Was macht einen Linearregler zu einem "Schnellen" und "Low Noise" ?

Hannes Gast #3158037
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Hallo Leute,

ich habe da mal ein paar Fragen zu Linearreglern.

Hintergrund ist, das ich (nur zum Spaß um mal was anderes zu machen) 
eine einstellbares Netzteil berechnen und simulieren will um etwas zu 
lernen.

Dieses Netzteil bekommt einen Schaltregler als Vorregler der ungefähr 
~2V mehr ausspuckt als der Linearregler ausgeben soll um noch etwas 
Regelungsspielraum zu haben. - das funktioniert in der Simulation schon 
ganz gut - sogar besser und einfacher als ich mir das erdacht/erhofft 
hatte :)

Jetzt wollte ich mich daran machen, einen Linearregler aus OP, 
Leistungstransistor, Referenz,... zu dimensionieren.
Hierbei sind mir zwei Fragen aufgekommen, die ich trotz stundenlangem 
suchen und lesen mir immer noch nicht ganz erklären kann. Was macht 
einen Linearregler zu einem so genannten Low Noise Typ und was zu einem 
mit schneller Ausregelzeit?

Was ich mir im Simulator zusammen "geschußtert" habe ist 
erstaunlicherweise um etwa Faktor 10 Schneller als z.B. ein Regler der 
5A Sorte ala LM1084 und Co. aber warum? Liegt das nur an der 
Geschwindigkeit des verwendetem OPs?

Zur "Noise" habe ich leider bislang noch nichts gefunden... Lediglich in 
einigen Datenblättern zu bestimmten Reglern stand das diese "Low Noise" 
sind... aber was macht diese Regler aus und wie kann man soetwas 
einplanen?

Danke schon einmal für Tipps :)
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ArnoR Gast #3158071
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> Was ich mir im Simulator zusammen "geschußtert" habe ist
> erstaunlicherweise um etwa Faktor 10 Schneller als z.B. ein Regler der
> 5A Sorte ala LM1084 und Co. aber warum?

Woher sollen wir das wissen, du zeigst uns ja natürlich nicht was du da 
zusammengeschußtert hast. Vermutlich hast du einfach eine viel zu 
kleine/keine Lastkapazität dran, dann kann das schnell werden, aber das 
ist natürlich kein Labornetzteil.

> Zur "Noise" habe ich leider bislang noch nichts gefunden... Lediglich in
> einigen Datenblättern zu bestimmten Reglern stand das diese "Low Noise"
> sind... aber was macht diese Regler aus und wie kann man soetwas
> einplanen?

Rauscharme Referenz und Regler, dynamische Stabilität ohne Überhöhung im 
Frequenzgang (möglichst große Phasenreserve), Bandbreite 
(Regelgeschwindigkeit) nur so groß wie unbedingt nötig...
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MaWin Gast #3158119
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Linearregler sind zu langsam, um die Störungen eines Schaltreglers 
wirkungsvoll wegzufiltern.

Nimm LC-Filter.

LowNoise ist ein Linearreger wenn er wenig rauscht, das hängt
weitestgehend von der Stabilität der Referenz ab, uA723 ist da
besser als LM317, zumal bei letzteren die Referenz mit dem Chip
heiss wird.

Spezielle LowNoise Regler wie LT1964 sind allerdings auch nicht
so viel rauschärmer als man den LM317 bekommen kann
http://www.tnt-audio.com/clinica/regulators_noise2_e.html

Schnelle Regler regeln halt schneller aus. Der schnelle Regler
verwendet intern mehr Strom zum umsteuern, ist also nicht
Niederigleistung.
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Hannes Gast #3158145
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MaWin schrieb:
> Linearregler sind zu langsam, um die Störungen eines Schaltreglers
> wirkungsvoll wegzufiltern.
>
> Nimm LC-Filter.

Der hängt bei mir schon zwischen den Reglern :)
Man sieht auch im Signalverlauf das er wirkt!

>
> LowNoise ist ein Linearreger wenn er wenig rauscht, das hängt
> weitestgehend von der Stabilität der Referenz ab, uA723 ist da
> besser als LM317, zumal bei letzteren die Referenz mit dem Chip
> heiss wird.

Aha, das ist doch mal eine Aussage! Danke
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Wusel D. #3158593
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Wenn Du an einen schnellen regler einen leeren Kondensator anschließt, 
bricht die Spannung nur kurz ein. Bei einem langsamen regler ist der 
Spannungseinbruch ausgeprägter. Je nach Anwendungsfall kann das eine 
oder das andere Verhalten vorteilhafter sein.

Wenn Du z.B.ein USB Gerät einsteckst, soll der PC nicht abstürzen (oder 
gar resetten), da wäre ein schneller Regler besser.

Ich kluges Beispiel, wo ein träger Regler besser wäre, fällt mir gerade 
nicht ein.
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Axel S. #3158665
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Stefan Frings schrieb:
> Wenn Du an einen schnellen regler einen leeren Kondensator anschließt,
> bricht die Spannung nur kurz ein. Bei einem langsamen regler ist der
> Spannungseinbruch ausgeprägter.

Das ist kein guter Test, weil man da ja auch die Stromergiebigkeit mit 
testet. Korrekt macht man das mit einer gepulsten Last - im einfachsten 
Fall ein 555 + (Leistungs-)MOSFET + Widerstand. Den Widerstand so 
wählen, daß der Strom noch sicher unter der Strombegrenzung liegt.

Dann ein Oszi an die Spannung hängen und staunen. Von einer geraden 
Linie ist das dann i.d.R. weit entfernt. Je kürzer und kleiner die 
Überschwinger sind, desto schneller und besser ist der Regler.


XL
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Fralla Gast #3158898
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Linearregler können durchaus Teile eines Schaltnetzteil Rippels 
wegfiltern. Denn 40dB PSRR bei 100kHz sind ja nicht so ausergewöhnlich. 
Allerdings macht eine SMPS auch hochfrequente Störungen (nicht nur die 
harmonischen der Schaltfrequenz) durch die Schaltflanken. Frequenzen im 
bereich 10Mhz gehen 1:1 durch den Regler. Hier muss man mit einem 
LC-Filter nachhelfen, dessen Grenzfrequenz allerdings höher als die 
Schaltfrquenz sein kann. Denn wichtig ist, dass die Drossel im 
Sperrbereich noch eine Drossel ist und kein Kondensator und das ist für 
kleine L Werte einfacher oder es reicht ein Ferrite-Bead (Abhängigkeit 
vom DC-Strom beachten) aus.
Allerdings hilft das beste Filter nichts, wenn durch schlechtes Layout 
die Störungen nachträglich wieder eingekoppelt werden. Das ist in der 
Praxis oft das größere Problem. Filterdrosseln die das Streufeld vom 
Hauptübertrager einfangen sind der Klassiker. Und dann kommt noch das 
Messen hinzu...

MFG Fralla
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