[CO voeding 2019] discussie topic

Ik wil natuurlijk een veilig apparaat, voor de eindgebruiker, maar ook voor iemand die aan het toestel wil werken.

Op 16 juli 2020 10:32:43 schreef RAAF12:
Dat is prima, want dan is de 230V dubbel geïsoleerd.
...
Wel de aansluitpunten waar 230V opstaat van krimpkous voorzien.

Als de kast wordt geopend zijn momenteel alle 230V spanningspunten extra geïsoleerd (met een krimpkous of afgeschermde draad).
Dus de voeding is momenteel dubbel geïsoleerd, denk ik.

Op 16 juli 2020 10:32:43 schreef RAAF12:
De kast op de foto wordt geaard via de netkabel. Aansluiten op een ongeaarde WCD geeft 'prik' op de kast dit wegens de aanwezigheid van condensators tussen het net en aarde in het netfilter. Meestal staat het schema op het netfilter zelf afgedrukt.

Dit is idd het geval, vormt dit een probleem? Kan hier iets aan gedaan worden?
Momenteel gebruik ik een C14 aansluitdeel met ingebouwd netfilter.
Het C14 aansluitdeel impliceert toch dat dit toestel op een geaard stopcontact aangesloten dient te worden? (en vereist (in theorie) enkele isolatie)
Ongeaard zou een C8 aansluitdeel volstaan. En dan moet het toestel ook dubbel geïsoleerd zijn.

Het pad van de netspanning:
- C14 aansluitdeel met ingebouwde zekering en ingebouwd netfilter, netaansluitingen geïsoleerd met krimpkous
- tussen de bodem en inbouwplaat (dus onder de printen) met 2x 1mm2 300/500V PVC isolatie naar de netschakelaar vanvoor in het midden
- netschakelaar met dubbele onderbreking, bij de aan stand gaat de interne led aan (de chinese ONPOW schakelaar die Sine genoemd heeft) alle aansluitingen met krimpkous geïsoleerd
- tussen de bodem en inbouwplaat (dus onder de printen) met 2x 1mm2 300/500V PVC isolatie naar de eerste clixon 80° die onderbreekt de bruine draad, alles met krimpkous afgewerkt
- dan naar de tweede clixon op de andere koelplaat
- naar een centraal aansluitpunt waar ik de primaire van de transformatoren aan de netspanning draden heb gesoldeerd en afgewerkt met krimpkous

extra
- de secundaire van de transformatoren zijn allen gezekerd (elke wikkeling in 1 leiding)
- de buffercondensatoren (bedrijfsspanning 42V) zijn voorzien van een bleeder weerstand van 4K7 (metal 3W) zodat ze ontladen na het uitschakelen van de voeding.

Op 16 juli 2020 11:30:40 schreef bprosman:
[...]
Vroeger had Elektuur daar een mooi overzichtje van, is dat inmiddels achterhaald ?

Bedoel je dit?
https://www.elektormagazine.nl/articles/zelfbouw-en-veiligheid

Op 16 juli 2020 12:03:20 schreef joram.agten:

[...]
extra
- de secundaire van de transformatoren zijn allen gezekerd (elke wikkeling in 1 leiding)
- de buffercondensatoren (bedrijfsspanning 42V) zijn voorzien van een bleeder weerstand van 4K7 (metal 3W) zodat ze ontladen na het uitschakelen van de voeding.
[...]

Ik gebruik meestal geen bleeder weerstand. Een 20mA led doet ook wat er dient te gebeuren. Voor ik aan een wat zwaardere elco begin ontlaad ik deze nog altijd preventief met een 100Ω 5W weerstand.

Ook mijn CO2019 voeding heeft de eindstreep gehaald.
Ik heb een enkelvoudige voeding van 30V/2A gebouwd. Als kennismaking met smd in een dhz hobby toepassing was dit zeker geslaagd.

De print van onderdelen voorzien was even wennen, maar het meeste werk zat toch weer in de afbouw.

Het gebruikelijke traject van kast ontwerpen en bouwen was al bekend. Het koste wat meer tijd omdat ik perse duurzaam hergebruik van oude kastcomponenten wilde. Het resultaat is dat ik nogal wat montage beugels en steunen zelf heb moeten ontwerpen om de trafo, elco's en printen in het frame te monteren. Een nieuwe kast kopen en monteren was makkelijker geweest, dit is leuker.

Met mijn hergebruikte trafo was dit ook al zo. Ik had alleen een mechanische tekening en heb de trafo met metingen moeten karakteriseren. Eerste verrassing was, dat hoewel het een C-kern trafo is, deze onder continu belasting toch erg warm werd (in de kern). Ik heb daarom de belasting begrensd op 30V/2A DC. Koeling van de trafo bleef een punt van aandacht, de kastconstructie rond de trafo is verschillende keren aangepast om warmteafvoer hier te verbeteren. Alu beugeltje op de trafo voor en achter en epoxy plaatje van het neonlampje zijn allen koelelementen voor de trafokern.

De kast heeft een brandschot gekregen om warmtestraling van de koelplaat tegen te houden. Een extra epoxy schotje is toegevoegd om convectie naar binnen te begrenzen. Het brandschot kon ik ook gebruiken als montagevlak voor gelijkrichting en genereren van de negatieve spanning voor de hulpvoeding.

Voor 30V output is deze trafo krap. Ik heb dit opgelost met 2x TO-3 darlington transistor parallel voor lage minimale Vce (1A elk) en keuze voor een schottky bruggelijkrichter (4xSR306). Met de marge voor rimpel en netspanning van 215V minimaal past het dan precies.

En dan denk je klaar te zijn, maar in de eindtest bleek een agressief inschakelverschijnsel wat ik niet wilde in een experimenteervoeding. Dat bleek hardnekkig. Na veel bijleren uiteindelijk opgelost met primaire en secundaire ontkoppel-C's van de trafo.

Onderweg naar de oplossing van de inschakelpulsen nog wat andere zaken verbeterd, o.a.: U7 is een OPA2277 geworden ivm ruis en U6 een LF412 ivm symmetrisch aansturing van de LED's.

Op 24 juli 2020 22:11:20 schreef Semtexx:
Prachtig! Bonuspunten voor de vintage looks wat mij betreft. Dat ziet er erg geslaagd uit!

Bedankt voor het compliment.

Hoewel een interresant idee heb ik afgezien van een plexiglas front. De display filters die ik gebruik laten veel meer licht door, waardoor de stroom van de LED veel lager kan. Dit vergroot de levensduur. Voor mijn kastsysteem had ik een stevig front nodig (1mm staalplaat).

Ik heb de bedienig van de voeding verbeterd door de V/I LED's goed in het zicht te plaatsen en de 'Enable' button centraal. Je kunt dan makkelijker V of I met een hand instellen en enabelen.

Op 25 juli 2020 15:49:18 schreef Sine:
@markce,

Wat voor een inschakelverschijnsel zag je? Het ding is zo ontworpen dat je bij in/uit schakelen nooit vreemde pieken aan de uitgang kunt krijgen.

Na de standaard testjes voor stabiliteit en rimpel was ik benieuwd naar het schakelgedrag van mijn nieuw gebouwde co2019 voeding. De voeding schakelt aan met output disabled, dus verwachte ik geen signaal, hooguit een trage daling naar een offset.
Toch zag ik op de scope een spijker op de uitgangsbussen. Inzoomen gaf een hele reutel (oscillatie?). Let wel, de voeding staat ingesteld op 3.0V / 2A met 8 ohm belasting.
Ook bij uitschakelen zie je een vergelijkbaar signaal (output nog steeds disabled).

Met de scope de schakeling onderzocht om de bron van deze oscillatie te achterhalen. Helaas is dit signaal op veel punten in de voeding terug te vinden, inclusief de hulpvoeding.

[Bericht gewijzigd door markce op maandag 27 juli 2020 23:03:52 (10%)]

Hi markce,

En als je de voeding uit zet, is het signaal er dan nog steeds?

Ik denk aan een commonmode stoorsignaal, kan je de scoop of voeding via een scheidings transformator aansluiten ende zelfde meting doen?

Groet,
Bram

Hi Bram,

Plaatjes zijn single shot triggered. Normaal getriggered op 50ms tijdbasis is er even een spijker te zien en meteen daarna weg.

Het is een stoorsignaal van 0.5-1ms, dat alleen optreedt na inschakelen en uitschakelen. Als de voeding aanstaat of uitstaat is het weg. Ik was verbaasd over de amplitude.

Groet, Mark

Hi markce,

Ik heb het schema er even bijgepakt om te kijken hoe de enable werkt in de voeding.

Q5 en Q4 schakelen de stroombron die de power transistoren van sturing voorzien uit en aan.
Dat gebeurd door alle stroom die door de stroombron gemaakt met Q11 naar "ground" wodt getrokken door Q4.

De antidender zou door R36 en C29 moeten worden verzorgt, als er echt een HEF4013 is toegepast dan kan deze met trage clock pulsen werken.
Wat mij betreft zou ik bij gebruik maken van de enable schakelaar met twee probes en de scoop kijken op pin-3 en pin-1 waar je dan op triggert,
om te zien of je het zelfde gedrag daar ziet als op de foto's die je gisteren hebt laten zien.

Als dit schoon is, kijk dan naar het gedrag van Q5 en Q4.
Meet aan de collector van Q4 en aan de rechterkant van R41, de basis weerstand van Q5, is dat wel schoon?

Het valt misschien op dat ik helemaal niet vraag over de uitgang van de voeding, dat komt omdat ik eerst wil weten of de aansturing goed is.

Succes,
Bram

Die moeite kun je je sparen, dit is geen inschakelgedrag van de voeding zelf.

Ik heb het net even getest met de twee uitvoeringen die ik hier heb staan en die vertonen allemaal een korte hoogfrequente slinger bij het inschakelen van de netspanning. (een HP en een Delta doen het zelfde overigens)

Mijn proto maakte dezelfde slinger bij het aansluiten van de netspanning, en dit terwijl de dubbelpolige(!) netschakelaar open stond.

Hi Sine,

Ik begrijp je opmerkingen niet...

Dubbel polige schakelaar open en dit soort pulsen op de uitgang van de voeding?

Groet,
Bram

Ik ben wel erg benieuwd of dat exacte plaatje van Mark reproduceerbaar is op andere voedingen. In den beginne zie je de start van de puls die dan uitwaaiert in time. Ik heb helaas geen SA want daarmee kan je in no time de schuldige aanwijzen. Voorlopig gok ik op een HF resonantie van trafo/Schottky diode's en de parallel C. Mocht dat het geval zijn dan kan kan een serieweerstand in elke C de oplossing zijn. Voor de werking van de voeding maakt het niet uit, maar Pietjes Precies (hee wie kent er een) willen graag weten, hoe het werkelijk zit.

Op 28 juli 2020 11:33:01 schreef blackdog:
Hi Sine,

Ik begrijp je opmerkingen niet...

Dubbel polige schakelaar open en dit soort pulsen op de uitgang van de voeding?

Groet,
Bram

Jep, precies dat.

Dit is de spanning op de buitgangsbussen bij het inschakelen van de spanning naar de voeding waarvan de power switch open staat.

Dit is het werkelijk inschakelen van de netschakelaar

En dit het enabelen van de uitgang met 2V set (let ook op de tijdbasis.

En dat is van deze voeding:

Dit doet mijn Agilent E3611A overigens bij het inschakelen:

Alle metingen met een anderhalve meter RG58CU met een BNC>banaan converter direct in de stekkerbussen van de voeding geprikt.

-edit-

Net even met een "echte" probe er op geprikt, zoals te verwachten slingert het dan wat minder uit, maar de piek bij inschakelen is er nog steeds.

Hi,

Als het resonanties zijn van de transformatoren in markce zijn voeding die dit veroorzaken wat natuurlijk kan, dan is zijn meetopstelling misschien niet optimaal.

In principe kunnen die pulsen niet door de buffer elco's heen komen, en ook de 220uF aan de uitgang laat dit niet toe.
Ik zeg in het geheel niet dat markce deze pulsen niet zou zien.

RAAF12 zijn opmerkingen zijn waarschijnlijk correct de 100nF over de brug kunnen de trafo in resonantie brengen en de oorzaak is de dender van de schakelaar
of het gebruik van de netstekker, dit grotendeels voor de secundaire kant van de trafo.

Of de puls die op de scoop echt uit de voedings electronica komt, daar ben ik niet zo zeker van.
Het kan een niet optimale probe techiek zijn.

markce soldeer eens aan een BNC chassis deel twee korte draadjes, die korte draadjes zet je dan vast onder de uitgangsklemmen van je te testen voeding.
Dan ga je met een coax kabel naar je scoop ingang.

Voedings kabel, net kabels hou je allemaal weg van deze coax meetkabel, doe dan je zelfde test en kijk wat het verschil is.
Coax kabel in een rechte lijn van de voedingsvoorkant laten komen, zoveel mogelijk bij de transformator vandaan.
Denk wat dit betreft aan de machnetische koppeling tussen de coax en je voedingstrafo.

Maakt dit weinig uit, dan ben ik er bijna zeker van dat het komt door het veld van je gebruikte transformator.
Je hebt kans dat je inschakelstroom groot is, dat creeerd ook een heel sterk veld en je trafo zit vlak bij de elctronica.
Hou er ook rekening mee dat b.v. dus vooral bij het inschakelen de trafo ook stroom in je kastje induceerd,
daar ben ik vroeger als eens mee om mijn oren geslagen bij 19 Inch rekken met meerdere grote versterkers waarbij de voedings transformatoren stromen induceerde
in het 19 Inch rek en daarna het rek weer het veld overdraagde naar mijn lijnt ingans transformatoren...

Is de voeding als hij eenmaal aanstaat vrij goed schoon, dan kan je denken aan een in en uitschakel weerstand in de 230V voeding,
dit om het in en uitschakelen beheerster te doen.

Probeer er ook achter te komen of de primaire kant misschien resoneerd, heb je daar een snubber schakeling over de trafo?

Groet,
Bram

De scope plaatjes die ik liet zien zijn met gelijkrichter zonder c's en scope-probe direct op draadjes aan uitgangsbussen. De oscillatie is zowel wij in als bij uitschakelen.

Ok even in grote stappen. Ik heb een heel traject gehad van scope via scheidings trafo, experimenteren met C's over de diodes, stopperweerstanden verplaatst naar de koelplaat, gate weerstand dichter bij de FET, extra correctie C's bij de opamps, 78/79's uitgewisseld 0.33uF aan ingang uA78, etc.
Dan de opamps onder het vergrootglas. Dit is bv. de TL052:

Uiteraard heb ik de enable schakeling onderzocht, ik dacht ook aan een fake 4013, maar het werkt zoals verwacht. Om de bron val de oscillatie te vinden heb ik delen van de voeding uitgesloten: U7 (TL052) uitgewisseld U10 (TL052) verwijdert, I-reg afgezet (R5 weg), hulpvoeding via experimenteervoeding (PE1542). En dan nog geen oplossing. Had de meetsessies al twee keer onderbroken voor andere projectjes, het moet leuk blijven.

Dan valt, op zoek naar schottky rectifier info, mijn oog op pag 634 in the Art of Electronics. Damping network: 'a lineair unregulated supply has the surprising ability to generate substantial microsecond-scale voltage-spikes', etc. LEZEN.

Demping network uitgeprobeert, en het is bijna weg.
Ik heb verschillende voedingen vergeleken: Delta 060, PE1542, CO2014, zelfbouw 70's. De PE1542 had het minste last van het verschijnsel, minder dan mijn CO2019 met demping network. Die PE1452 heeft ook primail ontkoppeling, en dit werkt ook bij mijn voeding.

Dit is mijn trafo schakeling geworden:

Ik zie nog een spijker bij in en uitschakelen, maar geen oscillatie en minder amplitude.

Op 28 juli 2020 15:35:31 schreef Sine:
Ik houdt het ook op een meetfout, die spanningen kun je met 100n en 220u over de uitgang eigenlijk niet hebben.

Misschien dezelfde meetfout die je hierboven bij de Agilent voeding maakt?

-edit-
Die 220uF elco en .22u chinese mkt doen weinig bij dit signaal lijkt me. Zelf niet als het een Rubycon is .

Jep, of bij mijn co2019 proto, daar zie ik die spike al als ik de twee draadjes naar de netschakelaar in de voeding onder spanning zet.

-edit-

Het primaire scherm naar de halve netspanning? Is dat handig?

[Bericht gewijzigd door Sine op dinsdag 28 juli 2020 15:54:20 (22%)]

Op 28 juli 2020 15:49:05 schreef Sine:
Jep, of bij mijn co2019 proto, daar zie ik die spike al als ik de twee draadjes naar de netschakelaar in de voeding onder spanning zet.

-edit-

Het primaire scherm naar de halve netspanning? Is dat handig?

Aansluiting primaire scherm heb ik geleerd uit schema van de originele toepassing van deze trafo in een patient monitor (hartslag). Op deze manier belast je de isolatie maar op 110V per scherm, verlaagt lek lijkt me.

Op 28 juli 2020 16:57:12 schreef blackdog:
Hi,

Als eerste, de weerstanden R2 en R3 in serie met de 10nF condensatoren zijn te hoog, start eens met 47Ω.

Groet,
Bram

Heb ik gedaan, en alles onder 470 ohm is te laag (ik kom niet vanzelf zo hoog uit).

Als de oscillatie magnetisch geinduceert is in mijn probe techniek, heb je dat mogelijk ook bij aansluiting van een experimenteer schakeling.

Voor alle duidelijkheid, volgend AOE III wordt het signaal veroorzaakt door het ongereguleerde deel van de lineaire voeding: trafo, brugcel, elco. Niet de CO2019 schakeling dus.

@Mark Neonbuisjes zijn ook heel verdacht!! Dat is het eerste wat ik eruit sloop bij een Quad 303 endamp.. Het is een bekend feit dat ze na verloop van tijd een eigen leven gaan leiden. Dat is hoor én meetbaar in deze amps!
Daar zal jij geen last van hebben tijdens het gebruik van de voeding. Meen dat er ook wel relaxation oscillators met neonbuis zijn. Ook daar is in deze voeding aan te meten! <grin> Led erop kan altijd nog.
Maar mooi dat het nu wat beter gedempt is rond de de voedingstrafo

Op 28 juli 2020 18:29:27 schreef Sine:
Als het dat echt zou zijn zou je de truc die BD nog eens toepast kunnen proberen, zet een weerstand van een paar ohm in serie met de hulpwikkeling.

Maar dan nog is het vreemd dat je dit terugziet op de uitgang ... de uitgangstorren staan hard dicht.

Ook dat heb ik al, 6.8 ohm in serie met de hulpwikkeling.

Voor de duidelijkheid, met het schema dat ik hiervoor liet zien is het opgelost. Zo ziet het er nu uit en alleen bij inschakelen:

Goed mogelijk dat in andere voedingen heel andere waarden nodig zijn. Wat ik hier gebruik is niet eens zo heel ongewoon.

Nu de 'R' in de maand zit weer tijd voor electronica. Ik had nog een paar setjes van deze voeding liggen en ben bezig die in elkaar te zetten.

In eerste instantie lijkt de voeding prima te werken. Maar: ik kom er achter dat er tussen de twee eindtorren een stevige 'thermal runaway' optreedt.

De transistoren zitten - tijdelijk - samen op een redelijk groot koelprofiel, met een schroef en de bijgeleverde thermal pad.

Mijn simpele load (een paar autolampen die ik in serie of parallel kan gebruiken) is eigenlijk wat te zwaar voor deze voeding, bijna een kortsluiting. Moet de voeding ook kunnen....

In eerste instantie had ik de stroom vol opengedraaid (ruim 2 A). Ik merkte dat Q1 erg warm werd, en ben wat nader gaan kijken. Het blijkt dat bij stromen boven ongeveer 300 mA er 'thermal runaway' optreedt, Q1 wordt dan warmer dan Q2, wat er weer toe leidt dat er meer stroom door Q1 gaat, enz. Dit wordt vrij extreem, Q2 doet vrijwel niet mee. Ik heb getest met een stroom tot 500 mA (uitgang, meter op de voeding). Dat lijkt nu wel ongeveer de max.

Ik heb niet heel lang getest (meetserie hieronder binnen het half uur of zo). Het koelblok wordt, uiteindelijk, bij 500 mA een beetje warm. De warmteoverdracht van de transistoren naar het koelblok is duidelijk de bottleneck.

De metingen in de tabel heb ik gedaan van hoge belasting naar lagere. In de tabel staan de basis- en emitter stroom (bepaald door spanning gemeten over de betreffende weerstanden), en de bijbehorende hFE. De CE spanning zakt bij 500 mA belasting iets in, van ongeveer 21 naar ongeveer 20 V.

Als ik de hFE waarden vergelijk met de datasheet dan wordt Q1 wel erg heet. Bovendien vind ik de runaway wel erg extreem. Mogelijk heb ik 1 of beide transistoren al overbelast, al zijn de waarden voor allebei nog redelijk? Zie ik hier iets over het hoofd?

Ik ben van plan om de transistoren uiteindelijk te vervangen voor TIP142's, niet voor het opgenomen vermogen maar voor de betere warmteoverdracht naar de koeling.