Prosty zasilacz laboratoryjny SN1533

Twój projekt wygląda fajnie ale zawsze jest jakiś szkopuł, tu to tylko "piekarnik", wcześniej z tego co pamiętam mankamenty MOSFETów do tego dochodziły (wybuch przy zwarciu). Myślałeś o rozwinięciu swoich konstrukcji o preregulator Było by to coś nowego (znaczy nie idea) i na pewno przydatnego - w końcu już wiemy na co się przekłada marna sprawność.
Ten projekt jest piecykiem do 250W (o ile rozbuduje się układ rzecz jasna) - gdyby to zmniejszyć chociaż kilka razy na pewno byłby to atrakcyjniejszy układ.

meteor77 wrote:

Ilość mocy traconej zależy od naszej megalomani - im większy prąd i napięcie - tym większa tracona moc!

Tu chyba należy się sprostowanie iż chodzi o napięcie na elemencie regulacyjnym, a nie o napięcie wyjściowe. Im mniejsze napięcie wyjściowe i większy prąd, tym większa moc wydzielana. Im wyższe napięcie wyjściowe, tym moc tracona w elemencie regulacyjnym będzie mniejsza.

Witam!
I tak i nie z tą mocą! Tak bo to prawda, nie, bo nie o to chodzi! Globalnie rzecz biorąc, przykładowo zasilacz na 20A i napięcie 50V będzie w najbardziej niekorzystnej sytuacji (zwarcie na wyjściu, prąd 20A) wytracał na elemencie regulacyjnym około 1200W. Ten sam zasilacz przy ustawionym napięciu 50V i prądzie 1A będzie wytracał około 20W w elemencie regulacyjnym. Nie zmienia to jednak faktu, że potencjalnie najwięcej mocy będzie mogło się wytracać w zasilaczu o potencjalnie największym napięciu i prądzie - decyduje wartość iloczynu tych parametrów z uwzględnieniem niezbędnego zapasu mocy.




Proszę zerknąć na wypunktowane wady tego układu, szczególnie punkt 4.
Nie ma żadnego problemu żeby zastosować transformator z wieloma automatycznie przełączanymi uzwojeniami w zależności od bieżącego napięcia na wyjściu. W ten sposób można moc strat zmniejszyć 16x czyli o ponad 92% (cztery przełączane przekaźnikami uzwojenia o wartościach napięcia zmieniających się z mnożnikiem x2 - czyli np. 2V, 4V, 8V i 16V -kombinacji połączeń jest 16 od 2V do 32V z krokiem co 2V).


Może jednak spróbujmy inaczej: przyjmijmy założenie, że już mamy zasilacz laboratoryjny ale brakuje nam jakiegoś podręcznego, regulowanego zasilacza małej mocy. Na bazie tego schematu SN1533 możemy zbudować zasilacz o prądzie np. 1000mA i napięciu 50V.
Przypominam, że typowa praca zasilacza laboratoryjnego ma charakter doraźny i straty energii w kWh zwykle nie mają miejsca.



Pozdrawiam!
Bartłomiej Okoński

Przecież ten zasilacz nie zadziała przy napięciu wejściowym mniejszym niż 18V ze względu na zasilanie wzmacniaczy operacyjnych tym samym napięciem.

Poza tym, czy owe 18V do zasilania wzmacniaczy operacyjnych nie lepiej wystabilizować przynajmniej diodą zenera?

Witam!
Ten zasilacz zadziała przy zasilaniu tylko i wyłącznie +5V. Wymagane są tylko niewielkie, kosmetyczne zmiany. Musimy użyć dwóch elementów więcej i minimalne pogarszają się parametry stabilizacyjne.
Te napięcie +18V jest kompromisem. Wynika z prac nad uproszczeniem układu i dążenia do użycia jak najmniejszej liczby elementów przy zachowaniu maksymalnie dobrych parametrów stabilizacyjnych napięcia i prądu.
Równie dobrze można na bazie tego zasilacza zbudować zasilacz od 0 do 300V i prąd od 0 do 200mA. Tylko kilka elementów trzeba zmienić!
Inny ekstremalny przykład: zasilacz od 0 do 3V i prąd od 0 do 50A. Bardzo mało zmian.
Za każdym razem, kiedy tak robimy należy zapewnić niezależne zasilanie części pomiarowo-sterującej. Wystarczy napięcie niestabilizowane 8 do 30V. Napięcie 18V leży gdzieś w środku stąd ten wybór.

Nie ma żadnej uzasadnionej potrzeby dbać ekstra o stabilizowane napięcie, którym są zasilane wzmacniacze operacyjne. One wzmacniają różnicę napięć na wejściach a nie wartość napięcia zasilania tych wzmacniaczy operacyjnych.

Zastosowanie transformatora z kluczowanymi uzwojeniami to niewielkie utrudnienie ale było, nie było kłopot. Jeżeli się jednak na to zdecydujemy, to kto nam zabroni dołożyć osobne niezależne uzwojenie o napięciu przykładowo ~12V, przeznaczone do zasilania elektroniki zasilającej i sterującej przekaźnikami oraz dodatkowo do zasilania elektroniki - serca samego stabilizatora?

SN1533 to rozwiązanie archaiczne. Ma prawie 10 lat. Jest rzeczą oczywistą, że dysponuję rozwiązaniami znacznie bardziej zaawansowanymi, przykładowo z końca 2009 roku. Mimo wszystko stabilizator SN1533 to proste i wartościowe rozwiązanie, także dlatego, że nie jest kopią żadnego innego rozwiązania. Niektórzy moderatorzy wyrzucali moje posty do kosza twierdząc, że jest dużo podobnych rozwiązań. Ja nie znalazłem żadnego. Muszę się mylić! Moderator nie może być niemądry! Proszę podać mi link do rozwiązań lepszych i prostszych, lub z podobną, niewielką liczbą elementów.

meteor77 - cieszę się że zasilacz wrócił na forum, ponawiam prośbę jeśli masz sprawdzony prosty układ przełączania uzwojeń to zaprezentuj go. Opisz dokładniej dobór elementów do zmiany zakresu zasilacza zwłaszcza zainteresował mnie zakres 0-300V (nie wzgardziłbym takim zasilaczem).
P.S.
nie drażnij lwa

meteor77 wrote:

... Moderator nie może być niemądry! Proszę podać mi link do rozwiązań lepszych i prostszych, lub z podobną, niewielką liczbą elementów.

Witam!
Mam zrobiony zasilacz w oparciu o stabilizator SN1533 na napięcie od 0 do 300V i prądzie od 0 do 200mA.
Zmieniłem następujące elementy:
T2 to FQI2P40 Fairchild (QFET P-Chanel);
T1 to BUL416 (npn mocy wysokonapięciowy - można użyć prawie każdy npn napędzający trafopowielacz w kineskopowych telewizorach);
T3 to BUT11A (bardzo popularny);
R5 7,5 Ohma (na zakres do 200mA);
R12 600k/1W (dla zakresu od 0 do 300V)
R11 47 Ohm (przez tranzystor polowy płynie max. około 30mA przy 200mA obciążenia);
Zasilanie US1 z niezależnego napięcia +18V. Elektrolity na wejściu i wyjściu zasilacza na 450V. Na wejściu stabilizatora SN1533 należy dać elektrolit o pojemności 470uF. Moim zdaniem wystarczy.
Poszukam jakiegoś prostego przełącznika odczepów transformatora.
Pozdrawiam!
Bartłomiej Okoński

A masz jakieś na większe prądy co nie iskrzą

Witam!
Nie mam żadnego schematu na zasilacz na duże prądy, który "nie iskrzy".
To jakieś nieporozumienie. Duże prądy i brak "iskrzenia" przy dołączeniu obciążenia lub zwarcia styków? Nie rozumiem?

Ogólnie to bardzo pomysłowy zasilacz, od 0 do 300V...
Szkoda tylko, że w momencie uszkodzenia tranzystora T2 z dymem pójdzie cały układ zasilacza, jak i niestety układ testowany.

To taki mały szczegół

Witam!
Tranzystor polowy powinien być chłodzony na radiatorze razem z T1 (npn mocy).
Przez tranzystor polowy T2 płynie 10x mniejszy prąd i wydziela się stosownie około 10x mniejsza moc. Tranzystor T2 nie jest specjalnie zagrożony. To dobry tranzystor i raczej jak się nie przegina to się go nie uszkodzi.
Na wszelki wypadek można dodać bezpiecznik topikowy w szereg z kolektorem T1 (npn mocy) oraz równolegle do wyjścia SN1533 dwa transile jednokierunkowe na 154V, połączone w szereg typu SMBJ154A.
Trzeba zadbać o chłodzenie i w zamian nie będzie potrzeby martwić się o awarię!

To ja chyba nie kumaty jestem...
W źródło tranzystora T2 (pomijając już to, że jest odwrotnie narysowany) włączony jest szeregowo rezystor R11. Jak rozumiem rezystor ten jest potrzebny by przy większym prądzie wyjściowym otworzyć tranzystor T1 i tym samym odciążyć tranzystor T2.
Rezystor R11 ma według schematu wartość 0.5Ω, a zatem przyjmując napięcie Ube T1 = 0.6V, to przez rezystor R11 musi przepłynąć prąd o wartości ok. 1.2A. W przypadku wystąpienia zwarcia zacisków wyjściowych, przepływ takiego prądu przy napięciu wyjściowym dajmy na to 60V na pewno spowoduje uszkodzenie tranzystora T2 (T1 nie zdąży się nawet otworzyć), a co za tym idzie wystąpienie na wyjściu pełnego napięcia panującego na kondensatorze C0. Należałoby się w tym wypadku tylko modlić o to by nie było to napięcie 300V, o którym Kolega pisał w poprzednim poście.

W takiej sytuacji (chwilowe zwarcie wyjścia) nie pomoże nam żaden układ chłodzenia, a jeśli zastosujemy super szybkie bezpieczniki topikowe, to może uda nam się nie uszkodzić niczego.

Witam!
Schemat jest dobry. Tranzystor polowy T2 jest narysowany prawidłowo. Błędu nie ma! Kompletny brak zrozumienia zasady działania - zdecydowanie tak. Nic dziwnego, bo nikt jeszcze nie wykorzystywał tranzystorów polowych z kanałem "P" do budowy zasilaczy regulowanych tzn. ja nigdy nie spotkałem schematu z podobnym rozwiązaniem.
R11 ma zostać zmieniony na wartość 47 Ohma. Nic nie stanie się przy zwarciu ani się nie uszkodzi. Proponuję zbudować sobie model do badań i sprawdzić tą teorię. To naprawdę prosty układ na kilku elementach.

Pozdrawiam!
Bartłomiej Okoński

Tranzystor T2 na pewno jest błędnie narysowany (zamienione miejscami źródło i dren). Strzałka określa kierunek przepływu prądu - nie ważne czy jest to tranzystor bipolarny, czy polowy. Na schemacie w załączniku tranzystor przewodzi od wyjścia zasilacza do wejścia (strzałka z prawej do lewej), czyli musiałby pracować w trybie inwersyjnym, który nie jest lubiany przez tranzystory.
Jeśli R11 miałby mieć wartość 47R, to po co tam tranzystor IRFP9140? Wystarczyłby jakiś małej mocy mosfet ale w takim wypadku po co tam mosfet, skoro 99% prądu obciążenia przejmie tranzystor bipolarny T1?

Kolegi zasilacz zbuduję w wolnej chwili i spróbuję przetestować, jednak mam pewne obawy co do poprawnego działania tegoż układu.

Witam!
Błędu nie ma! Wystarczy sprawdzić dokumentację na Elenocie i błyskawicznie wychodzi obiektywna prawda. Ja na wszelki wypadek, żeby się nie ośmieszać sprawdziłem. Proponuję koledze zrobić to samo.
IRFP9140 jako T2 jest użyty w podstawowej wersji SN1533 pracującej od 0 do 30V.
W wersji na napięcie od 0 do 300V użyłem tranzystora T2 typu FQI2P40 Fairchild (QFET P-Chanel). Użyłem takiego ponieważ ma niezbędny zapas parametrów i posiadam tego typu tranzystory w magazynie.
Zasilacz regulowany w zakresie 0 do 300V i 0 do 200mA w takiej wersji jak opisana pracuje u mnie i nie ma zamiaru się uszkodzić. Odporność na zwarcie całkowita.
Pozdrawiam!
Bartłomiej Okoński

meteor77 wrote:

Błędu nie ma! Wystarczy sprawdzić dokumentację na Elenocie i błyskawicznie wychodzi obiektywna prawda. Ja na wszelki wypadek, żeby się nie ośmieszać sprawdziłem. Proponuję koledze zrobić to samo.

Zwracam honor, niepotrzebnie z pamięci kojarzyłem kierunek strzałki - w mosfetach jest odwrotnie.

Witam chcę zbudowac ten zasilacz i mam takie pytanie czy zamiast T2 mogę dac KD502?i jakie zmiany muszę wprowadzic dla trafa 23v 10A?

Wydaje się, że T1 i T2 to moduł IGBT , gdzie bipolar jest sterowany napięciowo przez mosfeta.Sądzę,że w tej konstrukcji ma pozostać tak, jak zaprojektował autor urządzenia.
Ale, lepiej będzie, jak wypowie się na ten temat autor.
PS : daje się zauważyć, że jest zainteresowanie tym rozwiązaniem, bo co tu dużo mówić : prosta konstrukcja i niezłe parametry - to nie to, co moduł electronics-lab., dość awaryjna konstrukcja i za dużo " wodotrysków".
pozdrowienia

Witam!
Poziom zadanego pytania przez kolegę Henio94 wróży kłopoty! KD502 to tranzystor mocy npn i może zastąpić T1 czyli BD249C. Jako T1 można zastosować dowolne tranzystory npn mocy o dużych wartościach prądu kolektora i możliwie największych mocach. Mile widziane połączenie kilku identycznych tranzystorów npn równolegle, zgodnie z obowiązującymi zasadami, czyli po dodaniu emiterowych rezystorów wyrównawczych.

Tranzystor T2 jest MOSFET-em z kanałem typu P. Można użyć jaki się chce, pod warunkiem: napięcie maksymalne pracy będzie zdecydowanie większe niż to co uzyskamy za mostkiem prostowniczym, prąd będzie możliwie duży, moc będzie jak największa.
Tranzystor T2 na moim schemacie ideowym to IRFP9140 ponieważ chciałem minimalną ilością elementów osiągnąć maksymalne parametry. Jeżeli założymy, że zastosujemy baterię dobrych npn, np. od 6 do 10 sztuk KD502 to jako T2 może być użyty zdecydowanie słabszy tranzystor. R11 należy zmienić na stosownie wyższą wartość np 33 Ohma. Proszę poszukać w sklepach, na Allegro itd. Jeśli Pan nie znajdzie to proszę podać swój adres to gratis Panu taki tranzystor wyślę.

Można jednak ten stabilizator zrobić z tylko i wyłącznie tranzystorów bipolarnych. Pogarszają się wtedy nieco parametry. Z mojego punktu widzenia to nie najlepszy pomysł! Tranzystor T2 ma zostać zastąpiony tranzystorem bipolarnym pnp mocy, na odpowiednie napięcie i prąd. Przykładowo 2N6491, znany z zastosowania w końcówkach mocy we wzmacniaczach m.cz. Nie ma innych zmian w schemacie!
Czy przygotować i przetestować Panu układ praktycznie?

Pozdrawiam!
Bartłomiej Okoński

Witam jeżeli jest pan tak miły i ma na to czas to bardzo chętnie.I mam takie malutkie pytanko na razie nie będę montował Amperomierza to czy muszę zastosowac R5?

Witam!
R5 to rezystor do pomiaru wartości prądu płynącego przez obciążenie. Dzięki temu elementowi możemy regulować wartość prądu maksymalnego. Jest on niezbędny. Pomiar prądu amperomierzem to dodatkowa korzyść, bo ten sam rezystor pełni wtedy funkcje bocznika, z punktu widzenia amperomierza.
Pozdrawiam!
Bartłomiej Okoński

P.S. Pomogę, ale to "niedźwiedzia" przysługa. Robiąc to za Pana pozbawiam Pana przyjemności i satysfakcji oraz ograniczam rozwój umysłowy Pana osoby. Moim zdaniem robię Panu świństwo ale na Pana prośbę.

Czy można do testów zamiast IRFP9140 zastosować IRF9540, głównymi parametrami zasadniczo się nie różnią - kanał P, napięcie, prąd, rezystancja przewodzenia, moc - takie same, największą różnicą jest obudowa (odprowadzenie ciepła) i cena.

Tak ale jak wspomniałeś pojawiła się różnica w zdolności odprowadzania ciepła więc słabszy Mosfet będzie pasował do wersji z mniejszym prądem wyjściowym (związanym z prądem baz tranzystorów wykonawczych).


PS.
Nieiskrzące czyli bez przełączników mechanicznych czy elektromechanicznych - np tyrystory, przy okazji odpada kolejny prostownik na diodach.

Ja też poproszę o "niedźwiedzią" przysługę, a mianowicie schemat z T2 na tranzystorze IRFP460 (wygrzebałem) parametry podobne (Rds 0,27) ale kanał N, przypuszczam że jest to do zrobienia ale na mosfetach jakoś sobie nie potrafię wyobrazić, jakby jeszcze podane były zasady doboru rezystorów na różne napięcia (300V, 50-30V).

Dla wersji z MOSFET-em typu N to trzeba było by zamienić miejscami wejścia nieodwracające z odwracającym w opamp-ach.

I ja mam pytajne, jaka jest korzyści z zastosowania MOFSET-a typu P w zasilaczu "laboratoryjnym".

Witam!
Proszę obejrzeć załącznik! Jest tam przetestowana, specjalna wersja zasilacza z regulatorem SN1533 Ver. 2.0.
Nie ma tranzystora polowego.
Parametry śladowo gorsze, ale i tak na wysokim poziomie.
T2 ma teraz stosunkowo małą moc i musi współpracować z T1 a najlepiej baterią T1.
Udało się zachować właściwości typu Low Drop Ouput (LDO).

Nie przedstawię wersji SN1533 z tranzystorem polowym z kanałem N ponieważ nie ma to sensu z trzech powodów:
1. Zasilacz nie będzie typu LDO;
2. Stosunkowo duża komplikacja
3. Jest wersja z ogólnie dostępnymi tranzystorami bipolarnymi.

Korzyści z zastosowania tranzystora polowego z kanałem typu P w zasilaczu regulowanym są oczywiste: znakomite uproszczenie aplikacji i doskonałe parametry stabilizacji napięcia i prądu.

Zasady doboru wartości elementów są podane na każdym schemacie ideowym. Mogę dla ułatwienia zrobić te napisy w języku angielskim.

Można użyć IRF9540 jako T2.

"Nieiskrzące czyli bez przełączników mechanicznych czy elektromechanicznych" - wszystkie moje zasilacze można budować bez przełączników i przekaźników.

SN1533 w obu wersjach ma "sekretną broń" czyli specjalne ukryte działanie którego na pierwszy rzut oka na schemat nie widać. Już wyjaśniam o co chodzi. Potencjometry po pewnym czasie mają brzydki zwyczaj "trzeszczeć" lub przerywać. Znakomita większość zasilaczy w takim przypadku reaguje szalenie niebezpiecznym, niekontrolowanym skokiem napięcia w górę, aż do wartości napięcia na głównym elektrolicie! SN1533 zaprojektowałem na starcie prac projektowych z założeniem, że ma być bezpieczny! W przypadku chwilowej przerwy na potencjometrze pojawi się niewielki skok napięcia w dół lub wcale nie zauważymy zmiany napięcia - kłania się praca filtru RC. To jeszcze jeden argument na plus dla tranzystora polowego z kanałem "P". Oczywiście wiem jak robić porządne zasilacze z tranzystorami "N" ale tu, w tym temacie chodzi o PROSTY STABILIZATOR REGULOWANY NAPIĘCIA I PRĄDU.
Następna fajna sprawa to bezpieczne załączanie i wyłączanie zasilacza - napięcie lub prąd stosunkowo wolno narastają do wartości znamionowej, po wyłączeniu w sposób kontrolowany napięcie lub prąd maleje do zera.

Propozycja zmiany tranzystora polowego z kanałem P na tranzystor polowy z kanałem N jest rzeczywiście prosta w realizacji, tak, jak jeden z kolegów zaproponował i będzie działać! Cena za tą pozorną prostotę, jest moim zdaniem olbrzymia: tracimy właściwości LDO i do tego trzeszczący potencjometr spowoduje niekontrolowane skoki napięcia w górę! To samo przy załączniu i wyłączniu zasilacza do sieci zasilającej - niebezpieczne skoki napięcia. Neutralizacja tych niekorzystnych i niepożądanych skutków pochłania masę elementów i jest poprostu bezzasadna i wadliwa na starcie. Stanowczo odradzam!

Pozdrawiam!
Bartłomiej Okoński

Witam!
W załączniku jest schemat ideowy automatycznego przełącznika odczepów transformatora.
Pozdrawiam!
Bartłomiej Okoński

Mam pytanie - jak mosfet radzi sobie z taką pojemnością na wyjściu? Na początku pojawi się spory prąd. Raz tylko zrobiłem taki numer z IRF9640 i umarł na kondensatorze 15mF śmiercią tragiczną.

Witam!
Radzi sobie całkiem dobrze dlatego, że:
1. Transformator jest wyposażony w obwód miękkiego startu skutecznie zmniejszający impuls prądowy;
2. MOSFET może być przeciążany w pracy impulsowej, tzn może przepuszczać znacznie większe prądy niż znamionowy. Tu pracuje z napięciem stałym, pulsującym od 0V do wartości maksymalnej.
3. Sam MOSFET ma swoją małą rezystancje (0,2 Ohma) i w szereg z rezystancją ESR kondensatora elektrolitycznego i pozostałymi rezystancjami pasożytniczymi (np od transformatora, mostka, przewodów itp.) skutecznie ogranicza wartość prądu maksymalnego. Oczywiście można łatwo zrobić układ otwierania tranzystora w zerze sieci zasilającej. To proste.
Pozdrawiam!
Bartłomiej Okoński