350V regelbare voeding

Op 3 augustus 2017 14:27:08 schreef blackdog:
Hi vergeten

Uhm, zo maar goed keuren? de spanningsdeler gaat een paar dagen aan een 800V voeding.

Ik reageerde op Kridri hij verwacht geen probleem

En dan diverse temperatuur sensoren er op plakken enz.
En maar hopen dat jij geen gelijk hebt *grin*

Natuurlijk hoop ik dat ook het is preventief bedoeld

Op 3 augustus 2017 23:15:28 schreef vergeten:
[...]Ik reageerde op Kridri hij verwacht geen probleem
[...]Natuurlijk hoop ik dat ook het is preventief bedoeld

Ik verwacht ook geen grootte problemen. Met dat deze voeding door een kundig persoon gebruikt gaat worden en dat iedere moderne utp kabel al snel tussen de 200V en 300V aanraakveilig is volgens de norm. Daarnaast als je de waarde van de doorslagspanning per mm bekijkt van de meest gebruikte materialen als isolator dan merk je dat de Umax Ee worst case waarde is.

Groet
Kris

Op 4 augustus 2017 01:41:55 schreef Kridri:
[...]
Ik verwacht ook geen grootte problemen. Met dat deze voeding door een kundig persoon gebruikt gaat worden en dat iedere moderne utp kabel al snel tussen de 200V en 300V aanraakveilig is volgens de norm. Daarnaast als je de waarde van de doorslagspanning per mm bekijkt van de meest gebruikte materialen als isolator dan merk je dat de Umax Ee worst case waarde is.

Groet
Kris

UTP, het is er niet bedoeld voor dergelijke spanningen. Dat het (een poos) goed gaat is geen bewijs dat het langdurig goed gaat en verantwoord is.
Dat is wat ik wil overbrengen, wat niet erg lukt .
Ik heb altijd geleerd:
Gebruik passend gereedschap, componenten en materialen en doe dat vooral binnen de specs waarvoor ze/het/zijn/is ontworpen.
Dan blijft het veilig en heel!

Dan nu een grofstoffelijk offtopic voorbeeld:
Een aanhanger met een draagvermogen van 1000kg kun je rustig 2 ton op laden.
Dat gaat een poos goed, maar hij gaat uiteindelijk bij rit#n door zijn knieen, assen in dit geval. (zo ook die dunne isolatie)
En nu vind ik het welletjes

Hi vergeten,

Nu niet ophangen!

Ik kan hier geen spelt tussen krijgen:
Ik heb altijd geleerd:
Gebruik passend gereedschap, componenten en materialen en doe dat vooral binnen de specs waarvoor ze/het/zijn/is ontworpen.
Dan blijft het veilig en heel!

Er is niets mis mee om regelmatig er op te wijzen hoe je iets goed ontwerpt.

Groet,
Bram

Hi,

Even snel tussendoor, een blok schema hoe de regeling ongeveer gaat worden.

Wat ik als eerste ga doen is testen met welke buffer ik de beste respons krijg.
De gekozen buffers om te testen zijn de LT1010 en de LH0002CH.
De LT1010 wordt gespecificeerd dat hij stabiel is met 10.000pF als belasting.
De gekozen Fet heeft ongeveer deze ingangs capaciteit en ik heb er voor gekozen een impedantie van 10Ω te gebruiken.
Vandaar de 2,7Ω die nu in de Gate hangt.
Als de LH0002CH er in komt pas ik deze weerstand weer aan zodat ik weer aan rond de 10 Ohm kom.

Het testen gebeurd met een linker deel van het schema niet toegepast.
Ik heb direct aan de buffer ingang een testaansluiting getekend waarbij de DC spanning op wordt aangebracht en daarop wordt aangebracht die een stroom van 10 tot 200mA genereerd in de te kiezen testbelasting.

Laters meer, moet nu andere dingen doen!
Shoot @ it...

Groet,
Blackdog

Aan de gate? Of bedoel je misschien de source?

Ha Blackdog,

Waarom de extra stroombegrenzing met Q1?
Verwacht je dat in geval van sluiting de I regelloop niet snel genoeg is? Laden uitgangs capacteit tijdens opstarten?
Of zit die Q1 er alleen in de buffer-testopstelling zolang er nog geen I regellus is .

@Tidak: Ik denk dat Bram die weerstand in z'n schema 3.3 genoemd heeft

groet, Gertjan.

Terug van 4 weken varen dus ook hier weer op ingelogd..

Nou goed, nog eentje dan, dit is de voeding voor een middengolf zender van radio Blackstone uit Amsterdam.
Denk aan een jaar of 40 geleden en nadat zijn zender een tijdje had aangestaan en de voeding weer was uitgezet,
dacht deze bijdehande aap even met twee handen te voelen hoe warm de trafo's en smoorspoel was...
Jarenlang heeft mijn haar in de war gezeten
Zie de twee open aansluitingen op de smoorspoel, en de elco's hadden geen bleeder weerstanden!

Was heel normaal in die tijd, zo heb ik ook hoogspanning leren voelen, op ongeveer exact dezelfde manier, ook met een middengolf buizenzender...
Ook geen bleeders...
Ik bevind me in goed gezelschap dus...

Hi,

Weinig tijd maar ik zal proberen kort de vragen te beantwoorden.
Het schematje dat ik vanmiddag presenteerde is dus helemaal de begin status van wat ik in mijn heeft heb.
Dit is dan zo goed mogelijk gebasseerd op allerlij zaken waar je rekening mee zal moeten houden bij het ontwikkelen van een voeding.
En hier speciaal een hoogspanningsvoeding die extra aandacht vraagt betreffende het aansturen van de Power sectie.
Het betreft hier een Fet met een gate capaciteit van rond de 10.000pF en dat is geen kattepis...

Het aansturen met een gewone opamp is bijna niet te doen.
Er is dan een stroombron nodig die 10 tot 20mA zal moeten gaan leveren en de U en de I opamp zulle deze stroom ook moeten Sinken.
Dat is een grote belasting voor de meeste opamp en daar heb ik dus en oplossing voor trachten te bedenken.
Er zijn meerdere mogelijkheden zoasl beide opamps een LH0002 buffer IC te geven, maar ik vond dit niet echt galant.

Dus heb ik uiteindelijk gekozen om te gaan testen met twee buffer IC's, de LH0002 en de LT1010.
Beide IC's kunnen grote piekstromen leveren en zijn vrij snel.
Het voordeel van de LT1010 is dat deze is ontworpen om grote capaciteiten aan te sturen en dit hebben ze bij LT opgelost door een serie weerstand op te nemen in de uitgang.
Deze weerstand is ongeveer 7Ω, dus Tidak Ada daarom zit er 3,3Ω in serie met de uitgang om aan een aanstuur impedantie te komen van ongeveer 10Ω

1e
De impedantie waarmee de Gate aangestuurd gaat worden wordt voor beide IC's ongeveer 10Ω zodat ik ze goed kan gaan vergelijken.

2e
De vijf IXTH30N60L2 Fets die ik in het weekeinde gemeten heb, hebben een gate spanning nodig van ongeveeer 3,94 en 4,01V voor 150 stroom door de Fet.
De minimale Gate spanning zit rond de 3,3V voor 5mA.
Dit geeft een Delta-U van ongeveer 0,7V en ik ga testen met 1V_TT als stuurspanning voor de Gate.

3e
De extra buffer maakt uiteindelijk de fase ruimte (vertraging) kleiner omdat er door de buffer grote piekstromen gelevert kunen worden.
Deze stromen zijn ook symetrisch, de laad en ontlaad stromen zijn ongeveer gelijk, daarom neem ik hier geen transistor voor die b.v. wel snel de Gate kan laden.

4e
Door gebruik te maken van een snelle buffer (weer enigzins traag gemaakt door de aanstuur impedantie en de Gate capaciteit) is het weer mogelijk met een kleine
stroombron te werken, in dit schema aangegeven als 1mA.
Hierdoor worden de U en de I opamps maar ligt belast en je haald dan ook meer performance uit de opamps.

5e
Er staat een extra weerstand getekend in de Source van 2,7Ω, die dan totaal 3,7Ω maakt voor het aansturen van de "Piekstroom Begrensing"
De waarde is iets te hoog daar nu rond de 160mA de BD139-16 begint te gelijden, de 2,7Ω zal denk ik naar 2,2Ω gaan bij het testen.
Waarom is dit nu belangrijk, we moeten namelijk lief zijn voor de SOA eigenschappen van de Powerfet.
Ik probeer het aansturen van de Fet zo snel mogelijk te maken maar de BD139-16 is een stuk sneller dan de I loop om de eerste klap op te vangen bij overbelasting.

6e
Nog een beveiliging is de zener die van de gate naar de massa loopt.
Hier nu even voorgesteld als een 4,7V type, dit moet ik nog testen, normaal komt deze nooit in geleiding, maar deze zener gaat er voor zorgen dat er b.v. nooit
een echt hoge spanning op de gate kan komen met de bijbehorende grote stromen aan de uitgang, de testen zullen gaan uitmaken of de zener er in komt en welke spanning hij zou moeten worden.

Natuurlijk weet ik dat de buffers zwaar belast door deze zener, als ik de LH0002 gebruik is dit op te lossen door in de twee collector aansluitingen die naar buiten zijn gebracht serie weerstandjes op te nemen met een kleine ontkopel condensator.
Een tweede mogelijkheid is de zener weg te laten en de +voeding van de buffer zo in te stellen dat de buffer nooit een te hoge spanning kan leveren.

Dus de testen die ik ga doen gebeuren direct aan de buffer ingang met een belasting aan de uitgang van zeg 10mA en zeg 200mA.
Ik zal dan niet testen met 50V op de Drain van de Powerfet mar met iets van 100V uit mijn Agilent E3612A voeding.
De 10uF overde uitgang wordt even verwijders voor de metingen die nodig zijn om de vertraging van de buffers te meten.
Uiteindelijk gaat er ook getest worden met 10 tot 47uF aan de uitgang.
Als het meezit zal 10uF voldoende zijn om de voeding goed stabiel te houden.

Deze metingen gaan dus bepalen hoeveel lokale tegenkoppeling er nodig is direct over de opamp om de voeding in de U en de I modus stabiel te houden.
Want iedere actieve en passive vertraging binnen de loop, maakt het moeilijker een voeding goed stabiel te houden.

Deze voeding wordt nooit zo snel als mijn andere voeding die ik hier op CO gepresenteerd heb.
Grotendeels komt dit doordat ik hiervoor niet de goede componenten kan kopen voor een normale prijs.
Ik heb nog geen betaalbare transistor gevonden met de zelfde SOA als de door mij toepaste Powerfet.

Ik treur echte niet, vind dit een aardige uitdaging.
Gaarne er weer op schieten, dit help bij het ontwikkelen

Groet,
Blackdog

Jinny,
Zit door die schok van vroeger daarom s'morgens je haar zo in de war? *grin*

Ziet er goed uit.
Wat ik wel voorstel zijn o.a. weerstanden aan de lopers van de potmeters zo dat de uitgang naar 0 gaat bij een slecht contact.
Ook een mute relais dat ook bij het in- en uitschakelen problemen voorkomt.

Bram, het was wel een forse klap....
Ik heb ervan geleerd voorzichtig te zijn met hogere spanningen....
Mijn haar is altijd al eigenwijs geweest....

Bram,
Dat is één van de redenen dat in veel HV-voedingen soms toch nog met buizen in de doorlaat wordt gewerkt. Capaciteiten zijn dacht ik ook kleiner dan bij vermogens FET's.
Verder altijd één hand je broekzak inhouden en niet te dicht met je snuffert bij het circuit komen! (heeft mij ooit een fikse optater op m'n bovenlip gekost, gelukkig in een hoog impedant circuit: EY50 diode).

Bram,

Om de voeding wat veiliger te maken nog interesse in 600V kabel (type m22759)? ik heb o.a AWG 20,18,10

Voor het nostalgie hoekje nog een 2kV voeding uit de oude doos:

http://www.extra.research.philips.com/hera/people/aarts/_Philips%20Bou…

tip:2 directory's hoger staan Excel indexfiles.

mvg,

Ite

Dat is ook een mogelijkheid maar Blackdog wil één enkele FET.
I.p.v. die ene FET kun je ook meerdere torren parallel schakelen.

In dit boek van Ian Hickman staat op blz 263 een truukje om een groot deel van de warmte in een weerstand te stoppen ipv in de torren.
Kan je misschien met kleinere minder exotische exemplaren toe.

http://www.qsl.net/kb7tbt/manuals/Ham%20Help%20Manuals/Analog-Circuits…

1 fet is toch geen enkel probleem. 500V * 0.15A = 75W
Wetende dat fets geen 'secondary breakdown' hebben moet er enkel rekening gehouden worden met de I/V limieten en de thermische eigenschappen.

Een fet zoals de SPW11N80C3 kan 156W dissiperen bij 25°C en 0W bij 150°C, dus power derating faktor van 1.25W/°C
Dus zonder veiligheidmarges te voorzien mag de case temperatuur (van de fet) maximaal 150°C-(75W/1.25) = 90°C worden.

Lijkt me geen enkel probleem, en dit met een fet die een gate capaciteit heeft van <2nF. Wat nog vlotjes aan te sturen is met een stroombron/led/opamp combinatie.

mvg Rudy

Komt er ook een crowbar circuit om in geval van calamiteiten het aangesloten apparaat te beveiligen? Lijkt me bij dit soort uitgangsspanningen niet overbodig.

Succes met het ontwerp !

Hi,

Nog even wat achtergrond info.
Natuurlijk had ik een van de vele schema's kunen gebruiken die beschikbaar zijn voor een hoogspannings voeding.

Maar zo zit ik niet in elkaar, Geen EL84, VT4C, TB4/1250 of een ECC83 in mijn voeding

Mijn voorwerk behelste onderzoek naar een regel element met voldoende SOA eigenschappen en het liefst met één onderdeel.
Dat is uiteindelijk de gekozen MOSFet geworden.
Ik had in dit topic al eerder aangegeven dat er weinig transistoren zijn met voldoende SOA en ook verkrijgbaar/betaalbaar.
Dus, buizen en hoogspannings BJT's doen niet meer mee in dit project.
Het worden één of twee van de voorgestelde MOSFets.

En dan nog even over het "blok" schema dat ik eerder plaatste.
Daar zit een heleboel nog niet in, dit is met opset zo, het is een blokschema om een indruk te krijgen hoe de Gate gaat worden aangestuurd.
Ook is te zien hoe het 20K-400K weerstandsnetwerk wordt toegepast.

De bedoeling van het blokschema is, om te laten zien hoe de Gate aangestuurd gaat worden.
Ook is zichtbaar in dit blokschema dat de opamps geen zwaar werk hoeven te verrichten om de Gate capaciteit aan te sturen.
De opamps sinken een stoom uit een stroombron van rond de 1mA.
Alle stroom die nodig is voor de Gate snel aan te kunen sturen komt uit het buffer IC.

Vanochtend nog de de datasheet van de LT1010 verder goed uitgespit, dit met betrekking tot de piekstroom die waarschijnlijk gelevert moet gaan worden.
De dropout spanning is bij 150mA rond de 3V.
Mijn eerdere opmerking om de maximale Gatespaning te begrensen door de +voeding van het buffer net hoog genoeg te maken, gaat hierdoor niet goed werken en gaat van mijn lijstje van toe te passen begrensingen.

De piekstromen richting de Gate lopen er alleen tijdens het snel laden en ontladen van de Gate capaciteiten, dit ondermeer als er grote belasting variaties zijn.
Als je zeg een ECC83 RIAA versterker aan het testen bent dan trek je b.v. 5mA en dat is bijna altijd klasse A, er is dan geen belasting variatie en de Gatespanning varieerd dan ook eigenlijk niet.
Hierdoor lopen er dan ook geen grote stromen in het Gate circuit.

Ik had ook al eerder aangegeven dat de Gate spanning een Delta-U nodig heeft van 0,7V om van 5mA naar 150mA Drain Source stroom te gaan.
Dit is een kleine variatie en maakt het ook minder moeilijk voor het buffer IC.

De dynamische testen die ik dus ga doen, is om te kijken hoe de schakeling reageert op een pulssignaal.
Nogmaals, de ingang van de buffer op een DC niveau brengen zodat ik b.v. 50mA trek aan de uitgang met een belasting weerstand en dan AC mijn puls signaal toevoeg aan de ingang van de buffer toevoeg.
Het AC signaal brengt dan de stroom van 50mA naar zeg 200mA.
Dit signaal wordt dan op de uitgang bekeken, en dat is het punt in mijn blokschema dat aan de +uitgangs klem zit,
dat is ook de + van C5.

Deze zaken zijn dan van belang die ik wil gaan meten:
Hoeveel stroom is er echt nodig die het buffer IC moet gaan leveren. (met een batterijscoop meten over R5 tijdens het pulsen)
Hoeveel vertraging in uSec geeft de buffer plus de MOSFet schakeling.
Hoeveel kan ik de serie weerstand R5 vergroten, zodat de vertraging door de Gate capaciteiten klein genoeg blijven voor een redelijk snel regelende U en I loop.

De hogere weerstand voor R5 maken ondermeer de piekstroom begrensing met Q1 makkelijker.
De BD139-16 dient er alleen voor om bij kortsluiting een zeer snel reagerende begrensing te hebben voor de piekstromen die er dan optreden.
Daarna kan de I loop gewoon de controle overnemen.

Blijkt dat de 150mA gespecificeerde stroom van de LT1010 toch te laag te zijn, dan zet ik er twee parallel.
Dat is bij dit IC goed mogelijk doordat er al een Serie weerstand in de uitgang is opgenomen en dit wordt ook getoond in de application notes van LT.

De zener begrensing staat nu direct over de Gate geschakeld, dat is bij nader inzien niet zo wijs.
Die kan veel beter aan de ingang van het buffer IC komen, wat een veel betere plek is voor deze funtionaliteit.
Het is zelfs mogelijk dit regelbaar te maken met een TL431 als shunt regelaar, moet ik nog testen...
Alleen moet ik ook hier weer rekening houden met de capaciteiten op deze node, daar ik voor nu uitga van ongeveer 1 mA

575
M22759, wil je dat mijn voedings ontwerp ook in F16 mogen worden gebruikt *grin*
Hartelijk dank voor de Philips link, van al dat mooi documentatie materiaal!!!

Een deel van het surplus vermogen dumpen in een weerstand ken ik van de HP/Harrison voedings ontwerpen.
Dat kan nog een mogelijkheid zijn om een power weerstand op mijn koeler te zetten, denk ik nog over na of ik dit ga toepassen.
Mijn MOSFet moet het kunnen redden door het grote koelvermogen dat ik ter beschikking heb.

Bat85
Ik heb twee MOSFets uit de serie die je aangaf, op mijn bestel lijstje om eens mee te testen,
op het eerste gezicht ziet de SOA er goed uit.

Peter_dtn
Vroeger plaatste ik nog wel eens een crowbar over de uitgang van een voeding.
Maar waarom zit deze daar eigenlijk, mijn voeding mag in normale omstandigheden niet stuk gaan.
Het is niet zo makkelijk het goed te doen, dus niet te triggeren op signalen die te kort duren en betrouwbaar op situaties die triggering van de crowbar verlangen.

Regelbereik spanning
Ik denk er nog over na om de spannings instelling van de voeding.
De potmeter die ik voor de spanningsinstellin ga gebruiken wordt een 100K 20slagen potmeter.
Dat geeft een goede resolutie, maar misschien wil ik ook de mogelijkheid om het in 4 bereiken in te stellen
om een nog hogere resolute te krijgen.
Een andere misschien meer zinnige manier is de trimaansluiting van de gebruikte spannings te gaan gebruiken hiervoor LT1021-10V.
Dit komt op het lijstje van de zaken die nog uitgezocht moeten worden.

Metingen kan ik jullie pas wat later tonen door de drukte die ik ervaar

Groet,
Blackdog

Hi,

Vanavond nog wat wezen uitdenken aan de hand van de opmerkingen van 575 betreffende de dissipatie in de MOSFet.
Ik ben wat wezen tekenen en ik denk dat ik nu iets heb, waardoor de dissipatie wel gelijk blijft in de Power sectie,
maar dat MOSFets minder hoeven te dissiperen, daar een deel in een power weerstand gedumpt wordt.

Het worden dan twee MOSFets samen met zeg een 1K 25-Watt weerstand.
Het vermogen wordt dan over deze weerstand en de MOSFets verdeeld bij beneden een bepaalde uitgangsspanning.

Het schema staat hieronder en dit is de ruwe versie die net aan mijn brein is ontsponnen, dus shoot @ it!

Hoe zou het moeten gaan werken...
Ga er even van uit dat de voeding 350V uitgangsspanning levert en geen belasting.

R14 en R15 brengen de Gate van de bovenste MOSFet in geleiding en de Gatespanning wordt door de 15V zener beperkt.
Deze MOSFet is in verzadiging en sluit de 1K 25-Watt weerstand kort.
De hele extra schakeling doet op dat moment dus helemaal niets.

In de volgende situatie is de uitgansspanning zodanig dat de spanning over de onderste MOSFet groter is dan 150V.
Nu komt de zener D8 in geleiding waardoor Q4 basisstroom krijgt.
Hierdoor gaat er ook collector stroom lopen welke uiteindelijk de Gatespanning van de bovenste MOSFet zo laag maakt dat er steeds meer stroom door de 25-Watt weerstand gaat vloeien.

De waarden van de componenten zijn nog niet echt berekend en ik weet ook niet of ik deze schakeling echt ga toepassen.
Maar in ieder geval leuk om het zo uit te denken en ik ga het zeker eens testen.

Vandaag ook nog verder mentaal met de buffer IC's gespeeld, beide typen de LH0002 en de LT1010 kunen piekstromen leveren die boven de 300mA liggen, en ik denk dat ik dus geen extra buffer IC nodig zal hebben.

Als ik uitga van 10Ω aanstuurimpedantie en 10nF belasting, dan zit ik aan een kantelpunt van ruim 1MHz.
Grote kans dat ik de aanstuur impedantie naar rond de 20Ω kan brengen zonder de fase ruimte te veel aan te tasten.
Dit komt vooral de piekstroom beveiliging met de BD139-16 ten goede.

Genoeg voor vandaag

Groet,
Blackdog

Hi!

Vanochtend weer lekker aan het ontwikkelen geweest aan de 350V voeding.
Het blokschema is weer aangepast en de laatste versie staat hieronder welke ik ga bespreken.

Referentie fabriek
De referentie staat in dit blokschema als een simpele 20V regelaar vermeld.
Dit kan natuurlijk een LM317 zijn die ruisarm gemaakt is, maar het wordt een LT1021 met wat filtering er achter.
Deze stuurt dan de 100K potmeter aan en de loper wordt gebufferd door een opamp.
Dit is nodig omdat ik "0Ω" aan impedantie nodig heb om de bovenzijde van de 20K precisie weerstand aan te sturen.
Alle weerstand die aan de bovenzijde van de 20K wordt toegevoegt veranderd de uitgangsspanning.
Voor de gene die het vergeten zijn, de loper van een potmeter heeft maximaal een impedantie van 1/4 van de potmeter waarde.
Dit als de potmeter met een impedantie wordt aangestuurd die veel lager is dan de potmeter waarde zelf.
In mijn toepassing wordt de 100K 10-slagen potmeter aangestuurd door de uitgang van de referentie schakeling.
De uitgangsimpdantie ligt ver beneden de 1Ω en dat is te verwaarlozen t.o.v. de 100K potmeter.
De loper heeft in de middenstand een waarde van 25K als deze in het midden staat (200V voedings uitgang)
Denk nu eens na als de buffer opamp er niet tussen zit, potmeter weer in de midden stand welke waarde heeft de uitgangsspaning dan?
Wat is het bereik van de uitgangsspanning van de voeding zonder de buffer opamp?

Stroom instelling
Ik ga de zelfde referentie spanning gebruiken voor de stroom instelling.
De 20V referentie spanning moet dus geschaald worden en dat heb ik met R17 en R18 gedaan.
Deze waarden zijn gekozen zodat ik met een 10K 10-slagen potmeter (voor de resolutie) de stroom netjes kan instellen.
Zou ik een 1K potmeter nemen dan verlies ik resolutie en ik heb deze niet op voorraad.

De 160mV die op de top van de potmeter staat komt overeen met max 160mA die de voeding kan leveren voor minder dan 1-minuut.
Deze beperking komt door de door mij gebruikte PTC weerstand voor de buffer elco's, zie het schema eerder in dit topic.
De sense weerstand voor de stroom heeft een waarde van 1Ω en 150mV op de loper van de stroompotmeter geeft ook een maximale stroom van 150mA.
Die 150mV over de 1Ω weerstand is dan ook makkelijk te gebruiken voor paneel meters met een ingangsspanning van 200mV.
Daar hoeft dan weinig aan geschaald te worden.

Opamp/buffer negatieve voeding
Voorlopig zie ik voor de U, de I opamp en de Buffer geen rede daar -5V op de negatieve voedings aansluiting te zetten.
De opamp die ik wil gaan gebruiken (OPA140) kan net als de LM324 tot iets beneden de "0" werken.
De opgegeven limit is -0,1V, de testen zullen uitwijzen of het simpel kan of dat ik toch een kleine negatieve voeding nog het.
Er komt in ieder geval een kleine negatieve voeding in deze voeding, daar de opamp die de U potmeter buffert niet goed naar "0" kan komen (uitgangs commonmode bereik)

Als er wel een negatieve voeding moet worden toegepast, zal ik er rekening mee moeten houden dat door de OPA140 opamps de ingang van het Buffer IC dat de MOSFet stuurd negatief getrokken kan worden.
Hiervoor zit er een Zener van 5,1V in het schema aan de ingang van het Buffer IC.
Dit zorgt voor een 0,7V drempel, ik heb niet zo snel kunnen vinden in de datasheet wat de commonmode aan de ingang is van de LT1010.

Beveiliging tegen oversturen van de Gate spanning
Nu we toch bij de 5,1V Zener zijn aangekomen zal ik de tweede functie bespreken van dit onderdeel.
Om er voor te zorgen dat tijdens overbelasting de Gate tot 10V DC gaat worden aangestuurd, bepert deze zener dit tot ongeveer 5,1V.
Deze kan eventueel na testen nog worden omhoog gebracht naar 5,6V.
Deze begrensing zorgt er voor dat de hersteltijd zo kort mogelijk blijft (de extra lading in de Gate die verwijderd moet worden)
Ook heb ik de stroombron aan de ingang van de Gatebuffer naar 2mA gebracht, dit omdat ik met lek van de 5,1V zener rekening moet houden, de extra capaciteit en de stroom die nodig is voor de ingang van de buffer, met 2mA zit ik altijd in de veilige zone, zonder te veel dissipatie in de U en de I opamps.

Er is ni ook in het blauw een strombron aangebracht die stroom uit de Source van de onderste MOSFet trekt.
Deze stroombon heeft drie functies, ten eerste maakt hij het dynamische gedrag van de voeding beter,
hij helpt met het ontladen van de capaciteit aan de uitgang en als laatste is er wat stroom nodig voor de schakeling die de dissipatie begrenst in de onderste MOSFet.

SOA verbetering
Ik heb wat zitten rekenen aan de schakeling die de SOA van de Powersectie verbeterd, of anders gezegt het verlies vermogen over meerdere componenten verdeeld.

De manier in het laatste blokschema is een automatisch lineair type.
Aan de hand van de spanning over de onderste MOSFet wordt de Gate spanning van de bovenste MOSFet in of uitgeschakeld.

Laten we bij de onderste MOSFet beginnen omdat deze het belangrijkste is
Ik heb om te beginnen een spanning van 200V over deze MOSFet gekozen als omschakelpunt.
Als de spanning hoger wordt dan 200V dan trekt de collecter van Q4 wat de 2N3904 is de sturing van de Gate van de bovenste MOSFet weg.
Hierdoor komt er een 1K 50-Watt weerstand in serie te staan met de onderste MOSFet en die kan dan tot de helft van het maximaal te dissiperen vermogen opnemen en via het koelelement it de kast verwijderen.

De Power weerstand is zo gekozen dat bij maximale stroom en lage uitgangsspanningen het vermogen ongeveer 50% in deze weerstand is.
Op twee punten kan ik extra capaciteit aanbrengen om er voor te zorgen dat deze schakeling stabiel blijft.
Zoals de 10nF condensator C6 aan de bovenste MOSFet welke groot genoeg moet zijn om de rimpel op de ruwe voeding te onderdrukken.
De rimpel kan de Gatespanning moduleren in het overgangs gebied, dus ik vermoed dat deze condensator nog wat groter moet worden.
De testen zullen dit uitwijzen...

Het laatste punt wat mij nog een beetje een onzeker gevoel geeft zijn de twee "Pull Up" weerstanden van 100K in serie.
Deze moeten de bovenste MOSFet in geleiding houden als de spanning over de onderste MOSFet lager dan 200V Drain/Source is.

Zoals je misschien begrijpen drijpt er voor sommige onderdelen wel wat onzekerheid van mijn omschrijving af,
dit hoort bij het ontwikkel proces van een schakeling die je nog nooit gebouwd hebt en je verder ook weinig van kan terug vinden op het internet.
Ja ik heb verschillende schema's van HP/Harrison bekeken, maar deze is toch iets anders

Een tweede manier is weer de spanning over de onderste MOSFet te sensen en dan via een relais de weerstand in of uit te schakelen.
Hierbij dan gebruik maken van de hysteresis van het relais zelf, om klapperen te voorkopen.

Mooi, Shoot @ IT!

Groet,
Blackdog

Hey Bram

Heel interessant bezig weer!

Maar wat ik mij afvraag is het volgende. Waarom zou je 'ingewikkeld' doen op dit 'laag' vermogen (circa 100W)? Je voorgestelde mosfet heeft een grote SOA en heeft er geen problemen mee. Daarnaast komt de warmte toch vrij, alleen het component waarin is anders. Je bent het jezelf misschien enkel moeilijker en mogelijks instabieler aan het maken.

Groeten

Kris

Ha blackdog,

Ik had dezelfde gedachten als Kidri....

Enige reden voor de extra dissipatie verdeling zou kunnen zijn dat je dan toe kunt met een kleinere hoofd FET, met evenredig kleinere gate capaciteit, en dus wat sneller.
Maar met de huidige FET, in combi met de buffer voor flinke gate stromen, heb ik er zo ook vertrouwen in .

Goed dat je die stroombron over de uitgang hebt toegevoegd. Natuurlijk een oud succesnummer, maar bij een HSP voeding extra zinvol. Er is domweg meer opgeslagen energie die weggewerkt moet worden, en meer reden om de uitgangscapaciteit (en aangesloten belasting) te ontladen als de spanning omlaag gaat. (Naast de voordelen van betere regeling bij kleine belastingen)

groet, Gertjan.

Hi Kridri,

Daar heb je in principe helemaal gelijk in.
Wat ik al heb uitgezocht als MOSFet, voldoet wat SOA betreft.

Maar ik zit altijd met nog meer in mijn achterhoofd, ik kan het niet laten *grin*

Ik had al aangegeven dat ik nog niet weet of ik het wel toe ga passen.
Maar er is niets mis mee, om te kijken hoe goed ik het kan krijgen.
Ik heb nu even de tijd om dit deel uit te zoeken/denken.

Nog simpeler, als het toch om meer vermogen zou gaan, is een dubbele MOSFet.
De door mij ontwikkelde vermogens verdeler zou je goedkopere MOSFets kunnen gebruiken.
Dus het voordeel dat HP/Harrison ook al aangaf bij het gebruik van een weerstand in de power sectie.
Het is verder simpel de vermogensverdeler uit het schema te schrappen als dit nodig is.
Dat is in SPlan waar ik de schema's mee teken, binnen 5 seconde weg.
Het heeft de ontwikkeling verder niet opgehouden en ik had er plezier in dit uit te werken.

Ben nu bezich met de referentie fabriek.
Het voordeel bij deze referentie is, dat hij een vaste spanning afgeeft en dat er geen belasting variaties zijn.
Wat ik hiermee bedoel komt ter sprake als ik het referentie deel ga bespreken.

Dus resume, ja ik ga de uitgedachte schakeling testen, maar er is niet zo'n grote kans dat hij in de voeding komt,
omdat ik al mooie en dure MOSFets heb

Groet,
Blackdog

Hoi,

De basis van Q4 is steeds lager dan de emitter, dus deze gaat niet veel doen, buiten stuk gaan wanneer de reverse be spanning te groot word.

De opamps, hoewel deze tot 0V ingang gaan, is de loopgain van opamp bij zeer kleine signalen aan de ingangen dermate klein dat een goede regeling niet meer aan de orde is.

mvg Rudy

Hi Bat85,

Jij gaat door voor de wasmachine! *grin*

Onbegrijpelijk dat ik dit al twee keer heb veranderd en nog die transistor verkeerd op plaats,
zal wel het "Muts" virus zijn waaraan ik op het ogenblik lijd...

Maar een snelle opossing zie je in het schema hieronder.
Nu met een opto coupler, zodat ik geen rare trucs hoef uit te halen met hoge spannings transistoren.

Wat betreft de het commonmode gedrag aan de ingang rond "0", waar je het over hebt, dat klopt vaak.
Ik zie bij de OPA140 serie die ik wil gaan gebruiken niets van vreemd gedrag rond de "0" in de datasheet.
De commonmode rejectie blijft mooi hoog, ook rond de "0" net als de input bias.
Ik heb het vermoede dat ze dit zo speciaal in dit IC hebben gebouwd.

Niet van belang in mijn schakeling maar wel interssant om te weten.
Een instinker bij lage voedingen beneden de 7V totaal is dat de ingangs commommodebereik niet de halve voeding bevat bij de OPA140 serie!
Je kan bij 7V totaal aan voeding of lager de ingangen niet op 3,5V hangen en verwachten dat het IC lineair werkt.
De OPA140 is RR aan de uitgang en alleen "0" aan de ingang wat commonmode betreft.

Terug naar mijn toepassing
Maar als het toch nodig mocht zijn om loop opamps een kleine negatieve spanning te geven,
die is al aanwezig voor een ander deel van de schakeling, het is dus geen showstopper.
Er zal voor de zener wel een kleine weerstand moeten worden aangebracht om de stroom te begrensen door de zener en de opamp uitgangen.

Dank voor de opmerking!

Groet,
Bram