Lang geleden ben ik eens gestart met het ontwerpen van een labvoeding. Deze vakantie heb ik de schema's weer opgezocht en ben ik begonnen met het opbouwen en testen. Op dit moment ben ik bezig met stromen tot 100mA, daarom ontbreken er powertorren in de voeding en is de shunt weerstand op dit moment 1 ohm ipv .1 ohm.
Het ontwerp is gebaseerd op een opamp (IC4, ca3140)die de spanning regelt dmv een instelbare referentiespanning (78l05+potmeter). Deze opamp heeft een strobe pin, die gebruikt wordt om de uitgangsspanning naar 0 Volt te trekken in stroombegrenzing.
Het deel rond IC4 meet stroom door R17. Over R5 komt een spanning te staan die proportioneel is met de uitgangsstroom door R17. Door comparator IC2 wordt deze spanning vergeleken met een instelbare referentie en de stroombegrenzing wel/niet in werking gezet.
De uitganggspanning wissel ik tussen de 0-10V, zodat de opamps goed hun werk kunnen doen.
Het schema (klik voor vergroting):
De voeding werkt op zich prima als de stroombegrenzing niet of volledig ingeschakeld is. In het overgangsgebied treedt er een lichte oscillatie op; een 200mV ripple over de Load.
Daarnaast is de voeding niet goed in staat een inductieve belasting aan te sturen (zonder stroombegrenzing), zoals een computerfan. Zie het volgende scoopbeeld:
Als ik de fan rechtstreeks op mijn commerciële labvoeding (lm723 ontwerp) aansluit, krijg ik ongeveer hetzelfde beeld, maar bijna een factor 75-100 zwakker. Deze labvoeding gebruik ik als ingangssignaal met een spanning van 16V.
DMV capaciteiten en een snubber circuit heb ik geprobeerd de spikes etc terug te dringen, maar zonder resultaat. Hebben jullie nog tips om dit terug te dringen?
De voeding is opgebouwd op gaatjesprint. Ik heb de ground van de 78l05 als sterpunt gebruikt en alles vrij compact opgebouwd.
Ik hoop dat jullie me van tips/aandachtspunten kunnen voorzien wb de oscillatie en de spikes.
rbeckers
Overleden
Mischien dat een kleine condensator tussen pen 8 en pen 1 het gedrag wat verbetert.
Misschien dat de inductieve belasting samen met C2 en C3 een mooie afgestemde kring vormt waarbij op een bepaalde frequentie de fase van de stroom 180 graden is gedraaid.
Dan snapt de tegenkoppeling het niet meer.
Je hebt ook het probleem dat de snelheid van het zakken van de spanning aan de uitgang afhankelijk is van de belasting, heb je er nu een vrij lichte of helemaal geen belasting op zitten dan zou de tegenkoppeling wel eens te snel kunnen zijn.
Als je trouwens toch een mooie voeding aan het ontwerpen bent, is een mcp1541 een vrij mooie referentie ipv een 78l05.
[Bericht gewijzigd door bobo1on1 op (18%)]
Tegen inductieve lasten mis ik een paar diodes.
MGP
LDmicro user.
Ik wil nu niet lastig doen, maar al wat in dat schema staat buiten de C's zit in 1 ic, en dat heb je reeds vernoemd...LM723.
Waarom gemakkelijk maken.. 
Moest dat nu eens iets nieuws zijn dan zou ik zeggen ok, maar dat is het nu niet.
Nouja .. de 723 is voor een regelbare spanning prima.
Maar een mooie stroomregeling heeft hij niet, ook vanaf 0V regelen gaat niet zomaar lukken.
Dus een constructie als deze is toch wel verdedigbaar 
Oja, een pc fan is GEEN inductieve load, dat zijn brushless motoren met meestal intern al een elcotje over de voedingslijn.
Wat die dingen wel doen is met pulsen stroom trekken, hou maar eens een vinger tegen die ventilator, dan zullen de pulsjes ook wel wat verder uit elkaar gaan staan.
[Bericht gewijzigd door Sine op (42%)]
MGP
LDmicro user.
@Sine: Daar moet ik je in tegenspreken,maar ik ben dan ook al wat ouder
Zal eens zien wat ik kan vinden.
pros
Prosper, yop la boum, c'est le roi du macadam (aldus Maurice Chevalier)
Ik zou alvast de uitgangselco (C3) een maatje groter nemen. Zeg maar 47µF of 100µF.
Verder heb ik bedenkingen rond de CA3140. Dat is op zich een prima opamp, die ik ook graag gebruik. Maar hij heeft beperkingen: hij kan weliswaar 10mA sourcen, maar hij kan slechts 1mA sinken!
Voor IC3 maakt dat niets uit. Maar kijk eens naar IC2. De uitgang daarvan is ahw. voorzien van een pull-up weerstand in de gedaante van R12. Als IC2 z'n uitgang laag wil maken bij een Vin van 30V, zal hij bijna 3mA moeten sinken. Dat lukt hem nooit.
Voor IC2 zou ik dan ook een CA3160 nemen. Die kan ongeveer 20mA sourcen én sinken.
Met een dikke elco aan de uitgang worden de spikes een stuk kleiner, maar vertraagt de stroombegrenzing natuurlijk wel.
Ik heb nog 2 diodes toegevoegd over de stuurtransistor en de load en een condensator van 10pF tussen pin 1 en 8. Veel verschil maakte het helaas niet.
Ik weet dat er betere voedingsontwerpen te vinden zijn welke waarschijnlijk beter presteren (van elektuur en ELV), maar met het ontwerpen en bouwen van deze voeding leer je een stuk meer dan van het nabouwen van een elektuur ontwerp.
pros
Prosper, yop la boum, c'est le roi du macadam (aldus Maurice Chevalier)
Met dat laatste ben ik het volledig eens. Ook al wordt de voeding nooit afgebouwd, je leert er wat van.
Met een dikke elco aan de uitgang worden de spikes een stuk kleiner, maar vertraagt de stroombegrenzing natuurlijk wel.
Ik zou 100µF niet zomaar een "dikke" elco durven noemen... 
Nog een bedenking over de opamps in je schakeling: bij de meeste opamps ligt de maximale uitgangsspanning 2 á 3V lager dan hun voedingsspanning. Daarnaast zal je --bij een praktische uitvoering-- T2 moeten vervangen door een darlington of door PNP NPN-torren in cascade. Daaruit volgt dat --in het slechtste geval-- de uitgangsspanning niet hoger kan worden dan (Vin - 4.2V).
Een alternatieve aanpak is deze: voorzie T2 van basisstroom via een weerstand die je aan Vin koppelt. Plaats daarnaast een diode tussen de basis van T2 en de uitgang van IC3, zodat deze laatste geen stroom meer moet leveren, maar enkel sinken (de CA3140 valt hier dus ook af!). Hierdoor wordt de maximale uitgangsspanning meteen enkele volts hoger.
Je kan de opamps ook van een hogere voedingsspanning dan Vin voorzien, maar dat vergt dan weer een extra-voeding in één of ander vorm.
Op 27 december 2008 19:44:53 schreef atom:
Ik weet dat er betere voedingsontwerpen te vinden zijn welke waarschijnlijk beter presteren (van elektuur en ELV), maar met het ontwerpen en bouwen van deze voeding leer je een stuk meer dan van het nabouwen van een elektuur ontwerp.
Je kan er wel veel van leren als je zo'n voeding ontleedt en de basics overneemt.
MGP
LDmicro user.
Op 27 december 2008 19:19:39 schreef Sine:
....
Maar een mooie stroomregeling heeft hij niet, ook vanaf 0V regelen gaat niet zomaar lukken.
....
Om het tegendeel te bewijzen!
http://users.telenet.be/hlmaster/MGP/labvoeding.pdf
In deze pdf staat een voeding met een LM723 die verrassend goed werkt.
Ze is al 30 jaar oud en kan zich met veel voedingen meten.
Ikzelf heb ze al 2X nagemaakt en al 3X laten maken als eindwerk.
Voor diegenen die zo'n transistorblok hebben kunnen bemachtigen een mooi onderwerp om die te gebruiken en de stroom te verhogen .
Voor de studenten die nog zoeken naar een eindwerk misschien ook een goed onderwerp, want alle berekeningen staan erbij.
Heb ze op mijn site moeten zetten want CO laat maar 500KB toe 
Oeh, uit de truuken doos, hoewel ik me af vraag of deze constructie even stabiel blijft als het "standaard" schema.
De stroombegrenzing blijft het zelfde, als begrenzing prima, maar als regeling belabberd.
De stroomregeling moet je in stukken knippen, vooral het onderste bereik is een gemier.
Verder is een LM723 nog steeds hét IC
Dat hoor je me niet zeggen, ik heb hem laatst dubbel gebouwd voor in mijn synth, en dat ding is erg stabiel.
free_electron
Silicon Member
Professioneel ElectronenTemmer - siliconvalleygarage.com - De voltooid verleden tijd van 'halfgeleider' is 'zand' ... US 8,032,693 / US 7,714,746 / US 7,355,303 / US 7,098,557 / US 6,762,632 / EP 1804159 - Real programmers write Hex into ROM
een bc547 als pass transistor ? i think not my dear watson. meet ens voor de lol met je scoop welke spanningsval je daar krijgt ...
volgens mij gooit r17 roet in je regeling, daarover valt bij de pulsen die de fan trekt teveel spanning.
pros
Prosper, yop la boum, c'est le roi du macadam (aldus Maurice Chevalier)
R17 is IMHO maar 0.1R (ik zie daar toch een puntje voor die '1' staan).
Even een reactie op een aantal berichten:
@ Pros. Met 'dikke elco' bedoelde ik 1mF . Ik heb gisteravond nog een interessant paper van
National Semiconductor door zitten lezen. Daarin zag ik ook een soortgelijke pass-transistor sturing. Als ik de oscillatie wegkrijg zal ik het veranderen.
Ik zal even kijken of het niet snel genoeg kunnen sinken van de IC2 het probleem veroorzaakt.
@ free_electron: ik weet dat een bc547 hier niet voor geschikt is, maar ik heb op dit moment niets beters (betere transistoren komen eraan). De uitgangsspanning heb ik vaak op 5-7 Volt staan, dus dat resulteert in een vrij grote basisstroom. Vce zou daarom geen beperkende factor moeten zijn lijkt me.
Ik heb nu een 1 ohm sense weerstand (zie eerste regel van topicstart), zodat de high side current monitor een hoge spanning afgeeft bij de kleine stromen waarmee ik werk. Ik heb nog wel een paar .22 ohm weerstanden, ik zal deze zo direct uittesten. Op zich zouden de spikes minder groot moeten zijn met een kleine Rsense, maar de oscillatierimpel zou er toch niet kleiner van moeten worden omdat de opamp normaal gezien snel genoeg is om die weg te regelen?