, natomiast przychodzi później inna partia wzmacniaczy/tranzystorów i żaden egzemplarz nie działa jak powinien. Czasem trudno oszacować rozrzuty na etapie uruchamiania, dobrą praktyką jednak jest zostawianie pewnych marginesów i praca możliwie daleko od granicy niestabilności. Jeśli coś się wzbudza, to z reguły wystarcza multimetr z pomiarem częstotliwości, aby to zweryfikować. Po odczytanej wartości można szacować, który blok układu jest winny (często wystarczy dotknąć palcem jakieś wyprowadzenia i widać, jak częstotliwość ulega zmianie lub oscylacje całkowicie zanikają).