Ontwikkeling van de NA-01 Lab Voeding

Op 8 december 2015 10:25:42 schreef miedema:
..
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.
...

Helaas, een optimale schakeling bestaat niet. Ik heb veel bewondering en respect voor het werk dat jij en Blackdog verrichten.
Wat voor jullie optimaal is hoeft voor een ander niet optimaal te zijn, om wat voor reden dan ook. Denk aan prijs. Of bijvoorbeekld een extreem schone uitgangsspanning is niet nodig omdat de voeding gebruikt wordt voor digitale schakelingen ed.
Ik vergelijk het met een personenauto. Er zijn zoveel verschillende merken modellen en typen. Welke van al die personenauto's is optimaal? En waarom zien ze niet allemaal hetzelfde uit als die optimale auto?

Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl

Helaas, een optimale schakeling bestaat niet.

Dat is net even te kort door de bocht. Blackdog heeft zichzelf een aantal eisen gesteld waaraan zijn schakeling moet voldoen en daar volgt dan volgens die eisen en compromis met diverse onderdelen een optimale schakeling uit.

Dat klopt wel voor Blackdog, maar niet voor anderen. Je zou maar op de Zuidpool zitten en je hebt alleen maar LT1128's, wat dan??

Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl
RAAF12

Golden Member

Voordeel is wel dat op de Zuidpool de thermische ruis een stuk lager ligt. Iets met de Boltzmann constante, als ik mij goed herinner.

miedema

Golden Member

Ha ohm pi,

Natuurlijk, helemaal mee eens.
Uiteraard zijn er veel verschillende toepassingen, en is voor ieder iets anders op maat gesneden.
Het kan heel goed zijn dat een schakeling voor de èèn ideaal is, terwijl een ander het maar niets vindt, domweg omdat hij een heel andere toepassing heeft. Logisch en niks mis mee.

Maar daar kwam mijn verzuchting niet vandaan....

Dat was omdat je steeds weer ziet dat mensen iets nabouwen, en er vervolgens wat aan veranderen. Omdat ze wat hebben liggen of zo. Of èèn detail willen verbeteren. En geen idee hebben wat dat voor consequenties heeft voor de rest van het ontwerp.
(en vervolgens mopperen dat het een slecht ontwerp is....)

Tuurlijk, het kan best zijn dat je eigenlijk een goedkopere voeding wilt bouwen dan het ontwerp van Blackdog.
Een verstandig man (of vrouw...) kiest dan b.v. een LM317 ontwerp. En gaat niet de voeding van Blackdog bouwen met 741's en 2N3055's....

M'n verzuchting kwam ook omdat ik zag hoeveel tijd Blackdog kwijt is aan vragen als "XXXX is ook een mooie opamp, kan die niet beter in je voeding? Die man heeft alle in aanmerking komende opamps al uitgezocht en getest tijdens het ontwerpen en prototypen, wat denk je zelf?

Natuurlijk is het prima om een ontwerp van iemand anders als uitgangspunt te nemen, en dat naar eigen smaak en inzicht te veranderen. Ik doe dat ook regelmatig. Maar daarna is het jouw ontwerp (en dus ook jouw verantwoording), niet meer dat van de oorspronkelijke ontwerper....

Maar goed, het was een verzuchting die er even uit moest....
Sorry voor offtopic zijn, verder met voedingen :-)

groet, Gertjan.

blackdog

Golden Member

Hi ohm pi, :-)

Ik kan het er toch niet met je eens zijn...
Waarom dan niet?

Zeg je hebt het ontwerp van de OCXO van Gertjan, of de LAB voeding waar ik nog steeds aan werk.
Beide zijn niet van het hobby kwaliteit maar een flinke stap hoger (als ik zo vrij mag zijn)

Als je er voor kiest, een van de ontwerpen te gaan bouwen en je houd je aan de voorstellen,
dan is de kans groot dat je een zeer goed stukje meetapparatuur er aan overhoud.
Ik heb bij de OCXO van Gertjan geen enkel probleem ondervonden.
Dat ik deze OCXO aanpas voor 8 uitgangen met een extra print van Gertjan,
is iets heel anders dan b.v andere opamps er in plaatsen, andere trafo spanning/vermogen,
niet de spoeltjes en condensatoren gebruiken die voorgesteld worden enz.

In mijn uitgezochte voedings andere opamps plaatsen of koolweerstanden, China 10 slagen potmeters gebruiken enz,
omdat het goedkoper is, of omdat je het nog hebt liggen, dan niet zaniken over performance of gedrag.
Bouw dan lekker een Elektuur voeding, of een uit Radio bulletin enz.

Ik kom toch weer met deze annalogie omdat je het zelf ook over auto's hebt ;-)
Komt ie weer, met alle respect, Dirk van de Broek bandjes onder een Ferrary, Kwik-Fit remschijven onder die zelfde auto.

Als iemand het geld niet heeft voor de goede componenten dan helpt sparen misschien...
Of een ontwerp dat minder kritisch en/of simpeler is.

Van mij mag iedereen bouwen met mijn geposte schema's hoe en wat hij/zij wil.
Ook vragen vind ik geen probleem waarom en hoe, dat is ondertussen wel duidelijk hoop ik.
Maar b.v. vragen of een 741 of LM358 ook in mijn ontwerp kan worden gebruikt na al mijn uitleggen hier in dit topic
raakt mij toch wel een beetje op een niet plezierige manier.
Ik ga er vanuit, dat dit topic of zeg dat van Gertjan gewoon goed gelezen wordt voor je er aan begingt.
Er is veel tijd en inzet in deze topics gaan zitten, een klein beetje moeite van de lezer is toch niet te veel gevraagt...

Mooi, zoals Gertjan zegt verder met de voeding.

Vandaag kwamen de onderdelen van Reichelt binnen en de eerste testen vande TL431 ACLP waren niet goed, bagger eigenlijk...
Dit is een van de beste versies die er van dit IC zou moeten zijn, kan ook zijn dat ze mij de goedkoopste hebben geleverd...

Nu verder met een testprintje maken voor de TL431 zodat ik er weer een aantal goed kan testen zodat ik jullie het goede type en merk kan adviseren.

Gegroet,
Bram

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

Op 8 december 2015 20:10:19 schreef blackdog:
Vandaag kwamen de onderdelen van Reichelt binnen en de eerste testen vande TL431 ACLP waren niet goed, bagger eigenlijk...
Dit is een van de beste versies die er van dit IC zou moeten zijn, kan ook zijn dat ze mij de goedkoopste hebben geleverd...

Ik heb ook best wel wat met de TL431 getest, ook verschillende merken en uitvoeringen. De kwaliteit is zeer wisselend idd.

Tegenwoordig grijp ik nogal eens naar een LM385 of LM4040, dat is toch iets constanter en net iets stabieler voor ongeveer hetzelfde geld. En dan net als Gert-Jan zegt, met een stroombron gevoed.

flash2b

Golden Member

Vreemd van je TL431's, je hebt de A versie gekocht die zouden idd het best moeten zijn.

Dit schema, op basis een schema van jou, heb ik gebruikt voor mijn TL431 tester. Zie: http://www.circuitsonline.net/forum/view/message/1674708#1674708

http://www.uploadarchief.net/files/download/tl431%20tester.png
http://www.uploadarchief.net/files/download/dsc09030_cleaned.jpg

Ben benieuwd hoe jouw Blackdog edition eruit komt zien...

RAAF12

Golden Member

Op 8 december 2015 20:24:57 schreef flash2b:
Vreemd van je TL431's, je hebt de A versie gekocht die zouden idd het best moeten zijn.

Er is ook nog een B versie. Die is nog beter. Selecteren begint aan het eind van de band. De slechtste krijg geen letter, de betere een A, de beste een B.

blackdog

Golden Member

Hi,

Even tussen het meten door.
Er is echt heel veel verschil, de ene geeft een positieve coefficient bij het hoger maken van de ingang en de andere een negatieve...
Bah!

De onderdrukking blijft bij verschillende typen vrijwel gelijk.
Het is dus eigenlijk alleen een klein DC probleem.
Tientallen mV positief of dus negatief over een volt of 5 ingangs variatie.

Ik heb ook nog de beste versie liggen: TL431BMFDT, maar alleen in SMD, morgen wat touwtjes er aan knopen en ze testen.

Ik denk er ook over om een testschakeling te bouwen met een LM317.
Die is ook goedkoop en aardig ruisvrij te maken,
ik zal daar eens een test mee doen en het hier laten weten.

Het is lastig omdat omdat het inschakel gedrag ook afhankelijk is van deze schakeling en ik dan flink wat testen over zal moeten doen om zeker te zijn dat het in en uitschakelgedrag goed is.

Genoeg voor vandaag.

Gegroet,
Blackdog

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

In mijn uitgezochte voedings andere opamps plaatsen of koolweerstanden, China 10 slagen potmeters gebruiken enz,
omdat het goedkoper is, of omdat je het nog hebt liggen, dan niet zaniken over performance of gedrag.
Bouw dan lekker een Elektuur voeding, of een uit Radio bulletin enz.

Hier ben ik het volledig mee eens.

Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl
KeesD

Golden Member

Ik heb een hele discussie ontketend met mijn LT1128:o!!

Ik had gewoon geen andere geschikte! En dan denk ik: laten we maar eens kijken wat die doet. Nou , hij doet het min of meer. Na aanpassen van het compensatienetwerk. De Icontrol is hetzelfde gebleven, De Vcontrol heeft 120pF parallel aan het rc serienetwerkje gekregen en het netwerkje zelf is 12k-150pF. Hij is wat zwaarder gedempt en dus trager geworden.(met belasting 1-5A) Kortom, er gaat een andere in.

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

Golden Member

Hi KeesD, :-)

Misschien een beetje, maar het gaat niet direct om jou...
Je gebruikt in ieder geval goed materiaal en je dacht er waarschijnlijk aan dat het lage ruis gedrag hier goed uitkwam.
Not dus *grin*

Als het goed is hebben er meerdere mensen nu iets geleerd, tenminste dat hoop ik...

Ik heb vanavond geleerd dat de TL431 van Reigelt 17dB minder onderdrukking heeft dan de TI en Thomson.
Dit bij 50Hz, samen met 100Hz de hoofdcomponenten.
Als ik morgen tijd over heb zal ik een grafiekje tekenen van de verschillen.

Gegroet,
Blackdog

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

Voordeel is wel dat op de Zuidpool de thermische ruis een stuk lager ligt. Iets met de Boltzmann constante, als ik mij goed herinner.

Even delen omdat ik het leuk vind om ook iets te weten: het verschil gaat dus niet zo groot zijn. T is namelijk de absolute temperatuur, in Kelvin dus. Laten we zeggen dat de temperatuur op de noordpool 223K (-50 °C) is, en laten we dit vergelijken met een temperatuur van 323K (25 °C).

dan is het verschil een factor sqrt(323/223) ≈ 1,2 oftewel ca. 20%.

de Boltzmann constante is dus die 1,38*10^-23

blackdog

Golden Member

Hi,

Gisteren en vanochtend heb ik tijd besteed aan de "pre" regulator voor de LT1021 en de +voeding voor de opamps.

Na diverse metingen te hebben gedaan aan verschillende merken TL431 IC's, heb ik besloten deze uit mijn ontwerp te kegelen.
Is het nu in ééne niet goed meer? Ja en Nee!

Heb je een "goede" TL431, dan vind ik de uitkomsten van de metingen goed voor deze voeding. (met de door mij voorgestelde opamps)
Heb je een slechte, dan kan ik hier niet achter staan, daar kwam ik dus achter met de laatste zending van 20 stuks TL431a versie.
De nabouwers kunnen tegen de zelfde problemen aanlopen als ik gedaan heb met deze slechte TL431 IC's.

Dus ik heb na lang zoeken er voor gekozen met een TL317 in zee te gaan.
Aangezien ik een afkeer heb tegen "standaard" schakelingen, *grin* is deze "pre" regulator door mij geoptimaliseert.
Ik ga niet alles uitleggen waar ik allemaal tegenaan liep bij deze metingen, maar het waren vooral aardlussen, het zal niet...
Uiteindelijk kon ik "schoon" meten met zeer goede resultaten.

Hieronder zie je een stapeling van oude meetinstrumenten zoals de HARRISON voeding en een analoge generator die ik in 1988 gebouwd heb.
Is het gebruik van deze instrumenten het gevolg van "ontbindings angst"?
Het angstvallig vast blijven houden aan deze spullen, nop!
In een analoog LAB kom je heel vaak nog van dit soort spul tegen omdat deze nog steeds zeer waardevol/goed zijn.

Ik ga dan nog een stapje verder door oud en nieuw te koppelen, zoals het gebruik van mijn 40dB ruisarme AC versterker die ik begin dit jaar gebouwd heb.
En het gebruik van filtering in mijn digitale scoop.
Hieronder laat ik d.m.v. plaatjes zien wat er door combinatie mogelijk is.

Laten we eerst starten met het schema van de TL317 regelaar en hoe de meetinstrumenten daar omheen hangen.
Er zijn twee generatoren gebruikt, de HAMEG en mijn zelfgebouwde analoge generator(is vrij van massa).
Deze genaratoren sturen de te meten schakeling aan d.m.v. de modulatie ingang van de HARRISON voeding.
De voeding heeft het -1dB punt bij ongeveer 38Khz en dat is breedbandig genoeg voor deze testen.
Het AC signaal op d 14V DC spanning is 1V Top Top.
De uitgang van de TL317 gaat naar mijn 40dB low Noise preamp en dan naar kanaal-1 (geel)van de HAMEG digitale scoop.
Het Sync signaal als het is weergegeven, zit op kanaal-2 (blauw)
En het signaal dat uit de HARRISON komt, wordt door kanal-4 (groen) weergegeven.
De belasting heb ik ruim 16mA gemaakt bij deze testen (2x1K parallel)
http://www.bramcam.nl/NA/NA-01-PSU/Ref-LM317-Prereg-07.png

De meetsetup op tafel.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-01-PSU/Ref-LM317-Prereg-08.png

De bovenste meter geeft de uitgansspanning aan op de belastings weerstand, iets meer dan 8,15V.
Deze spanning is afhankelijk van de TL317 en de spanning van de gebruikte LM329 zener.
Of deze spanning nu 8,11 of 8,23 V is maakt hier niets uit,
het gaat meer onm de stabiliteit en de onderdrukking vanuit het gelijkrichter deel.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-01-PSU/Ref-LM317-Prereg-09.png

Maar nu eerst even drie plaatjes van hoe het was en de verschillen tussen de TL431 fabrikanten en de eerste opset van een TL317 meting
Dit is een meting van een goede TL431, het is een screenshot van mijn Audio Precision meetset.
Links beginnen we met 25Hz en recht eindigen we met 5Khz.
De schaal is als volgt, tegen de bovenkant aan is 50dB demping en tegen de onderkant aan is 80dB demping.
Je kan zien dat de demping het minst is bij 350Hz, ongeveer -65dB.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-01-PSU/Ref-TL431-Prereg-01.png

En dan nu een slechte TL431, heeft verder geen uitleg nodig denk ik...
http://www.bramcam.nl/NA/NA-01-PSU/Ref-TL431-Prereg-02.png

Dit is de eerste test met een TL317, "That's a Different Coockie"!
http://www.bramcam.nl/NA/NA-01-PSU/Ref-TL431-Prereg-03.png

Daar deze schakeling met de TL317 wat AC betreft een stuk beter was,
heb ik besloten deze dus verder aan te passen zodat hij goed gaat voldoen in deze LAB voeding.
Ik zal het een en ander een beetje uitleggen betreffende het hoe en wat van het schema.
D1 en D3, de 1N4007 zijn ter bescherming van de TL317, weinig spannends.
C1 aan de ingang is om de TL317 in de hogere frequenties een redelijk lage impedantie te geven.
Normaal is deze condensator natuurlijk hoger in waarde, maar we sturen de schakeling nu aan vanuit een moduleerbare voeding.
Deze HARRISON 6832a willen we natuurlijk niet belasten met zeg 10uF, die 10uF wordt dan een hoge belasting voor het AC signaal dat op de 14V DC staat.
De aangegeven 10nF in mijn testopstelling werkt goed en de HARRISON kan het goed aan.
Dan nog twee trucjes in mijn schakeling, de uitgangsspanning van een standaard LM317 schakeling,
is de vermedigvuldiging van de stroom door R1 in mijn schakeling, met de weerstand die naar massa staat (ongeveer)

De aanwezige ruis/drift van de TL317 wordt hier dan ongeveer 6,5x versterkt bij gebruik van de standaard weerstand naar massa.
De eerste stap was een van de 6,8V zener te gebruiken die ik deze week ook binnen had gekregen,
dit levert een uitgangsspanning van ongeveer 8V op.
Deze spanning was 0,2V lager, niet zo'n probleem omdat ik al een redelijk marge had genomen bij de berekeningvoor deze voeding.
Dit omdat ik voor mijn eigen gebruik b.v. geen sense naar buiten breng en korte dikke bedrading gebruik.

Er gaat in het stroombron circuit die de powertransitoren aanstuurd misschien nog iets veranderen en dat is voor jullie ;-).
Dit heeft ondermeer te maken met deze 8,2V spanning en de marge die er is voor de interne bedrading en de eventueele externe sense bedrading.

Als er dus gebruikers zijn, die toch de "sense" draden naar buiten willen voeren, moet ik daar dus rekening mee houden.
Wat is dan de simpele oplossing? De LED-3 vervangen door een 1N5819 diode, dit levert dan minder dan 0,3V drempel op in deze diode.
En dan heb ik 1,5V meer marge en dat is voldoende voor sense en bedradings verliezen.

Terug naar de TL317 schakeling...
De gene die met de LM329/LM399/LTZ1000 en andere electronische zeners hebben gewerkt,
zullen het misschien vreemd vinden dat er een dikke elco over deze zener staat, zelfs als het een gewone 6,8V zener is.
Wat is de eigenschap van deze zeners waardoor de elco vreemd is?
Een aantal zullen denken, zeners ruisen en daarom staat de elco er overheen... nee dus!

Klopt, zeners ruisen maar een elco er overheen zetten werkt bijna nooit en waarom dan niet?
Kijk in de datasheet van de LM329 en wat is de Ri van deze zener? dan kom je typical uit bij ongeveer 0,6 Ohm.
Probeer dan bij deze impedantie te berekenen wat voor elco er nodig is om de ruis goed te dempen.

Hou ook rekening met draadlengte, inductie enz van de zener en de eigneschappen van de elco,
eigenlijk is de ruis van deze zener, niet manier op deze manier te filteren.
Waarom dan toch hier in het schema 100uF getekend, deze heeft en heel andere functie, de opstarttijd verlengen!
Natuurlijk heb ik ook getest of de onderdrukking beter wordt met of zonder deze elco, nop, niet te dedecteren, dit bevestigt de bovenstaande opmerkingen.
De uiteindelijk waarde van de elco C2 gaat afhangen van de inschakeltijd die nodig is om de voeding netjes te laten inschakelen zonder in en uitschakel abberaties.
Misschien is de waarde van C3 van 820uF alleen al voldoende, dit zal ik dus moeten gaan testen.

Dan hebben we nog R1, die niet 200 of 220 Ohm, dit is energie en dropout spanning weggooien als ik die lage waarde gebruik.
De datasheet heeft het over 2,5mA dat max noodzakelijk is, ik zit met 470 Ohm op 2,7mA en dat is ruim voldoende.
Want er loopt als de spanning gaat stijgen bij het inschakelen, natuurlijk ook stroom naar de LT1021, opamps en stroombron.

Dan hebben we nog als laatste de weerstand R2, Que, Bram je maakt de Ri van de regelaar slechter!
Bliksem bij je ingeslagen? ;-)
Net als bij de LM329 zener, is de uitgangsimpedantie van de TL317 laag, zelfs erg laag t.o.v. de LM329.
Probeer de efficiente van de 820uF maar eens te berekenen als Low Pass filter met een uitgangs impedantie van kleiner dan 0,01 Ohm.
Er valt dus extra DC spanning over deze 1 Ohm, maar levert zeer veel voordeel op betreffende stoorsignalen die vanuit het net komen.

Er is in gebruik bijna geen variatie van de gebruiksstroom van deze 8,2V voeding, daarom is deze 1-Ohm weerstand geen probleem.
De stroombron is altijd 5mA, de weerstanden die de voeding instellen loopt ook een constante van stroom.
Dan hebben we ook nog het overgaan van U naar I regeling, maar de stroom blijft door de stroombron altijd 5mA en deze stroom
loopt naar de -6,8V, of de ene opamp regelt deze stroom of de andere.

Mooi, dan nu weer plaatjes!
Hier ga ik nu laten zien wat een comby van oude en nieuwe apparatuur oplevert.
Als eerste even de HAMEG scoop en dat werkt ook bij mijn RIGOL scoop,
ik bedoel het in kunnen stellen van de probe verzwakking of versterking.

Het AC signaal dat ik meet op de uitgang van de TL317 regelaar gaat eerst de 40dB (100x) versterker in.
De scoop heb ik hiervoor ingesteld en hij geeft nu ook voor dit kanaal 10uV/DIV aan!

Met deze gevoeligheid pik je natuurlijk ook aardig wat ruis op en je meet ook ruis uit de schakeling zelf en de ruisvloer van de meetversterker.

Hier is de modulatie frequentie 30Hz omdat de elco van 820uF daar het minste doet.
Het raam van de scoop staat hier open, en de ruis is grotendeels de ruisvloer van de meetversterker,
dit komt ook door de bandbreedte van deze versterker, meerder Mhz, het is dus niet een slechte versterker :-).
http://www.bramcam.nl/NA/NA-01-PSU/Ref-LM317-Prereg-10.png

Nu weer 30Hz en dan kies ik op de scoop voor filtering, hier 50Khz bandbreedte.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-01-PSU/Ref-LM317-Prereg-11.png

Dan nu grof gemiddeld 128x, en schoon is mijn plaatje, ik kan nu heel goed de bovenste spanning (1V-TT) vergelijken met met het
uitgangs signaal van de TL317, dit is ongeveer 12uV-TT dit is ongeveer -98dB
http://www.bramcam.nl/NA/NA-01-PSU/Ref-LM317-Prereg-12.png

Nu bij 1Khz modulatie, breedband en het signaal is nog amper te herkennen.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-01-PSU/Ref-LM317-Prereg-13.png

Dit is weer met het 50Khz filter, nu is het signaal redelijk goed zichtbaar.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-01-PSU/Ref-LM317-Prereg-14.png

En deze is dan weer met zware middeling van 128x, mooi schoon signaaltje, nu zit ik weer aan de rand van wat ik kan meten :-)
Als ik het inschat, dan is de demping meer dan 110dB.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-01-PSU/Ref-LM317-Prereg-15.png

Nu bij 10Khz, breedbandig is er nu geen signaal te herkennen.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-01-PSU/Ref-LM317-Prereg-16.png

Dit is bij een filtering van 100Khz op de scoop.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-01-PSU/Ref-LM317-Prereg-17.png

10Khz bij 128x middeling, ik schat dat het signaal ruim 1uV is.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-01-PSU/Ref-LM317-Prereg-18.png

Als laatste een plaatje met een 10Khz blok, je kan aan de golfvorm uit de HARRISON zien dat zijn bandbreedte beperkt is.
Kijk nu ook naar het residu aan de uitgang van de TL317, die flanken zijn wat stijler dan het ingangs signaal.
Dat kan dus eigenlijk niet, de rede is nog een deeltje commonmode probleem dat er nog was tijdens de metingen.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-01-PSU/Ref-LM317-Prereg-19.png

Wat doet de voeding nu wat DC specs betreft...
1V verandering van de 14V ingangsspanning geeft 0,3mV variatie aan de uitgang.
De dropout spanning heb ik beter gekregen dan de TL431 regelaar.
Ik zit nu bij de ruim 16mA belasting nu op <10,5V (10,35V) met de modulatie van 1V-TT op het signaal.

Ik heb ook getest met belasting variaties of de LM329 van spanning veranderd, in het geheel niet, geen digit (10uV/digit)
Dit is niet zo vreemd, want de TL317 is de stroombron voor deze zener.

Het schema van de voeding pas ik later aan, deze metingen en dit typen hebben ongeveer7 uur gekost :-)
Graag jullie opmerkingen, want misschien zie ik nog iets over het hoofd :-)

Gegroet,
Blackdog

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

Mooie metingen. Ik ben alleen even de draad kwijt van wat je nu precies aan het verbeteren bent. Ik kan het niet zo snel terugvinden. de LT1021 is een precisie spanningsregelaar en die wil je dan optimaal laten presteren door een schone voor regeling?

blackdog

Golden Member

Hi Benleentje,

Ik had materiaal binnen gekregen om weer een versie te maken van deze voeding.
Waaronder de TL431 refertie IC's, daar heb ik aan gemeten en kwam er toen achter dat deze veel slechter waren dan waar ik twee jaar geleden aan gemeten had.

Als mensen deze voeding willen nabouwen, wil ik wel dat men goede specificaties haalt en dus heb ik besloten de regelaar die voor de referentie zit opnieuw aan te pakken.

Deze regelaar die dus was uitgevoerd met een TL431 heb ik nu uitgevoerd met een TO92 versie van de LM317.

Waarom allemaal zo moeilijk zul je je zelf misschien afvragen, gewoon eeen brugcel dan de LT1021 in en de ongestabiliseerde voeding kan ook de IC's van spanning voorzien.
Ja dat kan!, maar we hebben het hier wel over een Low Noise LAB voeding en niet een of ander half uitgedacht prul...
Ik wil de vuiligheid uit het 230V net niet in de referentie en de voeding van de opamps hebben.
Dus dan is het nodig de schakeling zo op te bouwen, dat hij schakeltikken uit het 230V net niet door laat.
Als het referentie deel "schoon" is, dan is eigenlijk de hele voeding schoon, beetje kort door de bocht maar daar komt het grotendeels wel op neer.

Uiteindelijk heeft de referentie nu ongeveer het zelfde aantal onderdelen en hij heeft de mogelijkheid,
om wat meer stroom te leveren als er andere opamps gebruikt gaan worden dan de gene die ik voorstel.
Verder heb ik de onderdrukking van stoorsignalen nog beter kunnen maken zonder speciale onderdelen.
Ik vind de referentie schakeling nog steeds simpel van opbouw en hij zeer goede onderdrukkende eigenschappen.

Heb je een goede TL431, kan je gewoon de oude schakeling gebruiken met de door mij voorgestelde opamps, zonder externe sense lijnen.
Nog even dit, het gaan niet over de sense lijnen maar eigenlijk over het verlies over de bedrading die de stroom voert.
Bij veel voedingen die met deze mogelijkheid zijn uitgevoerd kunnen ongeveer 0,5 tot 1V spanningsval aan over de bedrading weg regelen.

Ondertussen ben ik weer met het schema bezich geweest om de nieuwe referentie te plaatsen, hieronder een stukje van het schema.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-01-PSU/NA-PSU-41.png

Waar ik nog niet helemaal uit ben is wat ik doe met de filtering aan de 230V zijde.
Als ik een IEC 230V aansluiting neem met filtering, heb ik in ieder geval redelijk grote condensatoren naar de metalen kast door dat filter.
Dat is niet altijd gunstig voor een voeding.
Dan kan ik nog steeds de voedingsschakeling zwevend maken met de in het schema getekende 10nF of kleinere condensatoren naar de kast.
Ik ben bang dat ik er pas achter ga komen wat de beste oplossing is, als het geheel in de kast zit en ik er wat aan gemeten heb.
Waar ik nog meer aan gedacht heb is dit, een VDR direct over de stuurtrafo.
Door het stukgaan van een zekering of misschien het verkeerde moment uitschakelen van de voeding met stekker of schakelaar,
kan de energie die in het veld zit van de dikke ringkern vrijkomen en een hoge piekspanning leveren.
Dat kan je dan weer de stuurtrafo opblazen.
Ik denk dat ik beide transformatoren zo'n VDR geef over de primaire zijde, voor de zekerheid...

Ondertussen zit ik met het formaat van het schema al op A2 :-)
Er komt nu ook de voorregelaar (Dissipatie Begrenser) ingetekend die ik in dit topic al heb laten zien.

Ook de zuinige brugcel met het LT IC en de 4-FET's wordt er in getekend zodat het nu een complaat schema wordt.
Het zal nog wel even duren, zeg in het weekeinde voor de eerste versie van van dit complete schema hier online staat.

Mijn doel is voor ik een printontwerp maak, eerst weer een versie op een groene Chinese experimenteer print produceer.
Zodat ik jullie kan laten zien, dat mogelijk is op die manier een goede voeding te bouwen.

Gegroet,
Blackdog

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

Golden Member

Tja, nog iets vergeten...

Iemand, kan dat niet zo snel terug vinden wie, die had een opmerking over de stroombron als je de voeding in de mute stand zet.

Het mooie van deze schakeling is, dat als je de voeding in de mute stand zet, hij nog steeds zijn normale werkt doet.
De "spannings loop" blijft nog steeds gesloten en de stroombron trekt dan ook nog steeds zijn 60mA uit de voeding.
De opamps blijven gewoon in hun lineaire deel zitten, de voeding gaat niet negatief!

Maar de gene die de opmerking hierover maakt heeft wel een punt als de voeding in de mute stand staat, en je schakeld de voeding uit.
Dan kan er een negatieve spanning kort op de uitgang verschijnen als de "Power Glitch Of" schakeling in werking treed.

Ik zal daar nog even over na denken hoe belangrijk dit is, ik vind het in ieder geval wel een goede opmerking!
Het kan met een dikke diode worden opgelost over de uitgang of Glitch Protector ook voor de stroombron te laten gaan werken, ik denk er nog over na, dank hiervoor.

Gegroet,
Blackdog

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

Hallo Blackdog, de laatste versie van je prachtige schema is wat lastig leesbaar. Kun je als je tijd hebt het schema in een wat hogere resolutie posten?

Alvast bedankt!

blackdog

Golden Member

Hi necessaryevil,

Even snel tussendoor een download link voor het schema...

www.bramcam.nl/NA/NA-01-PSU/NA-PSU-33-In-Progress.png

Het is nog niet klaar!!!!

Gegroet,
Bram

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

Wow, wat snel, dankje! Ik weet dat het niet klaar is, maar ik kan nu even verder prutsen in m'n pcb programma.

//edit
Klopt mijn idee dat die TL431's die je getest hebt niet eens de beloftes in de datasheet waarmaken?

[Bericht gewijzigd door necessaryevil op 11 december 2015 14:03:12 (34%)]

Bij veel voedingen die met deze mogelijkheid zijn uitgevoerd kunnen ongeveer 0,5 tot 1V spanningsval aan over de bedrading weg regelen.

Nu heb ik zelf een aantal voeding waarbij dat 3 tot 4V is. Maar heb niet van heel veel voeding de datasheets uitgeplozen. Ik denk dat het met het vermogen/ stroom van de voedingen te maken heeft. Ik heb dus wel aardig wat voedingen die 15, 60 of zelfs 100A doen en dan is de spanningsval over de aansluitdraden relevant.

Ik heb bv een voeding 0 - 36V doet en waarbij ik de ovp - over voltage protection kan instellen op max 40V. Nu ga ik die 40V alleen halen als ik dus 4V spanningsval over mijn draden hebt en ik sense lijnen gebruik. Wat ik meestal niet doe maar gewoon de spanning direct over mijn verbruiker meet en daarop de voeding afregel en ik bijna nooit puur op de interne meter vertrouwt.

blackdog

Golden Member

Hi benleentje,

Veel hangt af waarvoor de voeding bedoeld is...
LAB voedingen zoals deze tot zo'n 5 Ampere, is het vaak rond de waarde die ik aangeef.

Denk eens na wat voor consequentie het heeft als je zeg 4V verlies over je stroomvoerende draden tolereerd...
Dan moet je de dissipatie begrensing daarvoor instellen (ongunstiger) met als gevolg als je geen bedrading hebt die een hoge weerstand heeft, dit allemaal in je power transistoren mag gaan dissiperen.

Ik zou zelf niet hoger gaan dan 1V totaal, is dat wel zo dan mag de gebruiker van mij eerst maar goede bedrading gaan halen.
Een bijkomend punt is dat de dynamica van de hele voeding veranderd door de sense bedrading (inductie).

Ik ga laten zien hoe je het bij deze voeding oplost, maar het heeft niet mijn voorkeur om sense te gebruiken (buiten de kast).
Met 1000uF over de klemmen kan ik een hoop bedradings problemen oplossen met het dynamisch gedrag.
Natuurlijk gaat dan ook de hele mooie snelle regeling het raam uit.

Ik had al aangegeven, dat dit een zeer schone en dynamisch stabiele voeding is en niet voor grof gebruik.
Het is geen accu lader, ook niet bedoeld om grote inductieve belastingen te sturen.
Met een Japans keramisch keukenmes van 250 Euro ga je ook niet de boom in de tuin mee omhakken.

Even over de "Overspannings Protectie" waar je het over hebt, dat kan ook aan deze voeding worden toegevoegd.
Kost een extra opamp en een handje onderdelen.

Ik hoop dat de bedrading bij gebruik van je 100-Ampere voeding geen 4V verliest, gaat namelijk vaak stinken ;-)

Gegroet,
Blackdog

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

Blackdog ik ben het helemaal met je eens. En 1V lijkt me een prima waarde voor 5A. JE zou dan al voor 0,2Ω aan verlies in je draden moeten hebben wat voor goede aansluitdraden best veel is.

Ik bedoel het eigenlijk ook om aan te geven dat het inderdaad een wezenlijk onderdeel is van het ontwerp en dat je dat als gebruiker moet weten/ respecteren.

Die 4V komt ook omdat het voeding zijn in 19 inch kasten die op remote basis kan bedienen en dan kan het hele stelsel van kabels wel wat langer worden waardoor je oom meer spanningsval hebt. Toch blijk ik het veel vinden en normaal zou je dat niet kunnen halen of je gebruikt verkeerde kabels.

Een bijkomend punt is dat de dynamica van de hele voeding veranderd door de sense bedrading (inductie).

De voedingen zijn inderdaad niet zeer snel en 2A overshoot heb je al heel snel maar daar zijn deze voedingen niet voor, die zijn inderdaad om bomen uit de grond te hakken :p. Als ik op 60A even de draden tegen elkaar tik gaat de voeding wel gelijk in begrenzing maar ook heb je gelijk al wegbranden van materiaal van de kabel.

Die zware voeding gebruik voor het testen van motoren, zware halogeen lampen solenoids ,meting aan overgangsweerstanden , grote accu's opladen, ed dus robuuste verbruikers die wel wat kunnen verdragen.

Gisten moest ik een apparaat testen waarvan de trafo was verbrand om te kijken of er elders in het apparaat nog en probleem zit. Dan gebruik wel een voeding van Delta Elektronika en Philips die een stuk betrouwbaarder zijn voor dit werk. En daar zag ik dat +15V ruim 2x meer stroom trekt dan de -15V dus dat vergt nog nader onderzoek.

Ik hoop dat de bedrading bij gebruik van je 100-Ampere voeding geen 4V verliest,

Daar gebruik ik geen 4 mm banaan bussen voor.