ontwerp labvoeding

Op 4 juni 2007 16:17:01 schreef free_electron:
[...]
ene ca3140 heeft ene cut-off input.
smijt die bc550 weg. je kan de ene opamp rechtstreeks de andere laten sturen ( ik dacht dat het pin 5 was van die 3140.

voordele van die cutoof is dat die 'geleidelijk gaat'

Pin 8, zie m'n schema.

Ik heb nav jullie opmerkingen het volgende aangepast:
- Sense weerstand na het regelgedeelte. Ik snap nu waarom het mis gaat als ik deze meetweerstand voor of in het regelgedeelte zet.
- Stroombegrenzing maakt nu gebruik van de strobe ingang van de Ca3140 (pin 8), hierdoor kon R3 verwijderd worden. Van ic2 heb ik de + en - omgedraaid om de stroombegrenzing correct te laten functioneren.
- In het schema de hoofdstromen duidelijk naar voren laten komen.
- stroom begrenzing LED aangepast. Ik zag net dat dit niet goed gaat werken omdat de ca3140 maar 1mA kan sinken. Hier ga ik nog een PNP transistor voor gebruiken.
- 100pF capactiteit over IC3 gezet
- 100nF capaciteit over R2

Kan ik de emiterweerstanden veilig verkleinen naar 0.1 ohm ipv 0.22 ohm? .1 ohm leek mij zelf erg weinig om de stroom tussen de 2 torren goed te verdelen, maar omdat Henry .1 ohm in zijn schema gebruikte neem ik aan dat dit ook voldoende is?

Schema:

[Bericht gewijzigd door atom op dinsdag 5 juni 2007 00:28:42 ]

Weer een update...

Ik heb de meetweerstand achter de emitterweerstanden gezet, zodat de meetweerstand geen invloed heeft op de uitgangsspanning, als er opeens meer stroom geleverd moet worden. Dit heb ik gedaan met een differentieelversterker.

Ook heb ik de LED aangestuurd. De huidige oplossing is niet echt elegant (de voeding direct vanaf de afgevlakte trafo spanning halen), maar ik vroeg me af of de basis vd tor het wel leuk zou vinden als ik daar meer dan 20Volt op zou zetten (voedingspanning opamp), terwijl op de emitter 5 Volt staat. Dus heb ik het maar zo gedaan. Ik kwam namelijk niet echt tot een goede oplossing met een zener en dit zou ook moeten werken.

Nog opmerkingen?

Ube is 0,7V, dus denk om Ubc en R12!

Maar waarom kan je dat niet voeden met 5V of 12V?
Wat is de voeding van de opamps?

[Bericht gewijzigd door Henry S. op zaterdag 9 juni 2007 04:04:15 ]

Je zou je stroom ook over R10 of R7 kunnen meten, dan kun je R3 weer weglaten. Je moet dan wel weer de versterking van IC4 of waarde van R11 aanpassen.

En heb je rekening gehouden met de spanning op de + ingang van IC4? Als je die niet met de hoofdspanning voedt gaat het met deze R5/R8 niet goed werken bij hoge spanningen.

Ik vroeg me af of de PNP transistor het wel leuk zou vinden als er op de emitter +5Volt staat en op de basis een grotere spanning. De PN junctie tussen basis en emitter staat in sper, maar dat is niet het geval met de junctie tussen basis en collector.
De opamps voed ik met de afgevlakte trafo spanning; ongeveer 20-25 Volt. Als ik de emitter aansluit op 5 Volt, is de spanning op de basis van de PNP dus hoger dan de emitterspanning. Volgens mij gaat dat niet goed, of heb ik het mis?

Ik zie nu dat ik beter ook een weerstand tussen basis en emitter kan zetten.

Ik heb ervoor gekozen om de stroom over een aparte weerstand te meten. Als een 2N3005 meer geleidt dan de andere (afwijking emitterweerstand), is de stroommeting minder betrouwbaar dan in de huidige versie.

[Bericht gewijzigd door atom op zaterdag 9 juni 2007 13:37:15 ]

Dan zet je een diode van de emitter naar de basis, zo dat deze geleidt als de tor dicht is: nooit meer dan -0.7 V over de basis.

Edit:
Maar wat is de functie van D2? Branden als de stroom wordt begrensd? Nu doe ie het omgekeerde. Maar daar gaat het niet om.
Nog wel een kleine kanttekeing bij het bovenstaande. Als je dit doet ga je de 5V lijn "optillen". Hiervoor gaat je 7805 compenseren, maar dan moet de belasting in verhouding groter zijn dan het vermogen van de verhogende bron. Die bron is nu IC2 en de impedantie R12. De belasting is niet meer dan wat potmeters. Ik zou R12 dus verhogen, die 557 versterkt minimaal 400x volgens de datasheet.
En wat ga je nu op die emitter zetten? 5V of je trafospanning. Want het laatste staat in je tekening.

[Bericht gewijzigd door Goeievraag op zaterdag 9 juni 2007 15:27:20 ]

Het 5 Volt verhaal was vooral een reactie op Henry.

Ik merk nu op dat er een fout in mn schema zit. Als de spanning over R3 groter is dan een ingestelde spanning zou de stroombegrenzing in werking moeten treden. Het tegenovergesteld gebeurt nu. Ik moet de + en - ingang van ic 2 dus omdraaien. Dan schakelt de tor ook goed.
Ik heb net nog eens in mn componentenbak gekeken. De bc557 wordt een B type, ipc een C.

Het werken met PNP transistor was nog vrij nieuw voor mij. Na enige zelfstudie kwam ik erachter dat het nog steeds niet klopt:
- Als Vin 25 Volt is, dan zou de basisstroom 24.3/10k=2.4mA zijn. Hfe is 220-475, dus zou de collectrostroom veel te groot worden! Die 10k had ik ook maar zomaar gepakt, omdat dit meestal goed gaat (bij lage spanningen...)
- R17 is niet noodzakelijk, maar verhoogt de stabiliteit van het geheel. R17 wordt vaak 10x R12 gekozen en had ik eerst heel vaag en verkeerd berekend.

Voor R12 heb ik nu de volgende waarde genomen:
Vin=25Volt, Vbasis=24.3Volt
Ic=20mA. De minimale hfe is 220 --> ib=0.02/220=91uA
R12=24.3V/91uA=267k -->270k

Op wat voor voltage moet de uitgang van IC2 staan om de stroom te begrenzen? Stel dat je de stroom begrenst op 1A. Gaat ie dan meteen op GND staan? Ik neem aan dat als je ingang 8 van IC1 naar gnd trekt de schakeling minder spanning gaat geven. Als ie op 15V uitgangs spanning staat afgeregeld, en 1A max stroom, en je belast hem zodanig dat als de spanning naar 14V zakt, er maar 1A overblijft, ook dan wil je "overstroom" ledje aanhebben. Dus 23.4 volt over je bassis weerstand is wat overdreven.

Zolang de stroom regeling: "MEER STROOM" roept (maar de schakeling dus de spanning begrenst) moet je ledje uit. Verder moet ie eigenlijk meteen aan.

Kortom, als je daar een 10k basis weerstand inzet is dat volgens mij beter. De tor zal dan bij 24V over de 10k weerstand dus 2.4ma basisstroom krijgen. Maal 220 is 500ma collector stroom. Hier gaat hij z'n best voor doen. Maar dat lukt niet. Dit heet "verzadiging". de Collector-Emitter spanningsval is ongeveer 0.2V en de stroom wordt door het ledje en z'n serieweerstand begrensd tot wat je door je ledje wilt hebben (in dit geval 20V/2k = ongeveer 10ma).

Ik heb het aangepast. Ik verwacht dat als de stroombegrenzing actief is, de LED heel snel aan en uit gezet zal worden. Omdat de transistor in verzadiging is, zal de LED vaker aan dan uit zijn en dit knipperen zal ws sneller gaan dan 60hz. Dus het oog denkt dat de LED constant brandt.

Verder heb ik D4 toegevoegd. Als de uitgang van IC2 hoog was, had dit invloed op IC3. Dit is uiteraard niet de bedoeling.

Ik heb verder nog een vraag: In het boek 'the art of electronics' staat een voeding beschreven die vrij veel lijkt op dit ontwerp. Daar is een load van 100mA voor de eindtorren geplaatst, om de performance van de voeding te behouden bij een lage uitgangsspanning en stroom. De pass-transistoren (IRF 430 mosfet's) blijven dan goed in hun active region. Ook in het schema van Henry, dat hij op pagina 1 postte, staat zo'n vaste belasting.
In bijvoorbeeld de bekende labvoeding uit de elektuur van dec 1982 is er echter geen standaard load aanwezig (muv een 4k7 weerstand). Dit bracht me aan het twijfelen over de noodzaak hiervan. Kunnen jullie me helpen?

Is volgens mij een bleeder.

@Sine: Even de bron van m'n schema opgezocht, het is orgineel eentje met thyristor en mosfet. (86018)

Ok. Ik wist niet dat jouw schema oorspronkelijk ook bedoelt was voor MOSFET's. Dat verklaart de zeer grote gelijkenissen tussen jouw schema en die uit the art of electronics.
Ik heb net nog eens wat BJT en MOSFET literatuur nagelezen, maar zie dat bij gebruik van BJT's zo'n grote load (bleeder) niet noodzakelijk is, maar bij MOSFETS wel (om de mosfet's in saturatie te houden).

Binnenkort ga ik onderdelen bestellen, zodat ik kan beginnen met de bouw van dit ontwerp.

Op 13 juni 2007 23:32:32 schreef atom:
Ok. Ik wist niet dat jouw schema oorspronkelijk ook bedoelt was voor MOSFET's. Dat verklaart de zeer grote gelijkenissen tussen jouw schema en die uit the art of electronics.

Nee BJT, de thyristor/mosfet regeling is een door Sine vervloekte voorregeling om de dissipatie te verlagen, al is dit net een andere voorregeling. Je gaat namelijk je ingangsspanning verlagen door te hakken, met veel rommel tot gevolg, wat weer gefilterd moet worden.

Van de print afgezaagd en ritueel verbrand heb ik dat

Mwoehahahaa zal ze leren...

( hoewel in "mijn" schema bdv95's zitten )

[Bericht gewijzigd door Sine op donderdag 14 juni 2007 01:28:09 ]