Ontwikkeling van de NA-01 Lab Voeding

blackdog

Golden Member

Hi Heren, :-)

Onder het lekkere geweld van: Empress Of "How Do You Do It" en "Water Water" het schema aangepast
en een testje gedaan met de stroombron.
Prachtig geproduceerde en lekker moderne herrie ;-)

Het aangepaste schema..
http://www.bramcam.nl/NA/NA-01-PSU/NA-PSU-SCH-17-750.png

De stroombron met de LM317 heb ik er uit gehaald en hem vervangen door een Darlington stroombron.
Ik kwam in de ongunstigste instelling, boven de maximale spanning, die tussen de in en de uitgang mag staan van de LM317.
En dit is niet "Blackdog" waardig ;-)
Nu staat er een TIP142 in het schema getekend, die dit prolbeem niet heeft.
De stroombron met zijn waarde er omheen is de opset, de waarden zijn nog onzin,
hieronder info over de waarden die ik dan later dit weekeinde in het schema plaats.
Ook moet ik nog bepalen hoe ik de negatieve voeding genereer die nodig is om de stoombron tot "0"V uitgangsspanning te laten werken.
Nu heb ik even een -5V spanning in het schema staan.

Verder wil ik necessaryevil er nogmaals op wijzen dat de bedrading erg veel uitmaakt voor het behalen van de maximale performance.
Nog dank voor het schema via de e-mail.

Kijk ook goed naar het verschil hoe mijn schema is getekend en hoe die van jouw is getekend.
Kijk naar de "rust" in mijn schema, in blokjes aangegeven wat het doet, kleurtjes gebruikt enz.
Ik ben me er van bewust dat dit voor het maken van een print niet nodig is,
maar als je schema's maakt die ook door anderen gelezen moeten worden, help het als dit zo duidelijk mogelijk is.
Je kan in mijn schema heel goed zien hoe bepaalde bedrading gelegd moet worden, dit zie ik bij jou niet terug.
Jij hebt diverse onderdelen "uit" het schema gehaald, dit maakt het niet duidelijker leesbaar.
Het zijn natuurlijk jouw keuzes en dat mag gewoon, no problemo ;-)

Ik vind het echter wel belangrijk je er op te wijzen, zodat ook andere beter kunnen gaan begrijpen
waarom ik vrij veel aandacht schenk aan alle onderdelen van een ontwerp.
Bijvoorbeeld in mijn schema's dat ik kleurtjes gebruik en kaders teken, info in het schema zet, dunne en dikke lijnen gebruik enz.
Ik teken het eigenlijk twee keer al ik printjes maak, één keer met sPlan-7 en daarna in een schema editor van het print CAD pakket.
Kleinere printen, teken ik direkt op de print (in het CAD programma) aan de hand van een uitdraai van het schema's die ik hier b.v. ook op het forum ook laat zien.
Plaats gewoon de onderdelen en ga dan lijntjes trekken...
Ik weet van te voren al wat de knelpunten worden en/of wat belangrijk is want daar heb ik dan al over nagedacht.
Dit is ondermeer de ontkoppeling, weerstanden dicht bij opamp ingangen plaatsen, positie connectoren, voedingsbanen enz...

Dat nog dit
Als ik het goed heb is Q5 een BS170 in mijn schema en bij jou een BC550c.
Dit geeft andere regeltijden en gedrag, vergeten aan te passen?

Ik zie in je schema helemaal geen aandacht voor het uitgangs circuit...
Dit samen met de sensdraden bepalen grotendeels het dynamische gedrag.

Dit is een plaatje van mijn experimenten betreffende het uitgangs circuit, dit voor de indruk.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-01-PSU/RC-Network-03.jpg

Ik heb deze week een klein beetje onderzoek gedaan naar type/merk condensatoren en weerstanden voor het printje dat op
de + en de - aansluiting komt.
Daar wil ik nog een beetje aan meten en nog wat moderne componenten bestellen zoals SMD film condensatoren.

Hieronder een plaatje van mijn bestelling bij Reigelt
Dit zijn onderdelen voor de voeding, ondermeer de elco's voor de afvlakking in de referentie sectie.
Bij het maken van de print hoef hoef je dit dan niet meer uit te zoeken.
Ze zijn gekozen op levensduuur/ESR eigenschappen.
De 680uF die over de 6,8V zener staat is een 25V type, omdat dit gunstig uitkwam wat ESR en levensduur betreft.
Een 10V elco had hier wat spanning betreft ook gekunt, maar ik heb anders gekozen :-)
Onder aan het lijstje zie je wat Wima SMD film condensatoren staan, die ik voor de uitgangssectie wil testen.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-01-PSU/Onderdelenlijst-01.png

Dit is de datasheet van de elco's, niet duur en goede specificaties van Panasonic.
www.bramcam.nl/NA/NA-01-PSU/DS_PANASONIC_FR_2.pdf

OK dan de plaatjes van de stoombron testen.
Waarden, basis weerstand 3K3, groene LED naar massa vanaf de basis van de TIP142, en een 10 Ohm emittor weerstand.
Als eerste een indruk wat je nodig hebt om een simpele stroombron te testen zonder voordurend je meetpennen te moeten wisselen.
Drie multimeters en twee voedingen, hierdoor kan ik de meest belangrijke eigenschappen in 1x overzien.
De kleine multimeter geeft de stroom aan die door de basisweerstand en de groene LED gaat.
De transistor is een TIP142 Darlington, goedkoop, ruim in de specs en makkelijk te monteren.
Er is natuurlijk warmte die moet worden afgevoerd omdat zo'n 60mA bij ruim 30V ruim 2-Watt is.
Hierdoor stijgt de chip temperatuur van de TIP142 en loopt de stroom op.
Een klein koelplaatje, of naast de power transitoren montteren op de koelplaat is voldoende.
De stroom van 60mA is niet zo belangrijk of dit nu 50 of 70mA is, een beetje hoger heeft zelfs mijn voorkeur.
Ik denk dan rond de 100mA, alleen is dat niet zo goed voor moeder natuur, weinig gebruikers zullen dit in de specs merken dat het dynamische gedrag iets beter is. :-)
http://www.bramcam.nl/NA/NA-01-PSU/Stroombron-01.png

Bij 10V voeding, 57,8mA.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-01-PSU/Stroombron-02.png

Nu bij 2V en dan loopt er 57,22mA.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-01-PSU/Stroombron-03.png

En dan 1,25V, nu is de stroom gezakt tot 50mA.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-01-PSU/Stroombron-04.png

Bij 0,7V loopt er nog 10mA.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-01-PSU/Stroombron-05.png

Mijn voor keur is toch om de stroombron uit een negatieve spanning te voeden,
ondanks dat ik zeer goede minimale waarde haal met een Darlington.
We zullen zien wat het gaat worden...

Gegroet,
Blackdog

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
miedema

Golden Member

Ha Blackdog,

Ik bekeek je schema nog eens naar aanleiding van bovenstaande post.
Het viel me op dat de stabilisatie van je hulpvoeding eenvoudig te verbeteren is door weerstanden R3 en R9 te vervangen door stroombronnen.
Zelfs met de meest eenvoudige varianten (bv 1 fet + 2 weerstanden) haal je makkelijk impedanties van honderden k?.

Hiermee bereik je dus een betere isolatie van het net met enkele orden van grootte, en veel betere stabilisatie.

Mijn favoriet is een eenvoudige j-FET of depletion mode MOSFET. Ongeveer zo:

http://www.miedema.dyndns.org/fmpics/Circuits_online/stroombron+shuntreg-600pix.png

Voordelen: zeer simpel, breed frequentiebereik, toch al snel een impedantie van een paar honderd k?. (daalt boven ong. 1MHz)
Schakeling heeft geen massa referentie nodig, dus is overal "zwevend" tussen te hangen.
Bij goede dimensionering heb je aan 3 à 4V spanningsval genoeg.

Voor kleine stromen gebruik ik vaak BF... Helaas zijn de stromen hier net te groot.
Een optie zou kunnen zijn de BSP129.
Als je geïnteresseerd bent dan mail ik je (of post) wat notities en metingen aan stroombronnen met die BSP129

Maar er zijn natuurlijk héél veel wegen naar Rome in stroombronnen land.....
De oplossing moet wel binnen de beschikbare spanningsval (hier 5,8V en 8,2V) vallen. En ik ben geen fan van geïntegreerde stroombronnen, omdat die hun goede specificaties door hoge tegenkoppeling halen, en dus in het hoog snel minder worden. (De bekende LM334 bv al boven 10kHz)

Voor de niet-ingewijden in de voordelen van stroombron + shuntstabilisator nog even op een rijtje:

- Veel grotere isolatie van de bron (door de stroombron in serie)
- Een zeer hoge rimpel onderdrukking (in feite heb je een spanningsdeler van 2 regelaars)
- Makkelijk over een veel groter frequentiebereik die hoge demping te halen
- Last but not least: deze voeding kan niet alleen stroom leveren, maar ook opnemen. (audio!)

- nadeel is dan weer dat deze configuratie wat minder "groen" is.....

groet, Gertjan

Hey, Blackdog

Ik heb blijkbaar naar een oud schema zitten kijken, vandaar dat die BS170 er nog niet inzat. C25 en C26 had ik perongeluk verwijderd samen met je mute-circuit rondom de IRFP2907. Oeps!

Ik zal de wijzigingen doorvoeren, eventueel ook die van miedema.

Ik ben begonnen met het ontwerpen van de print. Het schiet niet heel hard op, dus als er iemand anders bezig is... Dit is het begin:

groen = top layer
rood = bottom layer
geel = trace op bottom layer en op top layer

//edit: ik had je bericht nog niet gelezen toen ik dit schreef.

blackdog

Golden Member

Hi Gertjan, :-)

Dank voor je input, de hier gepresenteerde schakeling is na veel meten/denken tot stand gekomen.
De enkele weerstand R3 was uiteindelijk een goede, natuurlijk ook met stroombronnen gespeeld.
Je kan aan de waarden zien dat ik zeer goede specificaties haal wat betreft de stoorniveaus.
Ook is het zo dat ik met met de enkele weerstand (R3) minder last heb van de dropout spanning.

Gisteren heb ik nog een keer naar de negatieve voeding zitten kijken, die met de Zener D8 van 6,8V.
Om de beveiligings schakeling goed te laten werken is hier wat meer stroom nodig om C4 te ontladen.
Ook nu is hier gekozen voor het minimale aantal onderdelen met de beste werking.

De kleiner dan 0,3mV AC spanning lijkt veel t.o.v. de andere spanningen,
maar is minder dan de meeste voedingen aan hun uitgang geven...
Deze AC spanning bestaat vrijwel alleen uit het gelijkrichte NET signaal met maar weinig harmonische.
De negative spanning wordt verder alleen gebruikt voor de negative voeding van de opamp's.
Deze hebben bij de lage frequenties die er nog aanwezig zijn, een zeer goede onderdrukking, no problemo dus.

De "Power Off Glitch Protector" heeft een kortere ontlaadtijd nodig dan de van C4 t.o.v. zeg C3 en C20.
Dit om het wegvallen van de netspanning te dedecteren.
De spanningsval over R9 is groot genoeg voor een goede detectie en het stabiel blijven van de 6,8V van de zener.
R9 krijgt nog een extra vermelding omdat het vermogen van deze weerstand wat groter moet zijn door de kleine 400mW dissipatie.
Ik kies er dan voor om een 1 a 1,5 Watt weerstand te nemen.

Bij het uitschakelen
Q5 trekt de 5mA die nodig is om de powertransistoren aan te sturen weg tijdens dit proces.
En hij doet dit op het moment dat de referentie schakeling nog goed werkte na het uitschakelen van de NET spanning.
Dit zorgt er voor dat er geen abberaties zijn op de uitgang van de voeding.
Zie de info hierover er gens in het midden van dit topic.

Bij het inschakelen
De TL431 C7 en C20 zorgen er voor dat de voeding mooi inschakeld, door hun gekozen waarden.

Gertjan,
Verder zie ik graag van je hebt uitgevogeld met je BSP129, ik start vandaag nog en topic over DC-DC converters.
Ik zie daar graag ook jouw input verschijnen daar je al een aantal metingen hebt gedaan ;-)
Ik heb voor de probe meetversterker een 5 tal DC-DC converters besteld waar ik dit weekeinde even aan ga meten.
Ik heb de laatste paar jaar hier op CO aardig geageert tegen deze producten, dit i.v.m. de meestal "simpele opmerkingen"
dan gebruikt je toch een DC-DC converter...
Zo simpel is dat niet en ik hoop dat ik wat duidelijk kan maken over het gedrag van deze componenten.
Mijn insteek is als eerste, de converters tot een paar Watt en ik leg nu in het begin de nadruk op de scheiding tussen de in en de uitgang. (hoge spanning en lage capaciteiten)
Waarom praat ik er hier nu over, omdat misschien de extra voeding voor de referentie sectie zou kunnen vervallen door gebruik te maken van zo'n gescheiden DC-DC converter.

Gegroet,
Blackdog

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

Hallo Blackdog,

Ik heb je mail gelezen, bedankt voor de aanwijzingen.

Ik denk dat het maken van deze print vrij hooggegrepen is. Ik ga gewoon door, maar ik zou het opzich niet ergg vinden dat iemand anders ook aan een print werkt. Ik hoop in ieder geval dat niemand er echt op rekent.

Ondertussen heb ik nog nagedacht over opamps. Niet dat het héél belangrijk is, maar deze dingen interesseren mij op het moment best wel. Klopt het dat in dit ontwerp de stroomruis belangrijker is dan de spanningsruis? Ik denk dit omdat er vrij veel weerstand aan in2+ hangt (r26 r28).

Ik heb ook de fase marge toegevoegd in het lijstje, alleen die van de NE5532 kan ik niet direct vinden.

miedema

Golden Member

Ha Blackdog,

Als jij het zo goed vind, dan is het goed :-)

Ook als je nu al mooie waarden qua rimpelonderdrukking haalt (ik had de notitie in je schema opgemerkt) dan zou ik de extra scheiding van het lichtnet niet versmaden.(Denk aan pieken in het net met veel HF energie. Doe eens een TL aan en uit) Tenslotte komt ook je referentie uit die hulpvoeding.

Maar nogmaals, jij bent de ontwerper, en hebt alles tegen elkaar afgewogen. Je argumenten zijn goed. Ook in een ontwerp is er moment dat een verdere verbetering weinig extra winst op levert.
En daarbij zijn we terug bij m'n eerste zin :-)

Ook ik heb naar die negatieve hulpvoeding gekeken, het is de voor de hand liggende kandidaat om je "nullast stroombron" aan te hangen. Dan moet de dimensionering van die negatieve hulpvoeding sowieso op de schop.
Hoewel, als je hem aan C4 hangt sla je wellicht meteen 2 vliegen in 1 klap: je trekt tevens die elco (veel) sneller leeg.
Ik heb geen idee of dat de balans elders verstoord (of simpelweg je hulptrafootje dat wel kan hebben)....

Als ik even tijd heb mail ik je m'n meetgegevens van stroombronnen.
Ik heb vooral gekeken naar impedantie versus frequentie en dropout-spanning.

Met die DC-DC converter ben ik nog volop bezig. Veel aan het werk geweest, dus weinig tijd thuis.....

Ik zou aarzelen om een extra stoorbron in je voeding in te brengen als het niet nodig is. Juist bij dit ontwerp waar de nadruk ligt op een schone uitgang.
Ik denk wel dat het kan, maar het vereist zorg op meerdere fronten. (ook opbouw, afscherming, afstand)
De kans dat mensen bij nabouwen onwetend toch de mist in gaan wordt groter.

groet, Gertjan.

blackdog

Golden Member

Hi!

necessaryevil
Even als eerste: ga door met je print, daar leer je veel van!
Of er nog anderen printen maken zou wat mij betreft niet van belang zijn.
Het is jouw leer proces met als uitkomst een leuk printje als je je vorderingen hier laat zien :-)

Voor de condensatoren in mijn schema C15 en C16, zou ik de print voor twee maten geschikt maken en wel 0,1 en 0,2 Inch.
Voor de duidlijkheid, trimpot P3 voor hat afregelen van het lage stroombereik is natuurlijk een multiturn type.

Je zal de eigenschappen van ieder IC moeten vergelijken met betrekking tot de ruis.
Dat is dan de spanningsruis en de stroomruis van het desbetreffende IC.
Bij metingen met de NE5532a en de ADA4077-2 kwam de NE5532a lager uit wat de ruis betreft.
Dit komt vrijwel zeker omdat de spanningsruis bij dit ontwerp wat belangrijker is.
Ik heb namelijk gekozen voor in verhouding lage weerstandswaarden rond de opamps.
Hoe lager de waarden, des te minder heb je last van bias offset problemen en de stroomruis.
Je kan ook weer niet te laag gaan, want je moet rekening houden met de stromen die er gaan lopen bij fout situaties.
Nu kan ik vertrouwen op de ingebouwde diodes in het IC, d21 en D22 mogen eigenlij weg,
maar ze kosten niets en zitten niet in de weg voor het goed functioneren en ze geven een extra laag van bescherming.

Jouw R26 opmerking begrijp ik niet, die hangt aan de uitgang van een opamp en daar heb je geen last van de bias stroom of stroomruis :-)
De hoogste impedantie zit bij de stroom opamp daar ziet de ingangen ongeveer 3K5.
Voor de -ingang is dit R19 en R20 2x6K81 parallel, de plus ingang ziet een combinatie van R31, P1 en een heel klein beetje van R43.
De impedantie is ook afhankelijk van de stand van P3.

P3 injecteerd een heel kleine + of - stroom in de + ingang van de stroom opamp.
Dit compenseerd ondermeer de offset van die opamp en de bias offset, om bij kleine stromen het goed in te kunne stellen.
Ja, een grotere serie weerstand voor R17 en R18 zou mooier zijn, maar dat maakt het weer ingewikkeld met het omschakelen hiervan.
HP/Agilent doet dit ondermeer met low Ri MOS Fets.
Het kleinere stroombereik moeten jullie maar zie als toegift en niet als een precisie stroombron voor 15mA ;-)
Dit is namelijk een 5 a 7 Ampere voeding, voor kleine stromen gebruik ik altijd een voeding die maar weinig energie kan leveren.
Je hebt altijd de energie die in de uitgangs condensator zit, sluit je de voeding direct aan op een LED en hij staat op 25V ingesteld,
dan is de kans groot al is de maximaal ingestelde stoom 10mA,
dat de LED verstrek naar de eeuwige jachtvelden door de dump van energie vanuit het uitgangs circuit.

Gertjan
Voor "normale" pieken vanuit het NET ben ik niet bang, zie een stukje terug in dit topic over de "Power Off Glitch Protector"
Kijk wat ik daar doe met mijn NET stekker, ik heb toen ook gemeten aan de referentie, nada noppes last van dit aso gedrag van mij met de netstekker.
Ik is toen ook al aangegeven dat ik Low ESR condensatoren gebruik samen met de shunt regeleaar TL431 die zwaar ontkoppeld is komt er weinig tot niet in de 5V spanning terrecht.

Het enige waar ik necessaryevil op heb gewezen is echt HF gedrag, en dan denk ik dat het aan de 230V kant het beste is dit toe te passen.
Zo goed mogelijk het HF buiten het kastje houden is meestal de beste oplossing.
De hier gebruikte trafo voor het voeden van de referentie schakeling heeft natuurlijk een redelijk hoge Ri en gescheiden kamers voor de twee zijden.
Een flink deel van de testen heb ik gedaan met een zelf gewikkelde ringkern trafo en er is van storing gevoeligheid weinig gebleken.
Alle wikelingen zaten op de zelfde kern, later heb ik een 500VA ringkern aangeschaft maar daar nog geen storings testen mee gedaan.
Misschien is het zinnig een ferrietkern te tekenen bij de 230V aansluiting, maar dit heeft weer weinig zil als je de filtering die nu
als losse componenten gestekend staan, uitvoerd als standaard te kopen netfilter...
Veel hangt hier af van hoe de bouwer dit graag wilt hebben.

Dit is een LAB voeding, en niet bedoeld om naast een dikke RF zender te staan, kan wel, maar dan zal je daar maatregelen voor moeten nemen.
Zoals goed uitgedachte behuizing, meer aandacht aan filtering met ferriet enz.

Voor de mee lezers...
Dit is een LAB voeding.
Die is lief voor zichzelf en hierdoor ook lief voor de energie gebruikers die je er op aansluit.
Deze voeding is er niet voor gemaakt om zeg met grote inducties als belasting te werken,
hier is minimaal een 2 quadrant voeding meer geschikt voor.
4 quadrant mag ook, maar is voor de meeste veel te duur ;-)
Ik heb geprobeert hem redelijk "idiot proof" te maken, maar kan door waarvoor hij bedoel is in een LAB (zeer schoon en stabiel)
de schakeling niet zo maken dat dombo's hem niet stuk kunen krijgen en onkunde tiert nu eenmaal welig op deze Wereld! ;-)

Dit is dus een 1 quadrant voeding die door toevoeging van een 60mA stroombron nijgt naar een 2 quadrant type.
Deze stroombron is absoluut noodzakelijk voor het beste dynamische gedrag.
Ik ka daar dus nog wat meer aandacht aan schenken hoe dit netjes op te lossen.
Dat kan ook een -5V zijn uit een switcher die op de hoofd voeding staat aangesloten, input over variaties hierop worden gewardeerd!
De -5V mag kan niet verbonden zijn met het referentie circuit!

Mooi, nu een testopstelling maken voor mijn 5 typen DC-DC converters!

Gegroet,
Blackdog

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

Hier nog een document over creatieve manieren die mensen bedenken om hun voeding om zeep te helpen en hoe hier tegen te beveiligen. Niet voor blackdog bedoeld natuurlijk, die weet dit allemaal al.

Superbeveiligingen.pdf

Over de print: yep, ik heb een multiturn gekozen voor P3. Eentje met de 'stelschroef' vanboven, dan kan je dat ding overal plaatsen zonder dat er een component in de weg zit.

over mijn vorige posts:
ik had een foutje gemaakt, ik bedoelde R28 ipv R26, ik heb dit in mijn vorige post aangepast.

over de opamps:
Met de informatie dat stroomruis minder belangrijk is lijkt de LM4562 me een interessante opamp. Zowat alle parameters, behalve de stroomruis, zijn beter dan die van de NE5532. Ik ga er mogelijk nog wel mee experimenteren. De OPA627 heeft ook betere specificaties dan de NE5532, maar die is nogal aan de prijs; die kost zo'n $15-$20 per stuk fabriek af (en het is een eenkanaals opamp...)

Overigens wel leuk om te zien dat de oude, goedkope NE5532 nog steeds een erg goede opamp is (Douglas Self schrijft dit ook in zijn boek "small signal audio design").

Verder nog een vraagje over het netfilter, ik begrijp eventjes niet wat je zegt. Bedoel je dat je voor normaal gebruik wegkomt met een 'gewoon' netfilter dat je koopt als doosje?

bedankt voor de info!

blackdog

Golden Member

Hi necessaryevil,

Je mag van mij vooral verder zoeken wat opamps betreft, ik zal zeker gaan testen met de OPA2140,
want die was er nog niet toen ik mijn meeste testen deed.
Maar hou er wel rekening mee, dat er nu al zeer goede performance mogelijk is
en dan heb ik het er over dat het stoor/ruis niveau beneden de 5uV zat, als je alles goed hebt opgebouwd bij 5-Ampere uitgansstroom.

Wat je oppikt door de aansluitkabels en de Ri ervan zorgt er voor dat het externe gedrag zeer snel dominant is.
Je mag alles van mij met het schema doen wat je wilt, maar ik zou als eerste gaan voor een proef setup zoals ik ook heb gedaan op die Chinese groene printjes.

Dan gaan spelen met de bedrading, scoop, functie generator zoals ik ook al heb gedaan en heb laten zien in dit topic.

Als je dan zeg pulsstromen van 10-Ampere uit de voeding trekt en je kijkt naar je scoop en beweegt de scoopkabel zie je het pulsgedrag veranderen.
Dit komt dan door het veld van de kabels in en buiten je voeding.
Dit niet goed aangepakt, dan heeft die 20% minder ruis weinig zin ;-)

Yep, dat is een leuk document betreffende het idiot proof maken van een voeding.
Ik kon dat document laats niet meer vinden, en nu heb ik hem weer, dank!

Gegroet,
Blackdog

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

Hallo Blackdog, het ging mij meer om de invloed van opamp parameters dan om daadwerkelijke performancewinst. Maargoed, waarschijnlijk loop ik te hard van stapel, eerst maar eens verder aan de pcb!

KeesD

Golden Member

Sorry dat ik me in de discussie meng, maar volgens mij zit er een foutje in het door necessaryevil getekende schema.
De schakeling rond de LM317 stroombron moet volgens mij als volgt zijn:

De LM317 kan anders niet goed werken.
(Met de nieuwe stroombron nam blackdog is dit niet meer relevant. l Je kunt ook een LM317HV gebruiken).
Dit is verder een goed doordacht ontwerp.
Ik heb de schakeling ook nagebouwd, met tweemaal LT1128 als opamp.
Het lijkt goed te werken, na wat aanpassen van de compensatienetwerkjes. Het zit nog op eilandjesprint en is alleen nog maar getest op weerstanden.
Moet uitgebreid gaan meten, nog geen tijd voor gehad.
En eerst een goede belasting bouwen...

Misschien is niets geheel waar, en zelfs dat niet.
blackdog

Golden Member

Hi Keesd,

Ik hoor graag van iedereen wat ze van mijn ontwikkeling maken. :-)
Ik ben wel een beetje verbaasd dat je voor een LT1121 kiest.

Ja, zeer goede ruiseigenschappen maar het je ook opgelet bij welke impedanties die goede ruiseigenschappen gelden?
In ieder geval niet voor impedanties ronde de 2 a 4K wat het geval is bij deze voedingschakeling.

Wat je verder ook al aangeeft, heb je de compensatie moeten aanpassen, de Bodeplot van de LT1128 laat dit ook al zien dat de fase ruimte maar 60 graden is.

Ik denk dat het wel stabiel te krijgen is met goed gekozen compensatie, maar je kan zelfs tegen meer ruis oplopen door de stroomruis dan met de ADA4077-2.
Ik heb niet met deze opamp gemeten, dus wat het uiteindelijk resultaat is kan ik je niet zeggen.

Ik zie graag wat metingen van je en je kan vrij snel de testschakeling bouwen van National semiconductor, deze heeft een dual 555 en en powerfet voor het dynmisch testen van voedingen.

Ik hoor graag meer van je :-)

Gegroet,
Blackdog

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

@Blackdog. Huh, ik kom niet uit op 60 graden voor de LT1128. Bij gain = 0 dB lees ik ongeveer een phase margin van ong. 0 af. Wat doe ik fout?

@KeesD: Ik had het foutje gezien, elco C9 stond verkeerd. Laat trouwens ook eens een foto zien van je opstelling, ben benieuwd!

blackdog

Golden Member

Hi necessaryevil,

De rode lijn geeft aan wat de fase ruimte is bij "0"dB loopgain.
Ik zij 60 graden maar het is 70 graden, ik zat duidelijk te mutsen :-)

Verder heeft de LT1128 een eigenschap die voor voedingen minder gewenst is, zie de sterke dip ( in oranje aangegeven ) waar de fase ruimte onder de 50 graden zakt.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-01-PSU/LT-1121-Bode-01.png

Vergelijk dit eens met de ADA4077 Bode plot hieronder, een mooie vlakke karakteristiek met 90 graden bij "0" dB loop gain.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-01-PSU/ADA4077-Bode-01.png

Nogmaals, de LT1128 kan je best gebruiken, maar hoe het dynamische gedrag zal zijn,
kan ik alleen achter komen als ik hem zou testen is deze schakeling.
Nogmaals, i.v.m. ruis/bronimpedantie van mijn schakeling en Bodeplot zou ik hem niet gebruiken/adviseren.

Gegroet,
Blackdog

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

Ik zat ook te mutsen, want ik las de lijnen verkeerd af. En ik snap het nog stees niet helemaal, want als ik op de grafiek van de ADA4077-2 langs de verticale rode lijn kijk, dan kruist deze de curve van de fase-marge toch nog een eind onder de 90 graden?? Dus bij 0 dB?

In ieder geval snap ik wat er ongewenst is aan de plot van de LT1128.

blackdog

Golden Member

Hi necessaryevil,

Het fase gedrag is relatief :-)
De fabrikanten geven die schaal allemaal een beetje anders weer.
Tel gewoon het aantal graden op.

Gegroet,
Blackdog

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

Hallo Blackdog,

Na het lezen van je laaste update had ik een aantal vragen en opmerkingen:
- De negatieve spanning voor de stroom bron kan worden gegenereerd door een negative boost circuit te gebruiken, zoals beschreven wordt in de volgende link: http://www.edn.com/design/power-management/4401627/Generate-...er-circuit. Volgens mij gebruikte je dit eerder in je schema of is het een aantal keer langs gekomen, het scheelt in ieder geval een aparte trafo. Wat mij zorgen baart is dat de stroombron mogelijk eerder aangaat doordat C9 erg klein is of dat de stroom bron langer aanblijft door een te grote capaciteit van C9, terwijl de uitgangstransistoren worden uitgeschakeld door de power-off glitch protection. Hierdoor zou de stroom bron je aangesloten project kort (negatief) kunnen belasten bij het in of uitschakelen.

- Zou je het AC filter en X condensator op de AC aansluiting ook kunnen vervangen voor een connector met geïntegreerde net filter? Bijvoorbeeld: http://www.reichelt.nl/KFA-10A/3/index.html?&ACTION=3&LA=446...CH=KFA+10A. Dat zou ik namelijk makkelijker vinden dan een compleet net filter te bouwen dat ook nog veiliger is voor na bouwers, het hang immers wel direct aan de 230V!
(Ik zie nu pas je opmerking over geïntegreerde net filters.)

- Waarop is de waarde van de Y condensatoren op de "+" en "0" uitgang bepaald? Ik heb deze condensatoren namelijk wel in mijn oude Delta's gevonden, maar niet in mijn goedkope chinese lab voeding. Het toevoegen van X en Y condensatoren lijkt mij wel een verbetering voor het filteren van storing aan de ingang en uitgang, maar ik ben nog niet veel informatie tegen gekomen over het gebruik van X & Y condensatoren.

- In het laatste schema worden transformator tab schakeling gebruikt om het opgenomen vermogens te begrenzen, betekend dit dat de eerder geteste pre-regulator en de LT4320 bridge active rectifier niet worden gebruikt?

- Ga je in het geval van transformator tabs deze nog op een ingenieuze manier schakelen? Bijvoorbeeld, het relais niet inschakelen op de piek van het net, maar ergens op de nul doorgang? Om te voorkomen dat je relais zich zelf niet intern vast last door hoge piekstromen bij herhaaldelijk schakelen. Of heb je een andere schakelaar in gedachten in plaats van een relais? Bijvoorbeeld: Opto-coupled thyristors, zoals ik ben tegen gekomen in een paar Agilent voedingen.

- Als laatste nog misschien wel de belangrijkste vraag: wat voor een behuizing ga je gebruiken om uiteindelijk alles in te bouwen? Ik loop er een beetje op vooruit, maar de Cisco modem kastjes die je voor andere projecten hebt gebruikt zijn toch wel te krap voor deze voeding...

KeesD

Golden Member

Dag,
Ik had de LT1128 nog liggen, en heb hem daarom dus gebruikt. Niet op de faseplot gelet. Die is idd. niet gunstig. Rare dip zit erin.
Maar type opamp is gauw veranderd. Moet er aan verder maar heb deze week geen tijd. (Helaas, werk kost teveel vrije tijd!)

Foto volgt nog.
Groeten.

Misschien is niets geheel waar, en zelfs dat niet.
blackdog

Golden Member

Hi, :-)

Even tussendoor...
Ik zal wat meer info geven hoe de opset word, maar dat doe ik later deze week. ( het werk moet het wel toelaten )
Dan maak ik een blokschema vanaf de 230V t/m de uitgang.

KeesD
Ik vind het verder geen probleem die LT1128, mooie opamp voor lage impedantie audio projectjes ;-)
Ik zie graag je plaatjes.

Radiohead
Ik weet het niet zeker, bedoel je de condensatoren naar de kast die aan de + en de - uitgang zitten?

Veel hangt ook weer samen met het netfilter, dat zijn ook al condensatoren die aan de kast zitten.
Die direct aan de uitgangsklemmen dienen er voor zo goed mogelijk het HF veld buiten de kast te houden dat met de aansluitkabels naar binnen wil dringen.

Laters meer.

Gegroet,
Blackdog

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

Hallo,

Over die LT1128... Douglas Self schrijft over zijn broertje, de LT1028 dat die in de praktijk meer ruist als een NE5532 door de ruis veroorzaakt door de biascompensatie. Dit geldt als de impedanties op de ingangen van de opamp niet matchen. Het voorbeeld hierbij is een phono versterker.

blackdog

Golden Member

Hi necessaryevil,

Er is weinig mis met de LT1128 en zijn eerdere broertje LT1028.
Als je de datasheet goed leest, zie je direct waar zijn toepassingen leggen, bij zeer lage impedanties!
Daar is LT heel duidelijk in :-)
Wij electronici hebben last van sterk Struisvogel gedrag, men wil alleen de spec's zien die ons goed uitkomen,
en voor de de andere die ons niet goed uitkomen gaat de kop in het zand :-)

Gegroet,
Blackdog

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

Ja mee eens! Ik had het eerlijk gezegd zelf niet getest of berekend, maar ik vond het een citaat dat de moeite waard was.

miedema

Golden Member

Ik verbaas me er elke keer weer over.....

Een ontwerper besteedt veel tijd en moeite om de optimale component te selecteren, en komt zo, na veel research en daarna uitproberen, tot een optimale schakeling.

En dan komt er een nabouwer die, op basis van gerucht of enkele spec, de boel even snel verbetert door die "betere" component er in te prikken.....
Of zich zelf wijs maakt dat wat toevallig nog in z'n bakje ligt "het ook wel goed zal doen".......

Zucht.......

Ik heb veel respect voor een ontwerper die dan ook nog eens met veel geduld aan die nabouwers gaat uitleggen waarom het zoals bedoeld toch echt beter gaat!

groet, Gertjan.

RAAF12

Golden Member

Uiteindelijk is het echte werk al door de IC ontwerper gedaan.
Maar nabouwers kunnen veel verprutsen als er veel van de app note wordt afgeweken. Aan de andere kant zie je soms ook heel inventieve schakelingen die volkomen afwijken van de app note en toch goed presteren.

blackdog

Golden Member

Hi RAAF12, :-)

Hoe vaak denk jij, dat wat je verteld voorkomt, t.o.v. het knoeiwerk wat ik mijn hele professionele werk ben tegengekomen?

Ik word daar niet vrolijk van, gelukkig heb ik het nu zelf in de hand bij mijn werkzaamheden en kan ik als ik eenmaal klaar ben met een installatie het alleen mij zelf verwijten ;-)

Gegroet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"