Dual-Tracking ±19V Power Supply

[Gustav180]

Men hur det än är så är det de fysiska lagarna som bestämmer. Jag har även sett byggsatser från olika europeiska tillverkare med liknade data. Detta är inget undantag. Därför är det viktigt att kunna göra beräkningar på det hela så man inte undrar varför det inte fungerar som väntat.

[4kTRB]

Jag tror det utan allt för stor möda går att göra reverse engineering på det här bygget.
De har ju nästan publicerat det på silverfat.

[Rolf Zetterberg]

Tydligen har de öppnat sid2 nu med mera bilder.
När vi ändå hackar,så kan vi konstatera att likriktardioderna 1N4004 ska man inte köra 1,6A kontinuerligt igenom,dessutom inte när de är placerade tätt mot kortet.
Själv väntar jag på schemat,men det kanske vi aldrig får se,eller...?

[Andy]

Hur du än vrider & vänder på det så är uteffekten specad till över 60W, det duger altså inte med en 60VA trafo.
Trafon ska lämna uteffekten + alla förluster vid likriktning/laddning av filterkondingar o s v + sin egen förlust.

[4kTRB]

38V * 1,6A = 61W

Inspänningen bör väl ligga en bit över 40V.
Vet inte vilket drop de där LM-IC har.
Så likriktaren bör väl rimligtvis leverera någonstans runt 70W.

[Andy]

Sedan måste man ta höjd för topparna när kondensatorerna laddas också, jag skulle välja en 100VA eller åtminstone 85VA.

[Gustav180]

Nja, man behöver väl inte ta i så att böxora spricker.

En transformator på 2x24 V fungerar OK. Den likriktade utspänningen vid tomgång blir ca 34 V. Maxvärdet är 35 V

Om man nu vill ta ut 1,5 A, som garanteras av NS, så räcker det med minst 60 VA. Det är den sekundära effekten på transformatorn som anges och då är transformatorns förluster med. På primärsidan kommer den att dra mer.

Du behöver knappast dimensionera för kondensatorns laddning, det är bara någon period som strömmen blir hög. Sedan blir det bara små stötar vid varje halvperiod. Dessutom begränsas den av likriktare och transformatorns inre resistans.

Som Rolf redan uppmärsammat så är 1N4004 för klen som likriktare för över 1 A. Det bör vara dioder som klarar minst 2 A och monteras så de får bättre kylning.

LM317/377 kan lämna 1,5 A tills de blir för varma. Om utspänningen är låg sker det ganska omgående.

[4kTRB]

Säg att du har 43V från likriktaren så betyder det att
växelspänningen på transformatorn behöver ligga på
runt 30V och ska kunna leverera 1.6A. 30V*1.6A = 50VA
100VA verkar overkill.

[Andy]

Jag räknar uppenbarligen inte på samma sätt.

EDIT:
Jag räknar på den utlovade outputen.
Men jag är fullt medveten om att aggregatet har ett antal andra detaljer som gör att det inte kan leva upp till spec.

[kimmen]

Om man nu vill ta ut 1,5 A, som garanteras av NS, så räcker det med minst 60 VA. Det är den sekundära effekten på transformatorn som anges och då är transformatorns förluster med. På primärsidan kommer den att dra mer.

Strömmens effektivvärde i transformatorlindningen är högre än likströmmen som dras från likriktaren med glättning eftersom ögonblicksvärdet av strömmen i transformatorlindningen inte har konstant belopp. (vilket är det enda fall då RMS- och beloppsmedelvärdet blir samma)

För sinusformad ström skulle det vara 1,1 ggr högre men för den pulserande ström som blir i sådana där likriktare hamnar man kring 1,8 ggr. För 1,5 A likström ut behövs alltså en transformator som klarar c:a 2,7 A RMS. Någonstans mellan 2x18V och 2x24V lär behövas beroende på hur mycket spänningsfall reglerkretsen har och om man kan tåla att tappa regleringen vid låg nätspänning.

Lite drygt 100 VA transformator krävs alltså för att klara kontinuerligt 1,5 A belastning på båda utgångarna.

Även om man då kanske bara drar 70 W från likriktaren med glättning så krävs alltså en skenbar effekt på 100 VA+ från transformatorn eftersom likriktarens effektfaktor är lägre än 1 på grund av övertonerna i strömmen.

[4kTRB]

Plockar du ut 1.6A per utgång så blir det ju 38*1.6 = 60W totalt.

60W ut och du klarar dig gott med en 100VA trafo, ger ju marginal på 40W i förlust.

En 100VA trafo kan ju ge 100W effektutveckling i en resistans.

[Gustav180]

När jag tittar lite mer på dimensioneringen av laddningskondensatorerna på 4,7 mF och den medelspänning som blir vid 1,5 A, så hamnar den på ca 30 V med 24 V transformatorspänning. Rippelspänningen blir ca 3,5 Vpp och toppvärdet ca 32 V. Jag har från detta räknat med 30 V medelspänning. Det blir ca 10 V över LM317/337 och effekten vid 1,5 A blir då 15 W.

För att kyla bort 15 W krävs en termisk resistans till luften på ca 8 °C/W. IC:n har 4 och isolerbrickan 1 °C/W. Kvar till kylaren blir 3 °C/W vilket en liten bit slät plåt inte har. Dessutom är det två värmekällor till samma kylare + 7805:an.

Kontentan är att det inte går att ta ut 1,5 A kontinuerligt under någon längre tid. Det är för mycket spänning över IC:n för detta.

Konstuktionen kan nog bli hygglig om det blir en kraftig kylning till regulatorkretsarna, men vid låg utspänning kommer det att bli svårt att ta ut någon högre ström. Den termiska resistansen i LM317/337 sätter en gräns för detta.

[4kTRB]

Nu ser jag att det finns schema utlagt också plus kurvor som avslöjar
hur man kan belasta. 60VA finns info om att trafon ska vara och den
ska vara på 2x15V.

[kimmen]

Bifogad är en simulering (LTspice) av en 60 VA 15-0-15 V transformator som matar en likriktare med 4.7 mF per "rail". Jag har antagit att transformatorns spänningsökning utan last är 10% och att lindningsresistans dominerar över läckinduktans.

Utspänningen från likriktning och glättning vid belastning på 1.5 A på både plus och minus blir vid nominell nätspänning +-18.2 V med dalar ned till 17.1 V. Vid -10% nätspänning (OK enligt standard men kanske lite väl pessimistiskt) blir det 16.0 V och dalar ned till 15.0 V.

Lindningsströmmen blir 2.59 A RMS, vilket är en överbelastning för transformatorn. Kopparförlusterna hamnar 70% över designvärdet. Sänker man lastströmmen till 1.1 A per utgång kommer man ner till transformatorns begränsning på 2.0 A RMS lindningsström. Rippeldalarna är då uppe på 18.2 V vid nominell nätspänning.

Deras kurva där (uppmätt?) visar att jag nog var lite optimistisk med att transformatorn skulle ha 10% reglering, om det nu inte är så att det är begränsningen vid låg nätspänning. Trevligt att de faktiskt anger där att full utström inte är möjlig vid 19V (spänningsfall och rippel på råspänningen) och vid låga utspänningar (effektförlust i regulatorer). En del byggsatser (och även köpesaggregat) har ju sådana där begränsningar, men sällan framgår det så tydligt.

Transformatorn blir dock överbelastad om man drar mer än c:a 1.1 A på båda utgångarna samtidigt, som sagt.

Vill man klara hela vägen upp till 19 V 1.6 A så behövs det mer transformator. 2x18 V, 100 VA verkar räcka nätt och jämnt, men inte om nätspänningen är under sitt nominella värde.

[Gustav180]

Så där ja, då har man bekänt färg och som kimmen också visar, så är det lite glädjedata.

Deratingkurvan visar också en annan intrssant sak. Maximal effekt får man ut vid ca 11 V. Med en transformator på 15 V, så är det 4 V mellan transformatorspänning och utspänning. Jag brukar dimensionera med minst 3 V vilket jag räknade med när jag förslog 2x24 V.

Sedan är det kylningen som kvarstår för att höja strömuttaget vid lägre utspänningar.

Finns det något kretsschema någonstans? Man kan ju använda sig av konceptet om det finns några finesser i det.