Voeding wil niet naar 0A 0V

Zonder het schema uitputtend te bestuderen, vermoed ik dat het probleem er niet op staat. Wat voor meters gebruik je en hoe voed je die?

Alternatief is dat er iets staat te oscilleren, daar wijst het piepen ook op.

[Bericht gewijzigd door maartenbakker op maandag 8 juni 2015 15:26:28 (23%)]

De meters zijn gewone multimeters, die hebben hun eigen 9V blokje. In de testopstelling zijn de draden tussen de eind torren redelijk lang. Misschien is dat de oorzaak van de oscillatie. De Tip zit nog op het printje. Ik zal ze eens wat korter maken.

Het idee achter het schema,
U1 is de spanning sturing. Op de 3 way headers zitten de potmeters. De potmeters geven een spanning van 0-8V. De terugkoppeling zit na de torren.

U2 is de stroom opamp en vergelijkt de shunt spanning met de potmeter. als de stroom te veel is stuurt hij U4 aan om de stuurspanning van U1 naar beneden te trekken.

Ik weet dat bij dit schema de spanningsval over de shunt te zien is als spanningsval op de uitgang, maar bij 1A is dit maar 0.1V en daar kan ik mee leven.

Okay, ik dacht even aan inbouwmeters met een gemeenschappelijke voeding.

Lange draden zou een probleem kunnen zijn. Misschien kun je ook proberen het feedbacksignaal van een ontkoppelcondensatortje te voorzien.

Begrijp ik goed dat de stroom die je meet de kortsluitstroom is en dat je die meet door de meter in stroomstand over de uitgang te hangen?

Ja, ik heb gewoon de meter op ampère stand over de uitgang gehangen.

De draden heb ik nu zo kort mogelijk gemaakt, maar het piept nog steeds. Die ontkoppel condensator, moet die tussen de uitgang van de opamp en de negatieve ingang? en ik neem aan iets kleins ergens rond de 22pf?

Ik mis wel ontkoppel c'tjes aan de voeding van de opamps...

Oei, ja dat is een domme fout van mij. Ze zitten er nu tussen. Ook zitten er nu 100nF tussen de uitgang van de opamps en de feedback ingang. Het piepen is nu heel zachtjes, maar de stroom is nog steeds 0.4A. Met de scoop meet ik nog steeds oscillatie.

Hi,

Ik kan hier zoveel op gaan aanmerken dat ik dit niet ga doen...
Kijk bij de CO voeding, kijk bij mijn ontwerp van mijn voeding en kijk vooral in deze onderstaande documenten.

Links naar PDF bestanden met veel info over voedingen

www.bramcam.nl/NA/NA-01-PSU/HP-AN90A.pdf
www.bramcam.nl/NA/NA-01-PSU/HP-AN90B.pdf

En een schema van een HP voeding waar je hun systeem in vind, dat door de "Harrison Divison" eind 50 jaren van de vorige eeuw is uitgedacht.
Er is eigenlijk niet zoveel te vinden dat beter is dan dit system, behalve in wat speciale toepassingen.
Gebruik dit schema als uitgangspunt voor je eigen ontwerp.
NOOIT vergeet je ontkoppeling te tekenen, dat houd in dat je het ook gaat vergeten bij testen/ontwerpen!
Basis weerstanden vergeten? tussen basis en emittor hoort bijna altijd een weerstand, waarom, zoek dat maar op
www.bramcam.nl/NA/NA-01-PSU/3610-A-Manual.pdf

Succes met het ontwerpen, ik zie graag wat je gemaakt hebt.

Gegroet,
Blackdog

Meet eerst eens met een scoop en multimeter wat er gebeurd. Dan heb je de oorzaak zo gevonden. Meet de spanningval over de weerstanden als je stroom wilt weten. Belast de voeding bij meten. Als is het maar 5mA.

Als het oscilleert zie je dat zo en dan weet je gelijk of je metingen met de multimeter kloppen. Als er wat gilt gaan de meeste meters de mist in. Ik meet net 2V op een pin van een IC. Vreemd moest 4V zijn. Dus scoop er op en er bleek een 4V blokgolf te staan.

Volg de "logische" weg. Als voorbeeld: Wil je de spanning controleren dan meet je eerst op de potmeter. Een keer dicht en open. Is dat goed dan kijk je wat er op de ingang van de opamp gebeurd. Weer pot draaien. Alles goed? dan naar de uitgang van de opamp en zo tot je op de uitgang van de voeding bent. Dit met meter en scoop. En geen shortcuts door Ctjes weg te laten. Als dat zomaar kon hoeven ze er in het eindresultaat ook niet in. Zet iets van 10-15 ohm tussen de uitgangen van de opamp en basis van tor.

Het probleem lijkt me nogal voor de hand liggen: over U4 blijft altijd een paar honderd mV vallen in verzadiging, waardoor je het setpoint van die bovenste opamp nooit naar de ground krijgt. Daarnaast is het zeer waarschijnlijk dat de loop gain veel te groot is, aangezien de opamps geen lokale feedback hebben (condensatortje en/of weerstandje van de uitgang naar de inverterende ingang) om ze te temmen. Goed kans dat het geheel nu enorm staat te oscilleren.

Hallo,

Ik heb het schema even aangepast naar jullie tips. Waarvoor de basis emitter weerstand voor dient kon ik zo snel niet vinden, maar een van 10K of een van 150 ohm maakte niet veel verschil. In de datasheet van de TIP131 staat dat ze er al in zitten.

Als ik nu meet links van de R9, meet ik ongeveer 0.9V als de stroom pot 0V is. De + ingang is hoger dan de - ingang. Als ik de spanning over R9 deel door 10ohm kom ik op 2mA. En volgens de datasheet moet de ca3140 10mA kunnen sourcen.

Zie hier het vernieuwde schema.

Ik heb het schema bekeken uit je laatste link blackdog, en ik snap hoe het globaal in elkaar steekt, maar waar wat de functie is van alle componenten zie ik zo 123 nog niet.

De reden voor zelf ontwerpen en niet nabouwen is om onderdelen te gebruiken die ik hier al heb liggen, en omdat ik er zo het meest van leer.

[Update]
Ik denk dat de CE spanning tussen van U4 een probleem is. Ik denk dat hij de spanning niet helemaal naar 0 kan trekken. Misschien vervangen voor een MOSFET? Ik hoop dat ik nog zoiets heb liggen.
(Ik lees net je post sparky.)

Helaas, ik heb enkel nog van die ouderwetse fets. Ik zal eens een paar bestellen

Hi hardbass,

Zal ik er dan toch maar wat over zeggen...

Zoals altijd, zie ik in jouw ontwerp ook een aantal veel voorkomende ontwerpfouten, maar daar ging je van leren heb ik begrepen

Je hebt twee dikke transitoren gebruikt die nu goed parallel staan, hulde!

Maar heb je echt een TIP 131 nodig om deze aan te sturen?
Je uitgangspunt is 1 Ampere uitgangs stroom, dat is 0,5 Ampere per transitor, dat is verder mooi.

Laten we nu eens een ongunstig uitgangspunt nemen, de twee powertransistoren samen een Hfe van 100x.
Dan heb je dus ongeveer 1000mA/100 is 10mA basis stroom nodig voor deze powertransitoren.
Is er dus een rede om een TIP131 daar te plaatsen, NEE.
Waarom niet, behalve dan, dat het wat stroom betreft niet nodig is.
De traagheid van deze transitor de TIP131, het verkleint de fase ruimte van de control loop.
Een BD139 is hier beter op zijn plaats.

Dat voorkomen van genreren, heb jij nu heel "handig" opgelost door de voeding "dood" te compenseren,
de oorzaak is de 100nF over de opamp, van pin-2 naar pin-6.
Dat is dus een van de veel voorkomende fouten die ik vaak op fora en bij het zoeken naar voedings schema's tegenkom.
Dat is dus de verkeerde manier, de voeding is hierdoor misschien wel stabiel maar zo traag dat hij niet goed op belasting variaties kan reageren.
En dan heb ik het nog niet gehad over de effect als de loper van R2 richting ground gaat.
Dan belast je de opamp met 100nF, vind hij heel leuk

Ook je stroomloop is geen beaty, dit is ook standaard verkeert gekozen,
de stroomloop zit binnen je spannings loop.
Dit geeft weer te veel fase verschuiving en is hierdoor weer niet stabiel.
Ook nu kan je hier met dikke condensatoren gaan werken, wat je ook doet met C9 van 100nF.

Ik adviseer je echt, om de documenten goed te lezen die ik aangaf.
Dat is niet voor de belemmering van je ontwikkeling *grin*
Een paar fouten maken is goed, zoals je zelf aangeeft, om van te leren, maar meer als een paar...

Ik weet maar al te goed om de drift te hebben om iets zelf te bouwen,
het is er bij mij nog steeds niet uitgesleten!

Het gaat niet om het nabouwen van de HP voeding, het gaat er om, waarom bepaalde keuzes zijn gemaakt,
je dus de kennis opdoet, om er later je eigen draai aan te geven.

Dus je bouwd als voorbeeld de HP voeding na, en past hem dan zo aan dat je hem kan aansturen met een Arduino.
Maar dan moet je dus eerst weten hoe de schakeling echt werkt!
Pas daarna kan je dit soort aanpassingen doen en succes behalen.
Dan wordt je er nog trotser op, wat je hebt bereikt

Iets gaan bouwen omdat je bepaalde onderdelen hebt liggen, maar nog geen kennis hebt of deze wel samen goed te gebruiken zijn, is vragen om problemen.
Maar het is jouw feestje, ik ben iemand die even door het raam naar binnen kijkt

Gegroet,
Blackdog

Punt U4 kan je beter ook verplaatsen naar achter de spannings op-amp en dan achter de weerstand zodat je daar mooi de basis van stuur tor naar massa kan trekken. Nu komt die weerstand daar mooi uit.

Of je gebruikt de shutdown-pin van U1, daar heeft blackdog indirekt ook naar verwezen .

Haha, ik moet eerlijk toegeven dat ik aan het begin van een project altijd erg enthousiast ben en meteen graag wil beginnen. Meestal valt het dan halverwege toch wat tegen.

Hoe dan ook, ik geef voorlopig nog niet op.
Naast dat ik de tips heb verwerkt in het schema heb ik nog een ding veranderd. De shunt zit nu binnen de feedback loop om toch die 0.1V op te vangen. Daarnaast heb ik nu ook mooi een 0-8V referentie voor de stroom meting die er later nog bij komt.

U11 is de spanning opamp, dit werkt nog steeds hetzelfde. De stroom regeling is nu veranderd. U10 moet een verschil versterker voorstellen. Deze geeft nu 0-8V aan de uitgang, afhankelijk van de stroom. U2 vergelijkt deze spanning met de stroom instelling en regelt eventueel bij.

De tips die ik heb verwerkt in het nieuwe schema,
Er staan nu 10ohm weerstanden achter de opamps.
De TIP131 is nu een BD139 geworden.
De 100nF in de feedback is nu een 10pF parallel aan een 1M. (Wat dit precies moet wezen weet ik nog niet, maar ik denk dat ik dat wel ga vinden in de documenten van blackdog)
De stroom loop stuurt nu bij door pin8 omlaag te trekken. Volgens de datasheet zou dit de strobe pin moeten zijn en zorgt deze voor de grootste versterking van de opamp.

De documenten ben ik mee begonnen, maar ik moet ook eerlijk toegeven dat ik niet zoon lezer ben.

Hoe dan ook, hier is het vernieuwde schema.

R18 kan vervallen.
Knoop pen3 van U10 (+ ingang) via 2 weerstanden van bijv 1kΩ naar de emittors van U3 en U8. Overbrug R18, dwz R18 wordt 0Ω.
Nu klopt de versterking van U10 niet meer. Die moet nu 2x zo hoog worden. Je kunt parallel aan R19 nog een weerstand van 10k hangen of R20 verhogen tot 1600kΩ of een extra weerstand van 10kΩ tussen de VDD en de plus-kant van R1 monteren.

R18 zie ik liever niet, want die veroorzaakt (zeker bij hogere stromen) een extra spanningsval. Deze extra spanning kan je misschien net nodig hebben als je de voeding gebruikt bij een hoge stroom en hoge uitgangsspanning.

Hi hardbass,

Iets om over na te denken...

Je brengt R3 aan en C1, ik heb het niet over hun waarde.
Leg eens uit hoe dit gaat werken?

Een tip...
Wat is de uitgangsimpedantie van een opamp?

Gegroet,
Blackdog

@Blackdog: R3 en C1 zitten niet aan de ground, maar tussen de uitgang en inverterende ingang van die opamp, ik denk dat je je daarin hebt vergist. In de huidige vorm hebben ze m.i. best wat nut, om die opamp wat te temmen.

Ik zou me wel wat zorgen maken over het verzadigen van U2, en de tijd die dat ding nodig heeft om daarvan te herstellen. Vergis je daar niet in; een opamp met een gain-bandwidth van 50MHz kan zomaar een paar milliseconden werk hebben, in het slechtste geval.

Hi SparkyGSX,

Kijk nog een goed naar de schakeling...
Hou kan de linker opamp nu tegenkoppeling krijgen naar de -ingang?
Deze -ingang hangt direct aan de uitgang van U10, en wat is de impedantie daar nu van?

Gegroet,
Blackdog

Aha, ik zie het nu pas.
Het was inderdaad bedoeld om de opamp te "temmen", maar dat gaat zo niets worden natuurlijk.

Het schema is weer veranderd,
Het werkt nu goed, behalve de stroom regeling. Zodra de stroom regeling inschakelt gaat hij oscilleren. Het probleem is alleen als ik R3 kleiner maak zodat het oscilleren weg gaat, werkt de regeling niet meer.

[Bericht gewijzigd door hardbass op woensdag 10 juni 2015 17:46:45 (20%)]

R9 en D1 kunnen weg.

Hallo,

Ik ben weer bezig met deze voeding, ik hoop het toch wel werkend te krijgen. De voeding bestaat nu uit het laatste schema maar dan zonder R9 en D1.

Helaas heeft hij nog steeds last van oscillatie zodra de stroom begrenzing inschakelt. Ik denk dat het te maken heeft met de 2 op-amps die achter elkaar staan. Zodra ik de feedback weerstanden gebruik dempt de oscillatie, maar klopt natuurlijk ook de instelling niet meer.

Weer een nieuw vreemd verschijnsel. Als ik de basis van de BD139 laag maak geeft de uitgang 1.8V? Pas als ik de basis van de power torren aan gnd knoop wordt de uitgang 0V. (Blijkbaar staat er spanning op de - ingang van U11 Als ik U11 verwijder is de spanning op r21 0V) Denk dat die dood is, na vervangen werkt het weer

Iemand suggesties?

C1 vergroten?

Dat is volgens blackdog niet de manier, de voeding wordt dan traag.

@Henry,
Volgens mij werkt het niet zonder die diode. Als de spanning op 15V staat en de stroom op 1A komt er toch een hogere spanning uit.

[Bericht gewijzigd door hardbass op dinsdag 16 juni 2015 21:50:53 (52%)]

Hi hardbass,

Je hebt het nog niet helemaal begrepen...
Is niet erg maar ga het je niet helemaal uitleggen.
Er komen wel wat tips om je weer in de rails te krijgen.

Je hebt nu in het schema R4 aangebracht, mooi, maar dan werk het nog steeds niet goed,
want dat is niet voldoende als aanpassing om het stabiel te maken.
De rede dat je dit niet begrijpt is omdat je de documentatie waarnaar ik je heb verwezen,
niet goed genoeg hebt gelezen/begrepen

Mooi, waardoor wordt de stabiliteit van een opamp nu door bepaald...
Dat is de fase ruimte bij het punt waarop de loopgain van een opamp "0" dB is geworden, gemiddeld is dit ongeveer 60 graden.
Dit is een plaatje waarbij je kan zien dat de fase ruimte niet stabiel is, het is ondermeer afhankelijk van de voedings spanning van de opamp.

Nu heb jij twee opamps in serie staan, U2 en U10 met een hoge versterking, U2 = 100X!
dit dan nog samen met de fase die de uitganstrap opleverd is vragen op problemen.
De strobe ingang is een emittorvolger naar de BD139 toe en heeft geen gain maar wel weer extra fase verschuiving.
Voor een stabiele voeding heb je zowel voor het U als het I deel minstens 60 graden fase ruimte nodig.

Deze schakeling gaat, ook al wil jij het nog zo graag, niet stabiel worden met goede regel eigenschappen.
Uiteindelijk ga je dit kapot compenseren zoals ik in het begin al aangaf, dan is hij meestal stabiel maar het blijft dan een slechte voeding daar hij dan niet meer goed reageert op veranderingen...

De Harrison opset blijft voor een eenvoudige voeding toch de beste schakeling.
Succes er verder mee.

Gegroet,
Blackdog