Kleine opamp voeding met LM317/LM337

blackdog

Golden Member

Hi!

Ik heb behoefte aan nog een symetrische regelbare voeding en dan speciaal voor het voeden van opamps tijdens het testen van mijn ontwerpen.
Daar heb ik natuurlijk wel wat eisen voor.

Eisen
Uitgangs panningen symetrisch tussen via een dual potmeter of een schakelaar 2,5V en 22V.
Brom en ruis niveau laag genoeg, < 50µV bij lage of volle belasting ongeacht de uitgangsspanning.
Het stroombereik mag via een potmeter of in en aantal stappen met een schakelaar instelbaar zijn tussen 10mA en 200mA.
Een zo klein mogelijke uitgangs condensator, de LM317 kan met kleine waarden aan de uitgang werken de datasheet geeft 1µF aan en ik ga het op 10µF houden.

Wat is wat minder van belang
De Ri van de voeding, bij de LM317/LM337 Series regelaars is dit vaak rond de 60mΩ en daar kan ik mee leven voor mijn toepassing, een goede voeding is trouwens <1mΩ
De gevoeligheid voor netspannings variaties, deze is voor de LM317/LM337 ook niet Super, maar lees vooral verder.
De nauwkeurigheid van de uitgangs spanning/gelijkloop, die is met een potmeter zonder meer niet goed, ik heb vele potmeters hier getest hierop.
Uitgangs spanning stabiliteit, niet echt belangrijk maar lees ook wat dit betreft verder. :)

Wat zijn de keuzes die ik heb gemaakt tot op het ogenblik van het schrijven van dit stukje.
Zoals meestal neem ik jullie mee op de reis naar het eindproduct, dus er zullen meerdere schemas volgen een aanpassingen van mijn afwegingen.

De eerste stap die ik had genomen na een aantal potmeters te hebben gemeten is het gebruik gaan maken van een dual deks stappen schakelaar.
Daar zitten zoals Kruimel deze week aan al aangaf nogal wat bezwaren aan, maar vergeet niet dat die bezwaren ook voor potmeters bestaan,
de meeste potmeters vinden een aantal mA door de loper niet echt gezellig dat vergroot niet de betrouwbaarheid.

Bij schakelaars zal je wel een model moeten kiezen die maak voro breek is en wat ook zeer belangrijk is, dat is de arretrering(vergrendeling).
Dat houd in dat als je van stand veranderd hij altijd goed in d volgende stand springt.
Schakelaars die je tussen de standen in kan zetten deugen eigenlijk niet, vooral niet voor deze toepassing.

Ik heb hier een aantal nieuwe schakelaars uit de dump van Grayhill, 10 standen en geen maak voor breek contacten.
Door de zeer goede arretrering was hij bijna breikbaar voor dit voedings project, ik heb uitgebreid testen gedaan met een testopset.
Hiervoro nam ik drie weerstanden zodat ik van 3,3V naar 20V en de volgende stap was 5V, met de scoop op "Single Shot" keek ik dan bij vollasst of zonder belasting naar de overgang van de stappen.
Er was af een toe een piekje zichtbaar dat het contact wat langer zweefde dan gewenst, dus toen ben ik verder gaan zoeken voor een geschikte schakelaar.
Deze moest dan wel een maak voor breek contacten hebben en ik kwam uit bij een model van ELMA, dubbel deks en 11 standen.
Ik had ook nog een aantal schakelaar liggen die naar wat poetswerk ook geschikt zouden zijn met nog meer standen maar deze waren te breed wat diameter betreft.

Dus de ELMA is het geworden, 11 standen van 2,5V tot 22V, ik had 10 standen al uitgerekend en ik kan er dus nog één stadn bij maken en ik denk voorlopig
aan een 4,2V stand of een 11V stand die nog niet aanwezig is, het lijstje met waarden komt straks.
Dus het springen van de uitgangs spanning tijdens het schakelen naar een andere uitgangsspanning heb ik onder controle gekregen.

Dan de brom en ruis, deze wou ik echt beneden de 50µV hebben en vooral de brom moet zo laag mogelijk worden, liefst geen brom.
Dan komt je in ieder geval terrecht bij de basis schakeling die in iedere datasheet staat vermeld van de LM317/LM337.
En dat is een condensator over de instelweerstand, meestal met ee naangegeven waarde van 10µF, en ik heb nog en paar mooie 15µF Prof. tantaal liggen en die komen er dan ook in.

Zal ik nu het eerste deel schema laten zien?
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-01.png

.
Ik heb niet de 11 standen voor de uitgangs spanningen in het schema gezet, alleen stand 1, 2 en stand-11, anders wordt het schema te onoverzichtelijk.
En het gaat in het eerste schema dan om S1-a en S1-b.

Deze keer ga ik lekker eigenwijs van rechts naar links wat betreft het uitleggen van het schema.
Over de uitgangs klemmen komt dus een 10µF Tantaal te staan en een 1N4007 Diode ter bescherming van de uitgang, ook de diode D1 boven in het schema is ter beveiliging.
Helemaal zoals dit ook staat in de datasheet voorbeeld schama's.
Dan krijgen we C5 in het schema van 0,47µF die vlak bij de LM317/LM337 gemonteerd wordt.

Da nkrijgen de de componenten tussen de uitgang van de LM317/LM337 en de Adjusment aansluiting.
Als eerste weer D3 de 1N4007 die de regelaar beschermd tegen C3 bij in of uitschakelen en/of kortsluiten van de uitgang, weer niets speciaals staat in de datasheet.

Dan krijgen we de weerstand tussen de uitgang en de adjusment aansluiting, deze word meestal gespecificeert tussen 120Ω en 270Ω.
De lage waarde van 120Ω zorgt er voor dat de regelaar zonder belasting voldoende stroom blijft leveren om de interne electronica goed blijft werken.
De 120Ω waarde laat wel 10,5mA door je instel weerstanden lopen!, dat zorgt er ook voor dat b.v. e npotmeter dit niet lekker vind en/of overgangs weerstanden meet mee gaan spelen.
Ik heb de waarde gekozen van rond de 280Ω wat neerkomt op ongeveer 4,5mA door deze weerstand.

Door de lagere waarde van rond de 280Ω kon ik ook wat gunstiger waarde nemen voro de spannings stappen die ik wou hebben.
De weerstand R12 in het schema welke als 332Ω staat vermeld is op mijn testprintje 274Ω met een 10Ω 25 slagen trimpot.
Zoals het hier nu in het schema staat getekend is technisch netter, maar kost een onderdeel extra R13 van 1K21, deze weerstadn zorgt er voor,
dat er ongeveer het zelfde regelbereik is als met een enkele 10Ω trimpot die in serie staat.
Waat ik vanuit ben gegaan betreffende de weerstanden die de uitgangspaning bepalen aan de schakelaar S1 is 280Ω voor R12.

Er zijn meerdere variabelen die de uitgangsspanning bepalen, dat is de nauwkeurigheid van je gekozen LM317/LM337 IC, ik kies voor de "A" versie, welke ik in ieder geval voor de LM317A van TI kan kopen.
De "A" versie van het TI model heeft de meest nauwkeurige referentie spanning van 1,25V en heeft ook een betere bromonderdrukking.
Ik had een aantal LM317A van TI gekocht en toen gekeken welke 1,25V als referentie spanning heeft en ben daarmee gaan testen en meten.

Op mijn telefoon heb ik een electronica calculator die ook de bias stroom in de LM317 meeneemt voor het berekenen van de uitgangs spanning.
De trimpot heb ik zo afgeregeld dat hij totaal rond de 280Ω zit.
Daarna gaan berekenen en de waarde gekocht die vlak bij de berekende waarde zit, met de 1% stapjes van de E96 reeks is het dan geen probleem de uitgangs spanning binnen 1% te krijgen.
De 20V stand heeft een instelweerstand van 4K13 nodig en als je dan de trimpot P1 gebruikt om de uitgang op 20V te trimmen,
dan zijn alle andere stappen ook binnen 1%, dit natuurlijk als je het goed berekend en goede weerstanden koopt.

Dan hebben we nog D4 een zener van 22V, dat is een beetje een "Fail Save" als er toch iets mis gaat met b.v. met de schalelaar, bij een 22V zener komt de spannig op de uitgang niet boven de 23V.
En ja, dat is dan alnog "Rook Tijd" als je opamp maar max 6V voeding is. :+ maar de zener helpt wel bij de opamps die zijn ontworpen voor +-15V welke vaak 20 of 22V voeding kunnen hebben.

Wat wat voor doel heeft de extra electronica die links van de LM317 is getekend?
Nu springen we naar de linker zijde, daar staan de aansluitingen voor de 24V trafo wikkeling, dan komt de brugcel en de buffer elco's.
Ik heb een oude truc gebruikt door twee elco's te nemen voor de filtering, de tweede elco van 1000µF is via een 4,7Ω weerstadn aangesloten.
Ja dat dempt de 50 en 100Hz vrijwel het zelfde als één elkele 2200µF elco, alleen heeft deze manier een veel betere filtering voro de hogere frequenties die uit het net komen.

Dit gaf nog niet voldoende onderdukking van brom op de uitgang, het was niet slecht maar ik vond het niet goed genoeg.
Verder had ik mijn best gedaan voor het uitrekenen van de weerstanden die de uitgansspanning bepalen, maar een andere eigenschap van de LM317/LM337 is de niet zo goede onderdrukking van de variatie van de ingangsspanning.
Dus... wat gaat Bram daar dan aan doen! ;)

Vrij snel na wat gefrut met dikkere elco's; die alleen de brom minder maakte kwam ik uit bij een "voor regelaar" aangestuurd door de uitgang van de hoofd regelaar.
Zo'n 60 jaar geleden al gedaan door HP/Harrison, nadelen, jazeker maar door het kleine vermogen van deze voeding is dit niet zo van belang en dat nadeel is de hogeren "Drop out" spanning met zijn extra verliezen.
Mijn LM317 heeft bij 220mA waar ik steeds bij meer iets van 1,9V drop out spanning, dat meet ik dus bij die belasting met mijn Audio Precision meetset op de uitgang.
Op de Analyser uitgang zie je direct de brom verschijnen in de ruisband als de regeling wel nog voldoende ingangs spanning heeft.
Bij 3,8V over de schakeling is de uitgang geheel vrij van brom, deze hhefd dan rond de 28µV RMS ruis bij 20Hz tot 22kHz bandbreedte en het maakt niet uit welke uitgangspaning er gekozen wordt of welke stroom er wordt verbruikt.

De LM336 2,5V zener zorgt er voor dat de basis van de Sziklai Darlington 2,5V hoger in niveau zit dan de uitgang van de LM317A.
Dit type Darlington is gekozen i.v.m. zijn lage Vce bij verzadiging, de transistoren zijn deze keer niet voor de snelheid gekozen, dat is in deze toepassing eigenlijk onbelangrijk.
Voor de +uitgang zit er een 2SA1943 in welke dus een mooie lage verzadigings spanning heeft omdat het een dikke transistor is.

Eigenlijk is de schakeling een stevige Emittor volger die een harde 2,5V referentie aan zijn basis heeft, als de uitgang schoon is van de LM317A, dan is de basis van de BD139 schoon en ziet de ingang van de LM317A een mooie stabiele inganspanning!
R3 van 150Ω maakt de lage Ri van de Zener niet veel slechter ondat er maar weinig stroom de basis van de BD139 in gaat, dit is bij 220mA aan de uitgang van de LM317A minder dan 35µA.
Om er nu toch voor te zorgen dat de stroom nodig voor de basis van de BD139 en de Zener LM336-2,5V heb ik gekozen voor een IC stroombron welke de LM334 is geworden.
Deze staat door R1 van 39Ω ingesteld op ongeveer 1,6mA, de stroombron heeft bij 50 en 100Hz rimpel ie op de buffer elco C9 staat een hele hoge impedantie en samen met de lage Ri van de LM336 Zener en de lage uitgangs impedantie van de LM317A geeft dit een zeer hoge demping van brom en stoor signalen voor de basis van de BD139.

En ja, bijna 4V is wel veel voor de dropout spanning, maar het levert nog meer voordelen op om deze voor regelaar te gebruiken.
De LM317/LM337 ziet altijd de zelfde in/uitgangs spanning, welke uitgangsspanning je ook kiest met S1 en ook de variatie van de Netspanning doet niets meer aan de uitgang van de LM317/LM337, deze is zeer stabiel geworden.
En het volgende voordeel is dit, bij lage uitgangsspanningen hoeft de LM317/LM337 maar weinig te dissiperen, want dat doet de 2SA1943 voor het positieve deel van de voeding.
De LM317/LM337 regelaars zullen dus weinig te dissiperen hebben en zal daardoor ook wat uitgangsspanning betreft stabieler zijn door de kleinere temperaturu verschillen.

Misschien denken sommige van jullie, waarom al die moeite met LM317/LM337 regelaars, nou omdat ik het leuk vind oude electronica een stuk beter te laten werken dan de standaard schakeling.

Er ontbreken nog meer onderdelen aan deze schakeling, zoals een Enable schakelaar, als ik de basis-emittor kortsluit van de BD139 dan wordt de LM317 spanningsloos, dat is een van de manieren die mogelijk is.

Voor nu is dit even voldoende, de volgende stap is de stroombegrenser wel ook zo ongeveer wordt zoals in de datasheets te vinden is, en ook te zien is in de oude CO voeding met de LM317 er in.

Voor nu, SHOOT!

Bram

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

Misschien nog wat extra componenten toevoegen.
Bijvoorbeeld 100nF condensators bij B1 en aan de uitgang TVS diodes.

fatbeard

Honourable Member

Met maak-voor-breek heb je een spanningsdip tijdens het overschakelen: de spanning daalt tot onder de spanning waarmee je begon. Overschakelen van 5 naar 6V zal kortstondig een -geschatte- uitgangsspanning van minder dan 3V geven. Doet vaak veel minder schade dan een piek van 22V, maar toch...

Door een weerstandsdeler te maken en daar steeds een aftakking van te kiezen voorkom je grote spanningsschommelingen (wegkrijgen doe je ze niet); wel die maak-voor-breek schakelaar gebruiken.
Die techniek zal voor brom/ruis en stabiliteit niet zo heel veel uitmaken.

Een goed begin is geen excuus voor half werk; goed gereedschap trouwens ook niet. Niets is ooit onmogelijk voor hen die het niet hoeven te doen.

Lekkere vette elco's parallel aan de 15µF condensatortjes plaatsen en vlot schakelen. Dan merk je ook vrijwel niks van de schakeldip.

Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl
blackdog

Golden Member

Hi René!

Wat ik ga toepassen is nog niet zeker voor bij de brugcel tegen het ratelen, waarschijnlijk een RC netwerkje over de trafo,
maar dat hangt ook af van welke trafo ik ga gebruiken.

De diode over de uitgangen kunnen heel goed door een TVS worden vervangen, eigenlijk het zelfde zoals bij mijn laatste twee referentie projectjes hier op het forum.

Hi Leo!
Die kleine daling was me reeds bekent, maar door de korte tijdsduur van het schakelen valt dit erg mee, zoals je al aangeeft een kleine daling in de spanning is voor mij geen probleem.
Maar in ieder geval goed om even onder de aandacht te brengen van de gene die ook aan zo'n soort opset denken.
De spanningdeler met aftakkingen kan ook, daar had ik nog niet aan gedacht, ik zal zo'n weerstands string ook nog laten zien,
dat worden dan wel andere waarden dan die ik nu al heb aangeschaft, maakt niet uit, lijstje voor beide manieren komt er aan.

Ik heb hier nog een LM317/337 voeding staan, een oud Elektuur ontwerp, daar heb ik nog eens een mooie LM399 referentie mee opgeblazen met het uitschakelen van de voeding.
De voeding ging negatief op de +uitgang door de electronica die er voor zorgt dat de voeding vanaf "0" kan regelen, dat gebeurd mij niet nog een keer met een voedings schakeling. :)
Dit voedings ontwerp heeft die naar "0" eigenschap niet, dat is met opset zo, maar ik denk nog wel na voor wat extra veiligheid wat dit betreft.
Naturulijk komt er wel een enable schakelaar maar ik denk nog na waar ik die ga plaatsen, eerst de stroomregeling testen.

Nog even over de stroombron met de LM334, die zit daar met opset zo gekozen en wel omdat het een zwevende schakeling is en ook omdat hij al vanaf ongeveer 0,8V gaat werken.
Met een JFet kan je ook wel wat regelen maar al eerste moet je een type vinden die 40V aan kan en dan ook al vanaf 0,8V redelijk gaat regelen rond de 1,5mA.
Te veel selectie werk en de LM334 heb ik voldoende op voorraad en kan ook zo voor de negatieve kant gebruikt worden, dat geld ook voor de LM336-2,5V zener.
Mocht voor de negatieve kant toch iets meer spanning nodig zijn, dan kan met de LM336 altijd een diode of een weerstand in serie worden gezet,
liever niet maar het kan zonder dat de schakeling veel wordt aangetast.

Morgen meer.

Groet,
Bram

PS

ohm pi
Dat heb ik geprobeerd op een wat andere manier, maar de RC tijd werd dan wat lang, vooral bij de hogere spanningen.

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

Golden Member

Hi,

Ik heb weer een deel van het schema gereed na uitgebreide testen.
Na wikken en wegen schema een paar keer aanpassen heb ik de eerste versie van de stroom regelaar gebouwd en die werkte, maar niet helemaal zoals ik verwacht had.
Dat leg ik later uit, eerst wat plaatjes zodat deze post wat aantrekkelijker wordt.

Dit is de spannings regelaar met de meeste componenten op het groene printje gesoldeerd,
rechts de mooie ELMA 2 moedercontacten en 11 standen schakelaar die "maak voor breek" is met gouden contacten.

De power componenten zitten op twee manieren vast, de LM317A heeft een clip en de audio power transistor is met ee nM3 boutje vast gezet met er bovenop de BD139-16.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-08.png

.
Doe niet! zoals ik, zie het oranje kader, de LM317 stekkerbaar gemaakt, domme actie van mij, ik dacht dat het wel gaat zo voor het testen, vergeet het maar.
De rammelende contact weerstand zorgt voor extra ruis en een instabiele uitgangsspanning.
Dit had ik in eerste instantie gedaan om te testen of de uitganspanning binnen het trim bereik zou blijven en dat is de uitgang binnen 1% a 2% van de berekende waarde.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-04.png

.
Dit is dus een plaatje vande eerste testen, nog zonder pre regelaar en de domme gestekkerde LM317. ;)
Links onder de trafo met de 2x 1000µF condensator en de 4,7Ω tussen de + aansluitingen van de elco's.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-03.png

.
Er zijn maar een paar meetinstrumenten nodig voor een goede evaluatie van de gebouwde proefschakeling...
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-05.png

.
Dit is de stroom regelaar met een LM317A 1,25V referentie diode en een LM334 stroombron en in het midden van het printje staat een 1K lineaire potmeter voor het instellen van de max. stroom.
In het oranje kader bevind zich een mooie tantaal elco om de schakeling stabiel te houden, zo meer hierover.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-07.png

.
Dit is het schema waarmee ik getest heb, plaatje is klikbaar voor een grote versie!
Veel nagedacht over de manier hoe ik de stroombron gemaakt met D1 zou aansluiten, veel schema's die je kan vinden op het Internet gebruiken een negatieve spanning voor de onderzijde van D1 en R3.
Ik heb ook getest met een 9V batterij omdat ik wat rare effecten had, maar dat zat dus niet in het spannings potential aan de onderzijde van D1.
Oja, ik heb de LM334 getest tot 50V om te zien of deze regelaars daar tegen kunnen en dat gaat bij de kleine stromen in dit schema goed.
Met mijn 2x 24V trafo kan ik tot ongeveer 250V netspanning gaan voor ik 40V over de LM334 heb staan bij een onbelaste schakeling, wat mij betreft voldoende marge als ik ook nog een TVS over de schakeling plaats.

En dan het andere spannings niveau dat roet in het eten zo kunen gooien, dat is als de stroombegrnsing in werking treed bij korsluiting of overbelasting.
In het Schema heb ik punt "A" getekend, dat moet voldoende hoog blijven om de stroombron D1 goed te laten werken.
Mijn voordeel is, dat ik de voorregelaar heb, die ook een spanningval heeft en de uitgang van de eerste LM317A (VR1) nooit naar "0" gaat.
De minimale stroom waar de voeding op ingesteld kan worden zal 10mA zijn en daar komt de totale stroom van de rechter regelaar nog bij.
De stroom die de rechter LM317A gaat opnemen is zijn eigen stroom en de stroom door de configuratie weerstanden aan deze LM317A.
En daar komt dan ook nog een stroombron bij die de 4,8mA die de LM317A schakeling zelf trekt wordt bijgestaan door een niet niet getekende 5,2mA stroombron.
Deze maakt de totale stroom altijd 10mA, dat is gedaan om er voor te zorgen dat de LM317A altijd voldoende stroom levert en het dynamisch gedrag wordt hierdoor beter.
Ja dat kost wat extra energie, maar waar hebben we het over, onbelast ruim 200mWatt per uitgang.
De trafo in rust verbruikt veel meer. :)
Klik = GROOT!
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-02-Klein.png

.
Bij het testen van de stroombegrensing had ik een beetje vreemd gedrag (het zal eens niet bij stroombegrensingen...)
De scoop hier er niet aan op dat moment en ik kon gewoon van minimale stroom naar maximale stroom regelen, maar toen ik metingen ging doen aan de spanningsval over de potmeter kwam ik iets vreemds tegen.
De spanning over de potmeter komt van de 1,25V refeentie diode D2 en dat is de LM385 welke een band gap referentie is.
De impedantie van deze zener is meestal kleiner dan 0,5Ω en sluit de potmeter P1 van 1K kort.
Dat houd in dat de impedantie op de loper maximaal 1/4 van de waarde is van de totale potmeter waarde en
bij de gemiddelde stroom van de Adjust aansluiting van een LM317 series van 50µA mag de waarde op de loper eigenlijk niet veranderen, maar dat deed hij wel...
Dus de referentie met een 9V batterij even een negatieve voeding gegeven, nada noppes, R3 dat is de instelweerstand van D1 verlaagd naar bijna drie maal zo grote stroom, nog steeds variatie van de loper spanning @#!@%@#$%#$5.
Alleen in de extreme stand van 10mA als maximal stroom komt punt A net onder de 3V endat is voldoendeom D1 en D2 goed te laten werken, dus bij grotere stromen gaat de spanning naar boven de 3V.

Ik had op de plaatst van C3 die nu als 10µF vermeld staat een 0,22µF film condensator opgenomen en daardoor (ja daar komt hij weer) de aanname had gedaan dat de impedantie op dit punt laag genoeg was.
Dit samen met de scoop wel aan hebben staan, maar de probe niet aangesloten mij weer even een leermomentje gaf! :+
Daarna een goede taaltaal condensator gepakt en die er bij gezet en daarna was het poeppie stabiel.

Ik ga nog wat spelen met deze condensator om te zien waar de grens zit voor een goed stabiele schakeling, hoe kleiner deze condensator,
hoe lager ook de maximale piekstroom bij kortsluiting en dat is belangrijk maar stabiliteit is dominant hierin.
Wat mij betreft werkt de schakeling nu goed en vooral schoon ook als de voeding als stroombron werkt.

Net al bij het schema van de oude CO voeding met de twee LM317 regelaars hebben veel schema's op het internet geen condensator tussen de twee regelaars zitten,
ik had hem wel maar de laag in waarde.
De oude CO voeding kan dus stabiel gemaakt worden, met rond de 10µF aan de ingang van de tweede LM317. (dat schema even aanpassen?)

Ik beraad mijzelf nog op of ik een dual 1K potmeter ga nemen voor de stroom instelling, twee mono potmeters om het appart te kunnen instellen of een dual dek schakelaar met deze standen voor de stroom: 10mA, 20mA, 50mA, 100mA, 150mA en 200mA.

Nog een puntje, dat is er voor zorgen dat de Ri zo goed mogelijk is, nu zakt mijn uitgangsspanning 10mV bij 200mA stroom, daar kan ik net niet mee leven,
maar na wat meten aan de bedrading rond de LM317A en wat dikker draadjes te hebben gebruikt, zakte de uitgangsspanning nog maar 1,5mV bij de zelfde 200mA uitgangs stroom en wat mij betreft is dat goed.

Er zijn nog meer zaken, maar dat is voor komende week, voor alsnog ben ik tevreden zoals het schema nu is.

De basis power on en power off gedrag gaat zonder gek gedrag, maardat wil ik nog wel beter testen, zaar zoals ik al zij, dat is voor de komende week.

Shoot!

Groet,
Bram

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

Hallo Bram,

Ben eigenlijk nieuwsgierig waarom je niet hebt gekozen voor een dual tracking opzet.

Gr,

Paul

I thought, I thought of everything
blackdog

Golden Member

Hi Paul, :)

Volgens mij had ik dit al verteld...
Mijn doel was met standaard onderdelen een kleine opamp voeding te maken met eigenschappen die ik daar voor nodig heb, zie daarvoor het eisen lijstje.
Natuurlijk kan ik met een handvol opamps een tracking regelaar gaan maken, was het eerste waaraan ik dacht maar dat gaat weer te veel ontwikkeltijd kosten.

Dit wordt een recht toe recht aan voeding met een grote kans dat er niet eens meters op komen, want daar ben ik nog niet uit.
Je kan ook op het kastje tekst aanbrengen rond de schakelaar knoppen en/of potmeters.

De LM317 voeding met tracking staat hier nog naast mij, is een elektuur ontwerp en heb ik vele jaren gebruikt maar niet geschikt voor de kleine verbruiker.
Trouwens de meeste LAB power supply's zijn helemaal niet geschikt voor het voeden van zuinige schakelingen.
Je kan ze vaak tot op de mA instellen wat stroom betreft, maar hebben ook zoiets al 470µF over de uitgangs klemmen staan, die 5mA max stroom die je dan insteld hebt, heeft dan weinig zin.
De lading in de 470µF condensator blaast de schakeling wel voor je op, hoe hoger de spanning waarop de schakeling werkt, des te groter ook het ladings probleem van de uitgangs condensator.

Nu heb ik met simpele componenten een LAB voeding die voor mijn toepassing goed is.
Totaal geen 50Hz en al zijn harmonische aanwezich op de voedings uitgangen(als ik het goed bouw)
Lage piekstroom bij sluiting.
Stabiel als de voeding overschakeld naar een stroombron.
Geen brom aanwezig als de voeding in de stroombron stand gaat.

Deze schakeling is niet bedoeld als algemene LAB voeding, maar vooral bedoeld om opamp geralateerde schakelingen te testen.
Het is een LAB voeding voor erbij, heb ik meer stroom nodig dan neem ik daarvoor wel een andere LAB voeding.

Ik hoop dat dit je vraag beantwoord, zo niet, dan hoor ik het wel.

Groet,
Bram

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

Het doet me denken aan de kleine dubbele opamp voeding die ik lang geleden gebouwd heb met "Complete Dual Capacitance Multiplier (Sziklai Pair)" beschreven door Rod Elliot.

It's the rule that you live by and die for It's the one thing you can't deny Even though you don't know what the price is. It is justified.

Bram,

Duidelijk verhaal bedankt voor je reactie.

Paul

I thought, I thought of everything
blackdog

Golden Member

Hi,

Ik had beloofd twee manieren te laten zien hoe je de schakelaar voor de verschillende uitgangsspanningen kan opbouwen.
fatbeard (Leo) kwam met een manier die voordeel bied van een kleinere variatie tijdens het omschakelen van de spanning.
De Adjustment aansluiting van de LM317 gaat dan langs een serie schakeling van weerstanden en bij een maak voor breek schakelaar komen er dan geen twee weerstanden parallel te staan.
Dit geeft als je de schakelaar langzaam zou veranderen van stand, een kleinere dip in de uitgangs spanning.

Klikbaar schema!
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-10-Klein.png

Roland,
De voorregelaar komt wel een beetje overeen met de schakeling van Rod Eliot.
Alleen wordt er bij mij geen elco's gebruikt voor een schone sturing maar de uitgang van de hoofd regelaar.
Daarom ziet de ingang van de LM317A spannings regelaar zijn eigen stabiele uitgangsspanning in level geshift aan zijn eigen ingang.

Groet,
Bram

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

Volgens de methode fatbeard (rechter schema) en een schakelaar "maak voor verbreek" heb je nooit een dip (of piek) tijdens omschakelen van een lage naar een hogere spanning of van een hogere naar een lagere spanning.
Stel ik schakel van 2,5V naar 3,3V. Bij 2,5V is alleen de onderste schakelstand is gesloten. Dan schakel ik om. De 2,5V-stand en de 3,3V-stand zijn op enig moment tegelijk gesloten. De uitgangsspanning is dan nog steeds 2,5V. Even later wordt de verbinding met de 2,5V-contact verbroken. De uitgangsspanning wordt dan onmiddellijk 3,3V want het 3,3V-contact is gesloten. Dit geldt uiteraard alleen als de schakelaar vrij is van contactdender.

Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl
miedema

Golden Member

Ha Blackdog,

Je let een paar dagen niet op op CO, en er is al een uitgebreid nieuw topic :O
Dat is het voordeel van een LM317/337 voeding: iedereen heeft er wat over te melden :-)

Mijn eerste reactie was ook: waarom die stappen schakelaar, en niet de negatieve laten tracken met een OpAmp? Nadeel van die stappenschakelaar is dat het ontwerp veel lastiger na te bouwen is. (en een goede nieuwe schakelaar is kostbaar)

Voordeel is natuurlijk wel dat je geen voltmeter op je frontje nodig hebt. Je weet immers al wat de uitgangsspanning is...
De uitgespaarde ruimte op het frontpaneel kan dan mooi gebruikt worden voor 2 stroommeters, want tijdens experimenteren wil je wel die opgenomen stroom goed in de gaten houden.

Nog een idee: een uitgang uit / muteknop, om beide uitgangen even uit te zetten als je even wat verandert aan je schakeling?

Het principe van die pre-regelaar komt me bekend voor. Doorgedacht op de HP 735 opzet?

hartelijke groet, Gertjan.

Een ander idee is de weerstand in de stappenschakelaar voor de 22V altijd ingeschakeld te laten.

fatbeard

Honourable Member

De temperatuurstabiliteit is volgens mij voor de 'Leo' versie precies even goed of slecht als die van de 'Bram' versie. Tenminste, als alle weerstanden dezelfde TC hebben. Zelfs de ruis zal vrijwel geen fluit uitmaken: nog steeds dezelfde weerstandswaarde voor dezelfde spanning, nog steeds 1 schakelaarcontact. Zit alleen voor de hogere spanningen wat meer soldeer tussen (knappe jongen die dát verschil in TC en ruis kan meten).

Ωπ slaat de spijker op zijn kop (is door Bram's tekening ook meteen duidelijk): er ís helemaal geen spanningssprong (of -dip), de spanning gaat gewoon naar de laagste van de twee...

@rbeckers:
Dat maakt in geen van beide varianten wat uit, alleen als de schakelaar onverhoopt het contact verliest gaat in beide getekende varianten de spanning naar de hoogst haalbare, richting 40V.
Met de '22V-weerstand' permanent aangesloten gaat de spanning in zo'n geval naar 22V, het verschil in de gevolgen zal niet heel groot zijn (waarschijnlijk in beide gevallen fataal voor de DUT).

Een goed begin is geen excuus voor half werk; goed gereedschap trouwens ook niet. Niets is ooit onmogelijk voor hen die het niet hoeven te doen.

Komt dat eventjes mooi uit, ik was zelf ook al bezig met zoon voeding voor exact hetzelfde doel. :) Ik wilde er wel een ESP32 inzetten om op een schermpje de spanning en stroom te tonen. Het was nog niet helemaal rond maar hier kun je het project vinden:

https://workspace.circuitmaker.com/Projects/Details/BasVisscher/LM317L…

Zelf zat ik te denken aan een potmeter voor de spanning en een schakelaar voor de stroom. En dan 10, 25, 50, 100, 250mA te nemen of iets in die richting, net wat makkelijk te maken is met standaard weerstanden. Een schermpje voor de spanning en stroom aflezing is altijd handig, zeker als je teveel stroom gebruikt en in CC regeling gaat.

Wat ik me nog wel afvroeg, de aansluitdraden van de potmeter/schakelaar voor de spanning en stroominstelling. Die moeten ook liever kort dan lang zijn lijkt me? Alleen bouwtechnisch is dat soms wat lastig.

[Bericht gewijzigd door hardbass op 11 januari 2021 12:30:01 (24%)]

blackdog

Golden Member

Morge Heren,

ohm pi
Ik kijk vanmiddag even wat ik over de schakelaars heb verteld en als er fouten in zitten, dan pas ik de test aan.

René
De zener die nu als 22V staat vermeld, moet natuurlijk 24V worden, dat is een foutje in het schema.
Deze zener beperkt de maximale uitgangs spanning samen met de TVS van 24V aan de uitgang.
Deze twee "beveiligingen" werken alleen voor componenten die op de voeding zijn aangesloten die daar mee om kan gaan.
Als er een Arduino sensor gevoed wordt op 3.3V en er gaat iets mis met de voeding dan helpen die twee zeners helemaal niets.

Doordat de stroom die deze voeding kan leveren laag is, dit omdat ik niet meer nodig heb,
is dat de kans van het stuk gaan van de rechtse LM317A, de spannings regelaar, heel klein.
De maximale stroom ligt beneden de 230mA en de spanning over de LM317A is maar een paar Volt, dat maakt het heel degelijk als ik het goed koel. :+

Gertjan
Dit is wat mij betreft geen nabouw project, maar meer een leer project voor mijzelf en voor anderen die zoiets willen gaan maken.
Dus waar loop je allemaal tegenaan als je een schema van het Internet trekt, zelfs die van CO heeft een fout door het ontbreken van de ontkoppel condensator na de stroom regelaar waardoor de schakeling instabiel word als de stroom regelaar in werking treed.

De afwegingen betreffedne de schakelaar of potmeter voor de spannings instelling is er ook zo een, ik heb twee van die mooie ELMA schakelaar liggen, gekocht op een van de Beursen, wie kent ze nog... :S
En nee, een potmeter is niet beter als er 5ma á 10mA door de loper gaat, er zijn hele mooie dual potmeters te koop, erg duur en lange levertijden.
Ook de schaklaar heeft natuurlijk zijn problemen zoals al door meerdere in dit topic aangegeven, ondanks de maak voor breek zijn er kleine sprongen in de uitgangspanning.
Dat wordt grotendeels opgelost door de fatbeard configuratie te gebruiken, dat doe ik echter niet omdat ik de weerstanden voor de eerste manier al heb gekocht en niet omdat het niet goed is.
Ik heb dit niet getest, maar als je tien weerstanden in serie zet en ze zijn niet van de zelfde fabrikant/type dan kan de uitgang wat meer driften, maar het kan ook uit middellen.

Dan komen we bij de tweede manier aan, enkele potmeter en met opamps de tweede, meestal de negatieve regelaar gaan aansturen.
Ik heb daar nooit van gehouden... gaat de positieve regelaar in stroom begrensing, dan loopt de negatieve mee, maar andersom niet...
Natuurlijk is dit een uitzondering, maar ik heb voldoende ervaring met mijn andere LM317A voeding om dit niet te willen.

En als ik toch opamps ga gebruiken, waarom dan niet helemaal met opamps opgebouwd... die kant wou ik vanaf het begin al niet op voor dit project.

Mute <= mag van Sine niet, moet Enable zijn *grin*
Daar heb ik al mee getest, staat nog niet in het schema, hangt ook af of ik tijdens de "Mute" sorry Sine, ook de uitgang wil kort sluiten.
Dus bij de stroomregelaar of de pre-regelaar komt een mogelijkheid om de spannings regelaar spanningsloos te maken en een relais of MOSFet trekt dan de elco aan de uitgang van de voeding leeg samen met de elco die ergens bij de belasting aan de voeding hangt.
Dit eventueel gecombineert met een in/uitschakel abberatie limiter.

Stroombegrensing
Gertjan, mijn gedachten zijn op het ogenblik twee losse stroom potmeters te gebruiken en zoals je ook al aangeeft alleen twee stroom metertjes.

Nu moet ik even wat anders doen maar zag dat er nog meer mensen reageerde, komt laters :-)

Groet,
Bram

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

de aansluitdraden van de potmeter/schakelaar voor de spanning en stroominstelling

Je zou die door relais kunnen laten schakelen, die je vervolgens ook door een draaischakelaar / uC kan aansturen.

[Bericht gewijzigd door Roland van Leusden op 11 januari 2021 13:09:27 (31%)]

It's the rule that you live by and die for It's the one thing you can't deny Even though you don't know what the price is. It is justified.

Hi blackdog,
Leuk projectje zo.
Een opmerking: een tantal aan de uitgang vind ik minder ivm betrouwbaarheid.
Met lin potmeters heb ik blijkbaar betere ervaring, maar dan moet je wel heel selectief zijn. Ik heb nog een kandidaat in bestelling (Bourns), laat het resultaat weten.
Bouw je ook een current limit indicatie in?

Op 11 januari 2021 13:08:25 schreef Roland van Leusden:
[...]

Je zou die door relais kunnen laten schakelen, die je vervolgens ook door een draaischakelaar / uC kan aansturen.

Ahja daar heb ik ook aan zitten denken, ik vroeg me alleen af hoelang nog acceptabel is. In het laatste plaatje van blackdog zie ik ook een 15µF zitten. Het lijkt me dat die de boel stabiliseert, maar ook vertraagt.

blackdog

Golden Member

Hi,

Nog niet alles van jullie kunnen doornemen maar hier zijn een aantal antwoorden.

Tantaals...
Ik gebruik hiervoor de prof. metalen uitvoering van de tantaal condensatoren en er komen zeker geen druppel modellen in.
Ik heb daar nog een redelijk aantal van in verschillende waarden, daarom heb ik ze toegepast.

Voor de stroominstellingen heb ik nog twee mooie Vishay potmeters beschikbaar van 1K, Cermet Type.
Ook de blauwe Bourns zou je hiervoor kunnen gebruiken.
De blauw vierkante Bourns heb ik hier in meerdere uitvoeringen, de gelijkloop is regelmatig slechter dan een 3 Euro potmeter...
Echt kraken van de blauwe potmeterserie van Bourns heb ik maar weinig gehad.
Ook voor de lineaire dual potmeters van Bourns is de gelijkloop niet om over naar huis te schrijven, daarom pas ik ook geen potmeter voor de spanning toe in dit project.
Mijn ELMA schakelaar is mooi van kwaliteit en ik ga steeds meer spul gebruiken dat ik heb liggen, want daar heb ik het uiteindelijk ook voor gekocht. ;)
Op de voorgrond de Vishay 1K Cermet potmeter.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-11.png

.
En ja er komt ook een stroom indicatie op, dat moet ik nog wel even uitzoeken hoe ik dat doe rond de stroompotmeter of sensen over de eerste LM317A.
Normaal staat de "stroom" LM317A in verzadiging, maar als je over de vooringestelde stroom heen gaat wordt de spanningsval over deze LM317A groter.
Dus dat kan ik er dan voro gaan gebruiken om een BE overgang aan te sturen en dan een LED in de collector hangen.

De 15µF over de instelweerstadn heeft voor mij twee functies, als eerste de ruis minimaliseren en als tweede de abberaties tijdens het omschakelen zo klein mogelijk te houden.

In mijn test setup ik ik expres de 20V stand tussen de 3,3 en 5V geplaatst om het gedrag te tensen bij het omschakelen.
Van 3.3V naar 20V is binnen 1-seconde op ongeveer 50mv op spanning, dat is een grote stap die normaal niet voorkomt, ik vind dat geen probleem.

Hardbass
Ik kan dat schema waar je de link van gaaf niet normaal lezen, dan heb ik een account nodig...
Kan je het schema dat je wilt bouwen hier dumpen?

Groet,
Bram

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

Hi,
Wat de tantaals betreft verwachte ik niet dat je de druppel-versie gebruikte. Ik heb er te veel uitgewisseld in pro-apparatuur.

De tubular tantaals zijn degelijker, meten ook beter.
Piek in/uitschakelstroom is een puntje.

Mijn positieve note over potmeters was inderdaad ervaring met een Vishay dual cermet. Gelijkloop spec is niet geweldig, maar meet goed.

Voordeel van een schakelaar is dat je eigenlijk geen spanningsmeter nodig hebt.

[Bericht gewijzigd door markce op 12 januari 2021 14:32:44 (21%)]

Op 11 januari 2021 12:28:01 schreef hardbass:
Wat ik me nog wel afvroeg, de aansluitdraden van de potmeter/schakelaar voor de spanning en stroominstelling. Die moeten ook liever kort dan lang zijn lijkt me? Alleen bouwtechnisch is dat soms wat lastig.

Zo kort mogelijk. Ook kan je ze twisten of afgeschermd snoer gebruiken. Dan pikken ze minimaal storing op.

Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl

Aah je hebt gelijk dat is een beetje shit van die editor. Heb inmiddels al meerdere tekenpakketten gebruikt en eigenlijk zijn ze allemaal k*t of veel te duur. Hoe dan ook, ik zal ze later eventjes als iets leesbaars neerzetten.

blackdog

Golden Member

Hi,

Meestal is de impedantie rond de potmeters laag en als je de ontkoppel condensator voor de spannings regelaar gebruikt van 10µF, dan wordt het nog beter.

Je kan altijd een afgescherm kabeltje gebruiken om het nog beter te maken.
Een afgeschermd kabeltje en de ontkoppel elco betekenen niet dat je de bedrading aan de potmeters en/of schakelaars mag monteren in het kastje waar je zin in heb...
De beste bedrading/ontkoppeling is niets waard als je die bedrading over de trafo of brugcel bedrading heen legt!

Mijn mooie ruis en brom gedrag van de LM317A regelaar die ik hier heb laten zien kan zo weg zijn, als je de interne opbouw van de voedingschakeling in het kastje verkeerd kiest.
Wat de bouwer leuk of handig lijkt is vaak technisch niet goed, hoe groter het kastje en hoe verder de trafo van de regel electronica kan worden gemonteerd,
des de beter wordt de voeding wat ruis en brom gedrag betreft.

Doe testen met de positie van de trafo, de brom en ruis bepaald de plek van de trafo, zie de vele oude cassette decks met de vreemd geplaatste voedings trafo in de kast.
Die trafo positie is niet gekozen omdat de ontwerper de avond er voor veel aan een stickie heeft zitten lurken!

Gebruik je de voeding vooral voor LED strip met PWM regeling of het aansturen van motortjes, dan is het niet zo van belang.
Maar mijn toepassing is het voeden van precisie schakeling in een testomgeving, dat is iets heel anders dan wat hierboven beschreven wordt.

Ik had graag een voeding gekocht die voldoet aan mijn eisen, maar die is er niet...
Ook niet de hele dure R&S voedingen, eerst schakelen en dan een analoge regelaar, klinkt leuk en heeft zijn voordelen, maar je blijft met de commonmode problemen zitten van het schakel deel.

Dus ben ik begonnen iets te bouwen dat aan mijn eisen voldoet, en dan zit er geen eens een microprocessor in,
kan hem niet vanuit zuid Frankrijk besturen, minimale hoeveelheid LED's, dat kan natuurlijk nooit goed zijn! :+ :P

De komende dagen komt de rest van het schema er bij, zoals de "Mute" schakelaar *grin* 5mA stroombon aan de uitgangen, stroom begrensing detectie schakeling en
eventueel wat electronica voor het beheerst in of uitschakelen van de 230V.

Gegroet,
Bram

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