350V regelbare voeding

Hi,

Het is wonderbaarlijk stil, niemand die reageert op mijn aanpassingen, geen vragen e.d.
Zal ik er dan maar een LM317 topic van maken met vijf kleuren LED's er in?
Of een aanpassing zodat je met deze voeding, codes van Becker radio's kan kraken *grin*

Terug on topic!
Hieronder het aangepaste blokschema, en dit zijn de aanpassingen:
Er is nu een negatieve voeding opgenomen voor de buffer die de Gate aanstuurd.
Ook de twee OPA140 opamps krijgen deze -5V voeding, dan weet ik zeker dat er voldoende commonmode ruimte is voor goede werking als de voeding het zwaar heeft.

De LM334 stroombron is vervangen door Q3 een BC560C of ander transistor met een hoge Hfe.
Als referentie aan de basis heb ik niet de veel gebruikte LED toegepast, maar een 2,5V referentie, de LM335 in de 2,5V uitvoering.
De LM335 heb ik op voorraad en hij is een stuk beter in deze stroombron dan een LED op deze positie, zie de documentatie.

Veel info over stroombronnen kan je in de onderstaande twee documenten vinden van Walt Jung.
In figuur 6a en 6b van het eerste document kan je de performance zien van dedoor mij gebruikte stroombron.
R20 die nu 6K8 is schakeld de stroombron in, als deze aansluiting naar de "0" gaat. (De + aansluiting van de voeding)
Dit heb ik een beetje vertraagt met C10 over de 2,5V referentie.
Denk niet dat deze elco de ruis van de Referentie verminderd, tot zo'n 1Khz is de impedantie van deze LM335 Referentie kleiner dan 1Ω.
Het kantelpunt van de Ri van de Referentie met de 10uF condensator zit boven de 16Khz, pas bij frequenties boven de 50KHz gaat de impedantie van de zener echt omhoog.
En daar filtert de elco dus een beetje, het is daar echter nog maar weinig van belang.

Dus de enige rede voor de elco in het beheerst in en uitschakelen van de stroombron bij het in en uitschakelen van de voeding.
Er zijn nog wat zaken die ik nog niet helemaal doordacht heb betreffende het schakelen van deze stroombron.
Dat is ook wat lastig te doordenken omdat ik meer info nodig heb, en die krijg ik als ik de eerste versie heb gebouwd.
Dat alles heeft te maken met de "Power Supply Sequencing", dus in welke volgorde de voeding spanningen aanwezig zijn na het inschakelen en
het settelen van diverse onderdelen van de voeding.
En bij het uitschakelen natuurlijk andersom, dit alles moet goed gaan, zodat er niet rare piekspanningen op de uitgang van de voeding komen.
Dit zowel in de CV en CC modes.

Stroombron documenten
[url]http://www.bramcam.nl/NA/350V-PSU/Audio-Current Regulator-Walt-Jung-A.pdf[/url]
[url]http://www.bramcam.nl/NA/350V-PSU/Audio-Current Regulator-Walt-Jung-B.pdf[/url]

Maar nu eerst het schema voor ik verder ga.

De volgende zoektocht betrof de hoogspanning stroombron.
Dan denk je dit is zo klaar, vergeet dit maar
Vele mogelijkheden gevonden en zelf had ik ook nog wat in het brein.

De uiteindelijke schakeling is erg simpel, dit in tegenstelling tot wat mijn zoektochten opleverde.
Als je zoekt op hoogspannings stroombron kom je allerlij schakelingen tegen die een manier geven om bij mij R23 in het schema van 2K2 te vervangen.
Meestal een handvol weerstanden om de hoge spanning te kunnen overbruggen.
Omdat mijn stroombron gevoed wordt uit een spanning die negatief is t.o.v. de -aansluiting van de voeding heb ik hier geen hoge weerstandswaarde nodig.

De slimme mensen hier zullen misschien de aandrang voelen te zeggen dat de stroombron ook vanuit de zeg +12V waar ook het buffer IC op zit te voeden met een P MOSFet.
Daar wil ik dus niet aan, ook al scheeld dit een trafo wikkeling...
Ik wil niet dat door calamiteiten er energie in de zeg 12V voeding gedumpt kan gaan worden, zoals hier aangegeven is het een geheel "losstaand" circuit waarbij de systeme voedingen onaangetast blijven.

Ook voor dit schema geld, de waarden van de componenten zijn van de eerste setup, de IRF840 mag 500V minimaal hebben.
Deze kan ik hier gebruiken als er een max begrensing op de uitgang komt van zeg 420V of zoiets, dat blijft ook bij calamiteiten de piekspanning beperkt op de drain van de IRF840.
Of een Fet met nog wat hogere DS spanning gebruiken.

Hoe werkt nu de hoogspannings stroombron die hier getekend staat van 2,5mA.
De "Ref" aansluiting van de TL431 heeft een spanningsniveau van 2,495V, nee geen 2,5V, dit komt omdat deze spanning 2x de "Bandgap" spanning is van 1,2475V.
Maar voor de makkelijkheid houden we voor nu even 2,5V aan, wil je meer weten, kijk dan in de datasheet van de TL431.

In het schema staat een weerstadn in de Source van de IRF840 getekend van 1K.
De TL431 probeert altijd de spanning op de Ref aansluiting op 2,5V te houden en 2,5V over 1K resulteerd in een stroom van 2,5mA die ik voor nu even heb gekozen.
De stroom door de TL431 wordt nu zo geregeld door dit IC, dat de Gatespanninf resulteerd in de 2,5V over de 1K weerstand.
Zou de spanning door wat voor rede dan ook even 2,6V zijn over de 1K weerstand, dan wordt de stroom van de Kathode naar de Anode van de TL431 hoger en
trekt de Gate van de IRF840 naar beneden en dit zover zodat de Ref aansluiting weer mooi 2,5V ziet.
Deze schakeling heb ik tot nog toe getest tot zo'n 100V Drain/Source spanning, vna 10 tot 100V is de variatie kleiner dan 1% wat stroom betreft en dat is voor mij mooi zat.

De negatieve voeding staat nu nog enkel fasig getekend, maar dit wordt waarschijnlijk een brugcel.
De totale stroom blijft beneden de 10mA en bestaat uit de stroom die door R23 vloeit en de stroom die uit de uitgang getrokken wordt.

Nog een puntje waar ik nog over na moet denken is deze, ook nu weer bij calamiteiten moet ik rekening houden met de energie di van de drain komt en in de TL431 geduuwd kan gaan worden.
Waarschijnlijk een kleine weerstand in serie met de Ref aansluiting en vanaf de Ref aansluiting een zener van zeg 4,7V naar de Annode van de TL431.
Nog een beveiliging is een elco of condensator over de TL431, die houd dan de energie die uit de Gate komt (ja dat is zo!) enigzins tegen als de waarde groot genoeg is als de voeding op zeg 400V output staat.
De Drain/Source capaciteit (een paar honderd PF) wordt bij kortsluiting van de voeding in de Kathode gedumpt.
Bij de zelfde conditie wordt de 1200pF Drain/Source capaciteit in de 1K gedumpt.
Wat ik al voorstelde is een zener aan de Referentie ingang,
wat een aardige bescherming tegen get "omhoog" trekken en het negatief worden is. (De Zener geleid dan één diode drempel)
Je zal bij deze hoge spanningen veel over de fout situaties moeten nadenken en passende maatregelen moeten nemen als je het heel wilt houden.

Oja het nieuwtje, heb ik toch een nieuwe gekocht...

En dit zijn de gegevens.

330V 400mA wikkeling
De extra stroom van de 330V wikkeling ga ik niet als zodanig gebruiken, rond de 150mA is voldoende en
als ik toch twee Powerfets nodig mocht hebben, dan kan ik altijd nog wat hoger gaan in uitgangs stroom.

1e 6,3V wikkeling
Een van de 6,3V aansluitingen komt op het front via een zekering.

2e 6,3V wikkeling
Deze wordt waarschijnlijk via een verdubbelaar gebruikt voor de hoogspannings stroombron.

2e 15V wikkeling
Van de 15V maak ik met een LDO een regelbare voeding, zodat ik kleine buisjes met gelijkspanning kan voeden, deze wil ik dan max 2 Ampere maken.
Daar ik andere wikkelingen maar licht belast, moet dit tot zo'n 13V uitgangsspanning bij 2-Ampere lukken.

40V wikkeling
Deze wordt voor de Referentie en de opamps gebruikt en hieronder de laatste versie, de 24V wordt door een hoogspannings regelaar gedaan en wel de TL783.
Met opset is hier geen condensator over de ADJ aansluiting naar massa geplaatst, dit volgens de eigenschappen beschreven in de datasheet (ja die lees ik af en toe )
Schema van de 24V, 15V en de 12V regelaar, de 5V denk ik nog over na.

Tja, zoveel aansluitingen op de trafo en dan nog niet genoeg...
De tweede 6,3V wikkeling gebruiken voor 10mA is toch wel erg zielig...

Als er dan toch nog wat bij moet komen, kan ik net zo goed wat extra wikkelingen op de trafo aanbrengen.
Voor het extra vermogen hoef ik het niet te laten, het is alleen het werk en de kramp in mijn jatten die het oplevert
Ik heb een aantal kleine transformatoren hier liggen die ik zo zou kunnen gebruiken,
maar dat maakt het weer drukker in het kastje extra zekering voor die trafo enz, enz.
Dus wikkelen zal ik!

Nog een puntje, hoe ga ik dit allemaal uitlezen/aansluiten, het is nu ook weer niet een hele grote kast.
Front items
4 tien slagen potmeters.
2x 6,3V is 4 stekker bussen.
1x 0 tot 15V is twee stekker bussen.
1x een kast aansluiting, kastmassa dus.
1x hoogspannings aansluiting, twee stekker bussen.
Dus 9 stekker bussen pfff

1x Enable schakelaar
1x Netspannings schakelaar

En dan nog de meters.... volgens mij heb ik een groter LAB nodig *grin*

Genoeg voor nu, SHOOT @ IT!

Groet,
Blackdog

Ik volg trouw, en ik ben niet capabel genoeg om er op te schieten..

Hi Jinny,

Wat let je om vragen te stellen zodat je er later gaten in kan schieten?

Groet,
Bram

Zit wat in, maar vooralsnog begrijp ik de uitleg...

Dat was voor mij wat kort door de bocht. Waarom een nieuwe trafo (Eur 120)?

Hi markce,

Het is een beetje een mix, ondermeer deze redenen:
Minder nullast vermogen.(minde warmte in de kast)
Wat meer ruimte in de kast.
Minder stoorveld.
Makkelijker wat windingen aan te brengen zodat ik geen tweede trafo nodig heb.
En zeker niet als laatste vond ik dat voor het harde werken dat ik gedaan de laatst maanden heb een presentje verdiende.

Ik hoop dat je niet te teleur gesteld bent...

Groet,
Bram.

Hoi Bram,

Waarom gebruik je geen Shunt regulator voor de referentie?

Ook het gebruik van de Lineaire regelaars, Waarom gebruik je daar geen capacitor multipliers? Een BD139 en wat passieven kosten net wat minder vind ik zelf eleganter

Waarom heb je uiteindelijk voor de TL783 gekozen? De LM317HV is qua Ripple rejection nagenoeg gelijk. De iets betere (DC) input/output Stabiliteit van de TL783 heeft een verwaarloosbare invloed verder.

De LDO die je wil gaan gebruiken, waarom daar geen buck switcher? 12V gebruik je nauwelijks, goed gefilterd en afgeschermd scheelt dit een hoop warmte in de kast.. De eventuele EMC die je er mee creert kan je eenvoudigweg opvangen door met HF ontkoppeling te strooien in het regeldeel.

Ha die florick,

Mag ik je vragen morgen beantwoorden...
Ben nu te gaar voor een gedegen uitleg.

Groet,
Bram.

Voor extra safety zou je die trafo in de teer kunnen dompelen net zoals het model ernaast. Vochtige dampen en hoogspanning zijn erfvijanden...
Teer mag helaas niet meer verkocht worden wegens de miljeuwetgeving maar er zijn andere oplossingen.

[Bericht gewijzigd door RAAF12 op zondag 27 augustus 2017 01:20:28 (26%)]

Hi,

Ik hoef toch niet naar een klant, dus heb ik wat tijd om jullie vragen nu te beantwoorden.

Eerst nog een keer voor markce en een aanvulling hierop
Bij mijn ontwikkelingen kan ik er uiteindelijk zoals nu toch voor kiezen een ander onderdeel toe te passen.
Ik laat jullie (als je het wilt lezen ) meegenieten van het hele proces van het opbouw van dit project.
Verder heb ik er geen problemen mee, zoals met de trafo dit toch te veranderen en dat kan zoals met de trafo door voortschrijdend inzicht en ook dat ik een cadeau verdiende *grin*

Tweede opmerking, en deze gaat over de prijs van de trafo, daar ben ik denk ik het met je eens, veel te duur!
Als eerste wil ik wel Amplimo een compliment geven betreffende het grote assortiment buizen voedings trafo's.
Maar de prijzen zijn wel erg hoog en hebben wat mij betreft weinig binding met het product.
De trafo die ik nu voor dit project gekocht heb, zou wat mij betreft niet meer dan 50 a 60 Euro moeten kosten.
De meeste 220VA ringkernen zijn bij Farnell (niet de goedkoopste voor enkele stuks) ruim beneden de 50Euro ex btw.
Met de moderne wikkel machienes is een extra wikkeling leggen volgens mij niet super kostbaar.
Ook het extra koper (als dit er al zou zijn) kunnen niet die hoge prijs maken, net als het gewicht van de 220VA trafo...
Als je in de lijst van Amplimo kijkt, zie je wel verbant tussen het aantal wikkelingen en de prijs.
Dit met wanstaltige uitschieters tot ruim 200 Euri, kom nou toch...
Deze trafo's worden in de markt gezet zoals Chanel nummer 5, STATUS! voor de buizen versterker bouwers.

Wat ik ook een beetje triest vind, is dat er in de hele serie van Amplimo trafo's er maar zo weinig zijn met Shields tussen de 230V en de eerste secundaire wikkeling,
de trafo die ik nu heb zit ruim 400pF tussen de 230V en de 330V wikkeling.
Voor de hoge prijs die ik heb betaald verwacht ik daar wel een scherm!
Dit wist ik trouwens al voor ik hem bestelde, de trafo's die wel met een scherm waren uitgevoerd,
waren mij veel te duur of niet toepasbaar.

Ik verbaas mij nog steeds waarom een aantal ringkern fabrikanten geen trafo's op de markt brengen met een aantal hulp wikkelingen.
Zoals b.v. een 2x15V trafo met 2x 9 of 12V van laag vermogen, of wat dacht je van een ringkern trafo van 10V, 18V, 25V en 33V met hulpwikkelingen
voor voedingen...
Ik had een jaar of vijf geleden een trafo gekocht bij Conrad en die werd geadverteerd als trafo in 2V stapjes van 4V tot 24V.
De meest idiote relais schakeling moet je bedenken om die trafo te kunnen gebruiken in een voeding, als je de dissipatie wilt beperken.
Niet gewoon een doorlopende wikkeling maar allerlij combinaties van wikkelingen maken om je uitgansspanning te maken, marketing horror!

Mooi Floricks beurt
Ik heb er aan gedacht om op sommige plekken de capacitor multiplier te gebruiken voor b.v. de opamps.
De demping/stooronderdrukking is met de door mij gekozen opstelling ruim voldoende.
Kijk eens naar de verwachte stromen die getrokken gaan worden uit de 24V, 15V en de 12V, deze zijn laag.
Hierdoor haal je makkelijk de typical specificaties en het geheel is kortsluitvast.

En dan nu de 40V wikkeling en de rest er achter, hoe is deze opgebouwd: demping voor resonanties in de trafo wikkeling.
Enige HF ontkoppeling met spoeltjes (nog verder uitzoeken)
Een C-R-C filter, nu ben ik al bijna alle troep uit het 230V net kwijt en de spoelen zorgen ook voor wat capacitieve loskoppeling.

De waarden in het C-R-C filter geven wat de 100Ω en de tweede 470uF condensator al een kantelpunt van 3,5Hz,
dus bij goede elcos komen er geen moeilijke signalen in de TL783 terrecht.
Door de hoge spanning van de 40V wikkeling, heb ik wat extra spanning om in dit stukje wat extra demping aan te brengen.
Of de disipatie nu in de weerstand gaat of in de TL783, dat is lood om oud ijzer.
Ik denk dat ik uiteindelijk beneden de 60mA blijf die uit de Tl783 getrokken zal worden en dat is bij de voorgestelde 100Ω
tussen de 470uF condensatoren minder dan 400mW in de 100Ω weerstand.
Als de uiteindelijke stroom nog wat lager is, maak ik de 100Ω weerstand nog wat hoger, dissipatie in deze weerstand

Waarom de TL783? De LM317HV (waar ik als eerste naar gekeken heb) zit te dicht tegen zijn max ingangsspanning aan,
als de Netspanning b.v. 240V wordt.
Ik heb net de nieuwe ringkerntrafo gemeten in de onbelaste toestand bij 240V input via de variac. (het was 219V op het ogenblik wat NUON leverde)
De 40V wikeling is dan 43,8V, als je hier twee diode drempels afhaald en dan gelijkricht zit je aan de 60V aan de ingang van de regelaar (ik vergeet de drempel van R6 Even)
60V is ook de max in/out spanning van de LM317HV dus, deze regelaar is geen optie op deze plek...
Dit omdat ik ook rekening wil houden met pieken die wat langer duren en die dan de tijd hebben om de elco na de 100Ω weerstand toch tot een te hoge spanning opladen.
Het is nog wat complexer maar jullie begrijpen denk ik wel wat ik bedoel.

Zoal altijd gaat het om het totale plaatje hoe goed iets uiteindelijk wordt met afwegingen betreffende calamiteiten die kunnen optreden.
Dit is allemaal wat destructiever bij de hoge spanningen die deze voeding kan leveren en daarom ook wat ecxtra aandacht hiervoor.

Alleen aan de uitgang van de TL783 kunnen jullie een P6KE30A zien, zo'n soort diode komt ook aan de uitgang van de andere regelaars.
Natuurlijk met de spanning die bij deze regelaar hoort, zodat ik bij b.v. een uitschiet bij het meten een domino effect krijg en alles naar een of andere geestelijke vertrekt (invullen naar wens)

Dan de Rererentie
De shunt regelaar, ja dat zou kunnen maar heb zelf nog te weinig gesleuteld hieraan bij precisie referenties.
Dat zou nog meer ontwikkeltijd gaan kosten en ik er dan nog niet zeker van ben dat het beter is dan wat ik nu laat zien.
Het voordeel van de shunt regelaar is dat de kleine jump die je hebt bij het omschakelen dan veel minder is.
Maar dat heb ik nu al voldoende getackeld in de gebruikte schakeling.

Een ruisarme stroombron en een goede shuntregelaar kan ook een ruisarme 20V regelaar opleveren,
de door mij gekozen schakeling is dus gekozen om de ontwikkeltijd te beperken en de zekerheid dat het voldoet aan de door mij nu gestelde eisen.

Buck regelaar
Kijk, dat klinkt nu in mijn oren als een oneerbaar voorstel...
Ik heb aardig wat ervaring met schakelende regelaars, deze komen bij mij niet in voedingen die echt ruis/pruttel arm moeten zijn.
Kan het, ja, dat heb ik al eerder aangegeven, maar wel met veel ontwikkeltijd, zodat ik de stoorpulsen nooit in mijn 300V uitgang ga zien.
Of via commonmode in andere delen van deze voeding.
Wat mij betreft geen optie, deze 15V 2-ampere voeding is voor de gloeispanning van allerlij buisjes en van 1,2V tot 12,6V.

Raaf12
Als ik de extra wikkelingen ga aanbrengen, komt er eerst een laag van die mooie 3M tape overheen die ik ook voor mijn ovens gebruik.
Ik zal ook wat conformal coating aanbrengen bij de draden die uit de trafo komen en op andere plekken waar zinnig, dank voor de tip.

Zo, tijd voor een lekker broodje na bijna 1,5 uur typen

Groet,
Blackdog

Als cadeautje had ik het zo snel niet doorzien.
Door de platte vorm van de trafo ben je inderdaad vrijer in kastkeuze en plaatsing. Makkelijk extra wikkelen is zeker een pre.

[Bericht gewijzigd door markce op vrijdag 1 september 2017 11:04:22 (12%)]

Heei Bram

Is hier er nog vooruitgang met de voeding?

Groet

Kris

Hi Kridri,

Dat staat weer voor de zomer op de planning, zit veel testen in en tussendoor kleine testjes doen, werkt daar niet mee.

Ben voorzichtig geworden met hoge spanningen en wil geconsentreerd zijn als ik die testen ga doen.

Dus er zit niets anders op dan te wachten, sorry.

Groet,
Bram

Op 1 juni 2018 18:41:17 schreef blackdog:
Hi Kridri,

Dat staat weer voor de zomer op de planning, zit veel testen in en tussendoor kleine testjes doen, werkt daar niet mee.

Ben voorzichtig geworden met hoge spanningen en wil geconsentreerd zijn als ik die testen ga doen.

Dus er zit niets anders op dan te wachten, sorry.

Groet,
Bram

Hey Bram

Ik wacht met 'spanning' af op de vooruitgang
Ik heb ondertussen ook nog volgende schema gevonden. Misschien kan je hier nog nodige/onnodige inspiratie uit halen.

Groeten

Kris