Kleine opamp voeding met LM317/LM337


blackdog

Golden Member

Hi Eric, :)

Yep, daar heb ik naar gekeken en ik heb daar ruim 30 jaar geleden een voeding mee gemaakt voor mijn transistor voor versterker.
Het IC in de plastic behuizing kan natuurlijk niet zoveel dissiperen voor een paar opamps is het voldoende, maar je heb al snel een externe transistor nodig om de dissipatie uit het IC te houden.

Verder is de stroombegrensig vrijwel het zelfde als bij een uA723, alleen een basis begrensing met een hele flauwe knie.
De ruis schijnt redelijk te zien, daar heb ik ruim 30 jaar geleden waarschijnlijk wel aan gemeten, maar dat weet ik niet meer.
Het blijft natuurlijk wel een oudje... :)

Motorola had vroeger een "echte" regelbare voeding IC, maar die zijn Unobtainium geworden, ik dacht dat het een MC1466 was.

Groet,
Bram

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

Golden Member

Ha Bram,

Iets meer vermogen kan je uit de 1468R halen, ik dacht dat ik die ook had meegestuurd, maar ik ben bang dat het een 1438R is. Die lagen per ongeluk in hetzelfde bakkie.
Ik heb nog één MC1468R liggen, maar die wilde ik voorlopig zelf houden.

(ik ben ook een oudje :S)

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/
blackdog

Golden Member

Hi Eric, :-)

De MC1468R hangt hier aan wat bedrading aan een plank voor de leuk.

Komt dus uit die transistor voorversterker waar ik het over had, hij had de geest gegeven.
Misschien chiprot, want in de schakeling werd hij niet zwaar belast.
Het IC was van week 31 uit 1978.

Groet,
Bram

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

Golden Member

Hi,

Heel kort, dit om te laten zien dat ik nog gewoon bezig ben met dit project.

Het plaatje hieronderlaat niet alle bedien componeten zien.
Er missn nog LED's en wat schakelaars vooral rond de stroombron sectie aan de rechter zijde.
Ook de modulatie potmeter en schakelaar missen nog, enz.

De stroompotmeters is ook geen probleem voor de voeding, maar de schakelaar voor de uitgangsspanning is lastiger.
Ik heb een knop genomen die een pijl bevat om extra kracht te zetten.
Deze knop moet daarom ook voldoende ruimte hebben rondom voor je vingers.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-50.png

Eerst nu nog nadenken wat ik voor de stroombron op het front nodig heb.
Ik wil ook een BNC hebben die een tweede Opto aanstuurd om de stroombron af te schakelen.
Dit wil ik ook voor de voeding hebben, dus behalve de enable schaklaar op het front ook een BNC achterop met de zelfde functie, +5V er op is dan voeding uit net als de stroombron.

Everything and the kitchen sink ;)

Groet,
Bram

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

Golden Member

Het wordt nu al mooi.

Wat ga je gebruiken voor de I2C koppeling? Ik zat zelf aan dit schema te denken.

[Bericht gewijzigd door Sjoerd Kreyns op 11 maart 2021 22:13:56 (67%)]

SMD weerstandjes zoeken in grijze vloerbedekking is ook een uitdaging ... 8*1=255 ... Het nadeel van ruimte: Als je het hebt, staat het binnen de kortste keren weer vol.
blackdog

Golden Member

Hi,

Gezellig, weer problemen bij gebruik van een VPN verbinding, gelukkig had ik een copy van de tekst in Wordt staan...

Eerst even Sjoerd beantwoorden, die had ik over het hooft gezien...
De i2c isolator is er een van TI:

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/iso1540.pdf?ts=1616399029736&ref_url…

.
Het laatste weekeinde en vandaag heb ik nogmaals testen gedaan aan LM117 en LM317 IC's.
Dit omdat ik gaten wou boren in de kast en hievoor moest ik eerst wat zekerheid hebben over nog wat eigenschappen vna de gebruikte IC's.
Aan de Lm317a versie had ik al meerdere metingn gedaan wat referentie spanning en wat ruis betreft, die zijn gewoon beter dan de standaard versie zonder de letter "a" er achter.

Om nog een betere indruk te krijgen van de Ri van deze serie regel IC's heb ik een nieuwe test setup gemaakt.
Deze setup bestaat uit een koelblokje met een heel dikke Alu onderkant, mooie thermische massa dus voor het meten zonder ook weer een te grote massa te hebben zodat je het thermische gedrag weer juist niet ziet.

Ik had bij het maken en het meten een flinke blinde vlek...
Een beter omschrijving zou zijn een zwart gat! :+

Ik heb een klein stukje print gemaakt en dit geisoleerd aan het koelelement bevestigt, gemeten dat het echt vrij was van het koelelement, toppy dus!
De LM317. LM350 LT1086 en de LM1084 zijn klem gezet met een dubbele klip, dus geen schroefje gebruikt, samen met een laagje koelpasta van Electrolube waar ik ook mijn Conformal Coating van heb uit de UK.
Ik had regelmatig hele vreemde meetwaarden!

Eerst even een foto zodat de testopbouw goed te zien is.
Er zijn twee regelaars te zien die ieder twee draden aan de uitgang hebben, groen is voor de regelaar op de voorgrond en groen/wit is voor de regelaar op de achtergrond.
Alles netjes kort opgebouwd en goede componenten gebruikt, de batterij is om de grote in te schatten.
Bijde regelaars worden tegelijk gevoed daar de grijsrode draden.
de draden die aan de rechterzijde van het printje lopen gaan naar de - van de dummy load.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-57.png

.
Zeg is heb het IC op de voorgrond vervangen enalles weer vast gesoldeerd, het is simpel los te maken als je weet hoe, dus omwisselen kost weinig tijd.
Ik wist dat de LM317a goed wat betreffende de Ri, in mijn andere testschakeling had ik iets tussen de 2 en 6mΩ
Als ik de LM317a net gemonteerd had kwam ik aan 3 a 4mΩ.
Maar hoe langer hij gemonteerd zat, hoe hoger de Ri werd!
Dat had ik nog nooit meegemaakt bij deze regelaars, en ik heb bijna alle haren van mijn hoofd getrokken, dit is toch wel heel vreemd soms tot 35mΩ oplopend.
Zien jullie het wat de oorzaak ik? ja het staarde mij de hele tijd recht in mijn gezicht aan, wat een muts ben ik soms!

.
Dit is een meting met maar 1 IC aangesloten, en weten jullie het al?
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-53.png

.
De twee regelaars waren beide onder spanning gezet en ze hebben netjes hun eigen draad naar de dummy load en de DVM, dus b.v. één van de groene draden naar de dummy load en de andere groene draad naar de DVM.
De - van de LAB voeding gaat direct op de Dummy Load, dat is de manier om met LM317 regelaars een zo laag mogelijke Ri te krijgen.
Ook de weerstand van de uitgang van de regelaar moet zo kort mogelijk aan het IC gemonteerd worden, op het plaatje is dat de linker weerstand.
Deze weerstand is tijdens de metingen 120Ω zodat er minimaal 10mA loopt, de tweede weerstand stelt de uitgangsspanning in en deze is 1K wat ongeveer 11,7V geeft.
De teststroom was bij de metingen 0,5-Ampere.

En , en en? mijn aberratie gezien?

Beide IC's zijn gewoon bot zonder isolatie op het koel element geplaatst, de uitgangen van de IC's staan dan parallel.
Doordat er wel koelpasta is gebruikt betekend het dat er geen echte lage Ri is tussen de TAB van de regelaars doordat er een klem wordt gebruikt die op het huisje drukt.
Dus hoe langer het IC klem zat op het koelblokje na montage hoe beter de TAD van het IC contact maakte met het koelblok.
Dit trol gedrag van mijn testschakeling heeft mij aardig bezig gehouden.
Natuurlijk heb ik de klemkracht verlaagt door bij 1 IC met een schroevendraaier hem een beetje op te lichten, dan werk het wel beter maar nog niet goed genoeg.
Het IC zat toen al vrij goed tegen het koelblokje aan, vooral de tijd die het soms duurde maakte mij gek, net was de Ri nog 3mΩ en nu is het 25mΩ!
Maar goed, hoe blind kan je zijn, natuurlijk weet ik dat je geen twee regelaars parallel zag zetten, zal te maken hebben dat ik dacht dat ik klaar was met een geïsoleerd plaatje voor de massa verbinding.

Ik kan alleen zeggen dat van de TO220 regelaars de LM317a er meestal als beste uitkomt, wil je een lagere Drop Out spanning hebben, gebruik dan b.v. een LM1084/85/86 serie regelaar, let wel op de max differentie spanning van 29V.
Een regelaar die het iets beter doet is de LM350 en als je heb kan krijgen koop hem dan in de "a" uitvoering die is dan wel 3-Ampere max.
Heeft een wat lagere Drop Out spanning en een betere thermische weerstand en is meestal nog te betalen, dus als vervanging is de LM350a een goed tweede keus.

Na de TO220 modellen ben ik gaan testen met de "K" uitvoering, dat is het TO3 Model.
Dit is hoe ik de eerste test heb gedaan met de TO3 uitvoering van de regelaars.
De rode klem aan de bovenzijde gaat naar de DVM en die aan de voorzijde komt van de LAB voeding, de rood/grijze draad aan de rechter zijnde gaar naar de +klem van de Dummy Load.
Ook bij deze testsetup gaat de -klem direct naar de Dummy Load, aan de bovenzijde is nog net de massa verbinding te zien die naar de -klem van de Dummy Load gaat.
Dit is een simpele opzet maar werkt betrouwbaar voor een aantal metingen.
Het thermisch effect is bij deze opstelling goed te zien, mijn LAB voeding staat bij de meeste testen op 15V en de stroom is 0,5-Ampere.
Hoe beter het IC, hoe stabieler de uitgang blijft bij het opwarmen, dus deze test zonder koelelement heeft zeker zin.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-55.png

.
Maar voor andere metingen was wel een koelelement noodzakelijk en ik had een manier nodig om makkelijk de TO3 regelaars te kunnen omwisselen.
Wie kent ze nog de TO3 voetjes!
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-56.png

.
575 herken je hem? ;)
Hier is één van de regelaars gemonteerd, ik had ook een massa positie nodig en dat is de moer rechtsonder de transistor.
De drie kruisjes op de regelaar geven bij deze meting aan hoe goed de regelaar is, dit staat hier voor erg goed!
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-54.png

.
Rood aan de linker zijde is voor de DVM, rood aan de onderzijde is de voedingsingang en komt van de LAB voeding.
Rood/grijs aan de bovenzijde is de massa en gaan naar de -klem van de Dummy Load.

Rood/grijs aan de rechter zijde gaat naar de +klem van de Dummy Load.
Over de 1K weerstand staat bovenaan een 15uF tantaal condensator en het blauwe Elco staat over de ingang van het IC.
De uitgang heeft geen elco, dat was niet direct nodig voor de metingen die ik aan het doen was.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-51.png

.
Oja ook nog wat geleerd van mijn fout door de isolatie te vergeten...
Ik erg te spreken over de klemmen om transistoren vast te zetten.
Hou er echter wel rekening mee dat er een grote kracht op het IC huisje komt, heb je nu behuizingen met een Referentie er in zoals de hier gebruikte regelaars dan beïnvloed de kracht op de behuizing de referentie generator op de chip.
Door het warm worden van het IC veranderd ook de kracht op de behuizing, dat geeft dus een extra error punt.
Voor de meeste van jullie zal dat je worst wezen, ik zoek graag uit waar ik allemaal tegenaan loop en kies dan of ik er rekening mee houd.

Het worden dus 4 stuks LM117K in deze voeding die ik geselecteerd heb voor de stroom regelaar en de spanningsregelaar.
De voorregelaar is niet kritisch en daar komen de wat mindere regelaars in gemonteerd.

Mijn hele mooi Alu hoeklijntjes uit Philips omroep versterkers kan ik jammer genoeg niet gebruiken, de TO3 posities zitten net wat te ver uit elkaar.
Dus moet de opslag in voor wat hoeklijn dat dik genoeg is.

Dan heb ik verder ook nog wat denkwerk gedaan over de montage van de onderdelen rond de vier regelaars achte op de kast,
maar dat is voor een andere post want ik moet nu koken!

Groet,
Bram

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

Golden Member

Hi,

Ook vanavond weer een weergave van mijn boor en hak werk. :+

Deze keer de aandacht voor de LM117K die voor de spanningsregeling gebruikt gaat worden.
Deze wil ik niet bij de voorregelaar of de stroom regelaar hebben, dit omdat deze het meeste zullen dissiperen en ook het warmst zullen worden ondanks de betere koeling
van de dikke achterzijde van het kastje en het koelblok.

Dus ik heb vandaag uit de opslag een stukje Alu hoeklijn opgezocht en de dikte van het materiaal is 3mm, wat voldoende is voor mijn toepassing.
Na eerst te hebben gemeten hoelang het stukje materiaal mag zijn als het verticaal in de kast gemonteerd wordt heb ik een stuk van iets meer dan 70mm afgezaagd.
Daarna met de vijl de zaagranden netjes gemaakt zodat hij ook braamvrij en 70mm lang werd.

Deze keer extra aandacht besteed aan het aftekenen en boeren van de gaten voor de TO3 behuizingen.
Jammer genoeg ben ik hiervan vergeten foto's te maken.
Het komt hier op neer, ik heb een SilPad genomen, of eigenlijk twee om eerst de ruimte netjes te verdelen die ik beschikbaar had.
Daarna met een speciale stift en wel deze: Edding 8850 die speciaal voor het aftekenen gemaakt is de twee buitenste gaten van de eerste regelaar afgetekend.
De hoeklijn is van redelijk zacht materiaal en ik heb daarna eerst voorzichtig een gaatje in het zwarte puntje van het aftekenen gedrukt, en gecontroleerd of ik dat goed heb gedaan.
Toen ik tevreden was heb ik de centerpunt gebruikt en heb een gaatje van 2mm voorgeboord het zou de kern diameter moeten zijn van de uiteindelijke boort van 4mm.
Dat heb ik niet helemaal aangehouden, maar het werkte goed.
De 4mm boor die ik heb gebruikt is van een goed merk en hij is ook kort, special gekocht i.v.m. het rammelende lagerhuis van mijn Makita.
Ook extra aandacht gegeven dat ik mooi recht op de boor drukte, ik had an aangegeven dat het zacht Alu is, dus niet recht op de boor drukken betekend weglopen.
Ik doe deze bewerkingen allemaal met simpele hulpmiddelen in mijn werkkamer, geen boorkolom geen mooi klemmen enz.

Hier zijn de gaten voor de LM117K regelaar geboord en netjes afgebraamd, verder is zichtbaar dat ik met diverse schuurpapier het ruwe aluminium aan het vlakmaken ben.
Het gaat er om dat het redelijk vlak is en dat vlakmaken doe ik op een glasplaatje waar alles op staat in onderstaande foto.
De montagegaten zijn nog niet geboord, de posities hiervan hangen af van hoe en waar ik dit stukje hoeklijn ga monteren in de kast.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-58.png

.
Het poetsen is klaar en de spullen liggen klaar voor de eerste test montage.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-59.png

.
Dit is een testje met wat Teflon kous om de aansluitdraden van de regelaar, de hier getoonde lengte is te kort bij gebruik van de witte isolatie plaatjes.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-60.png

.
Tja, wat zal ik eens gebruiken om het geheel goed te isoleren...
Rechts bovenaan het standaard Mica plaatje, dan krijgen we een plaatje die jullie waarschijnlijk maar weinig tegenkomen, dat is aluminium met aan twee zijde een oxide laagje.
En rij twee de kunststof plaatjes, ik heb echt geen idee welke van de twee het beste is, nu niet belangrijk omdat ik ze toch niet ga gebruiken.

Dan hebben we onder het stukje hoeklijn een sortiment isolatiebusjes en dat zijn ze echt niet allemaal, wat ik nodig heb is het rode type, niet voor de kleur maar om de lengte.
De blauwe rechtsonder komt uit de Philips SQ4 versterkers waar er vier TO3 transistoren op een mooi dik stuk Alu hoeklijn zit, past allemaal heel mooi met die blauwe busjes.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-61.png

.
Nu wat plaatjes betreffende de positie van het stukje hoeklijn in de kast.
Hier zitten de spanningsregelaars op het hoeklijntje vlak bij de andere regelaars rechtsachter in het kastje, dat is gunstig voor de onderlinge draadlengte.
Maar dit is minder gunstig voor de Ri van de voeding.
Doordat ik de hoeklijn wat korter dan de hoogt van de kast gehouden heb, past er aan de boven of onderzijde nog een kabelboompje langs.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-62.png

.
Deze positie dacht ik aan toen ik me met de opzet ging bezig houden, vlak achter de aansluitklemmen en op het platte stuk dat tegen de zijkant gemonteerd zit
kunnen dan ook mooi de twee stroom/spanning sensor printjes gemonteerd worden.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-63.png

.
Deze zit ook mooi dicht bij de andere regelaars, maar ga ik zeker niet doen,
de regelaars op de achterzijde zullen de spanningsregelaar in temperatuur verhogen en dat verslechterd de DC stabiliteit.
Als ik de voeding max 0,5-Ampere laat gaan leveren dan zal de dissipatie niet meer dan 1,5-Watt per regelaar worden op het stukje hoeklijn.
Dit komt de DC stabiliteit dus ten goede.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-64.png

.
Nu mijn bestellijstje afmaken, heb nog een potmeter nodig voor de modulatie ingang van de stroombron en nog wat ander klein spul.

Maar voor jullie SHOOT! nog opmerkingen in voorraad? ;)

Groet,
Bram

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

Hi Bram,

Mooi om te zien dat het project gestaag vordert.
Die edding 8850 kende ik niet. Ziet er heel handig uit voor dit soort klusjes.

Het probleem dat ook ic's gevoelig zijn voor stress heb ik ca. 20 jaar geleden meegemaakt met de dallas DS1820. Die zaten toen nog in een verlengde To92 behuizing.
Van dallas kreeg ik toen het volgende antwoord: the dual oscillator thermal core is sensitive to packaging stress, and long term drift of 2-3 C is possible. (In de datasheet stond Max 0.5 C afwijking)
Niet lang daarna kwam de DS1820 in een andere behuizing uit...

Groet
Ite

Mooie foto's over de opbouw, ik zie dat je veel tijd besteed aan het selecteren van de meest perfecte componenten. Zelf ga ik er gewoon een paar kopen en dat wordt het dan. :) Als ik weer eens wat tijd heb wil ik zeker verder met dit project.

Die edding pennen zijn enorm handig, ik ben die wel eens tegen gekomen bij een klant en sinds dien zit er standaard zo een in mijn koffer. De dunne lange stift is erg handig om diepere gaten over te tekenen.

Ik heb hier nog mooie koelprofielen die geschikt zijn voor TO3 behuizingen, alleen als ik dat ga doen dan wordt het printje wel erg specifiek voor mijn versie. TO220 heeft als voordeel dat je het op ieder stukje koelprofiel zeer eenvoudig kan bevestigen. Aan de andere kant ga ik waarschijnlijk nooit meer iets anders doen met die profielen als ik zo blijf denken. Wat ook nog moet overwegen, past dat profiel wel in de behuizing. Keuzes keuzes keuzes...

Eerst maar weer eens wat tijd zien te veroveren om verder te kunnen.

blackdog

Golden Member

Hi!

Ite, de gevoeligheid voor mechanische krachten bij halfgeleiders was me reeds bekend en dit vooral bij spanningsreferenties.
Ik hou bijna altijd rekening met deze eigenschap bij de referentie IC's.

Nu word in de IC voor dit project de LM317 series een BandGap referentie gebruikt, dat is makkelijk herleidbaar aan de 1,25V referentie spanning.
De krachten op het huisje en de aansluitpennen kunnen een vrij grote afwijking geven als je zo'n regelaar gebruikt voor relatief hoge uitgangsspanningen.
Maar dat zal voor de meeste gebruikers niet zoveel uitmaken.
Trouwens bij een tempsensor zou ik er niet direct aan denken om met de krachten op de behuizing rekening mee te houden.
Maar bij een toepassing doe ik dat wel, bij één van mijn oven bouwsels had ik in het Alu huis 2,5mm gaten geboord en daar glasparel NTC's in vastgelijmd met een lijm die ik nog eerder niet gebruikt had.
Bij de eerste tests zonder dat de NTC's waren vastgezet in de boorgaten werkte de oven, toen lijmen en wachten tot de lijm hard was.
Nu werkte de oven niet meer, ik had vier NTC's in de ovenwanden zitten en na het uitharden van de lijm waren ze stuk en maakte contact met de ovenwand.
Ik denk dus dat met het uitharden de lijm uitzette en het glas van de NTC's heeft gebroken.

hardbass
Ik zoek dingen uit en leer er van en pas het dan toe, niets vreemds, door het uitzoeken weet ik waar de grenzen zich bevinden.
Zie het maar als een soort "Error Budget"

Het beste deel van de schakeling is de LM317 voorregelaar, die maakt de eigenschappen van een LM317 voeding veel beter.
De hoofdregelaar die de uitgang aanstuurd, ziet nu altijd een constante spanning over zijn in/uitgang, wel of geen belasting, hoge of lage uitgangspanning er staat dus altijd de zelfde waarde over dit IC.
Dus zelfs met de goedkoopste LM317 kan je heel goede eigenschappen krijgen.

Met de TO3 LM117K is een zeer lage uitgangsimpedantie haalbaar.
Bij de TO220 LM317 is het zinnig heel kort de adjust naar uitgangsweerstand te monteren en gebruik de TAB van de LM317 als de uitgang.
Ik weet nu door de testen die ik heb gedaan dat de LM117K de laagste Ri heeft en ook vaak een hele nette referentie spanning rond de 1,25V zodat de berekeningen voor de uitgangspanningen heel goed kloppen.

Vandaag ook wat Samples van Analog Devices binnen gekregen en op een breadbordje getest, het gaat om de "dure" LM317 uitvoering van Linear Technology en het betreft de LT1086.
Het voordeel van deze regelaar is dat de referentie spanning vrij precies is en een lagere drop out spanning heeft.
Verder is hij 100% getest op thermische overbelasting.
Deze serie heeft ook een nadeel, voor de regelbare versie is dit 30V wat ik erg laag vind en ook niet begrijp waarom LT daar voor gekozen heeft.
Let ook op de verschillen tussen de thermische weerstanden van gelijksoortige regelaars.
Zoals dus de TO220 versies, LM317, LT1086 en b.v. LM1086 lastig om goed rekening te houden met de thermische weerstanden van deze IC's.
Goed de datasheets lezen als je de koelplaat gaat berekenen, er wordt soms twee thermische weerstanden opgegeven voor deze IC's voor het regeldeel en één voor de power transistor.

De vandaag binnen gekomen LT1086 IC's ga ik voor dit project niet gebruiken, ze waren puur om te kijken hoe goed een LT "317" is.
Vooral het model dat voor het industrieel temperatuurgebied is waar ik er ook twee van heb gekregen is erg goed wat de waarde van de referentie spanning betreft.

Nu weer verder met de rest!

Groet,
Bram

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

Ik heb het profiel gevonden en het leent zich er perfect voor dus die wil ik gaan gebruiken. De regelaars worden dan TO3 en de rest van de componenten worden dan zoveel mogelijk SMD. De regelaars komen op de bottom layer en worden op de heatsink bevestigt zodat de pootjes door de heatsink en de PCB steken. Zo kunnen ze via de top layer worden vast gesoldeerd. De stroom loopt via de case door de schroeven naar de PCB. Het lijkt mij een goed idee om hiervoor schroeven te kiezen die beter geleiden dan staal. Misschien messing of aluminium?

Een ander punt van aandacht, Als de PCB aan de achterkant zit en de trafo komt in het midden. Dan loopt de bekabeling van het front langs de trafo! Een oplossing zou zijn om de knoppen mechanisch te verbinden met het front of de trafo zoveel mogelijk in een hoekje duwen. Nadeel daarvan is dat het gewicht aan een kant hangt. Hier moet ik nog eens over denken. Ook niet geheel onbelangrijk, kan ik een behuizing vinden waar deze heatsink op past. De afmetingen zijn 198mm x 96mm. Ik zal zo eens even terug scrollen in dit topic waar je een link had geplaatst naar een mooie behuizing

Op de foto's is de heatsink te zien, hier zitten nog wat oude componenten op. Deze moet ik er nog afhalen. Op de plaats van de gelijkrichters komen de afvlak condensatoren. Daarnaast passen precies 3 regelaars in een rij. Dit zijn dan de regelaars voor een helft. De voeding voor de INA en de opto wordt dan een SMD variant. (lm1117) Beide helften van de voeding worden identiek, dat wil zeggen dat beide helften van een optocoupler worden voorzien. Het voordeel is dat een PCB precies een halve voeding kan worden. Zo kan je bij de PCB boer 10 stuks bestellen die hetzelfde zijn. Dat is goedkoper dan 2 verschillende printes. Voor een complete voeding pak je dan 2 printjes die je volledig bestuckt. De CPU krijgt dan een losse voeding en is daarmee volledig geïsoleerd van de labvoeding.

Goed, nu moet ik eerst het schema aftekenen. Vooral het zoeken van de componenten en zorgen dat de footprints etc. kloppen kost altijd veel tijd. Maar dat scheelt wel een hoop geëmmer als het straks allemaal in een keer klopt.

blackdog

Golden Member

Hi,

hardbass
Uhm... ga je dat koelelement verticaal plaatsen of hoerizontaal?
Dat scheelt nogal wat in koel prestaties.

Ook weet ik niet hoeveel dissipatie jij nodig hebt, ik ga nu vrijwel zeker uit van 0,5-Ampere als maximum.
Dat houd in dat het geheel in kortgesloten toestand voor beide voedingen met de trafo en gelijkrichting ruim 60-Watt zal gaan dissiperen.
Dat kan niet echt in mijn behuizing en koelplaat grote, dus er komen sensoren in die de voeding afschakelen bij bepaalde temperatuur.
B.v. een Clickson die de 230V afschakelt, en als de voeding weer inschakelt na afkoeling dat de voeding dan in de "disabeled" toestand terecht komt.
Verder zie ik graag meer van je opbouw die je bespreekt!

OK wat heb ik nu te bespreken... ;)
Zoals jullie reeds bekend is, zoek ik graag wat uit.
Ik heb een TO3 LM117k in mijn hand en dit samen met zo'n wit Alu oxide isolatie plaatje te zien op mijn vorige foto's.
Ik probeerde ze mooi op elkaar te positioneren en voelde een lichte schurende werking.
Eens kijken wat hier nu gebeurd...
Dit zijn twee setjes, beide hebben op verschillende plekken hun "aanraakpunten" op de TO3 behuizing.
Het isolatie plaatje ook nog omgedraaid, dit om er zeker van te zijn dat het plaatje recht is en dat was het, de kromming zit in de TO3 behuizing.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-74.png

.
Met voldoende schuiven polijst het isolatie plaatje de aanraakpunten van de TO3 behuizing, het glimt daar echt!
Maar het ging uiteindelijk hier om waarom ik de onderdelen in mijn hand had.
Ik wou graag weten hoe goed de koeling was van het stukje hoeklijn met de twee isolatie plaatjes gemonteerd aan de zijkant van het kastje.
Dit is de test setup, met een hele sterke klem het hoeklijntje met wat pasta op de zijkant geklemd op de positie die ik misschien ga gebruiken.
Dit is een test op laag vermogen, 3-Watt per LM117K, welke via een 1Ω weerstand aan de uitgang gekoppeld zijn aan de Dummy Load.
Dat vermogen dat ze moesten dissiperen bij die 6-Watt totaal gaf niet echt een bruikbaar resultaat, dus dit is eigenlijk een plaatje dat ik de dissipatie net al flink heb opgevoerd, de meters geven de temperatuur aan nadat ze zijn "genuld"
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-71.png

.
Aan de rechterzijde zie je de bruine thermokoppel onder de klem zitten, deze is voor de temperatuur van de zijkant.
De rode draad omhoog is de ingang en komt vanaf de LAB voeding.
De rode draad links aa nde 1Ω mixweerstanden gaat naar de dummy load.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-72.png

.
En dit is de andere thermokoppel in een gat gestoken en tegen de TO3 regelaar aangedrukt met wat zilverpasta.
De ontkoppeling van de regelaars is heir ook goed zichtbaar, net als de twee "mix" weerstanden aan de uitgang.
De bedrading rond de regelaars is alleen voor deze test, daar er andere waarden nodig zijn volgens het schema.
Hier is nu gekozen voor 10mA referentie stroom via een 120Ω weerstand en een 1K instelweerstand die uiteindelijk 11,7V geeft voor de 1Ω mixweerstand.
De zwarte klem onderaan is de voedingsnul van de twee regelaars.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-73.png

.
De test is uiteindelijk uitgevoerd met 20-Watt dissipatie en na wat rekenwerk kwam ik voor het totaal uit op ongeveer 1,4C°/Watt als thermische weerstand.
Daar de LM117K spanningsregelaars per stuk niet meer dan max 1,5 Watt gaan dissiperen blijft de temperatuur verhoging in de TO3 behuizing lekker laag en dat komt de DC stabiliteit ten goede.
Wat mij betreft is de missie van deze test geslaagd.

Oja nog dit, de thermische weerstand van een LM317 is aan de hoge kant, hou daar rekening mee deze is typical 4C°/Watt en de TO3 is 2C°/Watt Typical volgens diverse datasheets.
Wil je toch een TO220 regelaar gebruiken, dan is de LM350/LM350a een beter optie met 3C°/Watt.

De volgende stap wordt de opbouw rond de vier regelaars op de achterzijde met het printje onderdelen dat er bij hoort.

Shoot!

Bram

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

Golden Member

Valt weinig te shooten Bram, ik zit op zee en kijk mee.

Hoe doen vrouwen op TV dat toch? Wakker worden met prachtig glanzend haar en mooi gestifte lippen..... Wanneer ik wakker word heb ik een coupe 'Leeg geroofd vogelnest' en een incidenteel straaltje kwijl..

Hoi Bram,

Geen shoot, wel een suggestie, als je TL431 gebruikt om de Adjust pin van de 317 te sturen, kan je de rimpel in tegenfase terugsturen naar de ref pin 431 DMV een cap. Maar hierdoor wordt je voeding wel 3.75=> 15V uitgang. Ik weet niet of dit voor jouw iets is.

IK gooi maar gewoon wat hele goed PN's over de schutting,

2SC6144 is een mooie Tor die helaas alleen in NPN beschikbaar is. Zeer lage capaciteiten.

expert in percussive maintenance
Sine

Moderator

Het begint een beetje op de datasheet van een chipbakker te lijken, wat kun je allemaal met een 317 ;)

Hallo,

Laat ik beginnen met de minimale stroom die ik wil kunnen halen. Voor 80% van mijn experimentjes is 100mA al voldoende. Dit is dan echt wel het minimum dat de voeding constant moet kunnen leveren. Dat is 1/5 van jouw berekening dus dit zal op 12W dissipatie worst case uitkomen. Om nu 6x een LM117k te gebruiken voor een 100mA voeding is wel wat overkill. Ik denk dat 250mA ook wel moet lukken. Dat zou neerkomen op 30W dissipatie worst case. Deze grotere stroom geeft me ook wat meer speelruimte voor experimenten. Het koelelement is wel wat te klein, maar met actieve koeling moet dat wel lukken.

Koeltechnisch gezien is een verticale oriëntatie beter i.v.m. de convectie. Alleen dit vind ik zelf niet zo praktisch, ik houd meer van 'liggende' behuizingen. Mijn eerste idee was om gewoon een fan op het profiel te schroeven en het geheel aan de achterkant uit te laten steken. Dat is natuurlijk niet zo chique. Gisteravond had ik een 'lightbulb' momentje waarmee ik meerdere problemen in een keer plat sla. Wat nu als ik het profiel ongeveer halverwege in de kast plaats en de ringkern erachter plaats. Dan kan ik met een fan lucht blazen om de ringkern heen en wordt zowel de trafo als het profiel actief gekoeld. Daarnaast vormt het koelprofiel meteen een mooie afscheiding tussen de trafo en de print / front. De bekabeling tussen het front en de PCB is hierdoor korter en loopt ook meteen niet meer langs de trafo! Zie de schets voor verduidelijking van mijn verhaal.

Aangezien er toch al een temperatuur sensor en CPU in de voeding zit is het peanuts om de fan via PWM aan te sturen. Daardoor gaat hij pas herrie maken als het echt nodig is. Al zijn er tegenwoordig vrij stille fannetjes te verkrijgen. Hierbij moet natuurlijk wel opgelet worden dat de storing die hierbij wordt gegenereerd niet bij de voeding terecht komt.

Ik heb ook al eventjes gezocht naar een behuizing waar het profiel in past. Het is eigenlijk net niet, het komt op 4 millimeter. Ik denk dat het in de praktijk wel gaat lukken, en anders vraag ik iemand met een freesje om 4 millimeter van het profiel af te halen.
https://www.ebay.nl/itm/JC2210-DIY-full-Aluminum-preamp-Enclosure-PSU-…
Hij is wel wat prijzig vanwege de verzendkosten, misschien toch nog maar even verder zoeken.

(Het koelelement staan de vinnen verkeert getekend, zie de foto in mijn vorige post)

Zo nu weer wat achterstallig onderhoud bijwerken.

blackdog

Golden Member

Hi Jinny, :)

Mooi dat je de tijd neemt zelfs op zee mee te lezen!

Florick, ;)
Ik ken wat schema opzet die de rimpel voor de regelaar aftakken en dit in tegenfase toevoegen aan de loop.
In een of andere prof voeding schema heb ik dat ook al eens gezien, weet niet meer welke het was...

Mijn voorregelaar doet veel meer dan alleen de rimpel onderdrukken, de voorregelaar zorgt er voor dat de spanningsregelaar een "warm badje" krijgt,
rimpel zo'n 70dB al onderdrukt uit de buffer elco, constante spanning over de spanningsregelaar, en bijna alle vermogen wordt in de voorregelaars ge-dissipeerd.
De basis schema opzet is trouwens niet door mij bedacht, maar komt gewoon uit de datasheets van de fabrikanten van dit soort regelaars.

Wat je 2SC6144 betreft, een mooie chip is dat hoge hFE, lineair en snel.
De On-Semi en de Sanyo datasheet geven beide weinig info over de thermische weerstand, wel wat vreemd, alleen de huistemperatuur is beschikbaar t.o.v. de dissipatie.
Blijft een mooie transistor!

Groet,
Bram

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

Golden Member

Hi hardbass,

Kies de stroom die de voeding max kan leveren waar jij je confortable bij voelt.
De mijne is een afweging tussen wat ik heb aan materiaal en wat voor mij zinnig is.
Het is voor mij geen kan alles voeding.

Ik heb door de stap te doen sensoren aan te brengen voor nu de stroom naar 500mA gebracht, wat net moet kunnen met mijn behuizing en koeling
en dan ga ik niet uit van 24x7 gebruik.

Waarom in China bestellen als je mooie kastjes gewoon in Nederland kan kopen?

Prijslijst van eltim.eu
www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/Modu-Catalog.pdf

Groet,
Bram

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

Hallo,

Ik was weer bezig om het schemaatje verder over te tekenen. Al moet ik veel componenten opnieuw uitzoeken omdat ik toch SMD wil gebruiken i.v.m. de afmetingen van het koelprofiel. Hoe dan ook, ik loop nog tegen iets aan.

Het relais wat gebruikt wordt om de voeding te 'muten', kan ik dat niet gewoon doen met een paar FET's? Of hebben die weer invloed op het geheel? Een relais is ook prima mogelijk hoor, maar als het solid-state kan dan heeft dat mijn voorkeur.

Ook loop ik weer tegen het selecteren van de condensatoren aan. Voor de meeste condensatoren kan ik gewoon een low esr pakken zoals je even geleden ook al zij. Maar film condensatoren zijn eigenlijk alleen maar in through hole te vinden. Tantaal is weer wel te vinden in SMD variant, maar waar mogelijk gebruik ik die liever niet. MLCC is enorm veel van te krijgen maar lijkt me bij deze spanningen wat minder geschikt ivm het DC bias effect. Heb je misschien nog wat tips?

Tja China, eerlijk gezegd is het me een beetje gewoon geworden om daar snel te gaan zoeken. In Nederland is er uiteraard ook veel te vinden. Die in je voorbeeld heeft wel als nadeel dat het front uitsteekt aan de zijkanten. Dat vind ik persoonlijk niet zo prettig. Ik zal nog wel eens wat verder zoeken.

blackdog

Golden Member

Hi hardbass, :-)

Het frontje van het kastje dat ik gebruik steekt net geen 2mm in de breedte uit, wat is het probleem?

Wat het relais betreft, waarom moeilijk doen, het relais is verder geheel gescheiden en je gaat voor ieder kanala met twee draden naar de uitgang.
Een aardig relais is zeer betrouwbaar een niet duur.
Levensduur van de moderne relais is zeer lang als je de contacten niet overbelast.
Van mij mag je ook een MOSFet gebruiken per kanaal met de extra electronica die je dan nodig hebt, het is jouw feestje.

Wat betreft film condensatoren in SMD, kijk hier eens naar, ze hebben verschillende waarden.
https://www.reichelt.de/smd-kondensator-2824-47nf-100v-pps-folie-pps28…

Groet,
Bram

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

Bedankt voor het snelle antwoord,

Ik zie nu pas dat er meer kastjes in die pdf staan... Ik had niet goed gekeken. 8)7 Er zit zeker wel iets tussen met de juiste afmetingen.

Het relais, tja daar heb je ook wel weer gelijk in. Maakt voor een makkelijke en meteen gescheiden oplossing. Deze zou ik ook met de processor kunnen schakelen. Dan kan ik daarmee meteen de boel uitschakelen als het te warm wordt.

Deze condensatoren had ik zelf nog niet gevonden, lijkt me prima.

Met de Pasen weer verder, nu weer geld verdienen voor de baas. :)

blackdog

Golden Member

Hi,

Hier "wat" foto's, 20 stuks :+ en wat opmerkingen van testen van het te dissiperen vermogen en wat veilig mogelijk is in mijn kastje.

Hier een foto van de reeds geboorde achterwand van het kastje, aftekenlijnen zijn zichtbaar, ook als je goed kijkt naar het koelelement.
De linker TO3 boring op die foto geeft goed aan dat het aftekenen en boren niet optimaal was, de gaten zijn daarom wat groter om een nette montage mogelijk te maken.
De gaten voor het vastzetten van het koelelement is 4mm en de schroeven zullen 3mm zijn.
Dit geeft wat ruimte voor nette montage.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-80.png

.
Hier is te zien hoe ik met de speciale Edding stift de gaten heb afgetekend op het koelelement door de gaten heen.
Dit nadat het zo goed mogelijk is neergelegd.
Hou er rekening mee, dat je bij dit plaatje last hebt van parallax, niet dat ik het zo slecht heb afgetekend.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-81.png

.
Nu zijn de gaten in het koelelement geboord en voorzien van M3 draad.
Ook heb ik met heel fijn schuurpapier gebruikt om het weer redelijk vlak te krijgen.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-82.png

.
Hier laat ik zien hoeveel ruimte er ongeveer over is voor de TO3 behuizingen en de iets bredere isolatie plaatjes.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-83.png

.
Dit is het hele kleine beetje ruimte dat ik het koelblok beneden de bovenrand wil hebben.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-84.png

.
Dit was een test om te zien of ik de gaten goed had geboord.
Ook is zichtbaar dat ik vier afstandbusjes wil gebruiken om het printje met onderdelen er op te monteren voorde vier LM117K regelaars.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-85.png

.
Het geheel staat nu op zijn kop en het koelelement is netjes net onder de bovenzijde uitgekomen na bevestiging.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-87.png

.
Hoe vlak zit het koelelement nu tegen de achterzijde aan, kan ik dat testen?
Hier is zichtbaar dat ik een felle LED zaklamp heb aangepast met wat tape, om de zien of ik licht kan zien schijnen tussen de achterplaat en het koelement zonder koelpasta.
De tape zorgt er voor dat in een donkere de zaklantaarn niet in mijn ogen schijnt.
Er was niets waar te nemen, wat ik niet zo vreemd vind, ik zou het ieder geval vreemd vinden als dit wel het geval zou zijn.
Op vrij korte afstand zijn zes boutjes gebruikt, toch licht, dan is de achterzijde echt krom.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-88.png

.
Dit is de pasta voor de TO3 behuizingen en isolatie plaatjes.
Deze pasta heeft een vrij goede thermische weerstand van 7W/mK volgens de fabrikant.
Hier een link naar wat testen van thermische pasta's:

https://www.hwcooling.net/en/the-test-of-27-thermal-compounds-part-2-e…

En dit is zijn de gegevens van de Electrolube pasta die ik gebruikt heb voor het koelelement:
https://electrolube.com/wp-content/uploads/2019/11/HTS.pdf

https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-89.png

.
De bovenste regelaar heeft al een plaatje gekregen met thermische pasta en de onderste geeft aan hoeveel er ongeveer nodig is voor een goede dekking.

https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-90.png

Hier ben ik bezig de thermische pasta te verdelen op het isolatie plaatje.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-91.png

.
Hier is de Electrolube thermische pasta aangebracht, door het grote oppervlak is de betere pasta niet direct noodzakelijk.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-92.png

.
Hier is de pasta zo goed mogelijk verdeeld.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-93.png

.
Hier is zichtbaar dat de pasta er tussenuit geperst wordt, dit is niet na 5 minuten klaar...
Neem maar een paar uur, voordat het kaar is met het er tussenuit persen.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-94.png

.
Beetje slechte foto, maar er is goed zichtbaar dat de pasta er tussenuit komt.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-95.png

.
Hier zijn wat onderdelen gemonteerd om te testen wat de uiteindelijke thermische weerstand zal zijn.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-97.png

.
Dit is een van de metingen, de linker meter geeft de temperatuur aan va neen van de heetste punten van een LM117K regelaars.
De rechter meter geeft een indruk van de temperatuur van het koelelement.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-96.png

.
Dit is het vermogen dat naar de regelaars gaat en de dummy load, het gaat om de middelste sectie die 45-Watt aangeeft,
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-98.png

.
De twee oranje kaders geven aan, waar de twee thermokoppels zijn aangebracht.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-99.png

.
Bij 40-Watt te dissiperen vermogen gaat de temperatuur op de LM117K behuizing naar 84C bij langere tijd als dit vermogen gedissipeerd moet worden.
Die 40-Watt is dan 20-Watt per regelaar(voeding) de rest van de 45-Watt totaal, gaat naar de dummy load en de twee weerstanden die de regelaars koppelen.

De temperatuur bij de 40-Watt te dissiperen vermogen bij een fout situatie kan nog wat lager uitvallen als de achterzijde tegen de zijkanten gemonteerd zit.
De 84C vind ik te hoog, en dit treed dus op, als ik de maximale uitgangsstroom op 500mA leg.

De 500mA is dus wel mogelijk, alleen als de temperatuur van de regelaars aan de buitenzijde niet te hoog word.
Ik kan de 500mA wel aanhouden als ik de beveiliging vroeg genoeg kan laten intreden.

Over hoe ik het nu ga aanpakken, weet ik nog niet zeker, 200mA was mijn eerste uitgangspunt en wat de trafo betreft e.d. kan ik makkelijk 500mA trekken.
Dus waarschijnlijk wordt het een mix van Clixon en temperatuur sensoren uitgelezen door de microcontroler.
We zullen zien wat het wordt.

Nu eerst even mijn hoofd leegmaken met een stevige wandeling!

Groet,
Bram

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

Oef 84C lijkt me ook wel wat enthousiast. Ik vraag me af wat een klein fannetje doet. Ik heb wel eens begrepen dat een relatief kleine luchtstroom al veel kan doen. Het profiel is nu zoon 70C, bij die temperatuur moet die wel al goed zijn werk doen via convectie.

Ook vraag ik me af hoe goed de temperatuur van de LM117 naar het koelprofiel kan vloeien. In je meting zit er grofweg 13C tussen het koelprofiel en de LM117. Dat valt niet tegen, ik had verwacht dat daar meer weerstand zou zitten. Een IR camera zou erg veel inzicht geven denk ik die laat precies zien waar de thermische weerstanden zitten, maar die moet je dan maar net hebben liggen.

De warmte die vrijkomt bij vermogen durf ik zelf best nog wel eens te onderschatten. Ik denk dat jouw profiel passief beter koelt dan de mijne. Ik zou natuurlijk wel eens kunnen proberen 40W in de weerstanden te stoppen die er nu op gemonteerd zitten. Dat geeft al wel een idee voordat de voeding af is.

EDIT, net even snel een testje gedaan met zoon 40W in het element. Dan wordt hij wel aardig warm inderdaad. Nog geen goede meting gedaan, daar zal ik een iets betere opstelling voor moeten maken. Maar om een idee te krijgen is dit wel aardig. Ik denk dat als het eenmaal is ingebouwd dat ergens rond de 30W - 35W de sweetspot ligt. Nu zal het ingebouwd met actieve koeling wel beter zijn dan wat ik nu los op de werkbank heb getest.

[Bericht gewijzigd door hardbass op 1 april 2021 18:46:06 (19%)]

Vandaag een dagje vrij, want goede vrijdag hoor je vrij te zijn en zo heb ik een lekker lang weekend. :+

Ik heb vandaag de eerste versie van de PCB gemaakt. Ik hoor graag wat jullie hiervan vinden. De meeste componenten zijn 1206 want dat vind ik zelf wel een handige maat.

Het idee rond J1 t/m J7 is dat je de baantjes door kan krassen mocht je het knooppunt op de bananenstekker zelf willen maken. De zener en de condensator op de uitgang zit niet op het printje. Deze wil ik direct op de bananenstekkers solderen.

Qua component nummers heb ik zoveel mogelijk Bram zijn nummers overgenomen. Mijn schema is namelijk niet zo netjes als die van hem. :) De spanning en stroom instelling zijn pinheaders geworden. Ik wil graag JSTXH proberen. Mocht de weerstand toch te hoog zijn dan soldeer ik de draden direct op de PCB.

Trouwens nog een vraagje, waar koop je de LM117K? Ik heb gegeken bij farnell, mouser en digikey, maar daar vragen ze zoon 50 euro per stuk! Dat is wel wat gortig. Daarnaast is dit nu echt zoon component wat je niet op ebay wilt bestellen. Beetje dom dat ik daar niet eerder naar gekeken heb...

Ik heb toch op ebay iets gevonden, dit lijkt me nog redelijk betrouwbaar. Komt uit duitsland en kost zoon 4.50 per stuk ex verzendkosten: https://www.ebay.nl/itm/2x-LM117K-STEEL-1-5A-Spannungsregler-einstellb…

[Bericht gewijzigd door hardbass op 3 april 2021 13:35:08 (11%)]

blackdog

Golden Member

Hi,

Het heeft weer even geduurd voor ik weer spul had voor dit topic.
Mijn kwartaalbelasting speelt hier ook in mee.

Maar goed donderdag kwam nog wat materiaal binnen waarmee ik wou testen en dat waren onder meer wat kleine ventilatoren.
Links de 40x40mm ventilator waar ik een aantal van op voorraad heb, maar deze kan ik niet op de goede manier monteren.
Met de 40x40 ventilator kreeg ik al redelijke resultaten als ik hem onder de koelvinnen bevestigde en dan omhoog liet blazen, dus helpen met de thermiek. :-)
Maar wat ik al zij, geen manier om hem netjes te monteren.

De middelste en de rechter ventilator kwamen dus deze week binnen en daarmee ben ik gaan experimenteren.
De kleinste is 25x25mm en onder meer bedoeld voor b.v. een Raspberry Pi te koelen, stel je daar echter niet te veel van voor, de hoeveelheid lucht die hij verzet is erg weinig.
Alle drie de ventilatoren zijn vrij stil, het zijn zeker geen F16 typen.
Uiteindelijk ben ik voor het middelste type gegaan, dit na wat testen en een stevige wandeling van twee uur, wat ik trouwens nu ook wou doen, ware het niet dat het zeikt van de regen hier in Amsterdam.
Tijdens het lopen, meestal zo na een uur als al het andere verwerkt is, komen de andere ideeën vanzelf. :)
En hier dus betreffende hoe ik de ventilatoren allemaal zou kunnen monteren.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-123.png

.
En wat is dit nu?
Het is een tekening in MS Publisher, de verticale lijnen geven de koelvinnen aan van het koelblok op de achterzijde.
Het zwarte vlak in het midden is de motor van de ventilator.
De rode cirkels zijn de posities van de 5mm boorgaten, met het kruisje voor de center Ponce.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-110.png

.
Hier ligt de uitgeknipte afdruk op de achterzijde om te zien of het goed uitkomt (vergissingen, fouten controleren)
Het stukje papier is daarna vastgelijmd met lijm uit een spuitbus waarbij het mogelijk is nog een beetje te corrigeren als het niet helemaal recht zit.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-112.png

.
Hier zijn de gaten geboord en de gaten afgebraamd met een verzinkboor om het geluid te beperken van scherpe randen
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-114.png

.
Eerste test betreffende het geluid, en dat zijn b.v. trillingen en het lucht persen door de 5mm gaten, beide waren geen probleem en daar was ik blij mee.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-115.png

.

In het midden van de foto is een oranje kader te zien, daar komt de 100K NTC sensor in voor de ventilator regeling.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-116.png

.
Dit is de BreadBoard versie van de ventilator regeling waarmee ik getest heb, in het oranje kader is de 100K NTC zichtbaar.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-117.png

.
Hier is de NTC voorzien van bedrading en twee kousjes, ja dat verlangt netjes soldeer werk, daar anders de kousjes er niet overheen te schuiven zijn.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-118.png

.
Nu is de overgang van de draden, kousjes en de onderzijde van de NTC voorzien van een druppeltje 10 seconde lijm.
Dit zorgt voor wat isolatie tegen de thermische pasta die ik ga gebruiken.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-119.png

.
Twee typen thermische pasta paste op een plastic zakje aangebracht voor een meting betreffende elektrische geleiding.
Dit gemeten met twee meters die tot boven de 200Meg konden meten, beide waren geen probleem wat geleiding betreft.
In deze pasta's zitten metaal deeltjes, dus ik wou weten of dit de waarde van de NTC zou kunnen beïnvloeden, wat niet het geval was.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-120.png

.
Het gat dat ik voor de NTC in het koelblok had geboord is voorzien van zilver pasta en hier is zichtbaar dat ook de NTC zelf is van een laagje voorzien.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-124.png

.
Hier kunnen jullie zien dat de NTC in het gat zit, hier nog zonder pasta, de soldeerlip gebruik ik om de NTC vast te zetten.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-121.png

.
Hier is de NTC vastgezet aan de soldeerlip, dit met het zelfde type draad als de gele aansluitdraden van de NTC.
Na het vastknopen aan de soldeerlip heb ik een laagje hobby lijm over het knoopje in de bedrading aangebracht zodat het niet meer los komt.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-125.png

.
En dit is de ventilator regeling, het is een wat aangepaste versie van het schema dat ik in andere topics al eens heb laten zien.
De NTC moet gevoed worden uit een redelijk stabiele spanning en een zener voldeed hier niet voldoende, dus een TL431 gepakt en de TI Spreadsheet er bij gepakt en de waarden van de ruwe voeding ingevoerd met een 1mA belasting voor de TL431 wat de stroom is voor door de NTC string.
In het schema staat Pi vermeld als 50K, maar deze kan vrij zeker 20K worden, dit met een maar...
Het regelpunt is ook afhankelijk van de Vgs van de IRF540 en de temperatuur van deze MOSFet.

R5 is in dit schema 1K en deze weerstand zorgt er voor dat de ventilatoren altijd draaien, en nee, je hoort ze dan niet!
Voorzie de IRF540 van een koelplaatje, hou R5 van 5K bij de IRF540 vandaan zodat deze MOSFet zo koel mogelijk blijft.
Dit om zo min mogelijk verloop van de Vgs spanning te krijgen, het beste is de paar electonica componenten voor deze ventilator regeling op een klein stukje print te zetten op een zo koel mogelijk plek in de kast.

C1 over de NTC zorgt er voor dat de ventilatoren bij het inschakelen altijd een paar seconde op volle snelheid draaien.
Hierdoor starten ze altijd en je weet dat ze nog werkzaam zijn.

C2, C3 en C4 zorgen voor een lage impedantie voor de ventilatoren, laat je C2 en C3 weg, dan starten de ventilatoren niet goed op.
In het schema staat vermeld dat de ventilatoren 70mA zijn bij 12V wat resulteerd in een vermogen van 0,85-Watt bij deze 12V.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-111.png

.
Meetopstelling
Dit is tijdens het meten, ook nu zijn er weer veel meetinstrumenten in gebruik en niet allemaal zijn hier zichtbaar.
De twee tafel multimeters geven de temperaturu aanvan de LM117K en het koelblok op de zelfde posite als de vorige metingen die ik liet zien.
De spanning die de Dummy Load aangeeft klopt niet helemaal met de spanning die uit de twee LM117K reglaars komt.
De spanning aan de uitgang van de LM117K is 2,1V en gaat dan de twee mix weerstanden in van 0,5Ω en dan nog de verliezen in de bekabeling,
vandaar de 1,56V bij ongeveer 1,5-Ampere wat bij de op 30V ingestelde Rigol voeding een dissipatie geeft in het koelblok van ruim 40-Watt.
En dan zijn er nog twee meters in gebruik die niet zichtbaar zijn op de foto, één TEK DVM meet de ventilator spanning en de andere TEK DMM meet de Vgs van de IRF540.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-122.png

.
Maximale dissipatie
Deze 40-Watt is ruim boven de normaal verwachte te dissiperen vermogen.
Bij dit te dissiperen vermogen wordt het meetpunt op de LM117K bij 22C° omgevings tempratuur rond de 62C° met de ventilatoren ingeschakeld op vol vermogen.
Als de ventilatoren niet zouden worden gebruikt loopt de temperatuur van het meetpunt op de LM117K uiteindelijk op tot bijna 91C°.
En ja, je hoort de ventilatoren als dit vermogen gedissipeerd gaat worden, dat treed op bij de fout situatie dat de +uitgang aan de -uitgang wordt door verbonden en de uitgangsstroom
voor beide uitgangen is 500mA.
Normaal zou deze situatie ongeveer 30-Watt als dissipatie opleveren bij normale netspanning, maar ik hou een beetje een slag om de arm.

Nemen we nu een meer reaale situatie dan komt de dissipatie niet boven de 20-Watt bij lage uitgangsspanningen en maximale stroom.
De ventilatoren zijn dan niet hoorbaar maar draaien dan wel, dit houd de temperatuur in het kastje namelijk lager, daarom hou ik een mminimale snelheid aan voor een betere doorstroming in de kast.

Meetpunt NTC
Daar heb ik ook goed over nagedacht, afwegingen zijn goede koelingsrgeling en dat ik zo min mogelijk de ventilator wil horen.
Het meetpunt oor de NTC heb ik zo gekozen dat ik vrij goed gebruik maak van de thermische massa van de achterzijde van het kastje en dit samen met het koelelement.
De NTC is zoals op de foto's is te zien net voro bij de rand van de onderzijde van het koelelement.
Dat houd in dat als er 5minuten 20-Watt moet worden gedissipeerd bij 22C° omgevings temperatuur de ventilatoren na ene minuut of 10 net boven hun basis instelling uit komen.
Dat is op mijn koelvin meetpunt dan bij 42C°

De temperatuur op dit meetpunt, kan met de trimpot P1 in het schema van de ventilator regeling worden verschoven als nodig.
Als je een paar graden hogere temperatuur acceptabel vind zoals 45C° op het koelelement meetpunt, dan is dat goed instelbaar en dan zal je de ventilatoren onder normaal gebruik nooit horen.

Dan nog dit
Dit is geen "perfecte" ventilator regeling, hij is simpel van opset en regeld voor mij goed genoeg,
dit natuurlijk als je wel rekening houd met de NTC positie die je kiest en goed monteerd en dat je de IRF540 niet opstookt door de verkeerde positie in de kast en hem voorziet van een koelvin.

Mooi dat was het weer voor vandaag, en dit stukje beschouw ik als klaar!

Gaarne hoor ik weer jullie opmerkingen.

Groet,
BRam

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