Labbaggregat 2-30v 10A

[Norpan]

Största problemet är väl strömmätningen, men det ser ju ut som du inte ska använda den som det är tänkt från början, så då kanske det fungerar bättre.

[kimmen]

Min första tanke är att en 300VA 2x12V transformator inte kommer att räcka för 30V ut eller ens för 10A DC med lindningarna i serie. Transformatorn behöver klara en ström som är c:a 1,8 ggr större än utströmmen, dvs 18A RMS för 10A ut på grund av toppigheten hos strömmen som likriktaren drar.

När det gäller spänningen är det lite mer att tänka på. Vill du kunna få ut 30V vid 10A last och normal nätspänning eller ska du göra det "på riktigt" och tillåta det även vid den lägsta tillåtna nätspänningen? Nätspänningen härikring är 230V +- 10%.

En transformator på 2x15V 500VA (vid 230V) borde räcka om du nöjer dig med att 30V vid fullast bara går att få ut när nätspänningen är 230V eller högre. Då borde det finnas ungefär 6V att ta av till rippel och dropoutspänning för regulatorn. Vad är det för filterkondensatorer du redan skaffat?

Vill du kunna få ut 30V även vid låg nätspänning (-10%) måste du nog gå upp ett snäpp till 2x18V 650VA däremot och då blir det ju en del mer effekt att bränna bort i kylflänsarna, särskilt vid hög nätspänning.

När det gäller reglerkrets skulle jag också föreslå att använda operationsförstärkare. Genom att ordna en flytande matningspänning runt plusutgången kan man göra en mycket trevlig koppling som går att reglera ända ned till 0 både på ström och spänning med ganska få komponenter. HP, Oltronix, Sorensen, Delta Elektronika, aggregaten hos Kjell & Co m.fl. använder varianter av denna koppling så den är ganska populär.

Vad är det för instrument du har beställt från Sure? Är det de där som har matningsnollan gemensam med mätnollan? Kör man med dem skulle de också gå att mata från matningsspänningen till regulatorn. Det är väl lite opraktiskt att de är 20V-typer, men opampar för att förstärka spänningen från strömshunten och invertera utspänningen kostar ju inte mycket. Matningen för lindningsomkopplaren går ju också att ta från den flytande matningen.

I ett labbagregat jag har byggt har jag flytande matningsspänningar på +12V, +5V och -5V i förhållande till plusutgången. Det har digitala LED displayer konstruerade runt ICL7107 som drivs från +-5V och operationsförstärkarna som reglerar ström och spänning drivs från +12V och -5V. NE5532 tror jag nog det var jag använde till operationsförstärkaren och en TL431 som spänningsreferens.

Transformatorn har en 36V 3,5A sekundär med mittapp som används för utspänningen. Aggregatet ger 2A ut och tappar regleringen vid c:a 35V och fullast vid normal nätspänning. Med lätt last kan jag få ut över 40V. Jag gör omkopplingen mellan hög och låg inspänning efter likriktaren och glättningen med en transistor och en diod i stället för att använda ett relä som kopplar om transformatorlindningarna.

[kankki]

@Kimmen

Oj, vilket långt inlägg Ska försöka svara på det mesta.

Min första tanke är att en 300VA 2x12V transformator inte kommer att räcka för 30V ut eller ens för 10A DC med lindningarna i serie. Transformatorn behöver klara en ström som är c:a 1,8 ggr större än utströmmen, dvs 18A RMS för 10A ut på grund av toppigheten hos strömmen som likriktaren drar.

När det gäller spänningen är det lite mer att tänka på. Vill du kunna få ut 30V vid 10A last och normal nätspänning eller ska du göra det "på riktigt" och tillåta det även vid den lägsta tillåtna nätspänningen? Nätspänningen härikring är 230V +- 10%.

En transformator på 2x15V 500VA (vid 230V) borde räcka om du nöjer dig med att 30V vid fullast bara går att få ut när nätspänningen är 230V eller högre. Då borde det finnas ungefär 6V att ta av till rippel och dropoutspänning för regulatorn. Vad är det för filterkondensatorer du redan skaffat?

500VA transformatorer är så j'la dyra Hehe. Nöjer väl mig med typ 7A. Och 30 volt behöver man ju egentligen aldrig Tror jag begränsar spänningen till 25v.

Filterkondensatorerna är två 10mF 63v från eBay. (ful-kondensatorer? Hoppas ej)

När det gäller reglerkrets skulle jag också föreslå att använda operationsförstärkare. Genom att ordna en flytande matningspänning runt plusutgången kan man göra en mycket trevlig koppling som går att reglera ända ned till 0 både på ström och spänning med ganska få komponenter. HP, Oltronix, Sorensen, Delta Elektronika, aggregaten hos Kjell & Co m.fl. använder varianter av denna koppling så den är ganska populär.

Jag hittar dock inga scheman på flytande spänningsaggregat. Och jag har ingen erfarenhet av sådana från förr. Kanske man skulle hitta i något labbagg datablad

Vad är det för instrument du har beställt från Sure? Är det de där som har matningsnollan gemensam med mätnollan? Kör man med dem skulle de också gå att mata från matningsspänningen till regulatorn. Det är väl lite opraktiskt att de är 20V-typer, men opampar för att förstärka spänningen från strömshunten och invertera utspänningen kostar ju inte mycket. Matningen för lindningsomkopplaren går ju också att ta från den flytande matningen.

"!!!The power supply and the signal being measured can have the same GND or the power converter can be a separate one,"
..stod det i databladet, så jag litar på dom Men varför skulle man behöva invertera utspänningen från shunten? Inte behöver man väl det om man har en low-side shunt?

Tack för hjälpen!

[kimmen]

20mF låter ju bra på glättningen. Det borde ge c:a 7ms * 7A / 20mF = 2.5V pk-pk rippel och det är knappast värt det att ha större kondensator då. Men i alla fall, toppspänningen vid likriktning blir något lägre än Vsek * sqrt(2) - 2*Vdiod som man kanske hade väntat sig pga. transformatorns lindningsresistans och den toppiga strömmen. Det blir väl ett fall på c:a 5-10% extra från det, men det beror på vad det är för storlekt på transformatorn. För 300VA ligger det nog därikring i alla fall.

Jag har i alla fall på mitt aggregat så att spänningsinställningen går lite högre än vad som det kan ge vid fullast för jag tänkte att det kunde vara användbart ibland. Jag vet inte om du kommer att kunna komma upp i 25V vid fullast med 24V-transformatorn, men så länge nätspänningen ligger på 230V och du inte lastar fullt så kommer du nära i alla fall. Med mycket lätt last går det nog att komma upp i 30V till och med.

> Men varför skulle man behöva invertera utspänningen från shunten?

Nej det var alltså om man lägger regulatorns och displayernas matningsspänning runt plusutgången. Och då var det utspänningen som skulle behöva inverteras. För det är ju en negativ spänning då i förhållande till styrkretsens jord.

Jag skickar med ett schema på ett Oltronix-aggregat som använder flytande matning så kanske det blir lite tydligare vad jag menade. Just det här är ett dubbelspänningsaggregat men regulatorn för positiva och negativa utspänningen fungerar på samma sätt, fast med motsatt polaritet.

D42 och R40 gör att opamparnas matningar ligger på c:a -5V och gissningsvis runt +15V jämfört med plusutgången. A60 levererar en referensspänning på c:a 8V som sedan används av spänningsregulatorn A90 och strömregulatorn A50. A52 är en extra foldbackströmbegränsare som ger en extra minskning av strömgränsen vid låg utspänning. A92 är till för att dra ner spänningen på den positiva sidan om den negativa skulle t.ex. kortslutas.

När reglerslingan för spänning är aktiv gör A90 att utspänningen blir samma som spänningen över R490. Då ligger också exakt Vref över seriekopplingen av R90 och R290 vars ström går genom R490. Utspänningen blir då alltså Vref * R490 / (R90 + R290).

Det jag byggde är mycket likt denna men jag använder en TL431 som referens i stället för en referensbrygga med zenerdiod (A60). I stället för den snygga fullösningen R40 + D42 använde jag en mittappad transformator och vanliga 7812 och 7905-regulatorer. Jag hade också en liten krets som gör att drivningen till serietransistorn via motsvarande R294 inte aktiveras förrän -5V är tillgänglig eftersom opamparna ballar ur om den negativa matningen försvinner först. Detta är dock inget problem i Oltronixaggregatet där den positiva matningen sjunker till 0 före den negativa börjar minska tack vare fulingen R40 + D42.

[kankki]

@Kimmen

Tack för hjälpen! En diskret lösning med Op-Ampar verkar bra, men jag ska testa med en LM723 (på breadboard) till först och se vad jag får för resultat. Tänkte använda en diod som shunt (fick iden härifrån) så får jag full kontroll över strömbegränsningen.

Denna diod verkar lämplig.
Klarar 10 A och nästan 7 A vid 100 grader C. (Tror aldrig den blir så varm.) Framspänningen vs. Ström (och framspänningen vs. temperatur) är inte helt linjär men jag är inte så noga.

Bild från Jannes elektroniksida


Vad tror ni om den idén? Slipper hålla på med relän och vridomkopplare. Eller finns det bättre sätt?

EDIT: Och den fungerar ju som en skyddsdiod också Och sänker den lägsta möjliga spänningen till 1.4v.

[Andy]

Det funkar med en diod men det blir inte linjärt och dessutom svårt att reglera ner till nära noll.
Ett lågohmigt shuntmotstånd och en OP+pot ger betydligt mindre spänningsfall och blir linjärt.
Det finns ritningar någonstans på nätet (hittar tyvärr inte länken just nu) på ett aggregat 0-30V 0-10A som använder 2 st LM723 och delad sekundärlindning med relä.
Det finns också ett liknande lite enklare här: http://www.sentex.ca/~mec1995/circ/ps3010/ps3010a.html

[kankki]

Vad tror du om denna lösning? Den är förenklad förstås. Glömde sätta dit en potentiometer som spänningsdelare på CL


EDIT: Jag är tacksam att ni har tålamod med mig, hehe

[Norpan]

Det är den där diodkopplingen som är den största anledningen till att LM723 har fått dåligt rykte.

[kimmen]

Vad tror du om denna lösning? Den är förenklad förstås. Glömde sätta dit en potentiometer som spänningsdelare på CL


EDIT: Jag är tacksam att ni har tålamod med mig, hehe

Men då behöver du flytande matningspänningar jämfört med plusutgången, om det nu är den du ritade i din bild. Men vad hade du tänkt göra med CL sedan då? Titta på hur Oltronix gjorde sin strömgräns kring A50. Spänningsfallet över strömshunten R70 jämförs med en spänning från strömgränsinställningen R250. Bifogas ett schema med "krimskramset" borttaget. Det är inte så farligt som det kanske ser ut från början... Inritad är också en alternativ lösning för att visa att strömbegränsaren är aktiv.

Att använda en diod är ingen bra lösning alls. Kurvan visar att spänningsfallet är 0,8V vid 1A och 0,93V vid 10A, men detta gäller endast vid 25 graders chiptemperatur! Varje grads ökning av temperaturen ger en minskning av spänningsfallet med c:a 2mV så om strömbegränsningen ställs in till 0,85V (för 3A) så ger effektförlusten på 2,5W en uppvärmning av 35 grader vilket ger en spänningsfallsminskning på 70mV och en ökning av strömgränsen till c:a 10A vilket ger en mycket kraftigare uppvärmning och en ännu större ökning av strömgränsen - och så vidare! Vid låg ström kan det nog fungera däremot! Om du inte kan uppfylla villkoret för 10A och 14K/W: "Valid, if leads are kept at ambient temperature at a distance of 10 mm from case" så blir det ännu värre!

[kankki]

Oj, tack! Kanske det blir en op förstärkar lösning ändå Ska ta en närmare titt på schemat imorgon.

Men jag skulle väl behöva två 150VA trafor för att koppla in relän som byter lindingar på detta schema? På detta viset

II12v---------->Relä 1, NO
II…………………………………...\________ COM -> 12 / 24v
II………………………………….../
0v ------------>Relä 1, NC
II
II
II12v
>-------------->Centertap
II12v
II
II
0v ------------->Relä 2 NC
II…………………………………...\________ COM -> 12 / 24v
II………………………………….../
II12v---------->Relä 2, NO

Eller?

Men stort tack för all hjälp hittils

EDIT: Ska trafona vara 6v?

[kimmen]

Du kan ju använda en vanlig Graetz-brygga för likriktning. Eller, som i bilden jag skickar med, en koppling som kopplar om mellan Graetz-brygga och "Full-wave center-tap". Över transformatorns sekundär kan det vara lämpligt med en varistor för att plötsliga avbrott i strömmen när relät slår om inte ska skapa skadliga spänningar över dioderna. En RC-länk för att dämpa ringningar (som visas i schemat) kan också vara bra.

Det går också att bara använda en Graetz-brygga och omkoppling före likriktaren som du visar, men då är det bättre att växla mellan seriekoppling och parallellkoppling på sekundärerna. (går att göra med 2 växlande kontakter) men då förlorar du 1 volt mer i likriktaren på det låga området. Spänningsfallet i transformatorn blir iofs en aning mindre i transformatorn vid samma ström på det låga området i det fallet så det är svårt att säga vilket som ger högst utspänning under tung belastning.

Edit: Det är alltså 2x12V i min bild (24V med centertapp)

Edit2: Jag skulle egentligen föreslå att du satsar på fler än två omkopplingssteg när det gäller så hög uteffekt och då är det lämpligast att köra med vanlig Graetz-brygga med omkopplingar före.

[MNorrgren]

Kolla på denna kretsen. Jag har själv byggt denna två gånger, den funkar riktigt bra. Strömbegränsningen också.

Du kan ju utgå från denna och sedan modifiera för lite mer effekt. Jag plockar ut 5 A med denna, med den koppligen som är. Dock lite småfix som står i forumet och det länkas till från texten men utöver det, perfekt !

http://www.electronics-lab.com/projects ... index.html

[Norpan]

En sak till att tänka på är hur aggregatet beter sig när man slår på eller stänger av det.
Jag vill gärna ha en knapp som bryter utgången(arna) och en separat on/off knapp till matningen av aggregatet.
Jag har mer än en gång råkat ut för ganska stora spänningstoppar när man startar eller stänger av labaggregat på matningen.

[kankki]

@Kimmen

Hmm. Borde inte två steg räcka? Transistorerna borde ju inte behöva dissipera mera än ungefär 110W vid värsta fallet. (16v över dom, 7A) Det blir 13.7w per transistor (8st), och jag ska ha en ganska rejäl kylfläns. Förstås vore ju fler steg nice men då måste jag köpa fler transformatorer och seriekoppla dom. Blir ju lite dyrt

Men att ändra mellan serie och paralellkoppling med ett tvåpoligt relä är ju en riktigt bra idé! Mindre värmeutveckling på 0-16v. Hade tänkt använda ett bilrelä, men det går ju alltid att använda två Och varistor får det bli också! Och en över reläna också så jag inte blixtrar sönder kontaktytorna

@citizendildo

Ser ju riktigt bra ut! Hittade detta schemat i forumet. Är väl det senaste?


Men med denna blir det väl ingen flytande matningsspänning? Det krävs väl en extra lite trafo för det? Á la Oltronix utan krimskrams

Annars är det väl bara att paralellkoppla flera effekttrissor för mera uteffekt? Kommer strömbegränsningen ännu fungera från 0.002A -> 7A?

@Norpan
Det är klart jag lägger en brytare direkt på utgången också Det har andra fördelar också. Den bryter ju strömmen direkt, i jämförelse med den andra som ska ladda ur 20000uF innan den slår av. Inte bra när man börjar se magisk rök

[MNorrgren]

Ja precis. Det är nog det som jag använde mig av om jag inte minns helt fel.

Fördel är ju också att det finns färdig layout, så de tär bara o etsa det