LM299 Hack ELV Voedingprint

Hi,

Tussen het werk door nog wat metingen en aanpassingen gedaan.
Ik heb van middag besloten de schakeling iets aan te passen en dat is een 15V regelaar te gebruiken voor zowel de stroombron alsook de LM299 Kachel.

Omdat ik de uA7815 i.v.m. de warmte liever niet op de Referentie print heb, heb ik de uA7815 boven op de ua7805 gemonteerd.
Ik weet het, dat is als het stuk gaat minder makkelijk te vervangen, maar deze aanpassingen aan de ELV print gaat maar 1x gebeuren.
Verder denk ik dat door de kleine stromen die er lopen de regelaars niet het vuur aan de schenen wordt gelegd.

Dit is het weer aangepaste schema van het Referentie printje en regelaars op de hoofdprint.
Zowel de kachelstroom en ook de stroom voor de LM299 komt nu uit een stabiele 15V spanningsbron, dat is de uA7815 die op de uA7805 gemonteerd is.
De boven in het schema aangegeven +15V is voor de stroombron schakeling die ik nog moet tekenen in het hoofdschema.

.

Dit is het stapelen van de uA7805 en de uA7815 regelaar

.

Hier kan je zien dat de middenmoot welke massa is en de linker poot welke de ingang is van de uA7815 is gesoldeerd op de uA7805.
De uA7815 heeft een ontkoppel condensator gekregen welke groen is.
De weerstand van 680Ω is een dummy belasting om te kijken hoe groot de rimpel is op de buffer elco en of onder "ongeveer de normale belasting"
de uitgang variaties heeft als ik de hoofdvoeding belast met DC 2-Ampere.

.

Links onder heb ik ook de 1N5807 vervangen voor de Schottky dioden MBR340, dit scheelt bij 2-Ampere uitgangstroom zeer de helft aan dissipatie in deze diode brug.

.

Verder wil ik nog wat verduidelijken van wat ik eerder deze middag heb gezegd over het meten van lekstromen bij elco's of andere condensatoren.
Ik heb twee spanningbronnen uitgewisseld om het verschil aan ruis te laten zien en in hoeverre deze meestal 1/F ruis je meting beïnvloed.

Hier is weer de 34461A DVM te zien op een gevoelig DC stroombereik(100uA bij 100PLC)
Zoals hier op het plaatje gemeten wordt geld de lage waarde van de ruis, dus de 7,5V uit de spanning referentie.
Het eerste stukje van de grafiek is gemeten met de Siglent-SPD1305X voeding die rechts staat.
De voeding die onder de DMM staat, dat is de E3612A is nog wat slechter dan de Siglent-SPD1305X voeding.

Ik vind het niet nodig dit nog verder te onderzoeken, maar er is grote kans dat de ruis die zichtbaar is voor een groot deel uit het AD584 Referentie IC komt, dat is niet echt een lage ruis model.
Ik tip dit ruisprobleem alleen even aan als jullie zelf eens een ruis/lek meting zouden doen.
Wil je het nog preciezer willen meten, dan zal de elco in een metalen kastje moeten worden gemonteerd en dan met coax kabels naar de meetinstrumenten toe om storingen uit de omgeving zoveel mogelijk te onderdrukken.

.

Nu eerst weer even een klein werkstation voor een klant afmaken en een Pizza in de oven werpen.

Groet,
Bram

Interessant weer om te lezen. Ik mag dromen dat ik ooit eens de kennis, ervaring en het inzicht benader van jou maar ik denk dat dat niet zal gebeuren. Ligt aan mij, is ook niet erg

Ik vroeg me af waarom je toch voor een gestabiliseerde 15 V spanning voor de oven gaat, ipv de 20 V met kleine rimpel uit de trafo die je noemde in de opening van deze discussie?

Hi Henk H.

Ik sla twee vliegen in één klap, een nette voeding voor de LM234 die in deze configuratie(temperatuur compensatie) een toch wat lagere Ri heeft dan ik verwacht had.
En ik wou voorkomen dat bij 230V variatie en/of trafo belasting variatie, dat ik dit terug zou zien in de referentie spanning.

In principe zou de "kachel loop" van de LM299 goed genoeg moeten zijn om geen last te hebben van de rimpel op de buffer elko.
Maar omdat de oplossing simpel was om dit probleem te voorkomen met de uA7815, ben ik voor beide van dit probleem af.

Nadeel, een klein beetje meer kachel stroom(lagere spanning), hoe lager de voedingspanning voor de kachel, hoe hoger natuurlijk de stroom die nodig is om de kachel op temperatuur te houden.
Maar dat compenseer ik weer door de manier hoe ik de LM299 ga monteren(laat ik nog zien in een volgende post) en ik zet er een klein dopje over de LM299 heen.

Proefondervindelijk zal ik de bedrading zo goed mogelijk moeten zien te krijgen om een zeer lage Ri en goed dynamisch gedrag te krijgen.
Het doel is om de ruis van dit printje/voeding heel erg laag te krijgen en zo goed mogelijk spannings stabiel, we gaan het zien hoever ik kom.

Referentie spanning stroomloop.
De spanning voor de stroomloop van deze voeding, laat ik gewoon uit de 7805A komen, het is wel een geteste 7805A, ik heb gekeken naar de drift na het inschakelen en wat hij doet bij belasting en de ruis.
Allemaal prachtig genoeg voor de stroomloop, bij geen van de LAB voedingen die ik hier gebruik, heb ik ooit precies een stroomregling nodig gehad.
Ik bedoel hiermee dat ik zeg 63,5mA nodig zou moeten hebben, of 1,475-Ampere enz.
De stroom loop moet natuurlijk wel stabiel overschakelen naar de U loop en omgekeerd, dat is soms knap lastig.
En als de stroomloop in werking is, dat deze dan ook redelijk bromvrij is, maar het wordt nooit een echte stroombron, die functie heb je eigenlijk alleen maar met een echte SMU.

Kennis
Wat mijn kennis en kunde betreft, ik weet er nog en paar hier op CO en nog veel meer op EEVBlog, ik ben niet uniek.
Ik wijs mensen er vaak op dat zij ook één of meerdere kunstjes kunnen en als dat niet zo is, is het wat mij betreft ook goed, we maken allemaal afwegingen wat we belangrijk en/of leuk vinden in ons leven.

Dank je voor het reageren.

Groet,
Bram

Hi,

Vandaag en gisteren nog wat werk gedaan aan dit project en aardig wat uitzoekwerk omdat iets niet werkte...
Dat had verder weinig te maken met dit project, voorlopig kan ik de conclusie trekken dat een van mijn Switches in mijn werkkamer de VLAN configuratie kwijt is of gewoon stuk.
Hierdoor kan ik mijn meetinstrumenten niet via het LAN uitlezen, klusje voor het weekeinde om dit te herstellen.

Mooi, dit is een bijgewerkt schema met wat kleine aanpassingen.
Het gaat hier vooral om waar de ontkoppel stromen lopen, zoals die door C3 en in het schema staat nu ook een jumper om het Low Pass filter uit te schakelen.
Het Low Pass filter heeft een frequentie van ongeveer 9HZ bij -3dB,
als het filter eventueel te veel invloed op het dynamisch gedrag zou hebben, dat kan ik de jumper verwijderen.

.

Hier een aantal foto's die de montage van de LM234 op het stukje print en wat ik heb gedaan om de temperatuur coëfficiënt zo laag mogelijk te houden.
Dit zegt de datasheet => ≈+0.33%/?C tem-perature dependence als je de standaard schakeling gebruikt, de drift is dan te hoog voor mijn toepassing.

Op de onderstaande foto is te zien dat ik de compensatie diode tegen het huisje heb gesoldeerd, dit geeft al een vrij goede thermische koppeling.

.

Als je goed kijkt ligt de diode nu mooi vlak op het huisje en ik heb een stukje teflonkous gebruikt voor de Kathode aansluiting zodat het geen sluiting kan maken.
De eerste klodder thermische lijm heb ik hier al aangebracht.

.

Het wordt altijd een rommeltje als ik met die lijm bezig ben...
Nog meer lijm en een stukje krimpkous dat er overheen gaat worden geplaatst.

.

Mooi de lijm is hard geworden en ik heb de lijm er een beetje rondom laten lopen voor meer thermische stabiliteit(massa)

.

Hier dus een foto met de telefoon gemaakt omdat een deel van mijn netwerk plat ligt,
maar er is zichtbaar dat de verloop van de ingestelde stroom ongeveer 3uA over zeven uur tijd, is dat zou ongeveer 3uV verschil geven van de LM299 zener spanning.
Wat dit deel betreft ben ik voor nu tevreden en de volgende stap is de LM299 Zener monteren op het printje.

.

Dit materiaal kwam vanochtend binnen, het is een verloop printje voor een SO14 IC zodat het in een normaal 14 Dip voetje past.
De meeste verloopvoetjes voor SO14 zijn erg breed en dat gaat niet altijd goed wat de ruimte betreft.
Zo gauw ik heb uitgezocht of het IC wat ik wil gaan gebruiken de zelfde pinning heeft als de LM324, dan laat ik zien hoe het er uit zien als het gemonteerd is.

.

Dat was het weer voor vandaag, SHOOT!

Groet,
Bram

Hallo blackdog
Even of topic.
Ik zie op een foto een mooie referentie spanning.
Een tijd geleden heb ik een gekocht via de bekende china website.
Omdat de ingebouwde batterij defect was heb ik hem terug gestuurd.
Zelfs na een paar uur laden werkte hij niet zonder externe voeding.
Mijn vraag is heb je deze zelf gebouwd of is deze ergens te koop.
gr. Winand

Hi Winands,

Uit mijn hoofd weet ik het zo direct niet zeker meer, ik dacht dat de basis zo'n China doorzichtig kastje was en dat ik het printje hiervan heb aangepast.
Even zoeken, moment...

Hier de link naar een topic, dat de spannings referentie beschrijft die ik gebruikt heb voor de lekstroom testen.
Het enige dat niet helemaal goed meer is betreft de timing van de dender van de puls schakelaar op het front om de spanning in te stellen.
Door veroudering schakeld de schakelaar niet netjes meer en heeft meer dender gekregen, hierdoor zal ik R2 of C2 aan de clock ingang van de CD4017 wat moeten verhogen.
Dus een langere tijdconstante geven.

https://www.circuitsonline.net/forum/view/125289/8

Groet,
Bram

Als je toch al zo ver gaat ... dan is het een kleine moeite om ook de I-pot een "echte" referentie te geven.

Hi,

Eerst Sine even antwoorden, ik heb al vele afwegingen gemaakt, ook betreffende de referentie spanning voor de i-loop.
En daar had ik dus voor besloten die uit de uA7805 te halen, de uA7805 heb ik gemeten die op deze print zit en bij de relatief lage belasting is die netjes wat spanning constantheid betreft en de ruis bijdrage.

Zoals ik het nu heb gedaan, hoef ik verder weinig nog aan de print te doen, ik heb nog tijd zat nodig om de rest tot een goed einde te brengen.
Ik had al eerder aangegeven dat ik voor dit project geen super geregelde/schone stroombron functie nodig had.
De grotere buffer elco's samen met geselecteerde uA78xx regelaars is hier voldoende.

Conversie printjes
Twee weken geleden was ik onder meer voor dit project an het zoeken op Alie en Ebay voor conversie printjes t.b.v. SO14 IC,
hier dus de quad opamp zoals de LM324. TL074, OPA1664 en de OPA4140 die ik in deze print wil testen.

De gene die ik meestal tegenkom aan verloop printjes zijn allemaal in verhouding erg breed.
Maar en Duitse website liet wat modellen zien die vrijwel even breed waren als een normaal
14-pins IC voetje.
Hier onder de link naar die website.

https://e-commerce365.de/produkt-kategorie/elektronik/smd-adapter/soic…

Iets meer dan een week heeft het geduurd voor ik het binnen had en vanochtend heb ik het eerste printje gesoldeerd en een OP4140 er op aangebracht.
De eerste versie heb ik iets anders gemonteerd dan wordt voorgesteld.
Hoe, wie, wat, waar is hieronder te zien aan de hand van een aantal foto's

De foto hieronder laat zien hoe het door de maker bedoeld is, hier zijn de contacten nog niet gesoldeerd.
Het voordeel van deze montage manier is de degelijkheid, daar kom ik in een latere foto nog op terug.
Je kan zien dat er erg weinig ruimte tussen het printje en de contact strip zit, er is hier een hele fijne soldeerpunt nodig, of soldeer pasta en een Hotplate.

.

Voor het eerste conversie printje had ik dus besloten een andere contact strip te gebruiken, ik had nog wat mooi materiaal van TI liggen en dat heb ik bewerkt zodat ik het goed kan toepassen.
Hier laat ik zien hoe ik de lengte inkort van de contactenstrip die ik gebruik, ik steek ze door een stukje print heen en knip het daarna af met een scherp kniptangetje.

.

Het tangetje is niet lang genoeg om het in 1x te doen, maar dat is verder geen probleem, het printje zorgt er voor dat alles op de zelfde lengte wordt afgeknipt al je het tangetje netjes vlak op de print houd tijdens het knippen.

.

Hier zijn de twee stripjes op maat gemaakt en in een IC voetje gestoken, twee pennen hebben vast wat soldeer gekregen.

.

Het voetje zit na de eerste montage nog niet helemaal in het midden van de pads, dat heb ik nog gecorrigeerd.

.

Nu zijn alle contacten gesoldeerd.

.

Niet nadenken levert natuurlijk problemen op...
Ik heb het voetje in de bankschroef gezet en een heel klein beetje klem gezet, dat leverde mij dus scheve pennen op!
Hierboven gaf ik al iets aan over de degelijkheid, met de originele contact stripjes was dit niet zo gebeurd.

.

Dit is niet zo'n beste foto, hij was lastig te maken, ik had eigenlijk drie handen nodig.
Met een stukje print materiaal, wat op deze foto slecht zichtbaar is, heb ik beide zijden weer haaks gezet.

.

Een zij aanzicht na het solderen/

.

Voorbereidingen voor het solderen van de quad opamp OPA4140, pen-1 heeft een beetje soldeer gekregen om het IC daar mee te positioneren.

.

Het IC zit niet "perfect" in het midden van de pads, maar dat is zo weinig en het maakt niet uit voor de werking.

.

Ik ben een liefhebber van goede ontkoppeling en hier laat ik zien dat als je een verloop printje gebruikt, je zeer goed "kort" kan ontkoppelen.
De groene condensator is 100nF en de gele condensator is van een lagere waarde, maar ik heb ze ook in 100nF.
De gele condensator kan je dus aan de printpennen solderen, als ik mijn afgeknipte pennentechniek gebruik.

.

Het soldeer dat ik hier gebruik is van Loctite, type C511 en is 0,7mm dik lood houdend.
Dat is eigenlijk te dik voor dit werk 0,3 tot 0,5mm is beter, de rede is dat bij het vloeien er altijd een minimale hoeveelheid soldeer naar de verbinding gaat.
Hoe dikker het soldeer, hoe groter ook de hoeveelheid, hoe je ook je best zou willen doen om minder soldeer te gebruiken, dat lukt je niet.
Het meeste heb ik vroeger met 0,5mm soldeer gewerkt, dit voor onder meer SMD reparatie en b.v. multi-pin connectoren,
het soldeer was van M.B.O. uit Dijon in Frankrijk, daar heb ik nu nog een paar meter van na 25 jaar weg te zijn bij het bedrijf waar ik toen werkte.
Hier dus nu niet gebruikt, dit omdat ik het met 0,7mm wou proberen en dat is dan goed opletten, maar het is gelukt het netjes te krijgen. (denk ik)

Resultaat
Hier is het verschil zichtbaar in grote van een versie die ik zelf gemaakt met hulp van een stukje Vero stripboard, deze is links te zien.
Vooral als er hogere componenten rondom het DIP-14 voetje gemonteerd zitten is het lastig de grote versie te gebruiken.

.

Dit is het resultaat op de EVL voedingsprint, ja het kost wat hoogte wat ook belangrijk kan zijn, maar in totaal is het verloopprintje ongeveer 1mm breder en hier zeker geen probleem.

.

Oja, er zijn nog wat aanpassingen op de print nodig van componenten waarden en de manier waarop ze op de print gemonteerd zitten, hoe wat waar komt later wel,
hier gaat het nu om het verloop printje en de ruimte die het inneemt.
Nog een opmerking bij het gebruik van deze IC verloopvoetjes, je hebt altijd meer last van lekstromen en meer paracitaire capaciteiten, denk na of dit een probleem kan zijn voor je schakeling.

Laters weer meer!

Groet,
Bram

Hallo Bram
Bedankt voor het antwoord.
Heb het gevonden.
Het is inderdaad zo'n module die ik heb gehad.
Eens kijken om een nieuwe te bestellen.
Ik zal hem niet zo verbouwen als jij hebt gedaan.
Overigens mooi bedacht en gemaakt.
gr. Winand

Hi,

Even wat nevenstaande elektronica ie ik misschien later nog vaker kan gebruiken.
Bij een LAB voeding moet je er altijd voor zorgen dat je geen in en/of uitschakel verschijnselen hebt. (b.v. spanning overshoot)
Daar heb ik al wat verschillende schakelingen voor bedacht, dit om er voor te zorgen dat het in en uitschakelen netjes gebeurt.

Ik kwam gisteren bij het opruimen van vele onderdelen, weer een speciale opto(MID400) tegen die ik een jaar of twee geleden had aangeschaft voor dit doel.
Het IC is een ontwikkeling geweest van Fairchild, dat is opgekocht door ON Semiconductor.

Hieronder de datasheet en een Application Note waarvan ik een schakeling heb nagebouwd en getest en hieronder een paar foto's met uitleg.
Het is trouwens een goed geschreven Application Note.

Of ik deze schakeling ga gebruiken is helemaal niet zeker, er zijn nog wat zaken waar ik over na moet denken.
Deze schakeling moet ook uit de voeding komen waar de referentie schakeling wordt gevoed.
En heeft dan deze schakeling zelf ook in/uit schakel aberraties? dat zal ik ook moeten testen.

Datasheet MID400
www.bramcam.nl/NA/ELV-PSU/MID400-D.pdf

Aplication Note
http://www.bramcam.nl/NA/ELV-PSU/MID400-Application.pdf

Dit is het voorbeeldschema dat ik heb gebouwd, alleen de diode zit anders om, dit is om de functie te krijgen die ik wil hebben.
Ook heb ik de RC tijd een beetje anders gemaakt, maar dat ben je redelijk vrij in.

.

Dit is het breadbordje waar ik de schakeling op heb gebouwd en de metingen aan heb gedaan.
Weer goed is te zien hoeveel probes en voeding draden er nodig zijn om wat goede metingen te doen.
Er is een rode LED aanwezig die aan gaat als aan de voorwaarde is voldaan, wat makkelijk is bij het testen.

De RC tijd zijn de waarde van Cx en Rx en die bepalen het aantal perioden, die nodig zijn om de LED aan te laten gaan, welke aangestuurd wordt door de NE555 uitgang.
Het een en ander is redelijk te volgen van het schema naar het breadboard, rechts is de MID400 en links de NE555.

.

Klik = Groot

.

Wat is hier nu te zien op de scoop foto?
Wat het belangrijkste is, wordt weergegeven in het oranje kader.
Nadat er 9,5 perioden van het 50Hz Sinus signaal zijn gedetecteerd verschijnt de gele puls van de NE555 uitgang.
En ja, daar is hij weer, de Siglent SDG 1032X die ik een 50Hz Sinus burst laat genereren, via een 1K weerstand bied ik het signaal aan op pennen 1 en 3 van de MID400.

Als de Sinus burst stopt, dan gaat de NE555 uitgang binnen ongeveer een kwart periode weer omlaag.
Dus het uitschakelen gaat zeer snel zodat b.v. de sturing van je powersectie in je voeding kan worden onderbroken.

De groene en de blauwe trace hebben hun "0" niveau op de onderste lijn.
De blauwe trace is de spanning over de condensator die gebruikt wordt voor de timing.
De groene trace geeft de 5V voeding spanning aan.
Er is goed zichtbaar dat de NE555 net niet de volle 5V voeding haalt als de uitgang 1 wordt, de stroom is wat lager dan 5mA wat de uitgang moet leveren.

Ik heb cursor metingen aangezet op de schakel puls van de NE555 uitgang, dan kunnen jullie goed zien dat er een 555 type timer gebruikt is.
Kijk naar X2 en X1 rechtsonder, de blauwe verticale cursors welke overeen komen met de gele "aan" puls.
De blauwe horizontale cursors geven spanning niveaus aan en wat valt daar aan op...

Ik had al eengegeven dat de voeding 5V is waarop deze test schakeling werkt, ook weergegeven door de groene trace.
555 staat voor de spanningsdeler in de 555 timer 3x een 5K weerstand in de chip, als je nu 5/3 doet, dan kom je uit op ongeveer 1,67V en de tweede stap is dan 3,33V van de 5K spanningsdeler en
wat blijkt nu, dat klopt dus heel aardig met wat de cursor meting aangeeft.

Opmerkingen
Oja, de frequentie counter staat op het blauwe kanaal ingesteld dat was niet de bedoeling, negeer deze weergave van de counter waarde.
En er is nog een meet aberratie zichtbaar, dat is de overshoot bij de opgaande flank uit de NE555.
Het blauwe kanaal staat nog op een te hoge bandbreedte(350MHz) welke op 20MHz zou moeten staan, dit geeft een dikkere blauwe trace dan nodig is.
Hoe complexer de meetopstelling, hoe meer "foutjes" er in sluipen, deze meting is al meerdere keren gedaan en ook de foto's gemaakt enz, voor nu goed genoeg voor een keer.

Voorlopige conclusie
De schakeling doet wat door mij verwacht wordt, dit als de NE555 en de MID400 als onder spanning staat.
De generator doet zijn burst signaal en de RC tijd bepaald het aantal perioden waarna de uitgang van de NE555 hoog wordt.
Bij de timing zoals hier op de foto gaat de uitgang binnen een halve periode als het Sinus signaal stopt weer naar "0" toe, prachtig dus.
Maar je wilt natuurlijk, dat als deze schakeling ook spanningsloos is en gelijk met de andere elektronica op spanning komt, zelf geen rare dingen doet bij het opstarten.
Dat is iets wat ik misschien morgen ga testen met de ELV print.

SHOOT!

Bram

Ha Blackdog,

Wat een leuk topic!
Natuurlijk is het leuk en leerzaam om te kijken in hoeverre je een voeding kunt verbeteren. Vooral als je mooie referenties hebt liggen .

Ik moet bekennen dat ik hier ook opzetjes heb zitten maken voor een Stanford Research OCXO met een LM399 voor z'n referentie spanning . (Hoe mooier de OCXO, des te kritischer wordt de referentie...)

Ik ben benieuwd wat, nadat de Vref sterk verbeterd is, de nieuw zwakke schakel in de voeding zal blijken te zijn.

Wat een leuk IC is die MID400! Kende ik niet. Ik zou wat in elkaar gezet hebben met een gewone optocoupler, maar dit is handiger.
De link naar de App note zit nog een verschrijving in. Het moet zijn: http://www.bramcam.nl/NA/ELV-PSU/MID400-Application.pdf

groet! Gertjan.