[CO voeding 2019] discussie topic

blackdog

Golden Member

Hi,

MNM(tm)
Henk heeft het al mooi uitgelegd betreffende de E/I kern en de ringkern transformatoren en hun strooiveld.

Met dit als toevoeging, door de lagere Ri van de ringkerntransformator zijn ook de piekstromen door het laden van de buffer elco groter.
Dit levert ook een groter stoorveld op, dus vooral de bedrading naar de brugcel en buffer elco twisten! :-)

Blackfin
Wat betreft de zelfbouwers van electronica, vooral als het gaat om SMPS met hun spaghetti bedrading denk ik altijd aan de rondsweepende stralenbundels van een Neutronenster.
Ik durf zelfs te beweren dat ik hier in mijn werkkamer af en toe last heb van de testopstellingen van SMPS bouwers *grin*

Groet,
Bram

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

Op 22 februari 2019 13:23:26 schreef electron920:
Maar het is een misverstand dat een hoge frequentie meer problemen zou geven integendeel zou ik willen zeggen.
Bij deze hoge frequenties ik heb twee jaar terug een prototype gemaakt van een 500 Watt switcher op 3.72MHz rare frequentie doet even niet ter zaken en deze is schoner als je SCR of FET schakelaar :o

Ja, ik geloof zeker dat het mogelijk is om een "schone" switcher te maken, maar het is niet mijn standpunt dat de frequentie zelf het probleem is. Mijn standpunt is dat steile schakelflanken (grote dU/dt of dI/dt) de oorzaak zijn van de waargenomen problemen. Of die steile flanken zich nu 100 of 500.000 keer per seconde voordoen is daarom niet heel belangrijk, maar je zult het effect ervan moeten minimaliseren, zij het via een net en compact ontwerp en/of via goedgedimensioneerde filtering. Ik denk dat er in jouw 3.72MHz switcher wel serieus rekening is gehouden met de compacte en weldoordachte opbouw. Daarentegen zijn er zelfs in lineaire voedingen soms schakelpulsen van de brugcel te zien omdat er geen snubber in zit (maar vaak moet je dan wel een beetje fijnere tijdbasis kiezen om die te zien).

Ha blackdog,

Dat is de bekende spijker zo'n SMPS is zelfs als voorregeling (je kan dan nog wat poetsen er na) een hele ander hap :D en ik begrijp dan ook heel goed de keuze van de ontwerpers.

@Kruimel,

Daar heb je gelijk aan maar je hoeft helemaal niet hard te schakelen dat is goedkoop en anderzijds uit de tijd.
Hoe hoger de herhalingsfrequentie des te zachter je kunt schakelen de moderne controllers die er aankomen laten een geheel andere techniek toe.
En juist als voorregeling kan dit hand in hand gaan met de relatief schone lineaire voeding op deze wijze kan je gebruik maken van twee werelden :-7

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
maartenbakker

Golden Member

Ik neig ernaar om me aan te sluiten bij de redenering over het beste van twee werelden. Een voordeel dat ik zie bij een hoge schakelfrequentie, is dat je in elk geval minder oppervlakte en volume hebt dat staat te stralen. Je hoeft dus minder af te schermen en ik denk eigenlijk (naief zonder echte HF-ervaring) dat je een wat kortere golflengte ook makkelijker binnen de deur houdt. Het zacht schakelen lijkt me een edele kunst die ik ook ooit nog wil leren beheersen - ik oefen vaker met repareren dan met ontwerpen dus dat is een beetje een ondergeschoven kindje. Hoewel de voedingen die je tegenwoordig in televisies tegenkomt misschien ook al wel wat moderne truukjes aan boord hebben. Je ziet het er alleen niet direct aan af omdat het allemaal in IC's zit en je die meestal niet helemaal hoeft te bestuderen om tot een werkend toestel te komen.

Een van de redenen dat ik het idee opperde van een schakelende voorregeling, is dat mijn onlangs aangeschafte budgetmodel van Peaktech het ook op die manier doet. Ik heb nog geen schema gezocht maar uit wat ik in het kastje zie zitten, blijkt dat vrij duidelijk. Ook heb ik geen HF-emissies gemeten omdat ik daar de spullen en de ervaring niet voor heb, maar ik wil tzt wel eens een scope aan de uitgang hangen (ik heb nu geen vaste opstelling).

"The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

Bij de vorige versie van de voeding had ik een preregulator toegepast met scr's. De schakeling zat al in een Systron Donner HR 70-3AI voeding, ik heb toen enkel het labvoeding stuk vervangen. https://www.elektronicastynus.be/2017/08/05/70v-3a-labvoeding-upgrade/
Voor mijn doeleinden is het snel genoeg en schakelpulsen vind ik op de uitgang niet terug als ik met de scope ga meten.

Met vriendelijke groet, Stynus ||| http://www.elektronicastynus.be ||| http://e-stynus.com ||| --> Automatische trapverlichting <--

Mocht er iemand nog een trafo nodig hebben, laat even weten.

Toevallig vanmorgen 2 ringkerntrafo's 'gevonden' op de markt in 't Harde, beide 2x15V / 5.3A.
Mocht er iemand 1 nodig hebben dan kan ik die meenemen naar Rosmalen voor mijn kostprijs (7,50)

Het schakelen introduceert meer ruis, rimpel en pieken.
Hoe steiler de flanken hoe meer troep er ontstaat. Het filteren om weer een zuiver uitgangssignaal te krijgen kost voor kleine voedingen of kleine vermogens in deze labvoeding meer moeite dan het oplevert.

Voor andere toepassingen is een schakelende voeding bijna altijd een goede oplossing. Maar meet maar eens aan bijvoorbeeld een MeanWell SMPS.
Of lees de datasheet van die SMPS.

Op 23 februari 2019 11:03:19 schreef Stynus:
Bij de vorige versie van de voeding had ik een preregulator toegepast met scr's. De schakeling zat al in een Systron Donner HR 70-3AI voeding, ik heb toen enkel het labvoeding stuk vervangen. https://www.elektronicastynus.be/2017/08/05/70v-3a-labvoeding-upgrade/
Voor mijn doeleinden is het snel genoeg en schakelpulsen vind ik op de uitgang niet terug als ik met de scope ga meten.

Leuk voedingkje, uit welk jaar stamt die? Mooi met senseaansluitingen en nette specificaties. Ik zou zelf niets met 70V kunnen overigens, maar als hij een voorregeling heeft is hij wel universeel inzetbaar.

Heb je het schema van het stuk dat je uit de originale voeding hebt hergebruikt ook nog ergens? Ik kan niet helemaal wijs worden uit de werking van je schema. In jouw geval zie ik ook een aantal spoelen zitten die ook een hand zullen hebben in het beperken van de steilheid van de flanken, en dan kan de uitgang best "stil" zijn.

Op 23 februari 2019 11:18:45 schreef DJSmiley:
Mocht er iemand nog een trafo nodig hebben, laat even weten.

Toevallig vanmorgen 2 ringkerntrafo's 'gevonden' op de markt in 't Harde, beide 2x15V / 5.3A.
Mocht er iemand 1 nodig hebben dan kan ik die meenemen naar Rosmalen voor mijn kostprijs (7,50)

Doe je goed! Denk niet dat je last zult hebben daar van af te komen. Ik heb al genoeg verzameld om nog te kort te komen, maar ik denk dat je daar zeker wel iemand blij mee kan maken.

[Bericht gewijzigd door Kruimel op 23 februari 2019 11:30:28 (49%)]

MNM(tm)

Golden Member

@DJSmiley: wegens nogal rare eigenschappen van de trafo die ik eerst in gedachten had om te gaan gebruiken voor de CO-2019 voeding, denk ik dat ik die ringkern wel heel goed kan gebruiken. Probleem is alleen een beetje dat ik niet naar Rosmalen kan komen.

Fan van Samsung (en repareer ook TV's). :)
blackdog

Golden Member

Stynus, :-)

Ik heb op twee manieren je geprobeert een e-mail te sturen, dut lukt niet :-(
Ik heb een vraag aan je en als je wilt, zou je mij even een e-mail willen sturen zodat we contact kunnen maken?

Dank en groet,
Bram

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

@Kruimel geen idee, heb die 2de hands gekocht. De rest van het schema heet een ander co lid gereversed engineered. Dat kan je hier vinden: https://www.circuitsonline.net/forum/view/113859/2

@Blakdog / Bram
Je hebt mail.

Met vriendelijke groet, Stynus ||| http://www.elektronicastynus.be ||| http://e-stynus.com ||| --> Automatische trapverlichting <--

Het schema bekijkende is misschien een snubber op de trafo voor de hulpspanningen misschien wenselijk. Die zou nog weleens kunnen gaan ratelen mocht de gebruiker een los trafootje gebruiken ipv een extra wikkeling doordat ze vaak nogal een lekinductie hebben.

edit: Dit was al genoemd, excuus.

een snubber op de trafo voor de hulpspanningen

Zie mijn opmerking op 21 feb. Fijn dat je dat bevestigt.

Verder:
Na hier vooral voordelen van een ringkern trafo gelezen te hebben toch het idee dat een gewone E/I trafo voor een labvoeding misschien een betere keus is.
Grote plus van een ringkern is compact, minder gewicht dan E/I van gelijk vermogen. Dit is voor een 120 VA labvoeding (voor mij) minder relevant.
Een ringkern trafo vormt een zeer breedbandige koppeling met lichtnet, en dit is niet zo eenvoudig te filteren. Een E/I trafo is minder breedbandig en dus wat dat betreft een voordeel voor een ruis/stoor arme lab-voeding.
Andere voordeel is beduidend kleinere inschakelstroom, de CO voeding heeft geen directe voorziening om dit bij een ringkern trafo effectief te beperken (NTC/relais).

blackdog

Golden Member

Hi markce,

Zo simpel liggen de zaken niet...
Bijna altijd heb je voordeel van een rinkern trafo in een voeding.

Je kan met een EI kern dan minder koppeling hebben als de trafo gescheiden kamers heeft,
maar dan heb je nog steeds het veel grotere EM veld van die trafo die storingen in je electronica induceert.
Delta heeft met zijn 30V 1-Ampere voeding een mooi apparaat gebouwd, erg lage ruis maar ook veel Net harmonische die zichtbaar zijn.
Dat kan ook bijna niet anders in die kleine behuizing, ondanks de goede schermen in de trafo.
Het blijft een mooie voeding, als je wil weten wat ik bedoel, kijk dan bij het topic van Gertjan over ruis metingen bij voedingen.

Veel hogere frequenties uit het Net kunnen eenvoudig door een netfilter worden verwijderd.
Dan heb je nog steeds snubber en b.v. een VDR en of TVS nodig, als je het netjes wilt doen. :-)
De 50Hz en zijn harmonische zijn door deze filters niet aan te pakken.
Dat doe je door een zorgvuldige plaatsing van je trafo, trafo type en getwiste bedrading waar nodig.

Zoals altijd zijn er veel afwegingen...

Groet,
Bram

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

Moderator

@markce,
Ik zou de EI-trafo inderdaad niet zomaar heilig verklaren, zeker niet als je die vergelijkt met een ringkern met aardscherm.

Angaben sind wie immer ohne Gewähr.

@markce: Denk je dat de inschakelstroom van een 120VA ringkern een probleem zal zijn?

@blackdog: Ik vernam dat het probleem van magnetische strooivelden kan worden verminderd door een kortsluitwikkeling te leggen rond de trafo (dus volledig buiten het trafoblik). Ik heb geen persoonlijke ervaring met het toepassen ervan, maar het klinkt aannemelijk en is vaak terug te vinden in gevoelige apparatuur als cassettedecks. Het zal misschien ook helpen om een lus koperdraad in een parallel vlak tussen de trafo en je schakeling te leggen.

Normaal worden strooivelden ingeperkt met een mu-metalen behuizing...

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com
Sine

Moderator

@Arco
Uhu, dat is het stuk blik wat er in de andere weg omheen ligt :)

@Kruimel
Nee, 120VA is geen enkel probleem, hier staat nog ergens een labvoeding met een 300VA ringkern er in. Die gaat ook rechstreeks op het net.

De 2kVA variac die er naast staat is een ander verhaal, die haalt de helft van de tijd de zekering er uit ;)

Angaben sind wie immer ohne Gewähr.

Ha Kruimel,

Ja dat werkt en kan goed werken zelfs zonder µ metaal.
Waar het om gaat is dat je Eddie stromen in het blik opwekt en deze op een manier kan koppelen zodat het magnetische veld opgeheven wordt.

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
buckfast_beekeeper

Golden Member

Als je zekering er uit gaat met 120VA, dan heb je een probleem. Heb hier 5 keer 300VA ringkernen staan als trein boosters. Elke voeding heeft 4x 15000µF aan elco's er aan hangen. Die schakelen uiteraard niet gelijktijdig in. 1 voor 1 met enkele seconden tussen is geen enkel probleem.

Honing kan je importeren, bestuiving niet.

Ligt er een beetje aan welke zekering je bedoelt. Als een stop of automaat in je stoppenkast er uit gaat met een 120VA trafo van eenderwelke soort dan is er waarschijnlijk al wel iets anders aan de hand. De zekering in je apparaat zelf kan echter wel makkelijk sneuvelen bij inschakelen van een ringkern als de waarde te dicht bij de nominale stroom van de trafo gekozen is. Iets van 25% extra vind ik geen drama om toe te passen in een apparaat om dit te voorkomen.

Voor zo ver ik kan zien zijn er twee verschillende manieren waarop je met een transformator een piekstroom kan genereren die te groot is voor een normale trage zekering:

  • Door remanent magnetisme. Dat is een probleem als de transformator gemagnetiseerd is geraakt bij het op een onpraktisch moment in de netspanning uitgeschakeld worden. Dan is de kern gemagnetiseerd en dan zal de kern verzadigen als die dan weer ingeschakeld wordt in dezelfde polariteit. Dat effect is niet slechts een enkele cyclus, want door de asymmetrische magnetisering zal de kern de volgende cyclus van die polariteit weer verzadigen en het zal even kunnen duren voor de kern gestabiliseerd is. Het feit dat het langer duurt dan een enkele cyclus maakt dit probleem lastiger om voor af te zekeren.
  • Door een grote capaciteit op de secundaire. De grootte van de capaciteit is niet alleszeggend, de transformatorverhouding is natuurlijk ook relevant, en een trafo met een 5V wikkeling en 60000µF is minder problematisch dan één met een 50V wikkeling en een evengrote capaciteit (maar wel waarschijnlijker).

In het geval van een voeding zal het eerste effect minder relevant zijn omdat de secundaire altijd belast zal zijn. Deze belasting zorgt voor een tegengesteld magnetisch veld waardoor de totale veldsterkte afneemt. Het laden van de elco's zal een verzadigde kern dus (deels) voorkomen. Met bufferelco's de primaire zekering doorbranden lijkt me minder waarschijnlijk, volgens mij heb je dan onpraktisch veel capaciteit nodig, maar ik ben nog nooit representatieve getallen tegen gekomen van wat "acceptabel" zou zijn. De parasitaire weerstand en inductie van een transformator werken hierbij in je voordeel. Bij kleine transformatoren zal de relatieve grootte van deze parasitaire effecten door de bank genomen groter zijn dan bij grotere exemplaren.

Kortom denk ik dus dat het smelten van zekeringen bij deze voeding niet een heel groot probleem zal zijn. Het mechanisme dat het probleem veroorzaakt is IMHO niet relevant voor deze voeding (of elke andere toepassing met een redelijk bemeten bufferelco achter de trafo), en de trafo's die hier toepasselijk niet groot genoeg om een probleem veroorzaken.

Ha Kruimel,

Een korte aanvulling/opmerking hou rekening met DC door de trafo hierdoor ligt de verzadiging lager.
Ik denk dat boven 100 Watt je iets aan inschakel vertraging kan doen wel zo netjes.
Wordt er ook nog gelet op netfiltering?

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
Sine

Moderator

Er is niemand die je daarvan weerhoudt ( ik zou niet durven ;) )

Maar nodig is het niet.

Angaben sind wie immer ohne Gewähr.

Kruimel:

Denk je dat de inschakelstroom van een 120VA ringkern een probleem zal zijn?

Voor de 120VA ringkerntrafo van Block wordt 12A inschakelstroom opgegeven.

Vorige eeuw had ik een zelfbouwversterkertje met 2x225VA ILP ringkern die normaal aanstond. De enkele keer dat toch aanschakelen nodig was knipperde soms de verlichting, Ik heb na jaren alleen van die groep de groepschakelaar in de meterkast moeten vervangen.

Als je het netjes doet, beperk je de inschakelstroom met een weerstand, die je vertraagd overbrugd met een relais.

Blackdog:

Zo simpel liggen de zaken niet...
Bijna altijd heb je voordeel van een rinkern trafo in een voeding.

Je kan met een EI kern dan minder koppeling hebben als de trafo gescheiden kamers heeft,
maar dan heb je nog steeds het veel grotere EM veld van die trafo die storingen in je electronica induceert.
Delta heeft met zijn 30V 1-Ampere voeding een mooi apparaat gebouwd, erg lage ruis maar ook veel Net harmonische die zichtbaar zijn.
Dat kan ook bijna niet anders in die kleine behuizing, ondanks de goede schermen in de trafo.
Het blijft een mooie voeding, als je wil weten wat ik bedoel, kijk dan bij het topic van Gertjan over ruis metingen bij voedingen.

Veel hogere frequenties uit het Net kunnen eenvoudig door een netfilter worden verwijderd.
Dan heb je nog steeds snubber en b.v. een VDR en of TVS nodig, als je het netjes wilt doen. :-)
De 50Hz en zijn harmonische zijn door deze filters niet aan te pakken.
Dat doe je door een zorgvuldige plaatsing van je trafo, trafo type en getwiste bedrading waar nodig.

Zoals altijd zijn er veel afwegingen...

Groet,
Bram

Dat die Delta voeding mooi is weet ik. Heb er zelf 2 hier (de 60V versie). Het is wel heel compact opgebouwd, wat ik met de CO voeding niet ga doen.

Tot dit weekend was een ringkerntrafo voor mij een voor de hand liggende keus, tot ik dit tegenkwam:

Here is a cut-and-paste from an article written by Ken Stevens of CAT in 1998 (w.r.t. to AC power it should be relevant even today):
--------------
The EI transformer’s superior handling of DC offset in the primary is certainly part of the story. Also the EI transformer handles the DC current imbalance in the secondary better as well (this caused by non-exact matching of diodes in a full-wave bridge or even more so by mismatched halves off center-tapped secondaries).

I believe, however, that the main reason for the better sound with the EI transformer is its vastly superior rejection of RF noise from the power line. Toroidal transformers have two major problems regarding noise. The first problem is the extremely low leakage inductance of even a sloppily wound toroid. I am not exaggerating to say that this leakage inductance will be more than 10 times lower in a toroidal transformer than in a simply wound EI transformer. Indeed, it may approach 100 times lower. Normally, because low LI yields wide bandwidth, one would assume that this is a good thing. Unfortunately, in the case of a power transformer, this gives the toroid an extremely wide passband for differential noise (i.e. noise which is on line but not on neutral) to get through to the equipment.

Some add-on line-filtering devices attempt to shunt this differential noise to neutral (converting it to common-mode noise) and/or "ground" (supposedly eliminating it). These devices can be somewhat effective on equipment that is extremely bad in this regard (i.e. those with toroids), but their effectiveness is limited in two major ways. First is the fact that the inductors and caps used have self resonances that make them ineffective beyond that frequency. Typically a good film cap will be limited to a megahertz or so and likewise for a similar-quality inductor -- totally ineffective for FM or CB. Of course you may use a tiny cap with a higher resonant frequency, but this will be a very small cap which will be less able to "short" the noise to the other side at any given frequency. For example, a 100pF ceramic cap may have a resonant frequency of 50 to 100 meg, but its impedance at 10 meg is about 160 ohms, not a very good "shunt" to ground at all. Bypasses don't solve this problem at all -- in fact, they make it worse because the parallel combination of two low-loss caps will have an extremely high-impedance resonance between their two low-impedance resonances, making the majority of the "in-between area" worse than if the bypass weren’t used at all.

The second major problem with using a network to shunt the noise to ground, or neutral, is that the ground wire in your wall socket is not a good ground at all for radio frequencies. The problem is that the length of wire running from your socket to ground is substantially greater than a wavelength at FM frequencies and therefore is disconnected from ground at those frequencies. Indeed, your home wiring is more of an antenna, actually picking up RF signals quite well. Of course you can't dump RF noise from line to a ground, which is just as dirty.

The next problem with toroidal transformers is their very high capacitance between primary and secondary windings. This high capacitance is due to the much larger surface area between adjacent layers of winding on a toroid versus a similarly sized EI transformer. Of course, you could put extra insulation between the primary and secondary layers of a toroid to reduce this capacitance, but the same amount of insulation would yield an even greater reduction in the capacitance of the EI transformer. All things being equal, the EI transformer wins big. Of course, this high capacitance creates a lower impedance path for common-mode noise -- noise which is the same on line and neutral (and ground also). At high frequencies, like FM, the noise is mainly common-mode because of the fact that the three conductors -- line, neutral and ground -- travel side by side through your house acting more like antennae for RF than anything else.

There are numerous advanced tricks for further reducing the two problems mentioned above, although one must be careful not to overdo it. If you went crazy with increased leakage inductance, for example, the resonance set up by the transformer and the caps after the full-wave bridge could drop too low for good regulation, resulting in boomy bass and dynamic compression.
-------------------------------

Rod Elliot (ESP) maakt een vergelijkbare opmerking over ringkern trafo's. Een afscherming tussen primair en secundair is voor hobby toepassing niet beschikbaar. Na wat verder zoeken kom je andere speciale ringkerntrafo ontwerpen tegen die de trafo bandbreedte beperken (niet in de DIY winkel).

Ik wil een lab-voeding ook voor audio en hf experimenten kunnen gebruiken.
Inderdaad nogal wat af te wegingen.