Delta voeding revisie & reparatie tips

Bij oude elektronica zijn elco's de eerste keuze als je toch preventief wil vervangen.

Waarbij het vaak om de kleine elco's gaat van 10µF, 22µF die relatief goedkoop zijn, de grote jongens van 2200µF en meer zijn vaak nog prima. De Delta met thyristor voorregeling is hierop een uitzondering, daar worden ook de 4 grote elco's zwaar belast. Ik heb ze in mijn Delta dan ook alle 4 vervangen door F&T elco's, en ja dat kost geld.

Een paar posts terug kwam de moderne EST 150 labvoeding van Delta Elektronika ter sprake. Ik zei dat ik die wel eens zou willen zien, en Roland van Leusden heeft er een....

Roland is bij mij langs geweest, en we hebben een oude Delta E030-1, zijn nieuwe Delta EST 150, en zijn Chinese LW-305KD vergeleken en gemeten.

De resultaten post ik in een apart topic: Meten aan Delta EST 150 labvoeding

groet, Gertjan.

Waarschijnlijk is hij al ergens aan bod geweest ...

Maar voor wie hem gemist heeft, een kijkje in de keuken van delta.

https://www.youtube.com/watch?v=hs9QgFEI3Wc

Dus eigenlijk zegt het filmpje , het zijn topproducten omdat we er niemand meer met zn vingers aan laten zitten

Vorderingen met mijn D050-10.
Thyristors getest op curve tracer. Ze schakelden ongeveer bij dezelfde gatespanning, maar bij eentje bleek de interne weerstand (ca. 75 Ω) onderbroken te zijn; misschien was er dus wel meer aan de hand ook. Ik heb er nu 2 stuks BT152-800 ingezet. De golfvormen zijn nu een heel stuk beter symmetrisch, zij het nog steeds niet zo perfect als ik gedacht had. Ik heb de kortsluitstroom opgevoerd tot zowat het maximum zonder dat aan de primaire stroompulsen uit de hand liepen. Dit is wat mij betreft nu in orde.
Vervolgens dacht ik ook "even" rimpel te meten bij normale belasting met lampje 12V/21W dat voor het grijpen lag. Helaas, er bleek oscillatie op te treden (ca. 30 kHz) van tientallen mV op de uitgang, toenemend naarmate de stroombegrenzing (als die al niet meer actief zou moeten zijn) hoger werd ingesteld. Kennelijk grijpt de stroombegrenzing steeds in omdat de spanningsregeling te heftig werkt. Was ook te zien aan de basisspanningen op de spanningscomparator, oscillatierimpel wel meer dan 1 V pp.
Toevallig kwam ik er achter dat de kortsluitstrip tussen S+ en + geen goed contact maakte (stukje dubbelzijdig verkoperd printplaat, knap gecorrodeerd). Met een goede strip ertussen was de oscillatie weg! (De strip tussen S- en - had geen invloed.) Pas nog later kreeg ik in de gaten dat condensator C23 (500uF/70V) ontbrak en zo te zien ook nooit aanwezig was geweest. Op het schema (vanaf S/N 8117) is C23 aangesloten tussen de klemmen 1 en 6 achterzijde, die bedraad zijn naar S- en S+ op de voorzijde. Met zo'n condensator daar aangesloten (en kortsluitstrips open) blijkt de oscillatie ook niet geheel verdwenen. Weet iemand of C23 later is toegevoegd aan het schema?
Bij open strips zijn de 47R weerstanden tussen S+ en + en tussen S- en - nogal stroomvoerend. Vrijwel dezelfde stroom moet door beide weerstanden. Bij uitgangsspanning 12 V geeft dat over elk een spanningsval van 0.5 V, en die twee versterken elkaar ook nog zodat tussen de senseklemmen 1 V minder spanning staat dan tussen de uitgangsklemmen.
Ik heb alle elco's getest op (E)SR en capaciteit en naar mijn idee zaten er geen echt rotte tussen. De grootste ESR's waren 10 uF/ 1.2 Ω en 0.95 Ω, 25 uF/ 0.35 Ω). Ik zal maar niet opsommen wat ik allemaal nog meer getest en gemeten heb. Tot nu toe zonder iets los te solderen. De komende dagen kom ik er waarschijnlijk niet verdere aan toe.

Mijn belangrijkste vraag op dit moment: als de senselijnen niet gebruikt worden, moet dan beslist S+ aan + kortgesloten worden en S- aan - ?

Hi aobp11,

Mooi dat je al steeds verder komt met de voeding!
In principe komt de sense altijd doorverbonden met de + en de - van de respectievelijke uitgang aansluitingen.

Meestal zit er inwendig al een weerstadn aan, die dan doorverbonden wordt door gebruik van de sense aansluitingen direct op de voeding (achter of voorop)
Of bij je belasting, als je vierdraads werkt.

Voor het beste resultaat, JA!

Groet,
Blackdog

Die interne weerstanden zitten er, beide 47 Ω. Maar is het normaal dat de zaak gaat oscilleren als S+ extern open gelaten wordt?
Los van dat oscilleren lijkt er trouwens wel meer aan de hand. Onbelast treedt er slechts hier en daar (in een 50 Hz periode) wat oscillatie op, maar de uitgang reageert met een heftige puls (rond 50 mV) op het in geleiding gaan van de dikke gelijkrichtbrug. Hier is veel gemakkelijker verder aan te meten dan aan oscillatie en waarschijnlijk is de oorzaak dezelfde. Komt t.z.t.
Albert

Hi aobp11

Ik vertel je de algemeenheden hoe sense draden toe te passen.
Ik zal voor je in de manual van deze voeding kijken, ik heb echter geen ervaring met dit type.

Ik heb het redelijk druk deze week, maar zal vanavond het schema even onder de loep nemen voor je.

Groet,
Blackdog

Hallo Blackdog, steek er niet te veel tijd in! Ik heb het schema al uitgevlooid maar dat geeft geen direct antwoord op mijn vraag. In de manual staat deze mysterieuze opmerking:
"If the terminals at the front side are used for error sensing, the shorting links at the front side have also to be disconnected"
Mysterieus omdat ik niet weet wat met "error sensing" bedoeld wordt. Als dat hetzelfde is als remote sensing van de spanning over de load dan is het duidelijk en nogal wiedes, want die back side is gewoon doorverbonden met de front side. Maar ik zou meer denken aan het permanent meten van een afwijking dan aan het elimineren van een afwijking. Refereert misschien aan "error amplifier". Al met al staat nergens met zoveel woorden dat de links in andere gevallen gesloten moeten zijn.

Heel ander vraag: waar zou je het serienummer moeten zoeken bij de jaren '60 units?
Albert

Ha aobp11,

Goed om te horen dat je verder komt met je voeding. In elk geval zijn de mystieke trafo problemen opgelost

In het algemeen verwacht ik dat je oscillatie problemen, bij een voeding van die leeftijd, vooral door slechte contacten veroorzaakt worden. Zoals je al met je geoxideerde sense verbinding merkte.

Check alle verbindingen onder de schroefterminals, print connectors, andere connectors een keertje los/vast etc.
Verminderde stabiliteit verwacht je òf door afgenomen capaciteiten, of door extra serieweerstanden.

Het is duidelijk dat, als je geen remote sensing gebruikt, er zowel aan de voor- als aan de achterzijde doorverbindingen moeten zitten.
check verder of aan de achterzijde de doorverbindingen gemaakt zijn zoals in de tekening op pagina 10 ""voltage and current controll internal".

In de tijd dat jouw voeding gebouwd werd was het niet ongebruikelijk om af en toe modificaties door te voeren. Het kan dus best zijn dat jouw voeding afwijkt van het schema dat je nu hebt.

Ik zou nog eens contact opnemen met Delta. Veel van je specifieke vragen kunnen zij het best beantwoorden. Zeker vragen als "waar zit het serienummer, en "hoort er een C23 in deze voeding te zitten". Ze helpen je graag, kennen de standaard kwalen, en hebben een lang geheugen.

groet, Gertjan.

geoxideerde koppelstrips op de senselijnen had mijn 050-10 delta ook. de poolklemmen en de brugjes oxideren sneller in een vochtige opslag waar die oude voedingen vaker vandaan komen.

Om eerlijk te zijn, die tweezijdig verkoperde PCB stripjes had ik ooit zelf gezaagd voor dit doel. Van een toen al stokoude plaat.
Als, zoals Miedema zegt, doorverbinding noodzakelijk is, dan heb ik dus een denkbeeldig probleem. Met aangebrachte strips is de voeding (althans bij die ene belasting 12 V/21 W) keurig stabiel, en met "troep" niet ver boven de specs.
Overigens is die opmerking over slechte contacten wel terecht denk ik. Bij oscillatie zie je meestal wel rare spanningen over stukken draad, vooral vanwege de zelfinductie. Hier blijken er forse (wissel)spanningen te heersen tussen S+ op front en contact 6 op de achterzijde, ondanks dat deze twee punten gewoon doorverbonden zijn. Zelfs getwist met andere draden. Moeilijk toe te schrijven aan zelfinductie bij pak weg 30 kHz lijkt me.
Er meldt zich misschien nog wel een eigenaar die de plaats van het serienummer weet.
Albert

Ha aobp11,

Na een nachtje slapen, en nog eens naar je schema getuurd te hebben toch nog een paar opmerkingen.

- Delta kennende zullen ze er zeker voor gezorgd hebben dat òòk als de sense doorverbindingen ontbreken de voeding stabiel blijft. Is dat niet zo, dan is dat een aanwijzing dat er toch iets marginaal is.

-In mijn schema hangt die ontbrekende C23 in feite over de beide sense ingangen. Het kan dus best zijn dat Delta die C later heeft toegevoegd om de door jou gesignaleerde verschijnselen beter te onderdrukken.

-Als je je elco's alleen "in circuit" meet heb je geen garantie dat ze goed zijn. Zo staan er bij de (voor stabiliteit cruciale) uitgangs elco's C17 en C18 parallel. Bij een slechte elco meet je dus de betere ESR van zijn broertje...

-Verder: bij welke frequentie heb je ESR gemeten, en wat is de oscillatie frequentie? M.a.w. is de ESR daar ook nog laag?

- Tot slot: als het mijn voeding was zou ik toch al die kleine elcootjes vernieuwen. Zeker in het licht van je stabiliteit problemen. Belangrijkste reden: zelfs als je voeding nu goed zou werken worden die elcootjes alleen maar minder. Vervangen zorgt er voor dat je voeding ook op de lange termijn betrouwbaar blijft werken.

Wat betreft het serienummer: Bij mijn (jongere) Delta's zit dat nummer steeds op een plaatje dat met 2 mini klinknagels op het koellichaam zit geklonken. Dus als je ergens 2 lege gaatjes ziet....
De enige (kleine) D Delta die ik heb is het serienummer met slag-cijfers ingeslagen. Dat serienummer zal niet verdwijnen....

groet, Gertjan.

Hallo Gertjan,
Bedankt voor de tips. Op dit moment ben ik te snotterig/hoesterig/grieperig om er helder over na te denken, laat staan om iets op de koude zolder te gaan meten. Ik kom er t.z.t. wel uitvoeriger op terug.
Een plaatje of kleine klinknagelgaatjes heb ik niet kunnen ontdekken.
(E)SR heb ik op twee manieren met de scoop gemeten. 4-draads en met voorspanning. Een keer met een stroomsprong (dus eigenlijk SR) en een keer met meestal een 25 kHz sinus. Veel maakte het niet uit. Je hebt gelijk met die parallel geschakelde condensatoren. De oscillatiefrequentie zit zo rond de 25-35 kHz, al naar gelang de instellingen. Tot op zekere hoogte kun je er m.i. toch wel iets over zeggen. Als ze samen een strak lineair verloop laten zien direct na de sprong en als ook nog de totale capaciteit klopt, dan zit het aardig goed (gelijk) met die SR's. Bij sterk ongelijke SR's of tijdconstantes is het effect m.i. vergelijkbaar met dat van diëlektrische verliezen. Ik heb wel wat op kromming na de sprong gelet en weinig bijzonders gezien.
Albert

Even mijn "analyse" van wat ik tot nu toe gehoord heb:
Er is een sense ingang. Die hoor je aan de output te hangen als je geen vierdraads verbinding naar je belasting wil hebben.

Er is een 47 ohm weerstand die de + output met de sense+ ingang verbindt. Als je dus WEL een vierdraads meting doet, staat die 47 ohm je sense te verneuken omdat ie parallel staat met je draad. Bedoeling is natuurlijk dat het minder dan een procent scheelt omdat je draad minder dan een halve ohm heeft.

Deze constructie is handig omdat het vergeten aan te sluiten van de sense niet direct tot gevolg heeft dat de boel raar gaat doen.

Maar.... de sense input verwacht ik van dat ie in essentie hoogohmig is. Een spanningsval over de 47 ohm weerstand verwacht ik niet.... Die halve volt vind ik ERG veel....

Hi,

Als de sense draden niet goed verbonden zijn, zal ook de "loop gain" veranderen en het geheel instabiel worden.

Groet,
Blackdog

Je terugkoppeling heeft een ingang. Als die een ingangsimpedantie heeft van 5k, dan kan je die "goed" aansluiten op de werkelijke uitgangspinnen. Of op de belasting. Een 47 ohm weerstand tussen de uitgang en de sense zorgt er voor dat als je de "remote sense" feature hebt gebruikt, je geen ongelukken krijgt als je vergeet de sense weer aan de uitgang aan te sluiten. De 47 ohm weerstand beinvloed te terukoppeling minder dan 1% omdat diens ingangsweerstand > 5k is. Die marge moet je dan wel hebben.

Intussen heb ik me suf zitten meten aan de D050-10, zelfs aan delen daarvan met externe voeding en functiegenerator. Ik heb me te lang geconcentreerd op die rare spanningen op S+ t.o.v. +. Het venijn zit m.i. in de negatieve weerstand die S+ ondervindt van T12collector, in combinatie met de HF ontkoppeling van T11collector naar +.
Terzijde, in de stuklijst staat dat R52 (van S+ naar +) een 47k weerstand is. Kan nooit, is (en moet zijn) 47R.
Daarna ben ik overgestapt op meting bij wisselende belasting (step response) bij doorverbonden S+ en +. Eerder had ik gezien dat de uitgangsspanning "keurig" was bij constante belasting. Nu bleek er wel degelijk uitslingeren op te treden bij het schakelen van de belasting. Met S+ aan + grijpt de stroombegrenzing (mits hoog afgesteld) niet in. Daardoor is de uitslingerfrequentie nu veel hoger, rond 50 kHz. (Ingrepen van de stroombegrenzing zorgden voor vergaande oversturing en daardoor lagere frequentie.) De amplitude halveert ongeveer in 1 periode. Uitgangsstroom en uitgangsspanning zijn nagenoeg in fase en wijzen op 40 mΩ ESR van de uitgangscondensatoren samen (2*500 uF). De spec voor de uitgangsimpedantie is < 0.1 Ω tot 100 kHz. Dus 40 mΩ lijkt me zo gek niet.
De 2*0.1 Ω weerstanden voor stroommeting zijn eenlaags luchtspoelen van dikke (weerstands?) draden, berekende zelfinductie ongeveer 2*0.6 uH. Bij 50 kHz zijn ze dus al overheersend inductief. Samen met het effect van C9 en van de uitgangs C's geeft dat al 3 stappen van fasevertraging bovenop de LF 180 graden. Kennelijk zou dit toch zonder uitslingeren moeten kunnen werken.
De spanningen op S+, S+ + 38 V en S+ -6.8 V variëren nagenoeg identiek tijdens het uitslingeren. Daarom geloof ik niet in slechte elco's in die regio. Bovendien zijn de verbindingen daarvan naar de rest nogal hoogohmig (behalve die 47R).
Ik kan het uitslingeren aardig onderdrukken door de stroommeetweerstand(en) te overbruggen met 0.33 Ω + 10 uF. Maar de uitgangsspanning slingert dan toch nog één keer te ver door. Bij losgenomem S+ treedt er toch weer langer uitslingeren op, en de uitgang reageert ook weer op "gebeurtenissen" in de 50/100 Hz circuits.
Zo langzamerhand krijg ik zin om er de brui aan te geven, snik.

Waar ik eerst niet genoeg bij stil heb gestaan is dat je bij uitslingerende signalen nogal op moet passen met het interpreteren van faseverschuivingen.
Hier een theoretisch plaatje van uitslingerende spanningen, gemeten aan de ingang en aan de uitgang van een onbelast lineair filter.
(Strik)vraag: kan dit horen bij een simpel laagdoorlaat RC-filter?

Albert

Ik begin te betwijfelen dat bij het D050-10 ontwerp geen uitslingeren zou moeten optreden. Ik heb theoretisch naar de stabiliteit in het s-domein gekeken door alleen de hoofdbestanddelen in de regellus mee te nemen, en die ook nog in vereenvoudigde vorm. Dit zowel door nulpunten van de karakteristieke functie te bereken als door simulatie met gnucap.
De hoofdbestanddelen zijn
1) verschilversterker T11-T12. Opgevat als transductieversterker met overdracht 0.01 A/V. Dit omdat de stromen ongeveer 0.35 mA en 1.65 mA zijn. Zou afhankelijk van de transistoreigenschappen (de factor voor 27 mV) ook wel kleiner, tot 0.005, kunnen zijn.
2) filter C9 (1 nF) naar Vout. Parallel aan R17 (100 kΩ) en aan de collectorweerstand van T11, samen geschat op 40 kΩ.
3) "Darlington" keten T8-T15. Versterking (naar emitter eindtrap) 1 genomen. Is wel wat kleiner maar kan (indien reëel) in punt 1) verrekend worden.
4) serieweerstand (0.1+0.1) Ω is ook inductief. 0.2 Ω + 1.2 uH genomen.
5) uitgangselco, 1000 uF + 20 mΩ genomen. In werkelijkheid is de serieweerstand ongeveer 40 mΩ maar 20 mΩ maakt het plaatje (verderop) wat duidelijker.
De karakteristieke vergelijking is nu (als tijd uitgedrukt wordt in us):
960s³ + 200 s² + 165.2s + 8.02 = 0
met oplossingen
s = -0.079 +/- j0.397 en s = -0.051 met eenheid Ms^-1.
De toegevoegd-complexe wortels geven een uitslingering met ω = 0.397 MHz ofwel f = 63 kHz, periode zowat 16 us. Demping volgens Exp(-0.079*t) met t in us, dat is een factor 0.28 over 1 periode.
Bij mijn D050-10 is de periode meer in de buurt van 20 us.

Onderstaand plaatje laat het simulatieresultaat zien waarbij de uitgang afwisselend 100 us wel/niet met 1 A belast wordt. Ik heb me alleen vergist in de stroomrichting. Daardoor wordt 1 A toegevoerd aan de uitgang in plaats van afgenomen. Maakt verder niet uit natuurlijk. En ik heb de 40 kΩ naar de min gelegd in plaats van naar Vout; maakt ook niet echt uit. Te tijdrovend om het weer opnieuw te doen.

Heeft iemand wel eens metingen gedaan van de step response van de D050-10?

Albert

Edit:
Intussen heb ik contact opgenomen met de heer Peter Strayer van Delta Support. Zijn commentaar komt hier op neer:
- de S+ moet hoe dan ook aangesloten zijn, hetzij direct op de voeding, hetzij met inductiearme verbinding op de belasting. (Zal net zo voor S- gelden).
- het recovery gedrag is een compromis tussen snelheid van herstel en het optreden van overshoot en uitslingering. Een bijgeleverd plaatje laat ook uitslingering zien.
- zo'n oude voeding moet je niet willen vergelijken met een moderne schakelvoeding.
Dit is voor mij genoeg reden om er (eindelijk) een punt achter te zetten. Ik zal deze voeding trouwens waarschijnlijk alleen gebruiken voor zeer grof werk, zoals even een accu vervangen.

Nieuwsgierig geworden heb ik ook eens het recovery gedag van mijn E018-0.6D bekeken. Schakelend tussen 0.075 A en 0.575 A bij 6 V. Inderdaad wel een heel verschil met de D050-10! De spanningsprong is 20 mV, overeenkomend met 40 mΩ, is nog wel hetzelfde. Maar de hersteltijd is zeer kort, 10 us of zo, en er is vrijwel geen overshoot zichtbaar laat staan uitslingering. Mooi spul van Delta. Ik heb er nooit in gekeken, maar ik vermoed gezien de herkomst dat hij nooit gerepareerd is of anders in elk geval professioneel.

[Bericht gewijzigd door aobp11 op 8 februari 2017 21:27:35 (22%)

Vandaag een voeding op de kop getikt, was eigenlijk een vergissing, want ik wilde een 12V ipv een 24V maar voor 20 Euro kon ik m toch niet laten gaan. Nog aanbevelingen mbt zaken die vervangen zouden moeten worden ?
Ik neem aan dat vanwege de dissipatie ombouwen naar 13.8V geen optie is of misschien zelfs "vloeken in de kerk" .

die kleine goudkleurige elco's vervangen zou een goed begin zijn. ombouwen naar 3,8V kan wel, maar dan is een andere trafo nodig of afwikkelen. de elektronica is wel om te bouwen..

Dan houd ik m zo om wat met stappen motoren te pielen.

Ha bprosman,

Dank je voor de foto's. Leuk om te zien.

Ik heb even het schema van je voeding opgezocht. Volgens dat schema heeft de trafo slechts 1 secundaire wikkeling van 28V. Ook geen aparte hulpwikkeling voor de regelelektronica zoals andere Delta voedingen. Ombouwen naar 13,8V wordt dus inderdaad erg lastig.....

groet, Gertjan.

Op 4 mei 2017 22:01:55 schreef bprosman:
Dan houd ik m zo om wat met stappen motoren te pielen.

Ik heb precies dezelfde voeding.De mijne komt uit een besturingskast van een sluis ,en de 24 volt was om de diverse sensors en actuators aan te sturen.
Ik vind deze voeding uiterst stabiel, en rimpelvrij, zonder dat ik er in gespit heb.
Mijn complimenten voor Delta Electronics.

Ik ben zelf gecharmeerd door de mechanische opbouw van een Delta voeding. Zeker door de technische eenvoud maar toch de rigiditeit hiervan. Is er iemand die tijd zou hebben om wat afmetingen van Delta's te kunnen verzamelen? Ik ben geïnteresseerd in de hoogte, breedte en diepte van een 'standaard' model en dan ook de afmetingen van de vierkante steunen. Als ik schat deze op 10x10 (mm) maar ben niet zeker.

Alvast bedankt

Kris

ps: de tekening van de bodemplaat al reeds gevonden