Hi,
Tijdens een van mijn zoektochten naar elektronisch materiaal kwam ik bij "Alie" een printje tegen voor de LTZ1000(a) spanning referentie van Linear Technology.
Nu heb ik al bijna 10 jaar twee van deze LTZ1000a referenties liggen dus leek het mij wel interessant om twee van die printjes aan te schaffen.
Wat betreft de printopbouw voor deze referenties is zeer veel onderzoek gedaan door Hobbyisten, kijk maar eens bij EEVBlog en andere fora, Youtube enz.
De twee printjes die ik heb besteld zijn geen Rocket Science, ze zijn zelfs een beetje "Dom" gemaakt, de gene die de print heeft getekend heeft zeker niet de documentatie goed doorgenomen van LT.
En ook heeft hij of zij niet echt rekening gehouden met de Ri van de printbanen bij de 120Ω weerstand die de stroom door de Referentie Zener bepaald...
Verder staat er een fout in de printopdruk, de 13K en één van de twee 70K weerstanden zijn van plaatst verwisseld, mutsen zijn het!
Bij het de eerste keer opstarten werd de LTZ1000a wel heeeeel warm en de referentie spanning kwam boven de 7,2V uit.
Hij werd ook weer niet zo heet dat hij beschadigt raakte, voor het sneller verouderen maken ze deze Referentie tot 120C en gebruiken ze en klein programma om hem in stapjes te verwarmen en weer af te laten koelen, dit helpt het veroudering proces te versnellen.
Maar goed, door het hele printje door te meten, en dit samen met de tweede print die nog niet bestukt was, was de fout redelijk snel gevonden.
Ik had wel aardig e pest in, met veel moeite heb ik de mooi Vishay S-Series weerstanden via een klemmetje aan de bovenzijde gesoldeerd zodat de thermische Schock zo klein mogelijk zou zijn.
Nu moest ik twee weerstanden weer uit de print solderen en de klem krijg je dus bij het de-solderen niet meer op de pootjes @#$23$2
Toen maar een snelle actie gedaan en de twee pootjes tegelijk te verwarmen en de weerstand er dan uit te trekken en dat is vrij goed gelukt.
OK, eerst plaatje anders worden jullie te moe van het lezen.
Het schema van de LTZ1000 uit de datasheet van LT.
.
In het rode kader van deze foto moet dus de 70K en de 13K van plaats verwisselen.
Het blauwe kader bevat de 1K weerstand en deze zou naast de 13K weerstand geplaatst moeten worden, dit om deze thermisch zo goed mogelijk op de zelfde temperatuur te houden.
Jaja, datasheets lezen is erg moeilijk!
En er zijn te dunne printbanen gebruikt voor belangrijke verbindingen, en er zijn er zeer veel die in die zelfde val trappen bij het zelf maken van PCB's.
Hier zijn zeeën van ruimte beschikbaar en dan nog worden een dunne banen gebruikt en micro via's, nogmaals het is een prutser die dit gemaakt heeft.
Waarom ga ik dan toch door als ik zoveel opmerkingen over dit printje heb, komt zo aan de orde.
.
Hier is de print bestukt en van aansluitdraden voorzien.
.
De verplichte onderzijde, zodat jullie ook kunnen zien dat het soldeerwerk netjes is en de print is ook aan deze zijde ontdaan van vloeimiddel.
.
Waarom al die sleuven rond de LTZ1000a, dit dient er voor dat er zo min mogelijk energie weg lekt door het stoken van het oventje in de LTZ1000a.
De (A) versie van deze referentie heeft een speciale bevestiging techniek, de chip is op een soort schuim geplakt, zodat de thermische weerstand van het chip-oventje naar de metalen behuizing zo groot mogelijk is.
Dit bevorder dan weer de stabiliteit.
Op mijn foto's nog niet te zien, maar er komt zowel aan de bovenzijde als ook aan de onderzijde van de LTZ1000a een kapje zodat er geen lucht langs kan tochten.
Dit is niet anders dan alle andere ontwerpen met deze referentie.
Waarom ga ik nu door met dit printje ondanks mijn opmerkingen, daar zijn meerdere redenen voor, als eerste wil ik gewoon eens een referentie bouwen met dit type IC, dat wil ik al 10 jaar!
Een aantal van de opmerkingen die ik heb, hebben natuurlijk betrekking op de temperatuur stabiliteit door de niet optimale print.
Dat is niet alleen van deze print maar ook van vele ontwerpen die je kan vinden op het Internet.
Ik heb er dus voor gekozen een van de technieken gaan te gebruiken die ik al redelijk goed onder de knie heb, dus ik bouw het geheel in een oventje dat zal kachelen op 40 tot 42C°
En ik weet natuurlijk dat het voeden van deze referentie uit accu's dan een probleem zal gaan worden als ik wil dat hij niet uitgeschakeld wordt.
Dat vind ik voor mijn eerste LTZ1000a referentie geen probleem, mijn gekachelde 4x LT1021CH gaat twee a 3x per jaar even uit, bijna altijd komt hij weer binnen 1PPM weer terug op waarde.
Hier hangt het referentie printje te testen aan een van mijn DMM6500 multimeters, kijk naar de grafiek de Referentie is ongeveer 15 minuten uit geweest en hij komt weer vrij goed op zijn waarde terug.
De bovenzijde heeft een PG13 dopje dat ik heb dicht gemaakt, had even niets anders voor handen, de onderzijde is hier nog open, dat is ook de rede van een flink deel van de ruis op de grafiek lijn.
Ik ben de meting gestart nadat het geheel tot rust was gekomen na het inschakelen en daarna "NUL" ik vaak mijn meters, daar ik geïnteresseerd ben in de verschillen en niet de absolute waarden.
Daarom laat de meter allemaal nullen zien en niet b.v. 7,153439V
.
Ik ga nu eerst wat aandacht geven aan het oventje waar meerdere printen in komen.
Hier is een stukje blauwe China print te zien en de referentie print, beide komen in het oventje dat links is afgebeeld.
De opbouw doe ik op een manier die ik al eerder heb gedaan, dat is een Alu buis bij 9cm lang, 8cm breed en 5cm hoog, de wanddikte is 4mm.
De gebruikte Power transistoren hebben vijf aansluitingen, er zijn er twee extra omdat er ook een diode op de chip zit.
Dit zijn Power transistoren van On Semi en de eigenschappen zijn "ongeveer" als de beroemde 2SC5200 en de 2SA1943 maar met de extra temperatuur diode voor het stabiliseren van de ruststroom bij audio versterkers.
Ik gebruik de dioden voor de temperatuur sensing van de oven.
.
Als eerste heb ik dit gedaan, dat is zorgen dat de power transistoren zo vlak mogelijk zijn voor het beste thermische contact, eerst korrel 1000 en daarna nog even met korrel 3000.
.
Links heeft al één bewerking ondergaan en de rechtse is nog onbehandeld.
.
Ook het oventje heb ik een beetje bijgewerkt zodat de grootste oneffenheden nu weggeslepen zijn.
.
Hier is de schuuractie te zien op een glasplaatje.
.
Het blauwe printje waar de oven controler op komt was iets te lang, dus daar heb ik met de ijzerzaag twee randjes van af gezaagd,
daar ik geen zin had om naar de werkplaats te gaan heb ik het maar gedaan met drie klemmen op de rand van de tafel, wat trouwens zeer goed ging.
.
Ik heb eerst geprobeerd het printje iets korter te vijlen, en dit zijn de drie vijlen die ik heb geprobeerd, allemaal bagger.
Mijn ijzerzaag ging zonder problemen door de glasvezel print, maar de meeste vijlen die ik heb zijn gewoon slecht, iemand tips voor een goed merk vijlen?
.
Hier is te zien dat de lengte van het printje nu goed is.
Op dit blauwe stukje print komt de ovencontroler waar ik zo het schema van laat zien en het versterker trapje dat de Zener spanning van ruim 7,1V omhoog schaalt naar 10.00000V
Het schema voor dit trapje heb ik nog niet helemaal uitgewerkt, daar zijn wat kromme weerstandswaarde voor nodig en ik wil zo veel mogelijk van mijn precisie weerstanden die ik heb liggen hiervoor gebruiken.
Als ik mijn mooie 2K weerstanden ga gebruiken voor dit schalen, dan zal ik voor de hoeveelheid weerstanden een extra print nodig hebben, dat gaat net goed wat de hoogte van het oventje betreft, hoop ik.
Het extra gat boven het printje in de ovenwand is voor een 5K precisie NTC voor een externe temperatuur meting, en deze NTC hangt dus niet vast aan de oven elektronica.
.
Dit is de meetopstelling van een deel van de referentie sectie voor de oven controler, de linkse DMM6500 doet hier niet mee.
De Rigol voeding, voed de referentie schakeling die ik zo laat zien.
In het midden van het beeld de tweede DMM6500 die de 5V LT1021 referentie meet, welke die de brug van de ovencontroler gaat gebruiken.
Deze meter is ook weer "genult" want ook nu weer ben ik alleen geïnteresseerd in de deviatie van de waarde.
De 34465A DMM geeft de deviatie aan aan de ingang van de LT1021 als ik de spanning van de Rigol varieer, uiteindelijk kan ik de Rigol voeding variëren tussen de 8,4V! en 24V en dan varieert de 5V van de LT1021 niet meer dan 2PPM.
De 8.4V is natuurlijk wel erg weinig, dan werkt de 9V regelaar die voor de LT1021 zit al lang niet meer, die zit dan al ver voorbij de dropout spanning.
Het is de bedoeling dat de 78L09 regelaar die voor de LT1021 zit gevoed wordt met 12V of meer zodat de LT1021 alleen maar een schone niet variërende 9V ziet.
De voedingspanning onderdrukking van de LT1021 is zelf als zeer goed, dus waarom dan toch een 78L09 toepassen, zeg dat ik toch een accu of een ander soort voeding ga gebruiken
voor het ovendeel, nu weet ik zeker dat wat de LT1021 aangeboden krijgt altijd optimaal is.
En die 30cent extra die het kost, daar lig ik echt niet wakker van.
.
Nu eerst even het schema van de ovencontroler, rechts op het schema is te zien dat ik PNP Power transistoren gebruik,
dan kunnen de transistoren direct op de behuizing worden gemonteerd zonder isolatie materialen, dat komt een goede thermische verbinding ten goede.
Hierdoor blijft de temperatuur in de oven ook weer stabieler, de sensing zit op de chip, dus de ovencontroler houd uiteindelijk de chips van de power transistoren op temperatuur!
Daarom wil ik geen isolatie materialen gebruiken voor het monteren van de transistoren en heb ik wat onderdelen wat vlakker gemaakt.
Q8 in het schema dat is een PNP 2N3906 begrenst de stroom op iets meer dan 1-Ampere en bij 15V voeding kan ik dus 15-Watt in de oven stoken.
Bij goede isolatie zal tussen de 4 a 5-Watt ge-dissipeerd worden in de oven, dit bij een normale kamer temperatuur.
Links op het schema zijn de vier in serie geschakelde meetdioden te zien die in de Power transistoren zitten.
De meetbrug wordt dus gevoed uit een LT1021, wat ook een andere goede Referentie mag zijn, maar ik heb er nog een redelijk aantal.
De brugweerstanden lijken wat vreemd gekozen, dit komt doordat ik ook van de Vishay precisie weerstanden nog een redelijk aantal heb en deze wou gaan gebruiken.
Dus daarom de 2K54 weerstand die in de brug getekend zijn.
De 3V6 Zener zorgt er voor dat ik niet te dicht bij de uitgang commonmode spanning kom van de opamp, dit is natuurlijk afhankelijk van de gebruikte opamp.
Voorlopig staat er nu een OPA189 in het schema welke een Zero Drift opamp is en een RR uitgang heeft, dus de Zener is bij deze opamp eigenlijk niet nodig.
Nog een leuke, deze OPA189 heeft een openloop Gain van 170dB! daarmee kan je in principe een oven bouwen die in uC° zou kunnen werken.
Dat gaat hier niet op, de 50Meg en de tegenkoppeling belet dat, en met deze weerstand is de temperatuur regeling nog ruim voldoende.
Binnen een paar honderdste C° vind ik mooi zat, wil je beter dan wordt het mechanisch erg moeilijk om het optimaal te doen.
.
Ja ja, een referentie schakeling op een Bread board, hoe durf je Bram!
De rechtse twee klemmen gaan naar de DMM6500 die zijn aangesloten op de uitgang ontkoppel condensator van de LT1021.
Oja, ik laat natuurlijk als ik zoiets aansluit het eerst tot rust komen.
Net boven de linker zwarte klem is de 78L09 zichtbaar die de LT1021 voed.
Aan de linkerzijde is de opzet zichtbaar voor het trimbereik van de ovenbrug.
De blauwe trimpot heeft maar een regelbereik van een paar graden C°
.
En dit is een close-up tijdens het meten aan de ovenbrug, de weerstand achter de blauwe trimpot is trouwens 0,002% en komt uit een stukje dump apparatuur.
Dit is natuurlijk in het geheel niet noodzakelijk, maar deze weerstand kwam net mooi uit voor het gewenste trim bereik en ik gebruik materiaal dat ik al zeer lang had liggen.
.
Later deze week meer en zoals altijd Shoot!
Groet,
Bram