Circuits Online Voeding 2016

@HmH
Emitter weerstanden heb je altijd, als was het maar omdat die ook gebruikt worden als shunt, hoe meer torren je parallel zet des te meer emitter weerstanden je parallel krijgt.

Het aantal torren kost je hoe dan ook GEEN extra energie / spanning.

Als je jouw 42V 10A trafo gaat gebruiken kom je hoe dan ook niet hoger dan 53V bij 6A.

Bij die spanning ... zou ik al snel vier a vijf eindtorren parallel gebruiken.
En dan nog kom je flink wat aan het aanpassen.

daar heb je wel een punt... Waarom is het allemaal zo ROESTIG??
ik wordt gek van mijn eigen kennis die ik had en nu wel mis...
probleem is wel dat je de emitter weerstanden geen stroommeting kan doen, of je moet ze optellen.

Ik zou er eerder 3 of zelfs 4 nemen, om de warmte goed te kunnen spreiden en de thermische weerstanden lager te kunnen maken, al zijn ze daar wel een beetje prijzig voor.

Even snel rekenen: met een omgevingstemperatuur van 25 graden en een toelaatbare junctie temperatuur van 100 graden heb je 75 graden voor de overdracht.

De thermische weerstand junction to case is 0.32K/W. Met thermische pasta ertussen op een heatsink is nog eens 0.25K/W (voor een TO-264), en een redelijk fors koelblok met fans doet ook ongeveer 0.2K/W. Dat geeft samen 0.77K/W, dus daarmee zou je 97W kunnen stoken.

Als je meerdere torren op dezelfde heatsink gaat zetten, wordt het iets ingewikkelder. De thermische weerstand in de torren en de overdracht naar de heatsink zijn weerstanden die parallel staan, dus dat wordt (0.32 + 0.25)/2 + 0.2 ~= 0.49W/K, dus voor 75K verschil wordt dat 155W. Met 4 transistors kom je op 220W.

Nu kun je de junctie temperatuur nog wat hoger laten worden, en/of een grotere heatsink kiezen.

Met deze heatsink: http://nl.rs-online.com/web/p/heatsinks/6920672/ en 4 torren zou je op (0.32 + 0.25)/4 + 0.12 ~= 0.27K/W uitkomen, en bij 400W dus 105 graden boven de omgevingstemperatuur, dus ongeveer 130 graden op een warme dag.

Als je goed naar de grafiekjes in de (nogal beknopte) datasheet kijkt: http://docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/0f92/0900766b80f92432…
zie je dat je DC zo'n 250-270W zou mogen verstoken, en dat is waarschijnlijk bij een junctie temperatuur van 25C. Over het algemeen moet je zo'n tor lineair deraten van 25C tot de maximale junctie temperatuur, hier dus 150C. Dat is dus over een bereik van 125C, en geeft dus een derating van ongeveer 2W/C. Op 130C zouden ze dus nog 20C * 2W = 40W mogen opstoken; met 100W per tor gaat dat dus riant fout.

Je ziet dat het niet bepaald eenvoudig is om zoveel vermogen weg te stoken. Voor 400W heb je echt een groot koelblok nodig, een groter aantal transistors, en goede montage om de temperaturen laag genoeg te kunnen houden.

De spanning over de emitterweerstanden optellen is triviaal: gewoon via een stel weerstanden van 1k of zo aan elkaar maken.

Dat is totaal geen probleem.
In de CO-voeding 2016 is dat al opgelost voor twee transistoren en hun emittorweerstanden. Op het knooppunt van R7, R8 en R13 staat de gemiddelde spanning die over de emittorweerstanden valt. De totale stroom is dus deze spanning x 2 / 0,33 A. Het is x 2 want je hebt twee emittorweerstanden.

stom, gewoon een basis summing amplifier met een buffertrapje..
basis op-amp techniek..

Niet eens, die opamp heeft geen feedback, het is gewoon optellen met eer weerstandsnetwerkje.

als je kijkt naar hoe dat werkt met de som versterker op de op-amp is dat feitelijk ook niets meer dan een buffertje en een weerstandnetwerkje.

Als je daar de feedback NIET legt, loopt hij tegen zijn rails en wordt eht een comperator. End at is hier voor de stroom begrenzing ook EXACT het doel.

[Bericht gewijzigd door High met Henk op woensdag 20 januari 2016 23:31:14 (11%)

Hi,

Heb even wat tijd om opmerkingen te maken...
Denk wel goed na en bereken alles en doe geen aannames...
Dat mag natuurlijk wel allemaal maar doe mij en andere dan een lol, overbelast de voeding een aantal keren flink
en laat een camera meelopen dan kunnen wij er ook van geneten *grin*

Ik zie lekkere spanningen en stromen voorbij komen voor de CO voeding.
Ik heb er aan gemeten, aan de CO-2016 voeding en weet welke variabelen er allemaal meespelen.
Mijn indruk is dat er te simpel over gedacht word!

Denk nu eens na over b.v. een trafo van ruim 40 volt bij ook nog eens 10 Ampere of meer.
Wat voor piekvermogen denk je dat die trafo kan leveren voor zeg 10 seconde, ik denk zeker 2KW.

Er moet dus een goede stroombegrensing komen voor de stroomloop ingrijpt, dus een transitor die de spanning meet over de emittor weerstand.
Dit moet allemaal goed geschaald worden, deze transitor mag onder de normale max. stroom waarde voeding voor gebouwd is,
niets doen, maar zeg bij 20 a 50% grotere stroom moet hij ingrijpen.

Een klein koelelement met twee ventilatoren, ik weet het nog niet,
als het aluminium te dun is (lokale hotspot) heb je toch kans dat de chip temperatuur te hoog wordt bij overload condities.

Zuinigheid wat transitoren/koeling betreft gaat je altijd bezuren, just my 2 cent's

Oja, hou er rekening mee dat transitoren nog meer specs hebben dan hFE, vermogen en thermische weerstand.
De MAG6332 heeft ook een hoge Ft, hoe ga je dat met de bedrading oplossen om dit stabiel te houden?

Gegroet,
Blackdog

Neem je hetzelf niet kwalijk HmH, ik weet ook hoe het voelt
Kennis die er was kwijt zijn en als je geholpen wordt een stom gevoel krijgen van hoe kan ik dat nauw niet gezien hebben of paraat hebben.

Worden aardig specs die je van plan bent. Een bijkomend voordeel van meerdere power transistors parallel is een lagere Ri.

kijk eens naar het schema van blackdog. Hij maakt gebruik van een thyristor schakeling welke de afvlak condensator oplaad zover nodig is. Hierdoor kan je ook al een stukje besparen op het vermogen over de transistors bij kortsluiting maar ook in het lage voedings gebied.
Bij kortsluiting word de uitgang 0V en zal hierdoor de afvlak condensator niet meer zo vol geladen worden. Je houdt natuurlijk wel even de piek welke uit de geladen condensator komt.

@blackdog
Ben benieuwd naar je bevindingen. Kan begrijpen dat je eerst Sine en MAH de gelegenheid wilt geven om eventuele aanpassingen te maken.
Zover ik uit je reactie kan opmaken is de toevoeging van de stroom beperkings transistor een aanrader, vooral bij een zwaardere uitvoering.

[Bericht gewijzigd door MdBruin op woensdag 20 januari 2016 23:53:04 (16%)

Hi Blackdog, Dat wat die F_T betreft weet ik, maar ik tast op het ogenblik in het duister hoe hoog/laag ik me die frequentie mot vorstellen....

Ik denk dat je vooral dan moet kijken hoe snel kan de opamp schakelen. De transistor zal dit minimaal bij kunnen houden. Het liefst wat ruimer genomen.

Ik denk juist niet, als ik op Blackdog af ga.
Bedenk overigens bovendien, dat die doorlaat tor onderdeel is van een operationeel versterker systeem. De uitgangsspanning zit aan de inverterende ingang en de referentie aan de niet-inverterende. Dat er slechts één transistor in de uitgang zit kan alleen in het feit dat er geen spanning aan de andere zijde van de massa hoeft te worden afgegeven. Als je de eindtrap ook symmetrisch uitvoert, bouw je een operationele 'powersupply/amplifier'.
Zie bijvoorbeeld het HP DC-Powersupply Handbook (AN90A)

Hi,

Het is voor de regelloops beter als de transitoren sneller zijn.
Hoe minder vertraging er in de Powersectie optreed, des te stabieler wordt de loop.

Waar ik het over heb is lokaal rond de snelle power transitoren zoals de MAG series of andere snelle power jongens.
Je zal de bedrading echt netjes/kort moeten houden en waarschijnlijk aan de collector zijde nog een Low ESR elco naar een goed massa punt.
Voor de indruk, denk aan een 80-Meter zender met 40 wat output hoe zou de transitor in die eindtrap zijn aangesloten, met 10cm lange draden?
Ik zeg niet dat het direct zal gaan genereren met de MAG of andere snelle transitoren, maar hou er rekening mee.
Omdat de LM324 zo traag is als een slak op een teerton, betekend niet dat de rest daarom ook stabiel is als je afwijkt van het ontwerp.
Is dit een dingetje van dit CO ontwerp, nop, bij alle voedingen

Nog een puntje, de elco aan de uitgang wordt een stuk groter, denk dan aan 470 tot 1000uF voor meer dan 10-Ampere.
En dit zijn helemaal geen hoge waarden

Denk ook om de koeling van je emittor weerstanden, mooier is de TO220 of andere modellen die lage inductie hebben en een redelijk vermogen.
Als je de voeding als goede stroombron wilt gebruiken zullen je emittor weerstanden ook stabiel moeten zijn,
dan is een TO220 versie of een grotere behuizing toch wel handig, daar al aan gedacht?
De ingestelde stroom hangt af van de referentie spanning (7805) en de spanningsval over de emittor weerstanden.

Gegroet,
Blackdog

Ha Blackdogm

Zou het zin hebben in de emitterleiding van de doorlaat transistor en in de feed-back loop (spannigsdeler van de uitgangsspanning) ferriet kraaltjes aan te brengen of is dat erger dan de kwaal?
In de tijd dat ik echt met elektronica bezig was, werden die dingen nog niet gebruikt. Zodoende heb ik daar weinig weet van.

De tip van die TO220 weerstanden is mooi. Weer zoiets van ná mijn actieve tijd...

[Bericht gewijzigd door Tidak Ada op donderdag 21 januari 2016 10:45:05 (11%)

Hi Tidac Ada,

Mijn ervaring is dat je voro ieder setje transitoren van een type dit moet testen.

Bij de TIP140 series en de BDW is meestal de basisweerstand voldoende.
Ik kan alleen zeggen dat je er op moet testen of de transistoren zich gedragen.
De TIP en DE BDW zijn in verhouding trage transitoren,
de MAR en de door mij gebruikte transitoren in mijn ontwerp 30 tot 40x sneller.

Dat houd dan in, dat je daar wat bedrading en ontkoppeling rekening mee moet houden.
Soms helpen ferriet kralen uitstekend, in meerdere HP ontwerpen zie je ferriet kraaltjes toegepast rond de stuurtor.
Ik kan alleen zeggen dat je er rekeing mee moet houden, dat het op een bepaald punt kan gaan genereren.

Als men zich houd aan de opstelling zoals ik heb gemaakt voor het testen, korte bedrading naar de TIP transitoren,
korte bedrading naar de uitgang, positie van de trafo goed kiezen dan krijg je een voeding die erg weinig prut aan de uitgang geeft.
Denk dan onder vollast (hier was dit 1,7 Ampere) aan <25uV bij 80Khz bandbreedte. <= nee dit is geen typefout.
De prut uit de voeding is vrijwel niet afhankelijk van de belasting.

Gegroet,
Blackdog

Met de basis weerstand i.c.m. de TIP140 serie, doel je dan op een bepaalde weerstand welke er minimaal aan moet hangen of dat de basis op de juiste manier wordt opengestuurd (juiste spanning met voldoende stroom om de Ic stroom vrij te kunnen laten stromen)?

Tevens heb je het erover dat de uitgangs bedrading zo kort mogelijk moet zijn, nu zijn aansluitingen op de zijkant van de behuizing niet echt ideaal. Is het een probleem als je door het ontwerp de bekabeling naar de potentiometers langer maakt?
Tweede vraag hierover, hoe reageert de schakeling op langere aansluit bekabeling (doel op de verbinding tussen de voeding en het te voeden schakeling). Heeft dit invloed op de stabiliteit of zorgen de condensatoren op de aansluitbussen voor de stabiliteit?

Bij jouw opbouw mis ik de diode over de uitgang, bewuste keuze of is deze in het nieuwere ontwerp weggelaten?

Hi,

De basiweerstand heeft twee redenen voor de Darlington.
De eerste is het stabiel houden van de emittorvolger schakeling.
De emittorvolger staat er om bekend bij capacitieve belasting aan de emittor, deze graag genereerd op een hoge frequentie.
De basis weerstand is een bekende manier om de "Q" uit het geheel te halen.
Dit kan ook met een weerstand op een andere plek maar de basis is vaak de gunstigste aansluiting hiervoor.

De tweede functie is de stroombegrensing en dat werkt samen met de beschikbare stroom uit de stroombron en de hFE van de Darlingtons.

Hier twee foto's van wat de extra stroombegrensig transistor doet in mijn voedings ontwerp.
Je kan hieronder zien dat de stroomloop 5uSec nodig heeft, bij een in verhouding snelle opamp en optimale compensatie.
18 Ampere dus, als de voeding op 5-Ampere was ingesteld.

Bij MIJN voedings ontwerp zonder extra beveiliging.

Dit is de piekstroom door één transitor met een goed ingestelde piekstroom beveiliging.
"A Beauty" max 20% meer stroom dat er kan gaan lopen, dus inherent kortsluitvast!

Met de opgegeven waarden van de nieuwe CO voeding is het minder extreem dan mijn piekstroom zonder piekstroom beveiliging.
Maar vooral voor de jongens die direct weer denken dat ze 5 Ampere of meer nodig hebben zou ik het wel weten.

Voor de duidlelijkheid, wat jullie zien als mijn testopstelling heb ik zo gemaakt dat het "redelijk" snel te maken was,
en ik er makkelijk en betrouwbaar aan kan meten, het is geen bouwvoorschrift ondanks dat ik er aandacht aan heb besteed.
Ik hou niet zo van los op tafel liggende test schakelingen, geeft op allerlij manieren te veel gesodemieter

De opmerkingen over de bedrading gaan natuulijk voornamelijk over de bedrading vanaf de print naar de uitgangs klemmen.
De potmeters mogen van mij langer bedraad worden en ik zou hiervoor symetrische microfoon kabel nemen,
die ik hier in een dunne versie heb liggen.
De potmeter bedrading mag niet bij de trafo, buffer elco, uitgangsklemmen komen, overal waar veel stroom loopt hou je deze bedrading weg!
Het lage brom en ruis niveau van deze voeding kan alleen als je goede bouwwijze respecteerd en nadenkt over de bekabeling.
Allerlei bedrading bij elkaar knopen met een Tyrap is absoluut niet netjes bouwen.

Ik heb de positie van de trafo's t.o.v. de print en de potmeters met een oppikspoeltje en de scoop bepaald.
Kijk je naar mijn foto van de testopstelling, dan is het duidelijk aan welke kant de trafo het minst straald,
dit hoeven jullie voor de stuurtrafo en de Powertrafo van deze types niet meer uit te zoeken.

Ik vind het wel zinnig om daar onderzoek naar te doen, dit kan dus met een scoop en een spoeltje,
maar ook met een microfoon ingang en een spoeltje, zo min mogelijk brom, dat moet naar de gevoelige onderdelen wijzen.
In de goed audio apparatuur zag je binnen in ook altijd de trafo in een vreemde positie staan, daarom dus

Alle AC bekabeling getwist!!!
De bekabeling vanaf de buffer elco als deze wat langer is, getwist, kijk maar naar mijn foto's.

De diode over de uitgang
Ik zo zeggen, dat moet je doen, ik heb hier de 1,7-Ampere versie van de voeding getest, en dan denk ik aan minimaal een 1N5407.
Voor de grotere stromen versies zal je een 6 Ampere diode of nog groter moeten nemen.
Ik zou hem direct over de klemmen solderen, vooral voor de gene die strond eigenwijs zijn en accu's gaan laden zonder serie diode,
ja dat zijn er erg veel die dit doen!

Alles wat ik meet houd op bij de aansluitklemmen!
Bij kleine stromen is het niet zo belangrijk maar bij stomen vanaf 2-Ampere zou ik de bekabeling naar mijn te voeden object twisten.
Ik denk altijd na over dit soort zaken, laad ik een accu, dan zal ik dit niet snel doen, maar bij gevoelige electronica wel.
Zorg voor goede van voldoende dikte aansluitkabels, ik gebruik meestal Hirschmann aansluitsnoeren van 0,5M en 1M.
Direct bij het te voeden object komt natuurlijk ook een elco van een redelijke waarde.
De elco in de voeding houd de voeding stabiel en kan niet je te voeden object van een lage Ri voorzien door je aansluit kabels.
Deze hebben te veel inductie en Ri hiervoor.

Hoe meer je er voor zorgt dat de variaties bij de bron worden opgevangen (elco's in/bij het te voeden object) des te beter werkt de voeding.
Dit geld voor bijna alle electronica.
Als je met 15cm lange draden vanaf de buffer elco's komt naar de eindtransitoren van een versterker,
dan zal je bij die eindtransistoren ook zeker 470 a 1000uF moeten plaatsen.

Zoals bij bijna alles, gewoon gezond verstand gebruiken!

Oja, een ringkern heeft een lager strooiveld dan een "normale" trafo, dit betekend niet dat je de ringkern tegen je print aan mag gaan monteren.
Van mij mag het, ga je gang, het is jouw voeding, maar het getuigt niet van gezond verstand

Toedels,
Bram

houd jullie op de hoogte, zal een mooi blokje alu frezen voor die torren....

maar als ik dus 4 van die MBR beesten parallel zet beni k een heel eind.
voor 2 stuks heb ik er dus 8 nodig....

Op 21 januari 2016 22:01:01 schreef blackdog:
[....]
De basiweerstand heeft twee redenen voor de Darlington.
De eerste is het stabiel houden van de emittorvolger schakeling.
De emittorvolger staat er om bekend bij capacitieve belasting aan de emittor, deze graag genereerd op een hoge frequentie.
De basis weerstand is een bekende manier om de "Q" uit het geheel te halen.
Dit kan ook met een weerstand op een andere plek maar de basis is vaak de gunstigste aansluiting hiervoor.

De tweede functie is de stroombegrensing en dat werkt samen met de beschikbare stroom uit de stroombron en de hFE van de Darlingtons.
[....]

Die weerstand dient toch ook nog om de verschillen in V_BE te egaliseren??

Op 21 januari 2016 22:24:48 schreef High met Henk:
houd jullie op de hoogte, zal een mooi blokje alu frezen voor die torren....

maar als ik dus 4 van die MBR beesten parallel zet beni k een heel eind.
voor 2 stuks heb ik er dus 8 nodig....

Twee van die monsters ook nog, overkill is ook kill

Houdt er rekening mee dat dat niet een plak en klaar constructie is, je zult dan nog een stuurtor moeten toevoegen om er iets in de richtng van een darlington van te maken.

Ik zou eerder voor een stapel TIP140's in parallel gaan in plaats van een kleiner aantal dikkere torren. Je komt aan het rekenen aan de emitter weerstanden, en als je dat toch aan het doen bent is de tip van blackdog over die extra stroombegrenzings-tor er eentje om rekening mee te houden. Anders kon het wel eens zijn dat bij de eerste harde sluiting de dakjes van je torren vliegen.

Plus dat je de voeding zelf aan het aanpassen komt. (stroombron, weerstanden in de uitgangen van de opamps, misschien basisweerstanden, misschien compensatie)
Het kan, maar ben bereid wat te moeten experimenteren.

Op 21 januari 2016 23:38:28 schreef Tidak Ada:
[...] Die weerstand dient toch ook nog om de verschillen in V_BE te egaliseren??

Ook, maar de emitter weerstanden doen daar meer aan mee.

[Bericht gewijzigd door Sine op vrijdag 22 januari 2016 00:07:15 (10%)

Morge,

Wat Sine al zegt, de bais weerstand doet voor de vereffening van de stroom in verhouding maar weinig.
Ik vond de 470 Ohm wat aan de ruime kant voor de basis weerstand bij de eerste blik op het schema,
deze hogere waarde is voor het stil houden van de Darlington niet nodig.
Maar het helpt mee de piekstroom bij kortsluiting wat te beperken doordat er dan wat meer spanning over deze weerstand valt.

Ik ben ook van menig voor een erg dikke voeding dat je dan meer TIP's uit de 140 serie zou gaan gebruiken.
Hierdoor kan je de warmte goed verdelen op je koelblok.

Gegroet,
Blackdog

Had ik moeten weten
Onwillekeurig misleid door het verhaal over die zelfinductie (Ik heb ooit zelfinductiearme emitter weerstanden laten maken van 0,05Ω voor de stroom monitoring). Dat was een duur grapje.

Krijg je bij het plaatsen van meerdere power transistoren niet op een gegeven moment een probleem dat de stroombron te weinig stroom levert en je dan generatie verschijnselen krijgt?

Verder op de basis weerstand (merk dat ik nog wat kennis hierover mis maar heb wel weer wat mooie zoek termen). Is die te berekenen met bepaalde factoren of is het een kwestie van uitproberen. Heb hier helaas geen oscilloscope dus het wordt voor mij helaas al snel lastig.

Hi,

Em emittorvolger generatie verschijnselen te voorkomen zal je in minstens een van de drie poorten van een transitor een inductie arme weerstand moeten opnemen.
Een gewone weerstand, kool of metaalfilm van 47 tot 1K in de basis van een Darlington is bijna altijd voldoende en het meest toegepast.

Het gewoon maar 6 a 8 Darlingtons plaatsen zonder er aan te rekenen hoeveel basisstroom er nodig is, getuigt niet van boeren verstand

CO presenteerd hier een schema/bouwpakket voor max. 5-Ampere voeding en als iemand een 25 Ampere versie wilt en denkt ik hoef alleen een grotere trafo, brugcel, koeling te nemen, neemt zichzelf in de maling!

Gegroet,
Blackdog

Was gewoon een vraagje he blackdog, meer in de trend van om meer te weten wat nu de generatie verschijnselen veroorzaken.

Bedankt voor de waardes, sla ze gelijk op. De stroombron is relatief makkelijk hier op aan te passen om een weerstand in dit bereik te kunnen kiezen.

Zo te lezen hoef ik voor mijn voeding niet veel aan te passen, alleen de instelling van de stroombeperking naar 2A en mogelijk de spannings instelling verlagen als ik voor een 15V versie ga.