Постоянный автор EDN Петр Демченко недавно опубликовал статью «Безопасный регулируемый стабилизатор» [1], в которой обсуждаются вероятность и последствия отказа переменного резистора, включенного реостатом в схемах с трехвыводными регулируемыми стабилизаторами (LM317, LM350, NTE1929 и т. д.) и способы решения этой проблемы. Петр отмечает, что движки потенциометра, будучи электромеханическими подвижными частями, выходят из строя гораздо чаще, чем твердотельные компоненты. Когда движки выходят из строя, наиболее вероятным результатом является обрыв цепи. В контексте схем регулировки, обычно встречающихся в технических описаниях стабилизаторов (см. Рисунок 1), это приведет к выходу из строя стабилизатора и, вероятно, к повреждению нагрузки.
 |
|
| Рисунок 1. | Типичная схема регулируемого стабилизатора из технического описания. |
Решение Петра содержит пассивную цепь, состоящую из нескольких резисторов и переключателя выбора диапазона. Оно также включает программу, облегчающую расчет необходимых номиналов компонентов, поскольку классическая простая формула для трехвыводных регулируемых стабилизаторов
в его схеме работать не будет.
Хотя решение Петра является оригинальным и эффективным, здесь представлена альтернативная идея. В ней используется тот факт (также показанный на Рисунке 1), что потенциометры в реостатном включении (например, R2), имеют неиспользуемый вывод – конец NC резистивного элемента. Этого сироту усыновляют и дают ему друга (Q1) и счастливый дом в отказоустойчивой схеме на Рисунке 2. Вот как это работает.
 |
|
| Рисунок 2. | Простая отказоустойчивая схема, в которой висящий в воздухе на Рисунке 1 вывод NC потенциометра подключен к транзистору Q1. |
В нормальном режиме работы движок будет находиться в надежном контакте с резистивным элементом потенциометра R2. Тогда напряжение этого узла будет поддерживаться очень близким к напряжению на выводе ADJ, лишая транзистор Q1 прямого смещения и удерживая его в выключенном состоянии. При этом поддерживается обычная работа стабилизатора, и по-прежнему применима обычная формула регулировки.
Но предположим, что из-за дефекта или износа контакт движка потенциометра нарушился, и связь между резистивным элементом и выводом движка потеряна, как показано (отмечено красным крестиком) на Рисунке 3.
 |
|
| Рисунок 3. | Может произойти отказ! |
Теперь соединение будет установлено через резистор R2 от базы транзистора Q1 к земле. В результате Q1 откроется, напряжение на выводе ADJ станет ниже 1 В, необходимый для правильной работы стабилизатора ток порядка 5 мА через резистор R1 уменьшится, и выходное напряжение VOUT зафиксируется на безопасном и разумном уровне около 2 В.
Катастрофа предотвращена. Неплохой страховой полис по цене одного транзистора.
Идея работает аналогично со стабилизаторами отрицательного напряжения (Рисунок 4).
 |
|
| Рисунок 4. | Для отказоустойчивых схем со стабилизатором отрицательного напряжения необходим n-p-n транзистор. |
Или, при желании, можно заземлить движок потенциометра, как показано на Рисунке 5.
 |
|
| Рисунок 5. | Отказоустойчивая схема с заземленным движком потенциометра. |
Ссылка
- Peter Demchenko. Безопасный регулируемый стабилизатор.
Купить LM317 на РадиоЛоцман.Цены
