Svenska ElektronikForumet

Hej, jag försöker bygga ett variabelt strömförsörjningsaggregat från scratch. Jag har ett väldigt enkelt kretsschema. Men hur än jag gör så ändras inte spänningen. Det blir 23V hur än jag vrider på potentiometern. Vad gör jag för fel? Potentiometern verkar fungera när jag testar den med en multimeter eftersom jag ser att resistansen ändras. Zenerdioden är på 23V och 5 watt.

I teorin ska det fungera - men jag ser otrevliga saker.
Du har 100Ω mellan råspänningen o zenern. Det kan potentiellt ge mycket ström genom zenern, mer än den klarar.

Mät spänningen över zenern, mät spänningen mellan GND & glidaren på potentiometern.

Skriv svaren här.

utgången bör lastas lite med, säg 10mA vid full spänning

Icecap skrev: ↑24 juli 2022, 23:39:46 I teorin ska det fungera - men jag ser otrevliga saker.
Du har 100Ω mellan råspänningen o zenern. Det kan potentiellt ge mycket ström genom zenern, mer än den klarar.

Mät spänningen över zenern, mät spänningen mellan GND & glidaren på potentiometern.

Skriv svaren här.

Hej, motståndet är på 1000 ohm, inte 100. Det blev lite otydligt på teckningen. Det är möjligt att zenern är trasig ifall jag kopplat fel tidigare. Är det nödvändigt med en zener på flera watt för en psu? Jag hade inte tänkt mig mer ström än 3, 4 ampere. Jag har andra zenerdioder med lägre wattstyrka.

Jag ska mäta det du föreslog i morgon.

grym skrev: ↑25 juli 2022, 00:22:07 utgången bör lastas lite med, säg 10mA vid full spänning

Jag borde väl kunna ändra spänningen utan belastning?

En 2N3055 har - som alla transistorer - en läckström.
Utan belastning blir spänningen hög.

En 2N3055 har lite mer läckström pga. konstruktionen, den är gammaldags - men solid.

japp, rätt stor läckström
kan vara värt att ha ett motstånd från 3055 bas till 0v med, för samma sak 10k eller så

Rätt.Det där motståndet från bas till jord fanns nästan alltid på Ge-tiden,men då var det 1-2k.
Jag provade en gång att ta bort det,men det gick inte alls....full spänning ut blev resultatet!
Nej,du behöver inte ha så kraftig zenerdiod-1W räcker bra.Huvudsaken är att man räknat ut seriemotståndet någorlunda.
Motstånd på utgången är också bra.Syftet med de här två är ju att få aggregatet att sätta igång och jobba och vara stabilt redan utan last.
En fråga-vilken spänning har du över kondensatorn?

(sen kan man ju tänka sig diverse förbättringar som ellyt över zenerdioden,annat värde på poten,dioder lite här och var,kortslutningsskydd mm mm i all oändlighet men då kommer vi för långt från ämnet)

Labbaggregat
Några tankar. Jag utgår från att vi talar om ett lab-aggregat, som kan användas till lite av varje.
Jag gjorde ett för väldigt länge sedan som jag fortfarande använder.
Jag har också 2N3055 som serietrissa och har max ca 18 volt och 3,3 ampere.
Där finns ett par funktioner som det enkla ovan saknar och som jag tycker är viktiga.

Strömgräns - Kortslutningssäkert
En säkring kan kanske förhindra att något går sänder om man råkar kortsluta eller belasta långt utanför spec, men i labbet är strömgräns trevligt.
Överskrider man strömgräns går spänningen ner till noll, tills man minskar belastnngen till inom spec.

Reglering
Du har redan sett en av följderna av att du inte har reglering. Även om du får det att fungera så kommer utspänningen att bero på belastningen. Om belastningen t.ex.har spikar så kan man få regäla spänningsdippar när strömspikarna kommer.

Kanske vill man ha effektgräns också?

Ungefär så här gjorde jag för att få strömgräns.
Ungefär så här gjorde jag för att få "exakt" spänning ut, i stort sett oberoende av belastning.
Jag använde inte en op-amp, utan en differentialförstärkare med två transistorer, med ihopkopplade emittrar.
/Pi

Det var fantastiskt informativa svar ni gav. Nu har jag varit borta hela dagen och inte kunnat testa något, och jag måste gå och och läggas mig snart. Men det är ju en dag i morgon.

Effekt
Linjära regulatorer har fördelen att dom inte sprider någon "multi kHz störning" i luften och kanske via sladdarna till det som ska strömförsörjas. Som switchade aggregat gör. Mer eller mindre.

Men...

Switchade aggregat har hög verkningsgrad. Det har inte linjära aggregat. Dom stora förlusterna blir till värme. I serietransistorn.
Även om en 2N3055 tål 60 volt, 15 ampere, 115 watt och 150°C, i teorin, så tål den mindre när den är varm. Om man vill hindra transistorn från att bli för varm så behöver man en stor kylfläns.

Ett enkelt, ungefärligt räkneexempel.
Termiska resistansen i 2N3055 är ca 1,5°/W, från chip till kåpa. Chipet tål (teoretiskt) 200°C.
Om du t.ex. har 20 volt efter likriktare och lyt och om du har strömgräns till, säg, 3 ampere, och råkar kortsluta, så har du 60 watt över transistorn. Långt under 115 watt, men...
"Ohms lag" (U=R*I) för temperatur: T = R_T * P

Där
T = temperaturskillnad omgivning till chip.
R_T = totala termiska resistansen, transistor + kylfläns
P = Förlusteffekt i transistorn.

Om du har 35°C i verkstaden en solig varm sommardag och du inte vill ha mer än 145°C som mest inuti transistorn så är T = 110°C.

Om vi tar effekten från exemplet ovan, så är P = 60 watt.

Då får vi:

R_T = T/P = 110/60 = 1,83°/watt

Vi har två "seriekopplade" termiska resistanser. Den i transistorn (1,5 °/watt) och den i kylflänsen (x °/watt).

1,5 + x = 1,83 => x = 0,33°/watt.

Den här, som exempel.
https://www.conrad.se/p/fischer-elektro ... -mm-188387
Är inte i närheten av att räcka till. Den har en termisk resistans på 1,1°/watt.

Då finns tre alternativ:
1. Skaffa en betydligt större kylfläns.
2. komplettera kretsen med den elektronik som behövs för effektbegränsning. Så att strömmen minskar vid kortslutning.
3. Sänk spänning och/eller ström, så att förlusteffekten minskar.

Jag skulle nog rekommendera 2.

Här är lite om beräkning av kylfläns.
https://www.hobby-electronics.info/en/e ... -calculate

/Pi

pi314 skrev: ↑25 juli 2022, 17:54:12
Ungefär så här gjorde jag för att få "exakt" spänning ut, i stort sett oberoende av belastning.
Jag använde inte en op-amp, utan en differentialförstärkare med två transistorer, med ihopkopplade emittrar.

voltage_regulator.png

/Pi

I alla kretsscheman jag sett på Internet så har konnektorerna varit ihopkopplade. Eller menar du att du hade ett mikrochip (differentialförstärkaren) plus två transistorer?

Rolf Zetterberg skrev: ↑25 juli 2022, 15:22:23
En fråga-vilken spänning har du över kondensatorn?

63V

>63V

Holy crap! (Ursäkta min dåliga engelska.)

Om du inte har tänkt dig en utspänning av storleksordningen 50 volt så bör du tänka på vilka förluster du får.

Om du t.ex. vill ha 12 volt ut så får du 51 volt över serietransistorn 2N3055. Ca 153 watt vid 3 ampere, som exempel.

Om du t.ex. vill ha 5 volt ut så får du 57 volt över serietransistorn 2N3055. Ca 171 watt vid 3 ampere, som exempel.

Vilket intervall vill du ha för utspänningen?
Välj inspänning, den som är över lyten, med belastning, så att den är 2-3 volt över högsta utspänning.

Jag har 18 volt som max utspänning i mitt aggregat med 2N3055. Då har jag ca 22 volt in, vid belastning.
Vid 5 volt ut, 3 ampere, så har jag 17 volt, 3 ampere = 54 watt över 2N3055.

Så här ser min kylfläns ut. Den blir rejält varm vid 5 volt och 3 ampere ut. Lilla transistorn på flänsen, bredvid 2N3055 är en 2N5233, som driver 2N3055.
Du behöver mycket större kylfläns än så om du ska kunna ta lite ström, med den inspänningen. Om det ens finns sådana kylflänsar...

/Pi

Edit: En liten korrigering...

>>En fråga-vilken spänning har du över kondensatorn?
>63V

Jag tycker detta låter misstänkt likt spänningståligheten för kondensatorn snarare än den _faktiska_ spänningen.