Labvoeding - Bijschakelen wikkelingen

blackdog

Golden Member

Hi,

Ik heb de schakeling even op een broodplank gezet en wat waarden aangepast.
Het relais dat ik gebruikte was een Finder van 12V en 270Ω spoelweerstand.
R4 zou 3K3 kunnen worden bij 12V relais voeding als je een transistor hebt met en wat lagere hFE.

R5 heb ik zo aangepast dat de schakel punten bij 45V en bij 47V liggen.
Dat geeft dus 2V Hysteresis wat een nette waarde is, wil je 1V, neem dan R5 groter in waarde.
https://www.bramcam.nl/TL431-Comparator-02.png

De schakeling is verder stabiel, er zijn geen generatie verschijnselen zichtbaar rond het omschakel moment.

De schakeling kan zo in het schema archief :-)

Groet,
Bram

Aanpassing
Ik heb nog een paar aanpassingen gedaan en als voorbeeld in het kader een lijstje van verschillende schakel niveau's.
R3 heb ik weer wat hoger gemaakt zodat dit beter uitkomt met een 2N3906 en relais tot zo'n 75mA.

De nievau's zijn natuurlijk afhankelijk van de weerstands waarden R1 en R2 en weerstand R5 samen met de relais spanning.
Is de relais spanning 24V dan moet R4 10K worden en R5 de dubbele waarde van de spanning bij een 12V relais spanning.
Dit is geen precisie schakeling en dat moet je er ook niet van maken, ik heb hier ook geen 1% weerstanden aangegeven maar de normale E12 waarden gebruikt.
Je heb de dropout waarde van je regelaar(stroom afhankelijk en de variatie van de Net spanning, die moet je alllemaal meenemen bij het bepalen van de schakelpunten voor je relais.

[Bericht gewijzigd door blackdog op 13 april 2020 12:35:44 (38%)]

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

Golden Member

Hi,

Dit is een uitgebreide manier om trafo's te schakelen.
Hier worden er twee voedingstrafo's gebruikt, een 2x6V en een 2x12V en hij is voor een symetrische voeding bedoeld.
Punt A komt aan de uitgang van de +voeding.

Omdat het geheel in een klein kastje moest, heb ik er voor gekozen om ook de trafo die niet wordt gebruikt, af te schakelen.
De trimpots P1 en P2 stellen de twee spanningen in waarbij de transformatoren worden omgeschakeld.
Tegenwoordig kan je dus de LM339 comparator en de CD4093 vervangen door een Arduino, maar dit werkt zo ook goed met weinig verbruik.

Schema uit januari 2011 :-) Klikbaar!
https://www.bramcam.nl/BK-PSU-01-Trafo+Relais-Klein.png

Ingewikkeld? kijk en naar de link die Sine laat zien hoe HP het doet in een voeding, dat zijn pas veel onderdelen!
Relais slijtage, maak ik mij niet druk om, de goede relais gebruiken en het gaat een leven lang mee.
Er zullen er maar heel weinig zijn van jullie die dan aan het maximaal aantal schakel momenten onder belasting komt.

De Thyristoren / Optotriac, enz. zijn ook niet bomvast, deze kunnen ook stuk door b.v. piekspanningen op het 230V net, reken jezelf niet te snel rijk met een halfgelijder oplossing.
Denk vooral ook aan het verlies dat kan optreden, voor al bij lage spanningen bij electronische oplossingen.

Groet,
Bram

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

Belangrijkste voordeel van de triac/thyristor voorregeling, is dat hij continue regelt en niet is stappen. Je mist daartegenover weer het extra vermogen, dat je kan bereiken door parallelschakeling van wikkelingen, bij een middels relais geschakelde

Het kan overigens een stuk eenvoudiger (Delta Elektronica) dan bij de HP voorregeling:

Rommelige werkplek? In de natuur is wanorde de meest stabiele toestand; de entropie is dan maximaal. Het handhaven van "orde" kost daarom altijd energie. ----> TUBE COLLECTORS ASSOCIATION - http://www.tubecollectors.org/

Vind je dit eenvoudig? :o Ik zou nog wel een paar dagen nodig hebben om de werking van dit schema te doorgronden... O-)

In dit geval ben je wel gebonden aan het hebben van een aantal verschillende (gescheiden) wikkelingen, dus dat is hier geen optie. Ik ben het wel met je eens dat de continue aanpassing van de elcospanning wenselijk is, maar met windingen zo klein als 5V is dat natuurlijk geen enorm probleem. In het ergste geval heb je 5V te veel over je regelaar staan, dat is thermisch nog wel te doen tenzij je echt krankzinnige stromen trekt.

@blackdog: Maar deze is voor een symmetrische voeding of niet? Ik zat net wel te denken om een sequentiële regelaar te maken die de spanning over de regelaar meet en afhankelijk van of die te hoog of te laag is een stapje omhoog gaat in de relais-logica. Dat zou kunnen met een 'up/down counter' en dan wat decodeer logica met diodes.

@bprosman: Die trafo is wel een beetje een hoofdbrekertje, waar komt dit ding vandaan? Ik kan me geen toepassing indenken van deze aparte verdeling van windingen. Het is allemaal zo asymmetrisch en willekeurig verdeeld. Ik kan me voorstellen dat iemand deze weg deed... :P

@Sine: Ik ben het wel met je eens dat relais hier misschien niet optimaal zijn, maar ik zou ook graag een oplossing zien die niet gewoon hard schakelt. De CO 2016 methode voorziet nu niet echt is 'zero voltage switching', wat het leven van je MOSFET ook onplezierig kan maken als je een oscillerende last hebt.

blackdog

Golden Member

Hi Kruimel,

De schakeling is nu niet direct bedoeld voor bprosman zijn trafo, meer om te laten zien wat mogelijk is bij het schakelen met relais.
En ja het klopt, het is voor een symetrische voeding bedoeld +-22V bij 200mA en natuurlijk heel schoon.

Voor een LAB voeding die redelijk schoom moet zijn denk je nooit een Tyristor geregelde systemen, behalve als je veel ontwikkeltijd gaat steken in de opbouw en het kopen van een vrij dikke smoorspoel.

Thyristoren gebruiken om trafo tabs om te schakelen ratelen in principe niet, daar de thyristor dan meestal aan of uit is.
Maar verlangt meestal uitgebreide stuurelectronica kijk maar in het HP schema.

Ook de MOSFet voorregelaar is bruikbaar vooral als de stroom niet boven de 3-Ampere komt, ander kan je trafo geluid gaan maken.
Het regelt wel heel mooi, na wat tuning/timing voor jouw trafo/stroom.

Op het ogenblik zou ik een voeding gewoon met relais uitrusten en een Arduino nemen om de bufferelco spanning te sensen en de Arduino ook de uitgangsspanning laten meten.
Lage netspanning, geen probleem, hoge netspanning ook geen probleem dat wordt door de Arduino verrekend.

Maar voor een 30V voeding kan je dus ook zoals ik al aangaf 2x6V en 2x 12V trafo nemen, de 2x6V trafo kan dan van een lager vermogen zijn om de kosten te drukken, als de max stoom maar gelijk is als de 2x12V trafo.

Wil je een 60V voeding hebben, dan neem je een 2x 12V en een 2x 22V trafo, ook nu weer moeten de trafo's de zelfde stroom kunnen leveren.

Voor bprosman zijn trafo zal je zoals ik al zij er eens voor moeten gaan zitten om te zien welke trafo tabs handig zijn om te gebruiken.
Zijn de trafo tabs allen de zelfde stroom?

Zoveel manieren zijn er om energie te besparen, pas toe wat je leuk vind zou ik zeggen.
Ga je continu schakelen hoe dan rekening met een hele berg EMC problemen, ik moet het hier blijven herhalen. :-)

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
RAAF12

Golden Member

Op 13 april 2020 15:36:22 schreef Kruimel:
Vind je dit eenvoudig? :o Ik zou nog wel een paar dagen nodig hebben om de werking van dit schema te doorgronden... O-)

Hier staat de uitleg...
https://www.circuitsonline.net/forum/view/134621/10?query=het+tv&m…

@hennep: Ja die ken ik nog wel ja. Het vereist wel specifieke trafo's om goed te werken, ik ben nog nooit een geschikt exemplaar tegen gekomen...

@RAAF12: Ow, dat is wel interessant ja, dank voor de link! Daar ga ik nog wel een keertje voor zitten denk ik.

@blackdog: Voor bprosman's trafo ga je inderdaad wel een op maat gemaakte schakeling moeten bouwen ja. Dat neemt niet weg dat ik niet zonder plezier je schakeling heb geanalyseerd. Ik ben al geruime tijd bezig met het ontwerpen van een voorregeling met simpele componenten die beter werkt en theoretisch weinig stoorspanningen zou moeten genereren, maar het vordert maar langzaam. Ik zal wel een topic openen om het te tonen als het een beetje lukt, want tot nu toe loop ik telkens weer tegen één of ander belemmerend probleem aan... :/

[Bericht gewijzigd door Kruimel op 13 april 2020 16:26:49 (14%)]

blackdog

Golden Member

Hi Kruimel, :-)

Ik zou zeggen doe net als ik, laat zien waar je mee bezig bent en wat je graag wilt vraag een tweede en/of derde mening op wat je al hebt.
Ik laat meerdere stappen in het ontwerp zienzien, ook de zaken die ik moet aanpassen, fouten laat ik met een opmerking erbij gewoon staan, zijn meestal leerzaam.

Ik zie uit naar waar je mee bezig bent!

Groet,
Bram

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

Golden Member

Hi,

Ik was jullie nog een foto "schuldig" betreffende de test setup van de TL431 comperator, hier is hij dan.
De meest linkse weerstand is de ingang en die is hier 22K, de dikke 220K weerstand verzorgt de meekoppeling voor de Hysteresis.
De TO92 met "45" op zijn kop is de TL431 van TI en de andere TO92 behuizing is dan de 2N3906.
Verder natuurlijk de blus diode en het blauwe Philips elcotje is voor de ontkoppeling van de 12V relais voeding.
https://www.bramcam.nl/TL431-Comparator-03.png

Groet,
Bram

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

Op 13 april 2020 10:40:44 schreef blackdog:
C1 filtert het sense signaal een beetje zodat bij belasting variaties en rond het omschakelpunt het geheel niet gaat klapperen ondanks de Hysteresis die door R5 wordt gemaakt.

@blackdog,
Je hebt deze schakeling gebouwd, getest en vastgesteld dat deze schakeling prima werkt. Daar twijfel ik geen seconde aan. Toch heb ik 'moeite' met de plaats van C1. Normaal wil je dat een schmitt-trigger snel en zeker omschakelt. Door de plaats van C1 wordt verandering van het uitgangssignaal gefilterd door C1. De ingang van TL431 blijft door C1 een tijdje 'hangen' op het omschakelpunt tijdens omschakelen. Naar mijn bescheiden mening zou het beter zijn om R1 te splitsen in twee weerstanden van ca 41kΩ en tussen dat knooppunt en massa C1 plaatsen. De schmitt-trigger is dan snel en rotzooi van de voeding wordt door C1 gefilterd.

Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl

Je hebt daar een valide punt, je zou het liefst de filtering alleen op het ingangssignaal hebben, en niet op het teruggekoppelde uitgangssignaal.

Op 13 april 2020 17:40:57 schreef blackdog:
[...]Ik zou zeggen doe net als ik, laat zien waar je mee bezig bent en wat je graag wilt vraag een tweede en/of derde mening op wat je al hebt.

Met alle liefde, maar ik ben en blijf een beetje een theoreticus. Elke praktische uitspatting probeer ik te publiceren, zelfs met foto's waar mogelijk (maar dat zou je inmiddels moeten hebben gezien). ;)

blackdog

Golden Member

Hi ohm pi,

Ja, dat heb ik ook getest, ik bedoel ik begon met 0.1uF en uiteindelijk ben ik naar 10nF gegaan.
Beinvloed dat de snelheid, jazeker maar niet zoveel dat dit veel uitmaakt.

De TL431 heeft niet super veel openloop gain en R3 speeld hierbij ook nog een rol hierin, de aangegeven 10nF is een mooi gemiddelde.
En niet vergeten we hebben het hier over de aansturing van een relais, er zijn hier geen supersnelle flanken nodig, neem dan een LT1016 :+

Groet,
Bram

Aanvulling, ja dat kan de ingangsweerstand opsplitsen en daar de filter condensator plaatsen, kost 1 weerstand extra, mijn zegen hebben jullie wat dat betreft.

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

Golden Member

Hi,

Voor de liefhebbers, de filtering nu meer naar de bron gebracht door een extra weerstand van 1K en de condensator is nu weer 0.1uF.
dat brengt het kantelpunt op ongeveer 1.5KHz, wwat voldoende is om de meeste HF prut weg te houden uit de TL431.
Als gewenst kan die ook naar 1uF gebracht worden, maar dan is de Ri van je voeding wel erg slecht. 8)7

Hou er rekening mee dat je bij de berekeningen van het schakel niveau R-X van 1K mee neemt!
Voor de 46V stand zoals afgebeeld is die 1K op 82K niet zo van belang, maar bij de lagere spanningen wordt hij dat steeds meer.
Aan jullie welke versie je kiest.

https://www.bramcam.nl/TL431-Comparator-04.png

Groet,
Bram

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

Moderator

Nu het relais er nog uit en we hebben het ergens over ;)

blackdog

Golden Member

Hi Guido,

Jij mag het relais vervangen voor een opto-coupler, dan ben jij ook happy, wil je dat ik daar ook een schema voor maak? :+

Groet,
Bram

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

[mess= age="2157764","quote"]Op 13 april 2020 15:36:22 schreef Kruimel[/message]:
Vind je dit eenvoudig? :o Ik zou nog wel een paar dagen nodig hebben om de werking van dit schema te doorgronden... O-)
[....]

Beste Kruimel, ik heb ook niet beweerd dat het schema van Delta eenvoudig is. Het is echter wel een stuk eenvoudiger dan het getoonde schema van HP. Verder heb ik aan beide ontwerpen geen oordeel over de kwaliteit gegeven......

Groet,
T.A.

Rommelige werkplek? In de natuur is wanorde de meest stabiele toestand; de entropie is dan maximaal. Het handhaven van "orde" kost daarom altijd energie. ----> TUBE COLLECTORS ASSOCIATION - http://www.tubecollectors.org/

Het schema van HP heeft in ieder geval riant gebruik gemaakt van opamps/comparators in simpele configuraties. Het lijkt er voornamelijk op dat de HP een generatie (of twee) later ontworpen is waardoor je makkelijk kan strooien met analoge chips. Merk op dat alle halfgeleiders in het schema goedkope standaardcomponenten zijn.

Toch is het wel een beetje gek dat er zoveel componenten op het schema staan, want de beschrijving in het HP manual is heel simpel: afhankelijk van de uitgangsspanning schakelt hij windingen bij. Zou toch niet super ingewikkeld moeten zijn... Ik vermoed dat de transformator twee gelijke wikkelingen en één met een hogere spanning heeft (bijvoorbeeld 10V, 10V en 20V) zodat je met gelijke stappen van 10 naar 40V kan schakelen, maar ik kon de transformatorspanning zo snel nergens vinden.

Ja, HP doet wel meer ingewikkeld in de jaren 60-70 strooiden ze kwistig met tunneldiodes
Mijn 140A oscilloscoop heeft er 7: één in de basisunit voor de ijkpuls en 6 in de tijdbasis!

De Delta werkt iets anders, die regelt de spanning over de doorlaat transistors/FET's continue door faseaansnijding in se brug gelijkrichter. Daardoor meer ruis op de uitgang. In mijn oude D 30-10 zit daarom nog een smoorspoel ter grootte van de voedingstrafo om die arme buffer-elco's te helpen! Dat deed HP vroeger ook.

Hier nog even het schema van een HP 6256B 20V - 20A CV/CC voeding:

Hier een triac vóór de voedingstrafo.
Er wordt van een stel smoorspoelen en de zelfinductie van de trafo gebruik gemaakt om de spikes te verkleinen.

Rommelige werkplek? In de natuur is wanorde de meest stabiele toestand; de entropie is dan maximaal. Het handhaven van "orde" kost daarom altijd energie. ----> TUBE COLLECTORS ASSOCIATION - http://www.tubecollectors.org/