Moja konštrukcia Nový život starého laboratórneho zdroja. (Revamp BK127)

Adam Varga

Aktívny člen
Registrovaný člen
Člen od
19 Jan 2020
Príspevkov
207
Reakčné skóre
269
Bodov
58
Umiestnenie
Slovensko, Nitra, Nové Zámky
Paragraf (§)
§21 (SK) / §5 (CZ)
Určite každý rádio amatér sa stretol s problémom napájania svojich projektov. Laboratórny zdroj je nevyhnutné vybavenie pre každého kto to myslí s elektrotechnikou vážne alebo pre amatéra ktorý chce mať pohodlie a nechce kupovať 9V batérie na skúšanie obvodov s operačnými zosilňovačmi.

Laboratórne vybavenie nieje lacné a aj keď sa nejaké nájdu za lacnejšie tak to nieje nič moc. Ja som sa vydal na takéto internetové dobrodružstvo a prekopal som všetko čo som vedel.

Schémy pre laboratórne zdroje je za milión ale dostávame sa k našim potrebám čo potrebujeme od laboratórneho zdroja. Naj častejšia schéma je s operačnými zosilňovačmi kde operačný zosilňovač otvára tranzistor na základe spätnej väzby a tím reguluje napätie na výstupe. Prídavnou možnosťou je obvod aj na obmedzenie prúdu. Tieto zdroje sú dobré aj sme dve v škole postavili so spolužiakmi a fungovali. Častý problém je ale napäťová špička keď sa zdroj zapína. Samozrejme jednoduchým riešením je zdroj zapnúť pred pripojením skúšaného zariadenia.

Neskôr som si uvedomil že ja mám už jeden laboratórny zdroj. Postarší školský zdroj Tesla BK127. Z prvého pohľadu nič moc 20V 1A. Taký zdroj čo by zato stál by bol v rozsahu 30V 3A čo je v podstate dnes štandard. Ale schéma BK127 je veľmi ľahko upraviteľná. Jednoduchou výmenou hodnoty potenciometrov môžeme rozšíriť rozsah napätia aj prúdu (do určitej miery). Tento zdroj používa integrovaný obvod LM723 ktorý má titul precízneho napäťového regulátora s prúdovým obmedzením. Presne to čo potrebujem. Presný popis funkčnosti nenapíšem lebo je toho trocha veľa. Stránka popisuje tento zdroj celkom dobre.

Všetky výhody šumové vlastnosti aj precíznosť zdroja sú super má to ale jeden mínus a to je potreba pre pomocné vinutie na napájacom transformátore.

Svoj BK127 používam už od počiatkov môjho záujmu o elektroniku a tak som si povedal že postavím si ho. Nie ako originál ale podla zapojenia. LM723 je dodnes vyrábaná súčiastka, tak som vzal celú schému a prekreslil som ju v programe Eagle. Toto samé o sebe bol zdĺhavý proces ale pokračovalo horšie navrhovanie PCB. Po mesiaci som bol ale aj s tím hotový a nasledovalo vyrobenie. Dosku som robil na mieru k súčiastkam a snažil som sa to celkom nahustiť aby to bolo aspoň menšie ako originálna doska v zdroji. To sa mi aj podarilo a som celkom spokojný (Všetko je v obrázkoch). Celá táto sranda si nežiadala nič moc extrémne výpočty len času na navrhnutie PCB.

Úprava na výstupného napätia bola jednoduchá. Stačilo použiť namiesto 10K potenciometra 20K a zázrakom som trafil hodnotu ktorú potrebujem. Ostatné sa do nastavovalo na viac otočnom trimri R7 ktorého hodnotu som zvýšil o dvojnásobok ako v originálnej schéme čo mi umožnilo rozšíriť rozsah nastavenia ale keďže som použil 10 otočný trimer mal som väčšie rozlíšenie na nastavenie (100R na jednu otáčku) oproti klasickému trimru. Prúd som nastavoval pomocou výmenou bočníkov R23 a R24. Keďže pôvodný zdroj je max do 1A tak jednoduchou matematikou dva 2R2 odpory v paralelnom zapojení sú 1R1. Aby sme vypočítali úbytok napätia na nich použijeme ohmov zákon a zistíme že 1A cez 1R1 je 1.1V (veľké prekvapenie :D). Ak by sme chceli ponechať pôvodnú hodnotu potenciometra tak nám stačí vypočítať podľa napätia odpor na žiadaný prúd. Tak pre žiadaný prúd som sa dopracoval na hodnotu 0R33 až 0R36. Ľahko vyskladatelné s dvoma 0R68 rezistormi v paralelnom zapojení. Na potenciometer prúdu som použil 5K viac otočný potenciometer a potom som znížil jeho hodnotu pridaním 5K rezistora do paralelu s ním. Na rozsah napätia som použil 20K viac otočný potenciometer. Obvod analógového kombinovaného meráka som úplne vynechal. Výstupné napätie môžeme monitorovať rôznymi metódami, digitálnymi meračmi alebo analógovými. Prúd je trocha náročnejší vzhľadom nato že analógový voltmeter potrebuje úbytok aby mohol fungovať a ten úbytok aj keď milivoltový ale odrazí sa na výstupnom napätí. Tento problém sa dá ľahko obísť ak vložíme A meter ihneď za tranzistor a pred rezistory R23 a R24. Tým LM723 bude kompenzovať za úbytok napätia A metra. Ak chceme digitálne merať tak použijeme diferenciálny zosilňovač ktorý bude zosilňovať úbytok a ADC bude túto hladinu premieňať na digitálnu hladinu. Možné sofistikované riešenie je pomocou LT1787 a s ADC integráčom LTC1286.

Už keď máme hotové výpočty na súčiastky tak by som chcel spomenúť už len jednu vec a to je koncový tranzistor. Pôvodne je použitý KD606 čo je vhodné na pôvodné určenie ale s mojím rozšírením rozsahov to asi skvelé nebude. KD606 podla datasheetu dokáže premeniť 70W elektrického výkonu na teplo. Ak si vezmeme najhorší možný scenár, teda obvod na krátko (skrat) na výstupe na 3A, tak na tranzistore máme plné napätie čo dostávame z neregulovaného zdroja (trafo-filter atd). Pre rozsah 30V potrebujeme na filtri aspoň 35V pri max 3A záťaži. 35x3 a máme výsledok 105W. Pôvodné KDčko by sme uškvarili za nejaký ten čas. Alternatíva je použiť omnoho väčší tranzistor ako napríklad KD503. Ten nám poskytuje dostatok stratového výkonu ešte aj s rezervou. Ja som si vybral tranzistory 2N5886. Sú podstatne rýchlejšie ako lenivé 503jky ale myslím že to nebude mať žiadny extra účinok okrem toho že som použil moderné súčiastky. Najväčší efekt bude že 2N5886 narozdiel od starej 503jky má zosilnenie (v prúdovom rozsahu tohoto zdroja) 30 az 35 čo je celkom rozdiel od smiešnych 10 čo poskytuje 503jka čiže to bude o niečo ľahšie na pomocné obvody zdroja. Musím doplniť že koncový tranzistor MUSÍ MAŤ ADEKVÁTNE CHLADENIE!! 100W tepla nieje sranda ale to je cena lineárnych zdrojov.

Napájanie môže byť z transformátora aj z iných zdrojov. Ja som mostíky neosadil lebo používam spínané zdroje 36V pre výkonový obvod a 12V pre pomocný obvod.

Dodatočné problémy ktoré som zistil:
1. Obmedzenie prúdu trocha kolíše vzhľadom nato že rezistor nemá konštantný odpor v celom teplotnom rozsahu. Je to hned prvá vec čo sa učí na škole. Po čase na max záťaži 3A sa rezistory ohrievajú (3W celkovo úbytok) a prúd klesá. Toto nieje moc veľký problém v pôvodnom použití keďže tam nieje žiadaná až taká presnosť. Najľahšie riešenie je použiť kovové 50W rezistory a pripevniť ich o svôj vlastný chladič (nie spoločne s tranzistorom). Dostaneme zhruba 20-30mA maximálne kolísanie po čase teplotou. Rozumnejšie riešenie by bolo vybrať iný bočník s nižším odporom a upraviť rezistorové deliče tak aby sme dostali rovnaký rozsah. V takom prípade odporúčam použiť niečo lepšie ako LM741 (TL071 OPA602 alebo čokoľvek s väčšou citlivosťou). Tak by sme dostali v podstate takmer nulové kolísanie.

(Bohužiaľ foto z prototypu nemám, dávam sem fotky dosiek ktoré som dal do výroby. Neskôr pridám aj schému návrh dosky v programe ako pdf. Nie este nemám vymyslené ako to osadím do nejakej krabice. Doska má dokopy 5 prepojok ale všetky sú na TOP vrstve na tých luxusných doskách. Až sem hodím schému tak uvidíte že tá doska je celkom nahustená :D )

Téma presunutá Elektro Lab
 

Prílohy

Adam Varga

Aktívny člen
Registrovaný člen
Člen od
19 Jan 2020
Príspevkov
207
Reakčné skóre
269
Bodov
58
Umiestnenie
Slovensko, Nitra, Nové Zámky
Paragraf (§)
§21 (SK) / §5 (CZ)
Zabudol som dopísať že tento zdroj reguluje od 0V. Toto nedosahuje takmer žiadny iný zdroj s operačnými zosilňovačmi alebo dosahuje ale je to implementované zenerovou diódou a nieje to nejaké múdre riešenie.
 

Adam Varga

Aktívny člen
Registrovaný člen
Člen od
19 Jan 2020
Príspevkov
207
Reakčné skóre
269
Bodov
58
Umiestnenie
Slovensko, Nitra, Nové Zámky
Paragraf (§)
§21 (SK) / §5 (CZ)
Postup Práce:
Keďže sa jedná o úpravu hotového zdroja, nebolo veľa problémov ktoré by trebalo riešiť.

Musíte sa zaregistrovať, aby ste mohli vidieť obrázky


Integráč LM723 v originálnej schéme má pinout kovového púzdra, ktoré síce viem kúpiť ale stojí horibilné peniaze. Schému som chcel mať rovnakú ako originálnu ale integrovaný obvod 723 v Eagle vyzerá trocha inak. Bol som nútený si nakresliť súčiastku aby som mohol 1:1 skopírovať schému. (áno na originály som to prepísal aby sedeli vývody s PDIP púzdrom)

Musíte sa zaregistrovať, aby ste mohli vidieť obrázky

a toto je výsledok..
(Hodnoty nemám napísané lebo som časovo nestíhal ale sú rovnaké s originálom)

Zdroj je v podstate jednoduchý a blbuvzdorný.


Úprava hodnôt súčiastok na dosiahnutie žiadaných parametrov a limitácie zapojenia:
Aby sme si mohli vybrať napätie a prúd musíme si upraviť pár hodnôt.
Prúd:
Vieme že originálny zdroj je určený do 1A a tiež vieme že bočník je celkovo 1R1. Jednoduchou matematikou (1.1÷1=1,1V) sme zistili že pri nominálnom prúde 1A je na bočníkoch napätie 1.1V. Z tohoto máme konštantu 1,1V pri max prúde. Ak sa riadime týmto tak ľahko zistíme odpor nášho nového bočníka ktorý nám umožní rozšíriť nominálny max prúd na 3A. Už vieme dve veci : prúd a napätie. Zasa len ľahkou matematikou (R=U÷I = 1.1÷3 = 0.366) že hodnota R10 a R11 dokopy bude 0.366 ohmu. Vynásobíme náš výsledok dvoma a mám výsledok pre jeden odpor : 0.72. Najbližšia hodnota je 0,68R a ked ich dáme do paralelu dve tak dostaneme 0.34R. Alternatívne môžeme použiť jeden 0.36R rezistor od strejdu ebay. Celkový úbytok výkonu na bočníkoch bude 3,3W
Napätie:
Tu máme dve možnosti a to sú : jednoduchšie a zložitejšie riešenie. Zložitejšie riešenie by pozostávalo z úpravy rezistorov R14,15,16,17 aby sme dostali žiadaný výstup, alebo pokusom aká hodnota potenciometra nás dostane najbližšie. Ja som zvolil jednoduchú metódu a zistil som že 20K potenciometer je ideálny ak R13 upravíme na 1K ohm oproti 470R. To nám dá väčší rozsah nastavenia maximálneho napätia = viac priestoru na chybu.

Toto bolo v podstate všetko čo bolo nutné vykonať aby sme si upravili zdroj na naše potreby. Zdá sa že takto by sme túto schému mohli rozširovať do nekonečna ale to tak nieje. Ak ste trocha znalejší tak si určite všimnete že invertujúci a neinvertujúci vstup operačného zosilňovača napravo sú pripojené o výstupné napätie. Datasheet popisuje "Differential input voltage" čo znamená maximálny rozsah napätia na vstupe v diferenciálnom zapojení a tá hodnota je +-30V (60V, ak oba vstupy sú na rovnakej napäťovej hladine). Toto nás obmedzuje a sú operačné zosilňovače ktoré tolerujú vyššie napätia, mnoho krát cenovo absolútne nerentabilné a pritom existuje aj rozumnejšie riešenie ale pre jednoduchosť toto zapojenie bude určené len do max 30V.

Napájanie:
Pre napájanie som sa rozhodol kúpiť lacné spínané zdroje od strejdu ebay. Pre výkonový obvod 36V 5A zdroj a pre pomocný obvod je 12V 1A zdroj. Je možné použiť aj zdroj striedavého napätie. Kedy sa osadí usmerňovače a filtračné kondenzátory C9 a C7

Výber výkonového tranzistora:
Výkonový tranzistor som vyberal tiež s trochou matematiky. Keďže vieme že zdroj bude 36V a maximálny prúd bude 3A, ak berieme do úvahy najhorší možný scenár (skrat alebo záťaž na veľmi nízke napätie ako napríklad žhavenie elektróniek) tak môžeme vypočítať maximálny stratový výkon. Jednoducho VxI=P = 36x3=108W. Musíme buď použiť dva tranzistory alebo použiť jeden veľký. Stará KD606tka je schopná maximálneho stratového výkonu 75W pri teplote 25C takže nám tu už moc na pomoc nebude, pokiaľ ich nepoužijeme dva a nerozdelíme prúdy. Jednou z možností je napríklad použiť jeden z najznámejších (a najviac falšovaných) tranzistorov a to je 2N3055. Podla datasheetu max power dissipation (stratový výkon) je 115W. Trocha tesné na môj vkus ale šlo by to. Treba očakávať aj to že sa chladič ohreje na minimálne 60C kde teplota tranzistora degraduje jeho schopnosť premeny elektrického výkonu na tepelný a podla datasheetu od ONSEMI degraduje až na 80W pri danej teplote. Takže dlhodobou záťažou by sme tranzistor odpálili aj keď to nieje podmienkou ale nieje to správne dimenzované. Rozumnejším ale stále retro riešením by boli KD502/KD503. Tie sú schopné až 150W. Podľa datasheetu maximálny stratový výkon degraduje na 65W pri teplote 100C ale nieje žiadny graf o tomto takže neviem povedať či to vydrží alebo nie. Ak odhadujeme maximálne ohriatie chladiča 60C tak by to mal zmáknuť bez problémov. Ja som tento problém vyriešil tak že som kúpil drahý tranzistor úplne predimenzovaný na účel aký bude použitý. To je 2N5886 od výrobcu ONSEMI pri ktorom stratový výkon padne na 100W až pri teplote 105C. Takže ideálne. Oproti KD503jke má výhodu aj v tom že ponúka vyššie zosilnenie takže bude o niečo ľahší na pomocný obvod. Je možné použiť aj tranzistory v inom púzdre ako TO3 a pripevniť ich o chladiče iných monštruóznych rozmerov, pri čom by malo stačiť pasívne chladenie a nebude potreba aktívneho chladenia, čo je neskutočná výhoda lebo komerčné zdroje takéhoto výkonu majú aktívne chladenie a ten u nás v škole neskutočne lezie na nervy :D. V každom prípade nech už použijeme akýkoľvek tranzistor, bude si to žiadať adekvátne chladenie

Návrh dosky:
Po tejto malej filozofií som nabehol do najbližšieho obchodu na elektronické drogy a nakúpil som súčiastky, potom som začal navrhovať dosku. Súčiastky v eagle som vyberal podla rozmerov skutočných súčiastok a už to len dať dokopy. Po mesiaci ponocovaniach do tretej rána som dospel k doske celkom dobrej

Musíte sa zaregistrovať, aby ste mohli vidieť obrázky
.
Červeným je vrstva TOP : teda prepojky a modrou bottom (spodok). Priestor DPS som sa snažil využiť čo najlepšie aby som skonštruoval tento zdroj do čo najmenšieho priestoru. Jeden detail, že mostík pre pomocný obvod nemusí byť taký obrovský, iba v tom čase som nemal tie malé mostíky.

Prototyp:
Bohužiaľ z tejto fáze nemám žiadnu foto dokumentáciu ale postup bol jednoduchý: pomocou UV metódy vyrobiť dosku, osadiť a odskúšať. Osadenie trvalo priemerný čas, asi hodinu cínovanie aj vodičov atď. Oživoval som to v škole na dvoj kanálovom laboratórnom zdroji kde som pre pomocný obvod nastavil 12V s prúdovým obmedzením 200mA a pre výkonový obvod 30V 500mA. Po rýchlej skúške funkčnosti som si uvedomil že výkonový tranzistor som omylom obrátil C a E a túto chybu ešte raz zopakujem na doske z výroby. Nič kritické vymením vodiče a zdroj perfektne funguje.

Osadenie do prevádzky a záťažové skúšky:
Po rýchlej skúške som dal zdroj do prevádzky na spomínané spínané napájacie zdroje. Ako prvá skúška bola skrat na výstupe pri max prúde. Zdroj obstál a výkonový tranzistor sa ohrial na 53C (Použil som relatívne veľký kus hliníkového chladiča s teplovodivou pastou pre procesory v PC). Neskôr som sa zdrojom hral asi mesiac, skúšal som mnohé odvody aj záťaže a zdroj bol stabilný, precízny a šum bol zanedbateľný.

Dosky z výroby od strejdu "Ho":
Keďže som chcel dodať rovnako profesionálny vzhľad ako je jeho určenie, rozhodol som sa pre objednanie dosiek od výrobcu z Číny. Tieto dosky sú zo skutočného materiálnu FR4 s prekovaním dier, potlačou, a ultra brutálnym vzhľadom matnej čiernej. Navyše som dostal rovnakú cenu za jednostrannú dosku ako objostrannú takže tie hnusné prepojky nekazia profesionálny vzhľad dosky a sú schované pod cínovou maskou dosky :)
Tu už fakt nemám čo dodať pretože zdroj netreba oživovať pretože zapojenie je už overené, odskúšané. Už ho len zakomponovať do krabice a používať. Spôsob merania elektrických veličín je opísaný v prvom príspevku.

Zlepšenia a úpravy:
Meranie zenerových napätí. Tento problém popisuje aj autor tohoto blogu
Ak chceme merať zenerové napätia s pôvodným zdrojom tak kondenzátor C16 (na pôvodnej schéme) nám spoľahlivo spraví zo zenerovej diódy prepojku ak sme zdroj nastavili na 30V výstup. Riešením je tento kondenzátor neosadiť. Použiť len toľko kapacity na výstupe koľko je potrebné na stabilizovanie regulácie.

Detailnú schému aj foto dokumentáciu osadenej dosky sem priložím akonáhle ju skompletizujem a aj ostatné papierovačky. Na otázky rád odpovedám :). Nehryziem a rád poradím / pomôžem.
 

rakato11

Člen
Registrovaný člen
Člen od
17 Jan 2020
Príspevkov
194
Reakčné skóre
257
Bodov
58
Umiestnenie
Čierne pri Čadci
Paragraf (§)
Amatér bez elektrotechnického vzdelania

Adam Varga

Aktívny člen
Registrovaný člen
Člen od
19 Jan 2020
Príspevkov
207
Reakčné skóre
269
Bodov
58
Umiestnenie
Slovensko, Nitra, Nové Zámky
Paragraf (§)
§21 (SK) / §5 (CZ)
Oproti púzdra TO100 DIL púzdro kúpim za 60 centov narozdiel od tých 3 eur. Okrem toho nechcem použiť staré súčiastky (aj keď nikdy nepoužité). Ak by som mal kúpiť LM723 (nie MH) v púzdre TO100 tak by som platil za kus zhruba 10eur čo je nenormálna cena novo-výroby od TI (Texas Instruments).

Ako vravím - kovové púzdro určite vzbudzuje Retro vzhľad vojenskej elektroniky 80tich 90tich rokov, mohol som použiť priamu náhradu za tranzistory v originálnom púzdre, ale je to neekonomické riešenie. Okrem toho PDIP osadím do pätice aby aj v prípade náhody sa dalo vymeniť. Neviem ako by som osadil TO100 do akej pätice. Určite existujú ale predpokladám že je to zasa len neekonomické riešenie a nepraktické keď je aj lacnejšie riešenie. Z hľadiska opráv PDIP to vyhral.
 

rakato11

Člen
Registrovaný člen
Člen od
17 Jan 2020
Príspevkov
194
Reakčné skóre
257
Bodov
58
Umiestnenie
Čierne pri Čadci
Paragraf (§)
Amatér bez elektrotechnického vzdelania
Já naopak rád používám staré součástky neboť mám k ním důvěru. Kolikrát se mi i mému kamarádovi stal případ že jsme v klasické CRT televizi vyměnili nově zakoupený tranzistor v koncovém řádkovém rozkladu, ten po chvilce provozu děsně hřál až nakonec odešel do křemíkového nebe. Hledali jsme závadu která by mohla způsobovat jeho přehřívání a následnou destrukci až jsem se naštval a pohledal ve vyhozených šaskách tento tranzistor, osadil a ejhle, vše fungovalo jako mělo.

Jinak jsem také stavěl napájecí zdroj a byl tam také osazený vzpomínaný IO MAA723 v DIL pouzdru. Já jsem použil MAA723H v pouzdru TO-100 , jeho nožičky jsem pěkně vyformoval aby se mi krásně daly zasunout do DIL patice a bylo to, zdroj krásně fungoval i takto.
Jinak máš pravdu, ta cena te patice pro TO-100 je poměrně vysoká .
 

Adam Varga

Aktívny člen
Registrovaný člen
Člen od
19 Jan 2020
Príspevkov
207
Reakčné skóre
269
Bodov
58
Umiestnenie
Slovensko, Nitra, Nové Zámky
Paragraf (§)
§21 (SK) / §5 (CZ)
Ja zas mám trocha iné skúsenosti.. možno to je len proste náhoda a tak..ale pokiaľ sa k súčiastky dostaneme spoľahlivou metódou to sú : Farnell TME GME Mouser alebo priamo od výrobcu, tak ne riskujeme kúpu falošných súčiastok ako od strejdu EBAY...
 

Adam Varga

Aktívny člen
Registrovaný člen
Člen od
19 Jan 2020
Príspevkov
207
Reakčné skóre
269
Bodov
58
Umiestnenie
Slovensko, Nitra, Nové Zámky
Paragraf (§)
§21 (SK) / §5 (CZ)
Musíte sa zaregistrovať, aby ste mohli vidieť obrázky

Trocha som prekopal PC na foto z prototypu a dačo som aj našiel ale nie moc.
Musíte sa zaregistrovať, aby ste mohli vidieť obrázky

Musíte sa zaregistrovať, aby ste mohli vidieť obrázky

Musíte sa zaregistrovať, aby ste mohli vidieť obrázky
Musíte sa zaregistrovať, aby ste mohli vidieť obrázky

posledné foto je už demontovaný a vyradený zdroj dolu a navrchu je môj ďalší výtvor ktorý už bol v tom čase taktiež vyradený
 

Elektro Lab

Administrátor
Vedenie
Správa systému
Moderátor
Člen od
13 Dec 2019
Príspevkov
1,813
Reakčné skóre
1,445
Bodov
220
Umiestnenie
Trnava
Takže je schopný pracovať s napájaním z pulzného zdroja?
 

Adam Varga

Aktívny člen
Registrovaný člen
Člen od
19 Jan 2020
Príspevkov
207
Reakčné skóre
269
Bodov
58
Umiestnenie
Slovensko, Nitra, Nové Zámky
Paragraf (§)
§21 (SK) / §5 (CZ)
Takže je schopný pracovať s napájaním z pulzného zdroja?
Použitím zdrojov ako

A hociakého kostričkového zdroja 12V 1A môže tento zdroj fungovať dokonale.

Menší problém sa vyskytuje pri vysokofrekvenčnom šume na vstupe (napájaní) ale CLC filter to vyrieši lahko
 

Elektro Lab

Administrátor
Vedenie
Správa systému
Moderátor
Člen od
13 Dec 2019
Príspevkov
1,813
Reakčné skóre
1,445
Bodov
220
Umiestnenie
Trnava
Presne tento 36V/5A mám "odložený" v zásobe :D Fajnová vec, hlavne čo sa týka náhrady za ťažké trafo. Takže "stavebnica" by potešila :D
 

Adam Varga

Aktívny člen
Registrovaný člen
Člen od
19 Jan 2020
Príspevkov
207
Reakčné skóre
269
Bodov
58
Umiestnenie
Slovensko, Nitra, Nové Zámky
Paragraf (§)
§21 (SK) / §5 (CZ)
Výborne :D . Niečo zbúcham cenovo a uvidí sa. Ale pozor taktiež treba 12V 1A zdroječek. Na pomocné obvody. Ak by si chcel viem ešte upraviť max prúd zdroja aby ani tie zvyšné 2 ampére neboli nazvyš :D. A potom si zaobstaraj nejaký riadny kus chladiča na tích 180W tepla pri nízkych napätiach xD
 

Adam Varga

Aktívny člen
Registrovaný člen
Člen od
19 Jan 2020
Príspevkov
207
Reakčné skóre
269
Bodov
58
Umiestnenie
Slovensko, Nitra, Nové Zámky
Paragraf (§)
§21 (SK) / §5 (CZ)
Tak po dlhom čase sa zas vytvára nejaký obraz v tej mojej dielni...tento krát virtuálnej.

Nedalo mi to a chcel som zistiť aký je limit tohoto zdroja vlastne. Absolútne žiadny. Prúd bude taký aký koncový člen si zložíme (barz aj 100A s darlingtonmi) a výstupné napätie tiež nieje obmedzené. Proste infíníto.

Prečo:
ako som hore spomínal myslel som si že 741 bude diferenciálne z výstupného napätia. Teraz už ale vidím podstatne dalej do konštrukcie tohoto zdroja. Keďže bočník je v podstate na jednej strane uzemnený takže nech sa deje čokoľvek tak 741 nikdy neuvidí absolútne žiadny offset alebo iné DC napätie okrem toho čo je na bočníku.

Napätie je tiež neobmedzené
Na stabilizovanie obvodu čiže na dosiahnutie stavu ekvilibriumu cez potenciometer V bude furt tiecť 2mA. 741 je absolútne jedno či je na tom poťáku 30V alebo 1000V (toto sa neskôr stane problémom ale postupne)
Ovládanie koncového tranzistora je tiež riešené tak že napätie vôbec neovplivnuje spôsob riadenia alebo iné problémy. Čiže aj tomu je jedno či je na tranzistore 30V alebo 1000V.

Jediný konštrukčný problém je:
V potenciometer uvidí skutočné napätie vždy. To znamená že až chcem na výstupe 30V tak na potenciometri bude 30V a keďže ekvilibrium(stabilný stav) si žiada cez neho 2mA tak sa to veľmy ríchlo stane problémom. Povedzme že chceme 100V zdroj. 2mA 100V 50kΩ a stratový výkon na potenciomtri je zrazu 204mW. Okrem toho nie hociaký potenciometer zmákne 100V čo je teda hlavný problém. Drôtové viacotáčkové odpory sú schopné uniesť aj vyššie napätie ak je potreba, ale potom prichádza daľší problém. Povedzme že chceme 500V lineárny zdroj na 150mA. 0-500V výstup. Bude sa jednať o 250kΩ potenciometer. V tíchto hodnotách už viacotáčkove drôtové potenciometre neexistujú a nielen to ale ja by som nemal "gule" priviesť na potenciometer 500V. Znie to celkom dobrý plán na šokovátko pre neznalích (500V 150mA no ďakujem pekne). Okrem toho aj keby našli potenciometer ktorý by bol vhodný na operáciu pri 500VDC tak by nastal ďalší problém a to stratový výkon na poťáku. 250kΩ 500V 2mA 1W!!!!! Nikde som nevidel 1W 250k potenciometre. To by sa aj dalo obísť použitím povedzme 1M potenciometra a dať k nemu do paralelu niekoľko rezistorov aby sme dosiahli hodnotu 250k a potom sme úspešne rozdelili najviac výkonu do prídavných rezistorov. Ale stále je tam to že nieje bezpečnosť čo sa týka izolačnej pevnosti.

Ja ten zdroj (500VDC 150mA) chcem spraviť hlavne pre elektronkové veci ktoré mám. Ano bol by to lineárny zdroj ano bolo by to neúčinné ale fungovali by to a bol by to asi najlepší analógový zdroj s takým rozsahom napätia....potom už len trafo zohnať na to vysoké napätie a tranzistory. Ja by som riešil ale len s nejakým 250V rozsahom (250-500V) lebo od nuly to fakt nemá význam pri takomto riešiť. Radšej spraviť viacvýstupový aby som mal aj iné hodnoty (viackanálový zdroj jeden do 250V druhý od 250 po 500V). už len nájsť vhodný kremík a vhodnejšiu podložku medzi chladič lebo 500V si s klasickou sľudou hravo prerazí. Ale existujú aj keramické podložky pre TO3 (za cenu tepelnej vodivosti kerámie) a aj kremík v TO3 existuje na 1kV

Musíte sa zaregistrovať, aby ste mohli vidieť obrázky


vysvietený mám ten potenciometer ktorý uvidí plné napätie výstupu.

Tak už či ste si všetko prečítali alebo nie: toto je písané takou rečou ktorej možno pochopím iba ja ale ak by nastali otázky ja som tu furt napriek tomu že vlákno je staršie ako 300 dní.

Tímto ma napadlo oddeliť pomocné obvody od výkonového úplne (ako separé doska) a tím sú možnosti nekonečné. Ano pôvodný konštruktéri to mohli spraviť tak že by boli DC napätia všade na operákoch atď, ale boli to proste géniovia a navrhli multifunkč nezničiteľný s nekonečnou variabilitou. Škoda že v tej dobe nebolo lepšieho kremíka a lepšej výrobnej technológie. Bohvie čoho by boli schopný. BK127 je starý už aspoň 50 rokov. Keby dnešný inžinieri sa pozreli na veci navrhnuté v dobe bez počítačov, boli bi lepšími inžiniermi. A nikto by ich nechcel lebo by sa veci nekazili :D
 

Adam Varga

Aktívny člen
Registrovaný člen
Člen od
19 Jan 2020
Príspevkov
207
Reakčné skóre
269
Bodov
58
Umiestnenie
Slovensko, Nitra, Nové Zámky
Paragraf (§)
§21 (SK) / §5 (CZ)
Mimochdom hanbím sa za ten obrázok, nieje to dokonalá reprezentácia skutočného bovodu 723 ale je to "close enough" aby som videl funkčný princíp.
 

miroslav.pivovarsky

Člen
Registrovaný člen
Člen od
28 Sep 2020
Príspevkov
34
Reakčné skóre
43
Bodov
23
Umiestnenie
Zilina
Paragraf (§)
Programátor
Velmi zaujimava konstrukcia. Trosku mi vadi to idealne kolisanie prudu +-20-30mA. To je celkom dost. No paci sa mi myslienka, spravit z tohto zdroja regulovatelne zdroj pre napajanie elektroniek.

Tak pomimo, planujem postavit elektroniku, ktora bude akymsi digitalnym rozsirenim analogovych zdrojov (primarne pretie cinske lacne zdroje od 0-30V). Bude obsahovat
- LCD
- MCU
- 2x enkoder
- 2x digitalny potenciometer
- meranie odoberaneho prudu
- par blbosti naviac...

Tato elektronika by v principe vedela z digitalneho nastavenia enkodera nastavit digitalny potenciometer. Cize nastavit prud a napetie na analogovom zdroji. A k tomu, by este merala vystupne napetie, a aktualne odoberany prud. A tu ma napada jedna vec. AK by sa spojila moja elektronika s vasim zdrojom, tak ja by som napriklad dokazal doprogramovat funkcionalitu, kde nastavite maximalny vystupny prud, moj prudovy senzor by to zmeral, a ak by zacal odoberany prud presahovat nastavenu hodnotu, elektronika by to automaticky vedela korigovat zmenou prudoveho digitalneho potenciometra. Cize v principe by sa mala odstranit chyba nepresnosti zdroja pri zohrievani "SHUNT" rezistora.
 

Adam Varga

Aktívny člen
Registrovaný člen
Člen od
19 Jan 2020
Príspevkov
207
Reakčné skóre
269
Bodov
58
Umiestnenie
Slovensko, Nitra, Nové Zámky
Paragraf (§)
§21 (SK) / §5 (CZ)
Velmi zaujimava konstrukcia. Trosku mi vadi to idealne kolisanie prudu +-20-30mA. To je celkom dost. No paci sa mi myslienka, spravit z tohto zdroja regulovatelne zdroj pre napajanie elektroniek.

Tak pomimo, planujem postavit elektroniku, ktora bude akymsi digitalnym rozsirenim analogovych zdrojov (primarne pretie cinske lacne zdroje od 0-30V). Bude obsahovat
- LCD
- MCU
- 2x enkoder
- 2x digitalny potenciometer
- meranie odoberaneho prudu
- par blbosti naviac...

Tato elektronika by v principe vedela z digitalneho nastavenia enkodera nastavit digitalny potenciometer. Cize nastavit prud a napetie na analogovom zdroji. A k tomu, by este merala vystupne napetie, a aktualne odoberany prud. A tu ma napada jedna vec. AK by sa spojila moja elektronika s vasim zdrojom, tak ja by som napriklad dokazal doprogramovat funkcionalitu, kde nastavite maximalny vystupny prud, moj prudovy senzor by to zmeral, a ak by zacal odoberany prud presahovat nastavenu hodnotu, elektronika by to automaticky vedela korigovat zmenou prudoveho digitalneho potenciometra. Cize v principe by sa mala odstranit chyba nepresnosti zdroja pri zohrievani "SHUNT" rezistora.
ten rezistor sa môže vymeniť aj za podstatne stabilnejší špeciálny nízkodoporový shunt. Všetko je len o zmeny hodnôt v obvode 741dnotky. Okrem toho by bolo načase použiť nejaký OPA a znížiť kapacity kompenzácií a tak. Celkovo je účinok nadprúdovej ochrany trocha pomalý. Čiže nieje to nič moc super praktika nechať zdroj na 20V a mať nadprúd na nule lebo pri štarte sa napätová regulácia prebudí takmer okamžite kým prúdová chvíľku trvá až sa preberie. Je možné aby sa o nadprúdovú reguláciu mohol úplne starať digitálny obvod ale ja mám obavy zo strany rozlíšenia výstupu a aj zo strany rýchlosti odpovede (čas medzi nasnímaním nadprúdu a aplikovaním ochrany) a takto vlastne prúd môžete priamo nastavovať softvérom. Pre obmedzenie prúdu musí pin 2 LM723 (CL) presiahnuť hodnotu Vref v tejto schéme čo je približne 7V

25.11. 2021 Edit Pravopis
 
Naposledy upravené:

miroslav.pivovarsky

Člen
Registrovaný člen
Člen od
28 Sep 2020
Príspevkov
34
Reakčné skóre
43
Bodov
23
Umiestnenie
Zilina
Paragraf (§)
Programátor
ten rezistor sa môže vymeniť aj za podstatne stabilnejší špeciálny nízkodoporový shunt. Všetko je len o zmeny hodnôt v obvode 741dnotky. Okrem toho by bolo načase použiť nejaký OPA a znížiť kapacity kompenzácií a tak. Celkovo je účinok nadprúdovej ochrany trocha pomalý. Čiže nieje to nekao super praktika nechať zdroj na 20V a mať nadprúd na nule lebo pri štarte sa napätová regulácia prebudí takmer okamžite kím prúdová chvilku trvá až sa preberie. Je možné aby sa o nadprúdovú reguláciu mohol úplne starať digitálny obvod ale ja mám obavy zo strany rozlíšenia výstupu a aj zo strany rýchlosti odpovede (čas medzi nasnímaním nadprúdu a aplikovaním ochrany) a takto vlastne prúd môžete priamo nastavovať softvérom. Pre obmedzenie prúdu musí pin 2 LM723 (CL) presiahnuť hodnotu Vref v tejto schéme čo je približne 7V
Ano ano, to by islo. Ta elektronika bude mat v principe neobmedzene moznosti. Na vystupe mojej elektroniky bude RELE (alebo mosfet), ktore sa bude dat manualne zapinat/vypinat. Vdaka tomu viete vypnut/zapnut vystup zdroja. Cize to sa da zaimplementovat do neakej ochrany. Sucasne tam planujem casom spravit uzivatelske rozhranie, pre ovladanie z PC alebo cez bluetooth. Pre galvanicke oddelenie sa mi viac paci bluetooh, ale viem galvanicky oddelit aj USB rozhranie. Tato funkcionalita sa da spravit modularna. Co sa tyka rychlosti odozvy, v mojom rieseni sa rozpravame o ms. Neviem vam 100% aktualne zarucit rychlost odozvy, ale ratam to do desiatok ms.

Rozlisenie. Aktualne mam objednane 10K, 8bit digitalne potenciomentre. Tie idem vyskusat ako sa budu spravat, a ake to bude cele stabilne. Pri rozliseni 8bit na 10kohm, mate citlivost cca 39ohm. To si myslim ze je celkom slusne. Musim skusit klasicky potenciometer, ake rozlisenie viem dosiahnut rukou pri 10kohm. Pravdaze robia sa aj 50Kohm a 100Kohm digitalne potenciometre, no rozlisenie je stale 8bitov. Tento prevodnik ma vyhodu cenu. Hybeme za v cene cca 2eur za dvoj kanal.

Potom jestvuju 10bit prevodniky, kde na 10Kohm mate rozlisenie cca 9ohm. To je uz uplne super citlivost na 10Kohm, no cena tomu zodpoveda. Hybe sa uz okolo 4-6eur za dvoj kanalovy kus.
 

Adam Varga

Aktívny člen
Registrovaný člen
Člen od
19 Jan 2020
Príspevkov
207
Reakčné skóre
269
Bodov
58
Umiestnenie
Slovensko, Nitra, Nové Zámky
Paragraf (§)
§21 (SK) / §5 (CZ)
Ano ano, to by islo. Ta elektronika bude mat v principe neobmedzene moznosti. Na vystupe mojej elektroniky bude RELE (alebo mosfet), ktore sa bude dat manualne zapinat/vypinat. Vdaka tomu viete vypnut/zapnut vystup zdroja. Cize to sa da zaimplementovat do neakej ochrany. Sucasne tam planujem casom spravit uzivatelske rozhranie, pre ovladanie z PC alebo cez bluetooth. Pre galvanicke oddelenie sa mi viac paci bluetooh, ale viem galvanicky oddelit aj USB rozhranie. Tato funkcionalita sa da spravit modularna. Co sa tyka rychlosti odozvy, v mojom rieseni sa rozpravame o ms. Neviem vam 100% aktualne zarucit rychlost odozvy, ale ratam to do desiatok ms.

Rozlisenie. Aktualne mam objednane 10K, 8bit digitalne potenciomentre. Tie idem vyskusat ako sa budu spravat, a ake to bude cele stabilne. Pri rozliseni 8bit na 10kohm, mate citlivost cca 39ohm. To si myslim ze je celkom slusne. Musim skusit klasicky potenciometer, ake rozlisenie viem dosiahnut rukou pri 10kohm. Pravdaze robia sa aj 50Kohm a 100Kohm digitalne potenciometre, no rozlisenie je stale 8bitov. Tento prevodnik ma vyhodu cenu. Hybeme za v cene cca 2eur za dvoj kanal.

Potom jestvuju 10bit prevodniky, kde na 10Kohm mate rozlisenie cca 9ohm. To je uz uplne super citlivost na 10Kohm, no cena tomu zodpoveda. Hybe sa uz okolo 4-6eur za dvoj kanalovy kus.
myslím si že čo sa týka rozlíšenia to nebude problém. problém nastáva tu: na potenciometri napätia (v schéme hore je zakreslený ako Vpot) sa pri maximálnom napätí na výstupe (30V) bude na potenciometri 30 plných V. Teda či to ten digitálny potenciometer vydrží. Vo veci je to že cez V pot bude neustále tiecť 2mA a pri 30V to môže byť problém pre ten integač keď je to častokrát do 5V alebo tak.
 

Adam Varga

Aktívny člen
Registrovaný člen
Člen od
19 Jan 2020
Príspevkov
207
Reakčné skóre
269
Bodov
58
Umiestnenie
Slovensko, Nitra, Nové Zámky
Paragraf (§)
§21 (SK) / §5 (CZ)
PS čo sa týka výstupnej ochrany: ja by som bol za relé ale použil by som ho nie na deaktiváciu výstupu. Vstup by som aktivoval a deaktivoval prerušením regulácie alebo prerušením riadenia koncáku. Relé by tam bolo len ako bezpečnostná funkcia že by pri skrate alebo napätí podstatne mimo tolerancie v programe by relé odoplo a v podstate by mohla byť aj taká diagnostika pri štarte prebehne mikrokontrolér napätia a ak uvidí niečo čo nieje v súlade (povedzme že test bude prebiehať tak že si sám nastaví 5V výstup: skontroluje ho či je 5V ak by bolo povedzme po koncáku že by tam bolo full napätie tak by signalizovalo poruchu a vôbec by sa relé nezoplo na výstupe.
 
Naposledy upravené:

miroslav.pivovarsky

Člen
Registrovaný člen
Člen od
28 Sep 2020
Príspevkov
34
Reakčné skóre
43
Bodov
23
Umiestnenie
Zilina
Paragraf (§)
Programátor
myslím si že čo sa týka rozlíšenia to nebude problém. problém nastáva tu: na potenciometri napätia (v schéme hore je zakreslený ako Vpot) sa pri maximálnom napätí na výstupe (30V) bude na potenciometri 30 plných V. Teda či to ten digitálny potenciometer vydrží. Vo veci je to že cez V pot bude neustále tiecť 2mA a pri 30V to môže byť problém pre ten integač keď je to častokrát do 5V alebo tak.
Na toto vam zatial odpoved dat neviem. Od precitania vasho prispevku, kde spominate 2mA som presiel datasheet k cipu niekolko krat. Bohuzial, sa nikde nepise maximalny vykon ktory znesie, a maximalne napetie ktore znesie. Vyrobca sa tvari, ze napajanie potrebuje 5V, a potenciometer vraj nema napetove obmedzenie. Teoreticky s tym suhlasim. V cistej teorii, je to odporova siet, ktora sa pomocou mosfetov zapina a vypina. Cize, kriticke bude obmedzenie vo vnutornom zapojeni mosfetov. Musim si este prejst vsetky grafy, ci z nich nieco nevycitam.

Prakticky, by mi uz mohli potenciometre prist. Ak pridu, mozem otestovat, ako sa digitalny potenciometer zahreje pri roznych prudoch/napetiach. Mam labolatorny zdroj do 50V/3A, takze aktualne to viem otestovat do rozsahu 50V. No skor sa obavam prudoveho obmedzenia ako napetoveho. Stale plati, otestujem, uvidime :). Najvecsim problemom budu nizke hodnoty odporov, ale to uvidime. Jeden kus obetujem pre zistenie limitov :)

Mate zaujimavy napad s ochrannym vypinanim/zapinanim RELE. To nebude problem implementovat. Mne sa tiez viac paci RELE ako mosfet. Planoval som primarne dat k RELE tlacidlo, a po stlaceni tlacidla by MCU vypol/zapol RELE. Cize by si uzivatel vedel sam vypnut a zapnut. A po zapnuti napajania by bolo RELE defaultne vypnute (bezpecny stav). Ale je to pekna myslienka takejto bezpecnostnej ochrany pri kontrole napetia, a velmi lahko naprogramovatelna.
 
ElektroLab.eu

Reklama

Paul's Electronics

Podporte nás

Vyhľadaj komponenty

Nové príspevky

Reklamný blok

Hľadáte lacný multimeter?
Top