Kleine opamp voeding met LM317/LM337

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.

PE2BAS
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

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.
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

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.

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.

PE2BAS
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

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.

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. :)

PE2BAS
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

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.

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 donderdag 1 april 2021 18:46:06 (19%)

PE2BAS

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 zaterdag 3 april 2021 13:35:08 (11%)

PE2BAS
blackdog

Golden Member

Hi,

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

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 op of achter het koelelement.
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 zodat hij niet uitsteekt ter voorkoming van beschadigingen aan de ventilator.

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 klein.
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 ideeën vanzelf. :)
En hier dus 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 gemaakt in MS Publisher, de verticale lijnen geven de koelvinnen aan van het koelelement op de achterzijde van de kast.
Het ronde 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 centerponce.
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 dat scherpe randen kunne veroorzaken.
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.
Ook zijn nu de goed afstandbussen geplaatst en de schroefjes voorzien van normale en tandringen.
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 van deze pasta's.
Dit gemeten met twee meters die tot boven de 200Meg konden meten, beide pasta's 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 van een laagje is 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 enkele zener voldeed hier niet voldoende, dus een TL431 en de TI Spreadsheet er bij gepakt en de waarden van de ruwe voeding ingevoerd met een 1mA belasting voor de TL431 wat de maximale stroom is voor door de NTC string.
In het schema staat P1 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 1K 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 electonica componenten voor deze ventilator regeling op een klein stukje print te zetten op een zo koel mogelijk plek in de kast.
En zeker niet de IRF540 op de achterzijde of het koelelement te monteren!

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 hand multimeters geven de temperatuur aan van 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 waarmee is als maximum meet 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 bij 40-Watt.
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, dtt treed b.v. op bij een fout situatie dat de +uitgang aan de -uitgang wordt door verbonden en de uitgangsstroom voor beide uitgangen 500mA is.
Normaal zou deze situatie ongeveer 30-Watt als dissipatie opleveren bij normale netspanning, maar ik hou een beetje een slag om de arm met die 40-Watt.

Nemen we nu een meer reële 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 draaien van de ventilatoren 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, de afwegingen zijn goede koelingsrgeling en dat ik zo min mogelijk de ventilator wil horen.
Het meetpunt voor 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 voorbij de rand van de onderzijde van het koelelement.
Dat houd in dat als er 5-minuten 20-Watt moet worden gedissipeerd bij 22C° omgevings temperatuur de ventilatoren na een minuut of 10 net boven hun basis instelling uit komen.
Dat is op mijn koelvin meetpunt 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 b.v. 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 maar regeld voor dit project 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

11-4-2021
Vele fouten verwijderd, ik was weer goed bezig. :+

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.

We hebben de belasting aangifte maar zo gedaan, wat een puinhoop met die Corona.

blackdog

Golden Member

Hi,

Na een gezellig plaatje van de Belastingdienst gaan we verder met wat werk aan de Electronica rond de belangrijkste LM317/LM117K regelaars.
Dit werk is steeds in kleine stapjes gedaan en ik heb ook bijna één dag besteed aa neen aantal zaken rond wat ik hier laat zien.
Dus ja, er zit vrij veel werk in en het is nog niet klaar! ;)

OK plaatje No1 voor vandaag.
Er zijn rond de LM117K regelaars nu vier schroefjes te zien, deze zijn voor vier montage punten zodat ik de bedrading rond deze regelaars netjes kan uitvoeren.
Dit zijn dus de twee hoofd regelaars die net achter de aansluitbussen voor de +, - en de "0" aansluit bus op het front komen.

https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-130.png

.
En dit zijn ze dan mooie ceramische montage punten, verder met stift er even bijgezet welke aansluiting wat is, scheelt weer steeds in de datasheet te kijken.
Van een TO3 power transistor weet ik het uit mijn hoofd, maar een LM317/LM117 blijft niet echt hangen...

https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-131.png

.
Dis is ongeveer hoe het gemonteerd gaat worden op de zijkant, rechts zit dan het frontplaatje, maar misschien draai ik het nog om.

https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-132.png

.
Hier ben ik aan het uitzoeken hoe ik het hoeklijntje vast zet met wat M3 boutjes.

https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-134.png

.
Maar eerst maar wat onderdelen monteren, zodat ik kan zien waar er de ruimte zal zijn voor de montage boutjes.

https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-135.png

.
De blauwe film condensatoren komen in plaats van de 1µF Elco’s die op die plek in het schema stonden een aangepast schema komt nog.
Deze film condensatoren zijn wat minder gevoelig voor warmte en ik had ze liggen in de gewenste waarde.

https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-136.png

.
Een mooie maar ook oude tantaal voor de ontkoppeling van de weerstand die de spanning instelt, deze tantaal is op lekstroom getest door mij tot 50V, dit is ver voorbij zijn normale werkspanning.

https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-138.png

.
Hier is de Elco voor de andere voeding ook geplaatst en de 24V zener die over deze Elco staat is ook zichtbaar.
Deze zener zorgt er voor dat als er iets mis gaat met mijn schakelaar die de spanning instelt, en geen 35V op de uitgang kan komen te staan.

https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-139.png

.
De twee rood/rood-witte draden zijn voor de trimpots die bij 22V wat de hoogste uitgangsspanning is voor deze voeding ook precies 22V is.
De draden bundels aan de linker zijde gaan naar de achterzijde van de kast waar de voorregelaar zit en de LM317 voor de stroom begrensing.
De 2x dubbele zwarte draad(ik had een setje blauw moeten nemen) gaat naar de aansluitbussen op de voorzijde van de voeding.

https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-140.png

.
Nu is het printje te zien dat ik op maat heb gemaakt maar nog niet helemaal klaar is, er komt nog een uitsparing in voor een bevestiging ‘s boutje, dit is later te zien.

https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-141.png

.
Dit is dus hoe het printje bevestigt wordt.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-142.png

.
Hier is de uitsparing voor het bevestiging ’s boutje te zien en dat ik aan het passen en meten ben om de twee spanning/stroom sensoren te monteren.
Ook is ongeveer de positie te zien voor de twee trimpotmeters.

https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-143.png

.
De twee sensor printjes zijn in IC voetjes gemonteerd en vastgezet met één M2.5 boutje, wat voldoende stevigheid bied als de redelijk dikke draad naar de uitgangsklem gemonteerd wordt.

https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-145.png

.
Nu volgt een serie plaatjes die laat zien wat ik met de schakelaar heb gedaan om hem af te schermen tegen elektrische velden en de weerstanden ook wat meer temperatuur stabiel te maken.
Als eerste heb ik de weerstanden ingepakt met 3M glastape en een stukje koperband afgeknipt dat als je het rond de schakelaar buigt net overlappend is.

https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-150.png

.
Het koperband mag dus geen contact maken met het metalen huis van de schakelaar zelf, daar de schakelaar aan de kast gemonteerd zal komen.
Dit is de eerste test of mijn koperen afscherming past.

https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-151.png

.
Hier is de binnenzijde te zien en dat wit één schakelaar is en groen de andere.

https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-152.png

.
Een Tipex potje had net de goede afmeting om de onderzijde mooi rond te maken, want daar komt een deksel
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-153.png

.
Dit is het stukje koperdraad dat ik over de buitenzijde ga solderen om het scherm wat steviger te maken en ook dat ik de deksel er dan tegenaan kan solderen.

https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-154.png

.
Van een paar stappen heb ik geen foto's, dan ga ik helemaal op in het werkt. :D
Hier is de deksel gemonteerd en ook aan de binnenzijde geheel door gesoldeerd, en ja, later zijn de hars resten verwijderd.

https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-155.png

.
Het bindbandje helpt een beetje tegen de krachten op de bedrading tijdens montage.

https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-156.png

.
Na de vele bewerkingen past de afschermingsbus nog steeds.

https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-157.png

.
En op deze manier is de afscherbus vastgezet aan de schakelaar, deze glastape van 3M komt eigenlijk nooit los, dus daar heb ik wel vertrouwen in.

https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-158.png

.
Nu is te zien dat ik voor ieder schakelaar paartje twee blauwe draden heb toegevoegd deze dienen als afscherming, alle vier de blauwe draden zijn gemonteerd aan de afschermbus.

https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-159.png

.
Dit si de laatste foto voor deze keer en nu zit er wat krimpkous om de bedrading.
Als jullie goed kijken kan je zien dat er een melkwitte doorvoer is gebruikt waar de bedrading doorheen komt.
Dit een 4mm type van een nippel waarmee je een TO3 behuizing mee vast zet die ik in de deksel heb gelijmd voor bescherming van de isolatie.

Leeg getypt...

SHOOT!

en gegroet,
Bram

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.

Wat een aantal slimme oplossingen Bram. Ik krijg er altijd weer inspiratie's door voor een volgend project. :)

Jinny

Golden Member

Netjes Bram, ik heb even geen verdere opmerkingen... (heb ik eigenlijk nooit)

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.. Gaat ook door voor 'Wilt wief' naar horen zeggen
haasje93

Golden Member

Ha Bram,

Weer een mooie vooruitgang! Sorry heb niet echt opmerkingen, behalve dan dat het weer mooi doordacht in elkaar zit.
Maar heb nog wel een vraag, Die ceramische montage punten zit die moer er aan de onderkant standaard aan? Heb er namelijk ook een aantal liggen maar die van mij hebben geen moer o.i.d. eraan zitten.

Ik lees weer graag mee en volg het op de voet. :)

Groet,
Christiaan

If a cluttered desk is a sign of a cluttered mind of what than is an empty desk a sign?
blackdog

Golden Member

Hi Dame en Heren, :-)

Dank voor de responce!

Christiaan
Natuurlijk komt dat mooie materiaal weer van een beurs en ja die mis ik net zo als jullie.

Dit is het ceramische montage punt met een schroefje dat er aan de onderzijde in gaat.
Dat is uitgevoerd met Engels draad, die schroefjes zaten er neit bij in het zakje (was nog dicht van de fabrikant)
Maar ik draai altijd mooie schoefjes uit sloop apparaten voor toepassingen zoals deze.

https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-161.png

.
Gisteren avond toch maar besloten de kleuren vande bedrading aan te passen, hier een foto van het werk in wording.
Ik ga dus een lijst maken met de kleur en dikte van de draad met hun functie er bij, anders wordt het later zo'n zoekwerk.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-162.png

.

Hier is zichtbaar dat de sensor printjes in een voetje zitten geprikt.
https://www.bramcam.nl/NA/LM317-LM337-PSU/LM317-LM337-PSU-163.png

.

Moet nu weer aan het werk.

Groet,
Bram

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.
haasje93

Golden Member

Ha Bram!

Tjsa, die beurzen.. Ik mis ze ook erg, alhoewel dit wel weer goed is voor mijn portemonnee. ;)
Maar gelukkig in de tussentijd her en der nog aan leuke dingen weten te komen.
Heb trouwens die puntjes die ik heb even opgezocht, ze zijn net even anders en komen bij de plaatselijke elektronica zaak vandaan.

Het lijkt mij inderdaad een goed plan van je om een lijstje te maken. Daar ga je plezier van hebben. :)

Groet,
Christiaan

If a cluttered desk is a sign of a cluttered mind of what than is an empty desk a sign?