Voeding testen met dynamische load

fred101

Golden Member

Ik heb vandaag even een moduleerbare dynamische load in elkaar gezet. Achteraf is het bouwsel misschien een beetje overkill maar hij werkt goed. Ik heb nog geen fan aangesloten maar bij 2 A worden de FETs (twee IRFP256 gematched) nog niet eens een voelbaar warm. De shunts moesten eigenlijk samen 0,025 ohm zijn maar ik heb 0,3 gebruikt omdat ik toch niet snel aan hoge vermogens zal meten en zo wat meer resolutie heb.

Ik kan de stroom regelen via een blokgolf, via een constante load, een zaagtand of via externe modulatie. Ik kan ook de duty cycle regelen. ( schema heeft in de electron gestaan)

Maar nu ?
ik hang er een voeding aan en waar moet ik naar kijken ?

Hoe beoordeel ik de voeding nu. Dat kan ik nergens vinden.

Je ziet het schakelpatroon terug op de scoop. Dat lijkt me logisch, de voeding moet zijn regeling snel aanpassen maar ik zie ook oscillaties, inductie pieken enz en wat is goed en wat is slecht.

In de zeldzame schemas die ik vond gebruiken ze een multimeter of stroom meter. In de DC stand bij een statische load heb ik dan een spanning die ik kan aflezen als A. Dat klopt al best goed. Maar als hij dynamisch staat heb je weinig aan een DC meter, met een dutycycle van 50% kan een goede TRMS meter er nog wel wat mee maar met al die zooi wordt het lastiger.
Niet dat dat belangrijk is in dat geval. Ik zie op de voeding wel hoeveel hij moet leveren en anders stel ik het eerst statisch in.

Ik kan meten ( met scoop of multimeter ) over de shunt weerstanden tussen source en massa. Ik kan meten tussen plus en min van de voeding en ik heb een stroomtrafo tussen source en weerstanden gehangen. ( die heb ik nog niet getest) en kan ook nog een stroomprobe tussen voeding en drain hangen.

Maar hoe beoordeel ik nu of de ene voeding Beter is dan de ander. Ik heb een verschillende voedingen geprobeerd maar heel veel verschil zag ik niet. Je ziet de modulatie vorm terug maa dan vervormd en daar moet je de info kunnen vinden lijkt me. De recovery tijd en de slew rate ( als je het zo mag noemen) Pas als je ze in de stroombegrenzingvlaat gaan wordt het leuk :-)

Maar je schijnt bv ook de Ri van de voeding te kunnen meten onder diverse loads.
Effecten en kwaliteit van elco's ( extern er tussen hangen) watook interessant is. Je zou zo goed het verschil tussen low ESR en gewoon moeten kunnen zien las ik ergens ( maar niet hoe)
Stroommeter calibreren ( maar dat lijkt me beter met eem losse weerstand)
Rimpelspanning bij constante belasting ( weet niet of daar iets fout zit , dus dat de load niet stabiel op een punt blijft, want zelfs bij 170 mA en 10 V zie ik al een rimpel van gemiddeld 30-40 mV RMS op de drain. (zijn labvoedingen).

Ik kan bv nergens scoop plaatjes vinden. Blijkbaar zijn er niet zo heel veel mensen hier mee bezig terwijl het me bv best handig lijkt bij reparaties van een apparaat, voeding afkoppelen ( als dat gaat natuurlijk) en onder load testen. Of om bv te testen wat een trafo aankan ( volgens mij kan ik er ook AC op zetten, en anders even een brugcel en elco erbij) daarom leek het me best handig. En er zijn vast meer dingen waar je een power modulator voor kan gebruiken ( RRT van diodes ?)

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs
flash2b

Special Member

Heb je al foto's van je load, ik ben benieuwd !

Deze Het labvoeding test-resultaten topic. had je zeker al gevonden.

Is het schema uit de Electron beschikbaar op internet?

Volgens mij wordt het meeste gekeken naar de rimpel op de voedingsspanning, gemiddeld en peak. Ook de uitgang spanning t.o.v. gevraagde stroom en daarbij de de warmteontwikkeling, die zou je in de testvoeding met een USB termometer kunnen meten.

Ik denk dat je inderdaad naar de rimpel moet kijken; een ideale voeding zou een constante spanning of een constante stroom moeten leveren (afhankelijk van welke regeling actief is), zolang je niet in de buurt komt van het omschakelpunt, natuurlijk. Je kunt dan kijken hoeveel de voeding inzakt als je meer stroom gaat trekken, hoeveel overschoot er plaatsvindt bij het corrigeren, hoe groot de regelfout is die overblijft, of het ding oscilleert en met welke amplitude, frequentie en demping, en hoe lang het duurt voordat hij weer bij het setpoint is.

Tja, en wat is goed, wat is slecht? Van een voeding van Delta Elektronica verwacht is iets anders dan van een Velleman exemplaar. Je zult zelf moeten bekijken of een voeding goed genoeg is voor een bepaalde toepassing, denk ik.

[Bericht gewijzigd door SparkyGSX op maandag 7 november 2011 09:53:18 (24%)

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Op 7 november 2011 00:27:23 schreef fred101:
ik hang er een voeding aan en waar moet ik naar kijken ?

Je kan de uitgangsimpedantie van de voeding berekenen. Als de stroom stijgt van 0A naar 1A, en de uitgangsspanning daalt met 1mA 1mV, dan heeft de voeding een uitgangsimpedantie van 0.001Ω

Andere belangrijke punten zijn overshoot, onderschoot en oscillatieneigingen bij sterk-wisselende belastingen.

Of er ergens meetresultaten bestaan van een "goede" voeding, waarmee je de meetresultaten van je eigen voedingen kan vergelijken, weet ik niet. Het zou me wel boeien.

@flash2b: ja zeg, 't is maandag hé! :-)

Prosper, yop la boum, c'est le roi du macadam (aldus Maurice Chevalier)
flash2b

Special Member

Op 7 november 2011 09:55:00 schreef pros:
[...]
Je kan de uitgangsimpedantie van de voeding berekenen. Als de stroom stijgt van 0A naar 1A, en de uitgangsspanning daalt met 1mA, dan

Een spanning die daalt met 1 mA :+

fred101

Golden Member

Wow, jullie zijn snel.

Ik heb hier gezocht en vond wel het schema van pros en sine. Maar dat foto topic heb ik gemist. Ik wil nog wat mods maken, oa stroom begrenzing en een mogelijkheid waarbij je acculaders kunt testen maar moet nog even zoeken hoe dat precies werkt. Ipv de feedback over de source weerstanden meet je dan dmv een spanningsdeler de spanning tussen plus en min van de voeding. Dmv een potmeter hou je dan je schakeling voor de gek. Zo simuleer je een accu waarvan de spanning stijgt. De Ri van de accu wordt dan lager dacht ik en de acculader moet dan zijn stroom gaan terug regelen.( maar waarshijnlijk gooi ik wat dingen door elkaar) moet ook niet te complex orden. Is maar een pojectje tussendoor om bv bij zelfbouw ook de stabiliteit van de voeding te testen. Bv mij een VCO verandert de frequentie als de voedingspanning verandert. Daarom is voor mij resolutie bij lage stroom belangrijker dan zware loads. Ik kan nu vrij makkelijk bv 10 mA instellen. En ik heb scoop plugins om in de uV's te meten als dat nodig is.

Ik zal vanmiddag wat plaatjes maken. Ik zag net dat er nog een topic loopt maar dat gaat over de bouw niet over analyse van het resultaat. De foto's in het andere topic zijn allen met blok en twee frequenties ( ik heb maar 1 frequentie, een tweede toevoegen is een goed idee en anders kan ik dat gewoon extern.)
Maar de mijne heeft bv ook en zaagtand.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs

Wat interessant is bij een voeding :

Load regulation > Wat is het verschil in spanning tussen de min en max belasting.
Line Regulation > Wat doet de uitgangspanning bij nominale belasting als de ingangspanning daalt naar het minimale waarde of Maximale waarde.

Step Response > Je laat de load veranderen tussen 50% en 100%. En bekijk dan eens het regelgedrag.

Waar ligt het punt wanneer de Over Current Protectie inkomt.Hier op volgend kun je gelijk kijken of de voeding niet te warm wordt wanneer hij net niet in beveiliging komt.

Opstart gedrag met minimale en maximale belasting.

Uitgangsrimpel.

Met deze metingen kun je een aardig inzicht krijgen van een voeding.

flash2b

Special Member

Op 7 november 2011 10:08:45 schreef fred101:
Ik heb hier gezocht en vond wel het schema van pros en sine. Maar dat foto topic heb ik gemist.

Bedoelde je deze load box ?

Er was ook nog iemand anders bezig met een sink/source testbox met Mos FETs, maar die kan ik helaas niet meer vinden. Weet iemand de link hiervan binnen het CO forum ?

Het maken van het dummy load ontwerp van Pros, staat voor mij ook nog op de planning. Ik heb helaas niet genoeg tijd voor alles wat ik nog wil maken, maar uiteindelijk komt ie er wel.

fred101

Golden Member

OK, op loadbox kan ik dus ook nog zoeken. Het probleem is de benaming. Ik zocht op dynamic load en active dummy load en active load gecombineerd met psu en powersupply (en de nederlandse equivalenten) maar niet op loadbox. Ik vond nog een app note van Jim Williams met een loadbox. Daar staat nog een snubber bij de gate en ferriet om de gate leiding maar dat had ik al gedaan. Hij gebruikt ipv 100 ohm instel pots van 100 ohm om de transient respons te optimaliseren. Dat schema vond ik helaas te laat. Wat Williams bedacht was meestal wel goed lijkt me :-)(

Al vast bedankt voor de tips. Duurtesten waarbij je de boel tot het uiterste belast en temperatuur effecten is waarschijnlijk belangrijk bij een eigen ontwerp (vooral als dat commercieel is) maar lijkt me niet zo leuk voor mijn eigen voedingen. Het begint al wat duidelijker te worden. Ik was in de foute veronderstelling dat een voeding een ideale spanningsbron is met alleen een rimpeltje vanwege de elco's (dat mbt het testen van voedingen in meetapparatuur waar je vaak een 100Hz rimpeltje ziet wat binnen de spec moet vallen) maar dat zijn vaak constante belastingen.

Ik zag bv bij de delta die net onder de stroombegrenzing zat weinig gebeuren en dan ineens in begrenzing. Bij dat kleine HPtje zie je hem langzaam in begrenzing gaan en dan worden het spanningspulsen, dus een soort PWM achtige stroombegrenzing. Bij een goedkope labvoeding begon hij in en uit begrenzing te vallen. Best leuk. Ik ga er eens plaatjes van maken en die bestuderen. Ik pak er ook de specs van de voedingen eens bij.

Ik bedenk net nog een test mbt het regelgedrag. Je kan met een variac de voeding van je PSU veranderen en dan zie je zijn reactie daarop onder load.

Ook ESR kun je zo misschien meten. Zet een elco achter je PSU en meet nog een keer de Ri. Feitelijk kun je dat al met een functie generator en een weerstand. De formule is gelijk alleen hier kun je de elco echt belasten en heb je geen last van de reactantie (denk ik) Dan moet je de ESR van de elco kunnen terug rekenen.

Ik heb een keer een spoel verzadiging tester gemaakt. De PSU vond dat niet zo leuk. Dat kan misschien ook hierin gecombineerd worden. Dat ding was ook een soort modulator.

Het ding wordt steeds universeler ;-)

Zou ik zo ook AC trafo's kunnen testen ?

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs
flash2b

Special Member

Op 7 november 2011 11:15:42 schreef flash2b:
[...]Bedoelde je deze load box ?
Er was ook nog iemand anders bezig met een sink/source testbox met Mos FETs, maar die kan ik helaas niet meer vinden. Weet iemand de link hiervan binnen het CO forum ?

Gevonden: Ontwerp Current Sink

Ook interssant: Dummyload stroomkring probleem

Wel vervelend zoveel termen voor hetzelfde: Dummyload, Current Sink, Loadbox en dynamische load.

[Bericht gewijzigd door flash2b op maandag 7 november 2011 14:05:00 (64%)

fred101

Golden Member

AN104 van LT. Daar staat een hele boel in. Vanmiddag nog wat kleine aanpassingen gedaan en nu is hij wel naar mijn zin.
Bij 5 A in blokgof wordt het koelblok na een minuut ofzo, tenminste als ik het goed voel, iets warmer, maar een fan hoeft er nog lang niet op.
Ik heb nog snubbers toegevoegd en overal de boel gemeten als controlle. 10 mV is nu precies 100 mA en dat klopt in ieder geval van een paar mA tot 2 A precies ( heb een net gecalibreerde Ampere meter mee laten lopen) daarboven niet meer gekeken.

Daarna een 10 uF DC blokker gemaakt en dan een coax ( banaan naar bnc connector, waarbij ik weer voedings bananen piggyback op die adapter) direct van voeding naar scoop. Na de blokker weer een 50 ohm in line terminator op advies van Williams.

Toen alle voedingen aan de tand gevoeld en foto's gemaakt. Eerst met de Rigol. Het is wel handig om de meetinfo in het scherm te hebben. Er zat alleen vreselijk veel ruis op in 5 mV/div. Dus heb ik het digitale filter op 5 KHz gezet. Daarna, om in stijl met de app note te blijven de 547 aangezwengeld. Dat is wel een heel verschil. Nu zien de plaatjes er veel minder verschrikkelijk uit en lijken op die van de app notes. De Ruis is weg en het beeld staat super strak getriggerd, bij de Rigol moest ik ivm de jitter op stop drukken voor de foto ( en natuurlijk drukte ik er weer twee keer naast op de tante truus knop er naast. Denk dat ik er maar tape over plak.)

Een accu lukt ook, wat produceerd zo'n ding veel ruis. Dat had ik wel ens gelezen maar niet geloofd.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs

Een accu heeft een behoorlijke parasitaire capaciteit, maar ook nog wel wat inductie, geloof ik. Daarbij is het een relatief traag chemisch proces, maar ik verwacht dus niet dat je daar op hogere frequenties iets van terug ziet. Aangezien het ding geen actieve regeling heeft, zouden eventuele oscillaties dus van die parasitaire eigenschappen moeten komen.

Ik had eigenlijk wel verwacht dat een accu een redelijk ideale spanningsbron zou zijn, omdat ik dacht dat de interne capaciteit relatief veel groter was dan de inductiviteit. Zie je echt ruis, en is die er ook bij een constante belasting? Wat voor type accu heb je gebruikt, een standaard loodzuur accu?

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Eerst met de Rigol.
...
Er zat alleen vreselijk veel ruis op in 5 mV/div.

Daar gaan we weer... :-)

Als ik m'n Rigol instel op 5mV/DIV, en de probe op 1:1, toont hij bij het meten aan een onbelaste startaccu (12Ah/12V, oud ding) een ruissignaal van zo'n 10mV.
Met de probe 1:10 loopt dat op naar 50mV.
M'n PM3070 beweert dat het 20mV is, zowel met de originele probe als met een kort stukje coax.

Die brave accu is niet de enige die "ruis produceert" (aldus de scope's). Ook mijn voedingen doen het in dezelfde mate, zelfs wanneer het netsnoer uitgetrokken is.

Ik heb dan maar een batterij-gevoed buffertje in mekaar geflanst. Nu toont de Rigol, met een kort stukje coax ipv. een probe, nog 3mV aan ruis. Maar omdat de buffer 100 x versterkt, kan je er van uitgaan dat de accu helemaal niet ruist.

En nogmaals: dit alles zonder de accu te belasten.

Prosper, yop la boum, c'est le roi du macadam (aldus Maurice Chevalier)
fred101

Golden Member

http://www.pa4tim.nl/?p=2773
Pas op, erg veel foto's.

Mijn 547 geeft overigens geen ruis in de zelde opstelling en omstandigheden. De accu heb ik daarmee nog niet geprobeerd (oude accu uit UPS)
Wat sfeer plaatjes. De app note van LT legde eigenlijk al mijn vragen uit.

http://www.pa4tim.nl/wp-content/uploads/2011/11/pcb.jpg
http://www.pa4tim.nl/wp-content/uploads/2011/11/DSC5318.jpg
http://www.pa4tim.nl/wp-content/uploads/2011/11/DSC5305.jpg

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs
flash2b

Special Member

Dank je wel Fred voor je foto verslag op je site. Vooral leuk om te zien dat de cheapo Voltcraft (van grote C), goed zijn best doet. Leuk geschreven ook allemaal.

Ik zie dat je allemaal getest hebt rond 86Hz puls frequentie, heb je de ext mod helemaal niet gebruikt?

Een indruk van een PSU met een HF belasting is ook interessant om te zien in hoeverre de voeding netjes blijft doen wat hij moet doen.

fred101

Golden Member

Dit was alleen maar om een idee te krijgen tussen 4 voedingen. Vooral zodat ik een idee kreeg waar je naar zit te kijken. Ik heb de externe modulatie nog niet georobeerd, ook nog geen AC bron of accu ( anders dan snel snel probeersel toen de load nog niet helemaal af was.) of elco test. Dat ga ik nog doen. Eerst het ding in een kastje stoppen. Ik denk gewoon in een kistje ofzo, deksel open en ik kan hem bedienen. Het is niet iets wat je dagelijks gebruikt.

Ik heb wel nog een mooi testje gedaan. En 7812 op een test socket ( die heb ik voor de 78xx en de 79xx)
Deze belast met een bepwalde load in driehoek, weet niet meer precies hoeveel, en dan spelen met elcos op in en uitgang, dan zie je perfect hoe groot hij moet zijn en dat een elco op de ingang van de regelaar veel meer doet dan op de uitgang.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs