Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Zasilacz regulowany 0V-100V (Imax=30mA) ze stabilizacją

marihires 01 Apr 2009 17:52 18857 26
Altium Designer Computer Controls
  • #1
    marihires
    Level 30  
    Witam.
    Potrzebuję wykonać zasilacz stabilizowany w zakresie od 0V do 100V i maksymalnym prądzie 30mA.

    Układ ten mam wykorzystać do pomiaru charakterystyk anodowych lampy ECC84 w tym właśnie zakresie napięć.

    Dlaczego stabilizacja? Ponieważ chcę za pomocą jednego zasilacza wyznaczyć również charakterystyki siatkowe przy stałym napięciu anodowym.

    Dużo przeczytałem na temat zasilaczy i wiem, że ciężko o taki układ zasilacza.

    Stabilizatory scalone odpadają (np LR8 lub LM723 w odpowiedniej konfiguracji).

    Postanowiłem zaprojektować "coś" prostego (wykorzystując dostępne elementy) opierając się o blokowy układ stabilizatora. Układ został symulowany w programie Proteus. Na wyjściu otrzymuję napięcie regulowane stabilizowane (niezależnie od obciążenia) w zakresie od 0,3V do 101V.
    Kwestia wydzielanej mocy 30mA*100V= 3W (radiator się dobierze).
    Oczywiście układ byłby zasilany symetrycznie +5/-5V z zasilacza symetrycznego stabilizowanego stąd też napięcie odniesienia jest z niego.
    Dodatkowo chcę wykonać zabezpieczenie prądowe.

    Układ przedstawia się tak:
    Zasilacz regulowany 0V-100V (Imax=30mA) ze stabilizacją

    Moje pytanie jest następujące:
    Czy to zadziała jak przewiduje symulacja?

    Odsyłanie mnie do podstaw tworzenia zasilaczy mija się z celem gdyż siedzę nad rozwiązaniem tego problemu tydzień szukając gotowych rozwiązań jak i stosy przeczytanych not katalogowych.
    Pozdrawiam.

    Ps: zamiast tranzystora wysokonapięciowego chciałbym zastosować 2SC4242 ?
  • Altium Designer Computer Controls
  • Helpful post
    #2
    -RoMan-
    Level 42  
    Dziwne, że ten układ działa w symulacji - masz dodatnie sprzężenie zamiast ujemnego. Poza tym - zdecydowanie za duże wzmocnienie doprowadzi do niestabilności :(

    Przy okazji - dlaczego odpada LR8 czy TL783? Będą na pewno stabilniejsze...
  • #3
    marihires
    Level 30  
    Ze względu na ich dostępność i cenę (oraz regulacja nie od 0V).
    (mam dużo części elektronicznych oprócz tych stabilizatorów)

    A oto przykład z symulacji:
    Zasilacz regulowany 0V-100V (Imax=30mA) ze stabilizacją

    Może inne pomysły co do budowy takiego zasilacza?
    (dokładność stabilizacji nie musi być duża)
    Pozdrawiam.

    Ps: Budowa dwóch zasilaczy jeden od 0V do Ux oraz od Ux do 100V też mija się z celem.
  • #4
    -RoMan-
    Level 42  
    Regulację od zera załatwia dodatkowe źródło napięcia odniesienia -1.25V - byle LM337L to załatwia. Dostępność? Mam w szufladzie zarówno TL783 jak i LR8 bodaj w dwóch wersjach.

    TL783C jest dostępny w TME w cenie 5.49 PLN netto przy zakupie 1 sztuki. Skoro jest dostępny w TME to i lepsze sklepy elektroniczne mogą go z TME ściągnąć przy okazji innych zakupów.
  • #5
    marihires
    Level 30  
    Wiem doskonale, że należy korzystać z gotowych rozwiązań współczesnej techniki jednak dawniej nie było takich układów a wszystko projektowało się od podstaw.
    Sam jestem ciekaw zaprojektowania zasilacza regulowanego od 0V do 100 lub więcej woltów z małym prądem.
    Jestem kreatywny i chcę osiągnąć swój cel.
    Zmieniłem sprzężenie. Symulacje inaczej już wychodzą (miałeś rację co do dużych wzmocnień).Postaram się odpowiednio je dobrać.

    Taki układ w symulacji ma się już lepiej:
    Zasilacz regulowany 0V-100V (Imax=30mA) ze stabilizacją
    Prosiłbym o komentarze do mojego układu.
    Zmieniając obciążenie przy maksymalnym napięciu wygląda obiecująco,
    zbliżając się do zwarcia (prąd rośnie) napięcie zasilania maleje.
    Wystarczy dorobić ogranicznik prądowy.
  • #6
    Qwet
    Level 33  
    Skoro dokładność stabilizacji nie musi być duża, zastosuj taki stabilizator:
    Zasilacz regulowany 0V-100V (Imax=30mA) ze stabilizacją

    Przy zasilaniu ze 120V tranzystor możesz dać IRF640, potencjometr R3 o wartości 100k, R1 daj również 100k. Próg ograniczenia prądowego ustala wartość R2 - w twoim przypadku będzie to 22Ω.
  • #7
    janbernat
    Level 38  
    Czytanie jakichkolwiek postów w dniu dzisiejszym przenosi całe ryzyko na czytacza.
    Zwłaszcza na el.
    A zwłaszcza na zasilaniu.
  • Altium Designer Computer Controls
  • #8
    marihires
    Level 30  
    :arrow:Qwet
    Widziałem już ten układ (praktycznie wszystkie z google są mi znane pod nazwą "power supply") jednak nie znalazłem opinii działającego układu.

    W tym temacie proszę o swoje opinie lub własne sztuczki uzyskiwania takich zasilaczy bądź też o modyfikacje do mojego schematu (mile widziane).

    :arrow:janbernat
    Mój układ to nie żart, raczej bardzo potrzebny mi zasilacz :)

    Pozdrawiam.
  • #9
    janbernat
    Level 38  
    Wg. mojej "biblii" tj. U. Tietze, Ch.Schenk jest to na stronie 348 "Układy Półprzewodnikowe" WNT.1976.
    Jak nie masz, to jutro spróbuję podesłać skan.
    (jak namówię swoje dziecko żeby mi pomógł).
  • #10
    marihires
    Level 30  
    :arrow:janbernat
    Nie posiadam tej pozycji w swojej biblioteczce aczkolwiek był bym mile zaskoczony rozwiązaniem takiego zasilacza w tej książce.
    Pozdrawiam.

    Co do układu. Wygląda tak:
    Zasilacz regulowany 0V-100V (Imax=30mA) ze stabilizacją
    Symulacja ładnie wychodzi.
    Postaram się wykonać ten układ.

    W nocie katalogowej LM723CN znalazłem układ do stabilizacji +100V (±10%)
    Niby też po dobraniu R1,P1 i R2 można wykonać zasilacz +4 do +250V.
    Moje pytanie brzmi z regulacją od tego 4V do np 100V? czy tylko w pewnym zakresie (±10%). Czy ktoś spotkał się z takim rozwiązaniem?
    Czy można zasilić 723 z 12V (np 7812,bez diody Zenera) a stabilizować tym napięciem od 4V do 100v?
    (lub od 0V po dodaniu ujemnego napięcia referencyjnego?)
    Wyjęte z noty:

    Zasilacz regulowany 0V-100V (Imax=30mA) ze stabilizacją

    Zasilacz regulowany 0V-100V (Imax=30mA) ze stabilizacją

    Zasilacz regulowany 0V-100V (Imax=30mA) ze stabilizacją

    Pozdrawiam.
  • #12
    marihires
    Level 30  
    :arrow:janbernat
    Ślicznie dziękuje za skan.
    Zapoznam się z tym układem choć już wiele "przestudiowałem".
    Pozdrawiam.

    Ps: nasuwa mi się kolejne pytanie odnośnie tego LM723:
    jak zmodyfikować układ by byłby zasilany z uA7812 a regulacja napięcia wyjściowego od 0V do +100V :?: (napięcie referencyjne ujemne 7905).

    :arrow:-RoMan-
    mógłbym napisać "podeślij te scalaki za odpowiednią sumę PLN i temat zakończony" lecz rzecz w tym, że mam ambitny pomysł a takiego rozwiązania jakie chce osiągnąć nie widziałem w praktyce (spotkałem się jedynie z schematem zasilacza laboratoryjnego do 30V oraz widziałem "od środka" zasilacz laboratoryjny do 60V - siedziało w nim LM324 2xLM741 + jakieś stabilizatory,2 duże trafa i inne elementy/ tranzystory wyjściowe 2N3224)

    Panowie dziwna sprawa ale od nadmiaru wiedzy głupieje.
    Jak zrobić by po przekroczeniu pewnego prądu odciąć napięcie na wyjściu?
    Wzmacniacz różnicowy na boczniku + tranzystor + przekaźnik?

    Może inaczej podejdźmy do sprawy.
    Chcę wykonać dwie rodziny charakterystyk (powiedzmy 2 lamp ECC84 - po dwie triody).
    Pierwsza rodzina charakterystyk - anodowe (wystarczą 3) przy Usiatki 0V,-1V,-2V.
    Regulacja napięcia od 0V do około 120V.
    Nie będę bawił się w mnożarki by nie przekroczyć krzywą mocy (będę miał to na uwadze).
    Zasilacz regulowany 0V-100V (Imax=30mA) ze stabilizacją
    Teraz charakterystyka siatkowa (i dlatego stabilizacja - jeden zasilacz)
    Przy Uanodowym = const (90V,może też dla 80V i 70V) zmieniamy napięcie Usiatki od -8V do 0V (to wiem jak zrobić).
    Zasilacz regulowany 0V-100V (Imax=30mA) ze stabilizacją
    Dlatego chcę wykonać taki właśnie zasilacz.
    (autotransformator odpada.cel->wykorzystać posiadane elementy).

    A może w kierunku LM723 ?
    Widzę że układ blokowy ma się podobnie do mojego układu:
    Zasilacz regulowany 0V-100V (Imax=30mA) ze stabilizacją
    Zasilić go +5V(+Vs)/-5V(-Vs), NonInv z dzielnika Vref-R-Pot-R-masa, InvInp z dzielnika na wyjściu zasilacza, Vc przez rezystor 10k do zasilania 120V,
    Vo do bazy tranzystora wysokonapięciowego, CS i CL z bocznika.
    Da radę tak go podłączyć?

    Sam dochodzę rozwiązania na LM723 tym razem:
    (stabilizacja i regulacja działa, jedynie pozostaje kwestia ogranicznika prądu CL i CS - podłączenie wg noty nie chętnie działa)
    Symulacja okazała się obiecująca:
    Zasilacz regulowany 0V-100V (Imax=30mA) ze stabilizacją
    Jak ugryźć sprawę ograniczenia prądu?
  • #13
    janbernat
    Level 38  
    LM723 nie będzie chodził przy zasilaniu 5V.
    On ma 9.5-40V zasilanie.
    Ograniczenie prądu to jest current limit, current sense i opornik 0.6V/30mA=? w szereg za tranzystorem Q1.
    Według tradycyjnych zasad zasilacz pracujący od 0V musi mieć pomocnicze zasilanie ujemne.
    Ale dałbym sobie coś uciąć(może tylko głowę) że miałem gdzieś schemat zasilacza pracującego od 0V bez pomocniczego napięcia ujemnego na LM324.
    Tylko nie mogę go znaleźć...
    LM723 na pewno może pracować tak, że steruje od 0V.
    Na elektrodzie jest skan schematu zasilacza KB6001.
    Jest to zasilacz 4x0-20V-na 723.
    Ponieważ go mam i jedna sekcja chodzi źle to będę go naprawiał.
    Co oznacza że jak do czegoś dojdę to dam znać.
    Chyba że Ty dojdziesz do czegoś wcześniej.
    PS.
    Napisałeś w pierwszym poście że nie LM723...
    A LM324 może być?
  • #14
    marihires
    Level 30  
    Każda sugestia mile widziana.LM324 może być...odpadają jedynie "stabilizatory scalone 3-nóżkowe".
    Tak prosto się mówi o tym current sense i current limit oraz R=U/I :) jak najbardziej znane mi zabezpieczenie jednakże w symulacji coś nie tak jest.
    (wykonam sam zasilacz bez zabezpieczenia - zajmę się tym potem)
    Czytając notę LM723CN pisze, że wystarczy go zasilić napięciem wyższym niż 3V
    Quote:
    V+ must be connected to a +3 V or greater supply.

    Pozdrawiam.

    Zaznajomiłem się z tym schematem - niestety nie wiem jak go przerobić na wyższe napięcie.Widziałem też schematy na LM324 (z zasilaczy laboratoryjnych ale nie na wysokie napięcia).

    Miałem też pomysł w głowie ale nie wiem czemu z góry odpada.Wyglądałoby to tak:
    Transformator 230/12V :arrow: tyrystor :arrow: (równolegle mostek Graetza na dodatkowe napięcie stałe 12V) transformator 230V/12V z zamienionymi stronami :arrow: mostek Graetza + kondensator :) :arrow: rezystor + dioda w transoptorze (sprzężenie i np tu regulacja napięcia) generator przestrajany napięciem z transoptora i sterowanie bramką tyrystora :?:

    Już wiem czemu to odpada (chociaż moje pomysły są w miarę :D )
    znalazłem coś takiego (powrót do stabilizatorów scalonych)
    Zasilacz regulowany 0V-100V (Imax=30mA) ze stabilizacją
    A co ciekawsze czytając "Sztuka elektroniki - cz2"
    znalazłem coś czego nie znalazłem w internecie lub notach katalogowych:
    Zasilacz regulowany 0V-100V (Imax=30mA) ze stabilizacją
    Bardzo ciekawi mnie ten układ.
  • Helpful post
    #16
    janbernat
    Level 38  
    Dar.El- to już nie jest armata na wróble.
    To coś duuużo więcej.

    Dodano po 36 [minuty]:

    marihires-chodzi o to ze wewnątrz 723 jest źródło napięcia odniesienia 6.2V.
    Ono nie działa przy napięciu mniejszym niż 9.5V.
    Zobacz schemat wewnętrzny 723.
    A na podstawie schematu z książki zbudowałem niedawno
    (ok. 30 lat temu) zasilacz który działał.
    T1, T2, i T3-BF258(9) lub bardziej współczesne odpowiedniki.
    Wzmacniacz operacyjny-może być zabytek 741-ale lepiej coś współczesnego.
    Zasilanie takiego wzmacniacza +-5V to mało-+-9V to minimum.
    Tam gdzie masz źródło napięciowe na wejściu NI wzmacniacza oznacza że masz podczepić do -zasilania
    wzmacniacza przez zenera.
    Powinieneś to obliczyć i zrobić.
    Nie symulować.
    Poczytaj "Dobrego Wojaka Szwejka"-co robili z symulantami.
  • #17
    pukury
    Level 35  
    Witam.
    Da się zrobić na xx723 zasilacz od 0 - 100V .
    Z ciekawości zrobiłem układ próbny i uzyskałem 48 V ( taki mam pod ręką transformator ) .
    Jak znajdę jakiś z większym napięciem to spróbuję .
    Jedyną niedogodnością jest konieczność jeszcze jednego napięcia 15 - 17 V - o minimalnej wydajności .
    Pozdrawiam .
  • #18
    marihires
    Level 30  
    :arrow:pukury
    Mógłbyś przedstawić swój schemat próbnego układu?
    Bardzo ciekawi mnie on.
  • Helpful post
    #19
    pukury
    Level 35  
    Witam.
    Z tym będzie problem - nie mam schematu w wersji nadającej się do wysłania .
    Tylko jakieś obskurne karteczki .
    Mogę chętnie podesłać projekt płytki .
    Z samej płytki można się wyrozumieć .
    Poszukam na dysku - gdzieś miałem skan schematu .
    Pozdrawiam .
  • #20
    marihires
    Level 30  
    Chętnie poproszę :D
    Już kombinuję sporo nad rozwiązaniem z 723.
    Pozdrawiam.

    Dziękuję za schemat.
    Nie jest wcale zły by go umieścić na forum.
    Nasuwa mi się pytanie jak ma się jego stabilność?
    (tu przydałoby się ukazanie schematu na forum).
  • #21
    pukury
    Level 35  
    Witam.
    Jak by go przerysować - to czemu nie ?
    Co do stabilności - to sprawdź .
    Robiłem na tej podstawie kilka zasilaczy i procują bez problemu .
    Zasilanie samego xx723 jest zawsze wyższe niż wyjściowe o te 12V i wszystko działa dobrze .
    Robiłem nawet zasilacz na 50V / 5A .
    Układ jest prosty .
    Poszukam jakiegoś transformatora na 100V i sprawdzę.
    Na zwarcie sprawdzałem i zapala się tylko dioda led .
    Pozdrawiam .
  • #22
    crazy_phisic
    VIP Meritorious for electroda.pl
    :arrow: marihires, zajrzyj do marcowego elektora - T-Reg w wersji na EL84 będzie jak znalazł ;)
  • #23
    marihires
    Level 30  
    Zamieszczam screen z symulacji układu wg.pukury lecz przy napięciu 126V (takie posiadam) - jeżeli będzie sprzeciw od pukury to usunę.
    A tak wygląda układ:
    Zasilacz regulowany 0V-100V (Imax=30mA) ze stabilizacją
    (nie jestem pewien co do zastosowanych tranzystorów ale dziś go złoże na pająku).
    Symulacja działa rewelacyjnie,stabilność dobra,przy zwarciu zapala diodę.
    Zamiast źródła napięcia 12V dam diodę Zenera 12V + Rezystor.
    Pytanie: a gdyby zamiast Vout na diodę dać Vz (wbudowana zenerka) ?
    -sam odpowiem.w symulacji dałem do wyjśćia Vz diodę i rezystor 470Ω i już jeden element mniej.
  • #24
    pukury
    Level 35  
    Witam.
    Może się komuś jeszcze przyda .
    Płytkę można by trochę przeprojektować - to i owo przesunąć.
    Sprawdziłem na innym transformatorze - daje tylko 102 - 103 V ( po mostku - na kondensatorze ) i przy 100V trochę już wariuje .
    Istotna i konieczna jest kompensacji pin 13 do 7 .
    Jak by dać jakiegoś darligtona to i większe prądy spokojnie można brać.
    Właściwie - w rozsądnych granicach do 150V .
    Płytkę mam w " traxie " i mogę poprawić i podesłać na forum - jak sobie ktoś życzy .
    Pozdrawiam .
    Dodająć .
    Z ciekawości zastosowałem jako element wykonawczy IRFP250 i wygląda na to że również działa
  • #25
    janbernat
    Level 38  
    A mnie by jeszcze korciło zastąpienie BC547 wewnętrznym tranzystorem (CL-CS)-ale wtedy LED by przy przeciążeniu nie świecił.
  • #26
    marihires
    Level 30  
    Witam.
    Po wielkich bojach z układem (na płytkach uniwersalnych)
    udało się złożyć zasilacz regulowany od 0 do 140V (działa bez zarzutów - a symulacje okłamują :idea:).
    Zanim pokażę go tu, zaprojektuję PCB w Protelu i wykonam już na gotowej płytce wraz z innymi napięciami regulowanymi, napięciem żarzenia, napięciem ujemnym siatki oraz anodowe od 0 do 140V (możliwe, że "podkręcę" regulację do większych napięć)
    Umieszczam schemat tego zasilacza.
    Zasilacz regulowany 0V-100V (Imax=30mA) ze stabilizacją

    Bardzo chcę Wam podziękować za posty jakie napisaliście a zwłaszcza za natchnienie jakie dał mi schemat pukury'ego.

    Pozdrawiam serdecznie.

    (Tematu nie zamykam, gdyż niebawem pokażę gotowy układ).
  • #27
    marihires
    Level 30  
    Witam serdecznie po dłuższym czasie.

    Ze względu na pytania odnośnie tego zasilacza postaram się przybliżyć co nie co o nim i zaktualizować schematy.Może zanim zabiorę się za pisanie tego eseju napiszę dlaczego nie został on opisany jak to zapowiedziałem. Zasilacz ten miał służyć do stanowiska pomiarowego lamp elektronowych, schemat powstał, układ również oraz samo stanowisko pomiarowe - wszystko już znikło z moich rąk - pozostały tylko stosy projektów.Materiałów jakie się nazbierały jest mnóstwo a że czasu w życiu, jak się ma pracę i narzeczoną :D , jest mało, to ciężko jest skupić się na dokończeniu tematu i wyselekcjonowaniu istotnych informacji/zdjęć itd. także z góry przepraszam osoby zainteresowane za wcześniejsze niedokończenie tematu.To tyle odnośnie wstępu...

    A teraz konkrety czyli jak wygląda schemat.

    (układ można podzielić na dwa bloki)

    1.Zasilacz regulowany stabilizowany:
    Zasilacz regulowany 0V-100V (Imax=30mA) ze stabilizacją
    2.Układ zasilania: +230V oraz +12V:
    Zasilacz regulowany 0V-100V (Imax=30mA) ze stabilizacją

    Jeśli chodzi o projekt schematu i PCB (z Protela) samego zasilacza to ciężko, gdyż na jednej płytce znajdowały się również wyjścia na lampy, dodatkowe układy zasilania, więc sensu zamieszczania tu nie ma, tylko dla "pokazania", że to zostało wykonane zamieszczę zdjęcia na końcu posta.

    Wartości elementów w układzie zasilacza:
    Code:

    R1,R2 Rezystor 200Ω
    R3,R4 Rezystor 3,3kΩ
    R5     Rezystor 1kΩ
    R6     Rezystor 1Ω
    P1,P2 Potencjometr montażowy 1kΩ
    P3     Potencjometr 3-obrotowy precyzyjny 10kΩ / 2W
    C1     Kondensator ceramiczny 100nF
    T1     Tranzystor BU 208A
    U1     Układ scalony LM 723
    D1     Dioda 1n4007


    Opis zasilacza:
    Układ ten pozwala na regulację i stabilizację napięcia w dowolnym zakresie
    napięć a dzięki podniesionej masie układu możliwa jest regulacja od 0V.
    Układ ten wymaga dostarczenia napięć +230V oraz +12V napięcia stabilizowanego. Regulacji zakresu napięć wyjściowych dokonujemy za pomocą potencjometrów P1 i P2. Regulacja napięcia wyjściowego realizowana jest za pomocą potencjometru P3. Kondensator C1 zapewnia kompensację temperatury a rezystory R5,R6 oraz tranzystor wewnątrz układu LM 723 (wejścia CL i CS) tworzą układ zabezpieczenia nad prądowego. Dzielnik rezystancyjny R3 oraz R4 wyznaczają napięcie odniesienia dla wewnętrznego komparatora LM 723 z wbudowanego źródła napięcia VREF. Aby możliwa była regulacja większych napięć niż maksymalne dla układu U1, zastosowano tranzystor końcowy T1 sterowany z wyjścia Vz układu stabilizatora LM 723. Dioda D1 zabezpiecza wyjście układu.
    Ważna informacja :!: Wyjście oznaczone jako Ua musi być połączone z "masą" układu zasilania +12V.

    Co do testów samego zasilacza to aż wstyd się przyznać, że nie wykonałem charakterystyk dla zasilacza ze względu na goniący wtedy czas. Jedynie sprawdziłem jak zachowuje się na obciążenia i jak wygląda stabilność układu oraz płynność regulacji. Czasami mam chęć wykonania go jeszcze raz z dodatkowymi zabezpieczeniami, podwyższonym (regulowanym) prądzie obciążenia na wzór zasilacza warsztatowego.

    Uwagi końcowe.
    Mogę zapewnić, że układ po poskładaniu działał prawidłowo.
    Kalibracja jest prosta za pomocą dwóch potencjometrów.
    Płytkę przydałoby się zaprojektować na nowo. Radzę wykonać zasilacz +230V (lub inny) - taki jak mój na schemacie, czyli z rezystorem rozładowującym i wskaźnikiem obecności napięcia.

    NALEŻY UWAŻAĆ NA NAPIĘCIA PANUJĄCE W UKŁADZIE :!:

    A teraz widok płytki PCB z Protela i wykonanego prototypu:

    Zasilacz regulowany 0V-100V (Imax=30mA) ze stabilizacją

    Zasilacz regulowany 0V-100V (Imax=30mA) ze stabilizacją

    Zasilacz regulowany 0V-100V (Imax=30mA) ze stabilizacją

    Oraz jeśli kogoś interesuje wygląd samego stanowiska pomiarowego:

    Zasilacz regulowany 0V-100V (Imax=30mA) ze stabilizacją

    Jeśli są pytania do mnie lub jeśli ktoś zauważy błędy to proszę śmiało pisać - to nie konstrukcja na konkurs DIY, więc proszę o pozostawienie niesmacznej krytyki.

    Pozdrawiam.