13,8V voeding met regeling in de min

Schimanski

Golden Member

Een 5A Darlington volstaat. De 2SD560 lagen in mijn bakje, een TIP... zal het net zo goed doen.

Hetzelfde geldt voor de thyristor. In mijn bakje lag een Toshiba SF16J13, ooit ergens uitgesloopt. Hij is 25A RMS (16A avg.) omdat na aanspreken van de crowbar de voeding wordt uitgeschakeld blijft dit wel heel.

What, me worry? // Radiozendamateur - PA2HGJ // Stuff is the junk you keep -- Junk is the stuff you throw away // Tinkeo Ergo Sum

Wat kleine tips:
- Een hoog ohmige weerstand aan pen3 van de TL741 naar de TL431
- parallel daaraan een kleine condensator
- ongeveer hetzelfde bij de TL431 van de crowbar

Eventueel:
- wat 100nF C's parallel aan de afvlak elco's
- Een aparte (thermische ?) zekering in serie met de NTC's
- clixon op koellichaam
- netfilter

Enkele opmerking alhoewel ik nog niet het volledige schema heb bekeken.

Een crowbar samen met dat relais kan niet, dat relais is veel te traag en dus zal het volledige vermogen van die grote elko's door de bedrading jagen in termen van milliseconden.
Altijd een zekering plaatsen met crowbars!

De opstelling van die 2 groepen eindtransistoren kan ook niet, dat is hetzelfde als 2 transistoren zonder emitterweerstand parallel zetten.
De groep met de grootste versterking zal het meeste vermogen dissiperen.

De stroombeperking op elke transistor is ingesteld op 1,8A wat een totale stroom is van 10,8A of heb ik het mis? leg mij eens uit hoe die stroombeperking werkt van T9...12.

Zal ondertussen nog eens verder kijken..

LDmicro user.
Schimanski

Golden Member

RBeckers, dank voor de tips.

Ik beredeneer de weerstand van de opamp naar +referentie als volgt: Op moment dat de loper van de potmeter geen of slecht contact maakt zweeft pin 3 van de opamp. Een weerstand naar de TL431 zorgt dat er altijd een spanning op pin 3 blijft staan. Weerstand moet hoogohmig zijn omdat hij parallel aan de loper vd potmeter staat. Ik zou 470K kiezen.

En de kleine parallel C, welke waarde (1nF?). Wat is het doel van de C?

Bedoel je bij de crowbar een weerstand parallel aan de potmeter?

100nF parallel aan de afvlak C's zit wel op mijn prototype, alleen vergeten in schema te tekenen.

MGP: De stroombeperking is een foldback regeling. In mijn geval ligt Iknie net boven 4A en Ikort op 3A (per tor)
Het idee is als volgt, de Thyristor en de bedrading kunnen de kortsluitstroom van 18A aan. Het relais staat parallel en zal afvallen als uitgangsspanning beneden de houdspanning van het relais komt. Het relais is dan wel trager, de thyristor vangt de stroompiek op en houdt de uitgangsspanning beneden 1V totdat relais de voeding uitschakelt.

Wat voor zekering zou je moeten plaatsen bij een foldback regeling waarbij de kortsluitstroom lager is dan de max. af te nemen stroom. Een zekering berekend op de max. af te nemen stroom (20A) zal waarschijnlijk niet sneuvelen bij een kortsluitstroom die lager is.

What, me worry? // Radiozendamateur - PA2HGJ // Stuff is the junk you keep -- Junk is the stuff you throw away // Tinkeo Ergo Sum

1nF is voldoende. Ruis, RF onderdrukking en iets beter gedrag bij draaien aan de potmeter.

M.b.t. de crowbar. Mijn opmerking is onduidelijk.
Daar zit een instelpot bij de TL431. Een condensator aan de loper van de instelpot.

MGP heeft wel een punt m.b.t. die thyristor. Maar de crowbar hoeft maar een keer goed te werken. Dan is er iets defect anders was er geen te hoge spanning. De crowbar is dan misschien ook stuk en komt bij de reparatie.

Een crowbar dient om het aangesloten toestel te beschermen tegen overspanning, dus alles wat vóór (links van) de thyristor staat moet geisoleerd worden van de uitgang en dat kan enkel met een zekering, je mag zelfs een auto zekering nemen van 20A (met die platte pinnen).

Hoe jij aan die 4A komt is mij een raadsel.
In normale werking staat er op de basis -(13.8/2970)*270= -1.25V
Als de transistor begint te geleiden op 0.65V dan kan er max (-1.25-0.65)/0.33= 1.8A lopen en geen 4A.

Nog iets, op de emitter van die BD139 staat een stabiele spanning van 19.8V, geregeld door een TL431 en ik vraag mij af waarom je daarachter nog een hele schakeling zet.
Hoe die schakeling werkt is mij niet duidelijk, maar een weerstand van de pot naar de +19.8v is voldoende.
Kies de weerstand zo, dat er max 15V staat op de bovenkant van de potentiometer en over de potentiometer een 100nF.

Edit: al eens rekening gehouden met de openlusversterking van de TL741?

Schiet niet op mij want ik wil enkel wat helpen, 't is een hele boterham om een goede voeding te ontwerpen.

Edit2 : waarom gebruik je een stroombron aan die linkse TL431? een TL431 is een spanningsregelaar (shunt) en die voedt jij met een constante stroom.

LDmicro user.
blackdog

Golden Member

Hi Mans,

Ik ben het met MGP ens dat je tweede TL431 schakeling niet nodig is.
Je kan eenvoeding een serie weerstand gebruiken om de 20K spannings potmeter te voeden.
De elco over de potmeter kan blijven zitten, of zelfs iets kleiner maken.

Ik zou alle 2N3055 transitoren op de elfde manier aansluiten en niet in twee groepen zoals je dit nu doet.

Doe ook wat René zegt, kleine serieweerstand vanaf de loper van je spannings potmeter en dan een condensator van pen-3 van het IC naar massa.

De weerstand vanaf pen-2 naar de uitgang (5K6) moet direct op de + aansluiting komen.
De - van de buffer elco's gaat appart naar de - aansluitbus, de - van je regelprint gaat ook met een apparte draad naar de - aansluitbus.

Direct na de + van de bufferelco's naar een zekering van 20 Ampere.
Ook de TL431 regelaar achter de zekering.

Misschien kan je toch als beste, een "echte" stroombegrensing opnemen.

Gegroet,
Blackdog

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

Golden Member

Hoe jij aan die 4A komt is mij een raadsel.
In normale werking staat er op de basis -(13.8/2970)*270= -1.25V
Als de transistor begint te geleiden op 0.65V dan kan er max (-1.25-0.65)/0.33= 1.8A lopen en geen 4A.

Je maakt een rekenfout. Stel de Vout = 13.8V en Vbe = 0,6V

Op de basis van de BC546 staat dus 13.8 + 0.6 = 14.4V. Dit staat over 2700Ω, dus er loopt 5,3mA Als we de basisstroom verwaarlozen dan valt er over 270Ω dus 1,44V. Op de emittor van de 2N3055 staat dus 14,4 + 1,44 = 15.84V. De Vout = 13.8V over de 0,33Ω valt dus 2.04V. De stroom is dan 6A.

Volgens de berekening zou voor 4,3A stroom een weerstand van 2.04/4,3=0,47Ohm nodig zijn. Echter hiermee gebouwd klopt het niet. Er speelt dus nog meer mee. Proefondervindelijk ben ik op 0,33Ohm uitgekomen.

http://www.uploadarchief.net/files/download/fig24_12.jpg
Een uitgebreide uitleg staat hier (par.7.15.3). klik

Verder schiet ik op niemand, ik waardeer elke input. Ik ben geen beroepselectronicus, dus vaak moet ik eerst zelf uitzoeken hoe het zit voor ik het kan toepassen. Verder is het ontwerpen van een "goede" schakeling een kunst op zich. Er zijn hier op CO members die dat veel beter kunnen dan ik.

Wat betreft de stroombronnen. Daar is een lezenswaardig topic van Blackdog over.
http://www.circuitsonline.net/forum/view/116156/1/tl431
Ook uit Roland van Leusden's "Old Skool Voeding" heb ik nuttige info gehaald.
http://www.circuitsonline.net/forum/view/119068/1/voeding

Ik zou alle 2N3055 transitoren op de elfde manier aansluiten en niet in twee groepen zoals je dit nu doet.

De twee groepen komt omdat het fysiek zo is opgebouwd, ik heb twee koelprofielen met elk 3 x 2N3055. Ik zou ze alle 6 kunnen sturen uit één darlington, maar de 5A van de 2SD560 word dan wel wat krap.

De weerstand vanaf pen-2 naar de uitgang (5K6) moet direct op de + aansluiting komen.
De - van de buffer elco's gaat appart naar de - aansluitbus, de - van je regelprint gaat ook met een apparte draad naar de - aansluitbus.

Daar heb je gelijk in. Ik heb het zo ook opgebouwd, maar heb het nu ook op het schema zo getekend.

Misschien kan je toch als beste, een "echte" stroombegrensing opnemen.

Wat versta je onder een "echte"? Een 0,03Ω/20W serieweerstand in de + en daarover een torretje dat de sturing van de darlignton wegtrekt? Of heb je, vanuit jouw ervaring, een andere/betere oplossing?

Hier een bijgewerkte versie.
http://www.uploadarchief.net/files/download/powersupply-13%2C8v-mk2-small.jpg

What, me worry? // Radiozendamateur - PA2HGJ // Stuff is the junk you keep -- Junk is the stuff you throw away // Tinkeo Ergo Sum

Je hebt volkomen gelijk wat betreft de stroom, ik rekende de kortsluitstroom uit terwijl de je de max stroom moet rekenen bij volle uitgangspanning van 13.8V.
Je mag nu eens op mij schieten ;) aiai

Die stroombron vind ik toch maar een rare toepassing op een TL431.
Moest ik u zijn dan zou ik al die componenten tot aan de potentiometer vervangen door een gewone spanningsregelaar LM78xx of LM317.

Edit:

Op 6 december 2014 22:28:05 schreef Schimanski:
Ik zou ze alle 6 kunnen sturen uit één darlington, maar de 5A van de 2SD560 word dan wel wat krap.

Volgens mij moet dat werken, elke 3055 een stroom van 4A en een stroomversterking van 40 dan zou elke basis 100mA nodig hebben.
6x 3055 is dan 0.6A voor 1 x 2sd560.

en nu naar bed ;)

[Bericht gewijzigd door MGP op 7 december 2014 00:42:49 (33%)]

LDmicro user.
blackdog

Golden Member

Morge Heren, :-)

Ik zie het zo, 6x2N3055 en ik ga uit van 30 Ampere totaal.
Dit geeft ongeveer 5 Ampere per transistor.
De Hfe van de 2N3055 is 25 a 30x bij 5 Ampere.
Dus als je alle 6 de transitoren met 1 Darlington wilt aansturen dan zal de Darlington de volgende stroom moeten leveren.
30A/5 = 6A en dan dit gedeeld door de Hfe 6/25 = 0,25A.
die 250mA kan de 2SD560 makkelijk leveren en als de trafo spanning niet te hoog is blijf je ook binnen de SOA van een 2SD560 darlington.
De Hfe van de 2SD560 is bij de 250mA ongeveer 1000x, de basis zal dan ongeveer 0,5mA nodig hebben om 30 Ampere aan de uitgang te kunnen leveren.

Zo aan het rekenen en kijkend naar het schema zou ik ook de weerstand tussen de opamp uitgang en de basis van de 2SD560 verlagen en deze direct aansluiten op de basis van de 2SD560, neem iets van rond 470 Ohm.

MGP
De rede van de stroombron bij de TL431 is deze, zeer goede onderdrukking van de rimpel!

Hoeveel rimpel heeft Mans staan op zijn buffer elco's.
bij 50Hz geld dit ongeveer: 10.000uF = 1V TopTop rimpel.
Mans heeft 44.000uF (uitslover ;-) ) dit geeft ongeveer 0,23V TT rimpel bij 1 Ampere, maar we gingen even uit van 30 Ampere, totaal bij Max stroom is dit 30 x 0,23 = 6,8V TT aan rimpel.

Dus dat stroombronnetje die de TL431 voed, heeft wel degelijk zin, ik heb dit ook gemeten, zie het topic maar, over mijn voedings ontwerp.
Kan het met een LM317 ook? jazeker, maar ook zo brom en ruisarm, nee.

Gegroet,
Blackdog

PS
bij de gebruikte trafo mag je maar een kleine 18 Ampere continu trekken.
Korte tijd zeg 5 a 10 minuten mag dat wel een stukje hoger zijn, maar langere tijd meer dan 18 Ampere trekken, daar krijgt de trafo het toch wel echt te warm van.

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

Als je 2 stuks 2SD560 gebruikt dan elk zijn eigen weerstand naar de opamp. De waarde van die 2 weerstanden ongeveer 220 tot 2200 ohm.

M.b.t. de 2 TL431. Een 7812, LM317 of een diode en elco kan ook.
Geeft iets slechtere specs.

Als de 20A zekering t.g.v. een god werkende crowbar defect raakt, dan ook de thyristor controleren. O.a. de gatestroom kan ervoor zorgen dat de thyristor niet goed ontsteekt,

De trafo kan continu (2x 14A) x 0,6 = 16,8A . Zoals Blackdog al schrijft mag je kort wat overbelasten, afhankelijk van de temperatuur. Voor bij gebruik bij een zender is dit geen probleem.

Op 7 december 2014 10:13:20 schreef blackdog:
Kan het met een LM317 ook? jazeker, maar ook zo brom en ruisarm, nee.

In 99% van de gevallen zullen die regelaars prima voldoen.
Als je echt het onderste uit de kan wil halen qua brom en ruis dan moet je alles onder de loep nemen en niet alleen de referentiespanning.

Hij moet zich meer zorgen maken voor hetgeen terugkomt van het aangesloten apparaat bv. een zender...

Maar alles zal wel goed komen, met zelfbouw valt veel te leren.
De volgende voeding zal er heel anders uitzien ;)

edit: misschien één van de 2N3055's nemen als stuurtransistor en de andere 5 het werk laten verrichten en de 2SB560 vervangen door een andere zodat de versterking niet overdadig groot wordt.

LDmicro user.
RAAF12

Golden Member

Op 7 december 2014 10:13:20 schreef blackdog:
Morge Heren, :-)

bij 50Hz geld dit ongeveer: 10.000uF = 1V TopTop rimpel.
Mans heeft 44.000uF (uitslover ;-) ) dit geeft ongeveer 0,23V TT rimpel bij 1 Ampere, maar we gingen even uit van 30 Ampere, totaal bij Max stroom is dit 30 x 0,23 = 6,8V TT aan rimpel.

De helft. fripple=100Hz, bij dubbelfazige gelijkrichting.

Op 7 december 2014 10:13:20 schreef blackdog:
...
Ik zie het zo, 6x2N3055 en ik ga uit van 30 Ampere totaal.
Dit geeft ongeveer 5 Ampere per transistor.
De Hfe van de 2N3055 is 25 a 30x bij 5 Ampere.
Dus als je alle 6 de transistoren met 1 Darlington wilt aansturen dan zal de Darlington de volgende stroom moeten leveren.
30A/5 = 6A en dan dit gedeeld door de Hfe 6/25 = 0,25A.
..

Volgens mij klopt dat niet. Je hebt wel 6 transistoren die de totale stroom netjes onderling verdelen, dus iedere transistor is goed voor 5A, maar we hebben ook 6 basissen die elk zijn eigen basisstroom trekt uit de 2SD650. Per saldo blijft de versterkingsfactor van de 6 parallelle 2N3055 gelijk aan de versterkingsfactor van één 2N3055, dus ca 25 á 30. De gezamenlijke basisstroom die de 2SD650 moet leveren is dus 30A/25 = 1,2A.

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

Golden Member

Hi OhmPi,

Geen speld tussen te krijgen betreffende de basisstromen van de 2N3055 transitoren, jij hebt gelijk, het is 1,2 Ampere bij 30 Ampere uitgangsstroom. :-)

Mans kan nog een 2N3055 nemen zoals jij voorsteld met b.v. een BD139 daar weer voor, maar dan is een TIP uit de 140 serie toch makkelijker.

RAAF12
Die ongeveer berekening voor de rimperspanning over de buffer elco geld voor 50 Hertz netfrequentie, als je buiten Europa komt moet je met 50Hz rekening houden of in vliegtuigen met 400Hz. :-)

De berekening klopte iedere keer dat ik hem toepaste, meestal binnen 10%, wat ik goed genoeg vind.
Dit is afhankelijk onder meer van de nauwkeurigheid van de waarde van de buffer condensator en dit zijn nou niet direct precisie componenten.

Gegroet,
Blackdog

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

Golden Member

Dus dat stroombronnetje die de TL431 voed, heeft wel degelijk zin, ik heb dit ook gemeten, zie het topic maar, over mijn voedings ontwerp.

Vaak zie je dat de stuur electronica voorzien wordt van een aparte voeding met een 78xx of zo. Zijn er in het kort voor- nadelen te noemen om dat te doen tov de stroombron ?

Groeten, Bram

De jongere generatie loopt veel te vaak zijn PIC achterna.
RAAF12

Golden Member

code:

V[sub]ripple[/sub]

I(load)
= __________________ , Volts
f x C

Bij een brug die 100Hz rimpelspanning afgeeft zoals in het voorbeeld reken je daarom niet met een fripple=50Hz, zoals in jouw aanname.

edit
Hmm, de formule is niet goed is beeld, maar hopelijk is de bedoeling wel duidelijk <G>

blackdog

Golden Member

Hi RAAF12,

Uhm, 2x maal in 1 bericht op mijn gezicht gaan, de dementie treed in... *grin*

Twee scopes geven hier rond de 560mV aan voor 1-Ampere die ik met een stroombron uit een bufferelco trek, de elco die ik gebruik meet ongeveer 9700uF bij 1Khz.
Ik moet echt even hier iets aanpassen wat betreft handigheidjes.
Het is dus zoals je zegt 0,5V/ampere/50Hz.

Die vergeet ik voorlopig niet meer :-)

Gegroet,
Blackdog

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

Blackdog en Raaf12, volgens mij waren jullie het wel eens hoor.
Als de netfrequentie 50Hz is, heeft de rimpelspanning bij dubbelfasige gelijkrichting dus een frequentie van 100Hz.
Bij een erg laagOhmige trafo en 50Hz net geleiden de diodes een verwaarloosbare tijd en de elco wordt gedurende 10ms ontladen.
dV=Iout*t/C --> 1V/A
Als de diodes gedurende 5ms geleiden, meer richting praktijk, wordt de elco gedurende 5ms ontladen en kom je op 0,5V/A.
In de praktijk zul je meestal iets zien tussen 0,5 en 1 V/A.
Dit voor 50Hz en dubbelfasige gelijkrichting....

Groeten,
Bert

RAAF12

Golden Member

Ja, dat denk ook, in principe pak ik altijd een brugcel omdat de elco dan kleiner kan zijn (qua prijs en formaat) alleen als ik de geldpest heb koop ik een superluukse van Farnell, van een topmerk, geschikt voor grote rimpelstroom en nog niet in de tropen bij 50 graden continue gebruik een mensenleven meegaat <G>

Schimanski

Golden Member

Vanochtend de kerstboom neergezet en de lampjes erin, daarna ging de echtgenote aan de slag (die kan beter versieren dan ik) kan ik mooi de op- en aanmerkingen eens in het schema verwerken.

Gisteren nog wat zitten experimenteren met de stroombegrenzing, het ging nog niet naar mijn zin, en na het opblazen van een 2N3055 en darlington maar besloten terug te gaan naar een constant-current beveiliging.

Dit is het geworden.
http://www.uploadarchief.net/files/download/powersupply-13%2C8v%20-%20mk2-small.jpg

edit: n.a.v. opmerking MGP heb ik RLY2 aangepast, dient alleen voor foutindicatie niet meer voor opstart.

What, me worry? // Radiozendamateur - PA2HGJ // Stuff is the junk you keep -- Junk is the stuff you throw away // Tinkeo Ergo Sum

Plaats de zekering na de 5x0.15ohm weerstanden, beter voor de eindtransistoren.

Ga je met die crowbar die relaisschakeling nog gebruiken? volgens mij is dat niet meer nodig want veronderstel dat het relais is afgevallen door een of andere reden, dan zul je waarschijnlijk nog eens op de drukknop drukken om zeker te zijn ;)

LDmicro user.
RAAF12

Golden Member

Ziet er goed uit. Als je last van ratels krijgt ff wat C's over de diodes en/of trafo. Die harmonischen schijn je goed te kunnen zien op een spectrum analyser. Omdat je HF gaat voeden wellicht een spoel en extra C in de + aansluiting?

bprosman

Golden Member

@Mans,
Begrijp ik het goed dat de stroombegrenzing ingrijpt als er ca. 0.6/0.7 volt over de 5 x 0.15Ohm (0.03 Ohm)valt zodat dan de BC546 open gestuurd wordt ?
Wat voor basisweerstand heb je gebruikt voor de BC546 ?
De NTC's zijn die nodig primair ? Wat voor type gebruik je daar ?

Groeten, Bram

De jongere generatie loopt veel te vaak zijn PIC achterna.
Schimanski

Golden Member

De voeding is klaar, zie de foto's. Gisteren een duurtest met autolampen, 1 uur lang 20A. Kast (koelprofiel) wordt dan goed warm. Ik heb het niet gemeten, maar schat zo'n 45°C. Iedereen bedankt voor de input.

Dit is het uiteindelijke schema.
http://www.uploadarchief.net/files/download/powersupply-13%2C8v%20-%20mk3-1-small.jpg

Alles netjes in een kast. De 19" kast bevatte ooit een of ander apparaat. Ik heb hem ingekort tot 20x26cm. Onder de aansluitklemmen de 20A zekering. Als de uitgangsspanning afwezig is (b.v. zekering door) brandt de rode lamp.
http://www.uploadarchief.net/files/download/aanzicht-small.jpg

De binnenkant met de verschillende circuits. De weerstanden van de kortsluitbeveiliging zijn middels koperen strips (niet zichtbaar) verbonden.
http://www.uploadarchief.net/files/download/circuits-small.jpg

close-up van de aansluiting op het frontpaneel.
http://www.uploadarchief.net/files/download/close-up-mk3-small.jpg

What, me worry? // Radiozendamateur - PA2HGJ // Stuff is the junk you keep -- Junk is the stuff you throw away // Tinkeo Ergo Sum