Från nätagg till analog processor

[Spisblinkaren]

Såhär ser det planerade chassiet ut.

[Spisblinkaren]

Bara så att ni inte tror att jag inte lyssnar på er bifogar jag detta schema.

Men jag kommer inte tillverka den på det sättet ändå. Även om det kanske är bättre.

Jag gillar som sagt enkla lösningar även om dom kanske inte alltid är dom bästa.

Jag har dock speciellt kollat upp att LM324 klarar ingångsspänningar som är lika med Vss/GND.

Detta beror på att det differentiella ingångssteget är av PNP-typ.

Utan denna finess fungerar nämligen denna lösning inte alls.

Och eftersom ni "lurat" mig att separera matningarna finns heller inte +/- att tillgå längre.

Denna alternativa lösning får emellertid som följd att strömjusteringen fortfarande blir icke-linjär.

Detta pga den icke-inverterande kopplingen hos LM324/b.

Vid låga strömmar är dock kvoten R2/R1 så stor att den kan anses vara linjär. Dock icke vid stora strömmar.

Även om det i det här fallet kanske blir lättare att ratta in strömmar >1A.

För hur pass bra upplösning har en 1M-pot? Är verkligen 1 promille av värdet lätt att ratta in?

En alternativ lösning hade varit inverterande koppling.

Men då krävs som sagt negativ matning.

Och iom att jag valt bygga agget som jag valt behövs det då en negativt spänningsgenererande krets.

Nej, tack säger jag bara

MVH/Roger

[kimmen]

Så jag har bestämt mig för att nyttja en 10-varvig potentiometer på 100 Ohm (för minström=6mA) och 2W. Mina beräkningar tyder dock på att 0,5W faktiskt räcker.

Effektmärkningen gäller endast om hela resistanselementet används. En 2 W, 100 ohms potentiometer tål inte mer än 140 mA genom resistanselementet. Se t.ex. detta databladet för en tabell över maxström för olika resistanser:
https://www1.elfa.se/data1/wwwroot/asse ... ata_en.pdf

edit: Se även "The Potentiometer Handbook" från och med PDF-sida 198

http://www.bourns.com/pdfs/OnlinePotent ... ndbook.pdf

"An acceptable method of relating the published
power rating to the specific rheostat
application is to compute a maximum allowable
current."

"A further restriction on maximum current is
necessary due to the two-terminal mode of operation
. Unlike the voltage dividcr mode, the
rheostat requircs the tota l curren t flowi ng
through the resistive clement to pass through the
wipcr circuit. The pressure contact junct ion of
the wiper and clement is not always capable of
currents as high as the clement alone. As already
mentioned, the power rating for the voltage
divide r mode assumes an insignificant wiper
current. Therefore. the maximum current in the
rheostat mode must be limited to the maximum
allowable wiper current for the particular
potentiometer being used."

[Spisblinkaren]

Tack för att du räddar mig från att köpa en dyr pot som tydligen inte går att använda!

Lite lustigt att man så här på ålderns höst ska behöva lära sig Ohm's lag igen

Men till mitt försvar så tyckte jag det var rimligt att effektutvecklingen var den avgörande parametern.

Men efter att ha läst bifogat detaljerade produktblad (mycket bättre än det jag bifogade) så förstår jag att potentiometrar snarare borde specas utifrån maxström och inte maxeffekt.

För det är inte helt självklart att samma effektutveckling inte kan användas på en mindre del av banan. Jag tycker i alla fall det.

Men min kollega har förklarat att det just blir en mindre del av banan som nyttjas, vilket kan vara en anledning till att den då inte tål lika hög effekt/värme. Förutom det du förklarade med att det är "wiper circuit" som är känslig.

Åter till ritbordet alltså

MVH/Roger
PS
Kanske det blir en omkopplare istället.

Eller en OP.

Vi får se.

Klart är i alla fall att jag vill ha någon form av enkel strömbegränsning (<<3A).

[MiaM]

Oxid i pottar är något man nog får räkna med förr eller senare. Visst, det tar längre tid innan det händer med en riktigt bra kvalitetspot jämfört med billigaste skräpet, men det är väl snarast rätt ovanligt att pottar inte drabbas av oxid förr eller senare. Ett labbagg är ju en rätt så tidlös grej, så länge ditt agg fungerar så kommer du troligtvis använda det då och då även om det hunnit bli rätt gammalt.


Vad gäller strömbrytare så tror jag att t.ex. (dyra) telemecanique har rektanguläera brytare som monteras i runt hål.

Annars är det väl inte helt olidligt jobb att fila upp ett enstaka fyrkantigt hål, åtminstone om frontpanelen är av aluminium eller annat lättbearbetat material. (Jag ska iofs inte vara för självsäker här, det är ärligt talat 20+ år sen jag gjorde just det, men då blev det rätt bra resultat).

P.S. om du fortsätter med schemat utan IC-kretsar så flytta åtminstone spänningsinställningspot'en till efter strömgränsen, så blir spänningsregleringen inte beroende av spänningsfallet över strömgränsen.

[Spisblinkaren]

Tack för tipset MiaM!

Jag har emellertid nu bestämt mig för att bygga enligt bifogat schema.

Jag har således kapitulerat fullständigt och kommer använda ett gäng OPs.

Jag kommer dock välja "diskreta" OPs utifrån LM324:ans finess med CM-range lika med VSS. Någon som vet nån ekvivalent OP på rak arm?

Anledningen till diskreta OPs är att jag vill fortfarande ha kontroll över signalflödet och vill inte gröta ihop signalerna för mycket pga integrerade kretsar.

Anledningen till vald lösning är f.ö att ni så tacksamt förklarat för mig att någon steglös strömjustering mha pot helt enkelt inte är möjlig! Inte ens omkopplare klarar av att bryta 3A hur som helst. Fann dock en omkopplare på elfa som kunde bryta 2A/2V. Men hela ide'n med strömgräns tycker jag är att den ska vara mer eller mindre steglös.

Bifogat schema ger dock ingen perfekt steglös justering av strömmen, men dess olinjäritet (läs omöjlighet att ställa in) kommer ske typ mellan 6mA och 60mA och det är inget direkt problem tycker jag.

En lustig sak är att mitt KPS_6x-schema var okej så tillvida att poten skulle behövt vara "inverterat logaritmisk" för att jag skulle kunnat ställa in strömmar större än typ 1A.

Genom att flytta poten kom jag faktiskt runt problemet men får i gengäld problem med dom mycket små strömmarna. Samtidigt fungerar det att vrida poten till min (och få 6mA ut) samt därifrån pilla lite försiktigt på den för att hamna någonstans runt 60mA som nästa "steg" (mätte nämligen på jobbet att 10k (1%) hos en 1M-pot faktiskt går att utan nämnvärda problem att ställa in).

Jag tycker detta duger.

Det som retar mig är dock att nu är det inte längre bara tre transistorer per kanal

MVH/Roger
PS
Av enkelhetsskäl såväl som serviceskäl skulle jag vilja använda typ hylslist/stiftlist för all kabeldragning. Jag är dock medveten om att dessa kanske dock inte är dom bästa kontakterna. Har ni nåt förslag på nåt bättre?

Jag har alltså tänkt ha typ tre "moduler"

1) Nätdel med transformator och bultelyter (8VAC-lindningen kommer jag f.ö linda för hand på en 2X18V-toroidtrafo)
2) Styrkort (här kommer inga höga strömmar att finnas. Det kortet ska bara styra systemet och monteras i botten av lådan)
3) Kylfläns-enhet (här kommer alla komponenter som behöver kylning vara monterade dvs två darlington och en 317) Jag har f.ö tänkt montera alla TO-220 på ena kortsidan av, enligt tidigare specifierad, kylfläns. Frågan är om det är så bra. Kommer dom inte hetta upp varandra då?

[Rolf Zetterberg]

Tyvärr kommer inte heller den här att fungera särskilt bra eftersom transistorn ligger utanför avkänningen som alltid ska ligga på utgången.Det kommer att bli ca 0,5V fel beroende på strömmen.Ett bra agg ska klara "no load-full load" utan några större variationer.
Återigen frågar jag mig-varför inte plocka något färdigt och sedan utgå från detta?Någon har ju då redan gjort jobbet.

[Spisblinkaren]

Hej Rolf!

Nu tycker jag du är lite petig.

Man lär sig ingenting på att kopiera andras skit.

Man lär sig genom att tänka själv!

Och jag skiter högaktningsfullt i om "mitt" agg inte blir perfekt.

Det är inte det det handlar om.

Det handlar om, liksom i livet, att finna sin egen väg.

Enkelhet regerar!

MVH/Roger

[Honk]

Jag föreslår att du kopplar upp schemat på ett kopplingsdäck och modifierar designen efter behov till önskat resultat.
Det var så jag började en gång i tiden och även nu efter många år som elektronikkonstruktör tar jag emellanåt fram
däcket för att verifiera en viss del av en design som jag är osäker på. Man lär sig otroligt mycket via rejält labbande.
Detta sparar även mycket tid och pengar då ett färdigt prototyp PCB med komponenter inte är gratis för företaget.

[calmar]

Håller med Honk till 100%, koppla upp det på labbdäck och testa, testa, testa! Häng på olika laster och se hur det beter sig.

Labbaggregat är lurigare än vad man tror, det finns en massa saker att undersöka, t ex transientbeteende. Inte så kul om man ställt in agget på 20mA strömbegränsning, kopplar in en LED, slår på utgången och får ut 3A i 100 ms innan strömbegränsningen reglerar ned t ex. Det är skillnad mellan "perfektion" och "så dåligt att det blir tråkigt att använda".

Spana gärna in EEVblog-klippen där Dave snackar om labbaggregats-design, EEVblog #221 och framåt.

[ElectricNooB]

Ja, att testa ett labbaggregat på brödskivan är nog en mycket god ide. Som jag har fått erfara så är det svårt att designa ett riktigt stabilt och bra nätagg. Och även om detta bara är för hobbiebruk så kan det vara bra att se att man inte bygger en signalgenerator istället för ett labbaggregat.

[MiaM]

Inget hindrar att du kombinerar spänningsregleringen inkl effektdelen från första varianten (den helt utan IC) med strömgränskretsen från den andra varianten (med LM324).

Skulle du då få för stora variationer i utspänning vid ingen jämfört med max belastning så är det "bara" att byta ut BC546B mot BC546C, eller i värsta fall ta till en darlingtonkoppling (ger nackdelen att minsta inställbara utspänning blir ca 1,5V istället för ca 0,7V, dvs lite för hög spänning för t.ex. att simulera ett laddat NiCd/NiMh-batteri som nog kan vara en användning för ett labbagg).

Vad gäller koppling mellan styrkort och komponenter på kylfläns så skulle jag nog i första hand rekomendera fastlödda kablar och i andra hand nån slags guldpläterat kontaktdon (t.ex. dsub'ar ur bra-att-ha-lådan). Tänk på att helst dela kretsen på ställen där ett avbrott sänker istället för ökar spänning/ström. Inkommande från trafo till likriktarbrygga kan vara kabelskor, det är väl oftast kabelskoanslutningar ändå på lite fetare bryggor. Bryggan kan du väl koppla direkt till glättningskondingen och från den fast anslutna kablar till dels jord-polskruven och dels till effekttrissan. Likaså kan det kanske vara bra att ha effektmotståndet till strömbegränsningen monterat direkt vid kylflänsen, det blir ju lika många/få ledningar mellan "likriktare+effektdel" och "styrkort" oavsett var det motståndet sitter, men sitter det utanför styrkortet så går det ingen större ström till/från styrkortet.

P.S. tänk på att i ditt schema så kortsluter du en konding på 220uF direkt med en BC546B (i serie med en diod), det kan bli rätt hög toppström där om du kör max utspänning och kortsluter utgången.

En närliggande men kanske mindre fara är att det på samma sätt kan bli rätt hög ström genom spänningsinställningspot'en om man snabbt vrider den från min till max. Ett seriemotstånd "under" pot'en kan hjälpa här och kan dessutom se till att du får en definerad max utspänning (smaksak iofs om man vill kunna ställa in högre spänning än vad som ger brumfri utspänning). Risken för det här problemet är nog rätt låg.


Förslag på ändring av spänningsregleringen:

knoppson2.PNG

Värt att tänka på är att när de två halvorna inte alls är ihopkopplade så kan du bygga dem identiska istället för spegelvända. I schemat har du ritat dem som idensika (men upp-och-nedvända rent fysiskt), det gör ju att trackingomkopplaren som kopplar ihop jordarna kopplar ihop minus med minus = ingen dubbelspänning.

[kimmen]

Att koppla spänningsregleringen sådär kommer inte att fungera. Tänk på hur referensen i LM317 är anordnad. Den försöker skapa 1.25 V mellan ut och ADJ snarare än ADJ och jord.

[MiaM]

Just ja.

Men kommer det inte fungera alls? Blir det inte snarast ungefär lika dåligt oavsett hur man gör?

[kimmen]

Typ inte alls...

I originalet blir utspänningen LM317:s utspänning (relativt bra reglerad) minus darlingtontransistorns Vbe (varierar med temperatur och utström) och strömsensorns spänningsfall. Vbe ligger kring 0-1.5V beroende på ström och temperatur men den första voltens spänningsfall lär man få med ganska så lite utström.

Med ändringen av kopplingen blir utspänningen en förstärkt variant av skillnaden mellan LM317:s referensspänning (1.25V) och Vbe (c:a 0-1.5V beroende på ström och temperatur) med en förstärkning som ställs av potentiometern. Det blir alltså helt åt skogen. Variationen i Vbe förstärks snarare än dämpas. När Vbe blir större än eller lika med LM317:s referens blir utspänningen 0V.

En annan sak man kan anmärka på är att transformatorn är underdimensionerad i både ström och spänning för att orka upp till 25 V 3 A på utgången. För 3 A DC efter kondensatorglättad likriktare behövs c:a 5.5 A RMS från trafon, och utspänningens medelvärde (om ripplet är någotsånär litet) blir c:a 1.3 ggr märkspänning. Från det får man då dra bort regulatorns spänningsfall och halva ripplets pk-pk-värde. Skall man också tillåta nätspänningen att variera från sitt nominella värde så blir det ännu tråkigare. Tillåten variation nu för tiden är +-10% (207-253 V) även om gränsvärdena där nog lär vara ovanliga... (edit: Nu blev jag osäker, vissa källor säger +-6%, men förut var det i alla fall 230 V -10%/+6%)

I ett labbaggregatsbygge jag och en kompis knåpade ihop räckte en 20 V 6 A lindning nätt och jämnt för att nå upp till 20V/3A på DC-utgången. Det var med en reglerkrets som gav c:a 0.5 V spänningsfall (dropoutspänning) vid full utström och 7000 µF glättning.

Glättningskondensatorerna fick kommentaren "Rikta den där Stalinorgeln åt något annat håll när ni slår på strömmen!" av en annan i elektroniklabbet. Det var 12 st 4700 µF 35 V för två kanaler. Varje kanal hade två grupper om tre i parallell seriekopplade för att med hjälp av en triac kunna koppla om till spänningsdubbling för ett 40V/1.5A-läge.