Thread Rating:
  • 2 Vote(s) - 5 Average
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
LM317 Voltage-Current 0-30VDC 0-5ADC REG
#21
Meni se  tema pomalo dopadala na početku, ali je po meni otišla u off. Prvenstvena ideja da se Lm317 ustvari
iskoristi kao osnovna pojačana verzija se izgubila. Počeli su naši elektroničarski megalomanski planovi kako da
se dobudži  do 150 v i 10 ili 30 a. :Smile
Nemojte da se ljutite na mene, ali ovo ne bi nikako smelo da se očekuje da ovo bude bazni ispravljač. Ovo bi
trebao da bude jedan od pomoćnih ispravljača sa regulacijom napona i promenjivim ograničenjem struje.
Nemojte da zaboravite da se izvor referentnog napona nalazi u samom LM kiji je zašrafljen na hladnjak zajedno
sa 150 W disipacije, i da će lepo klizati zavisno od temperature. Sve ovo zidanje oko LM317 je  nepotrebno.
jer je to moguće odraditi mnogo elegantnije sa nekoliko OP, TL431 i nešto snagaša. Isto tako smatram da je
za veće snage ispravljača neophodna predregulacija da se ne bi kuvala kahva na hladnjaku.
Sa takvim uređajem može da se dobije precizna regulacija i napona u 10 mA, kao i struje u 1mA.
Reply
#22
Heh, tako to biva, daj LM317, daj jos jedan tranzistor, daj 0V, daj regulaciju struje ... i tako se vrlo brzo ode od pocetnog koncepta.

Branko je u pravu kada kaze da "zidanje" oko LM317 nije bas najbolji smer posto se isti efekat cak i bolji postize sa par OP-ova i dodatnim tranzistorima, LM10 je jos i najzgodniji za takve primene dok bi sa boljim OP-ovima poput OP27, OPA192, LM4562 mogli dobiti jos bolje osobine regulatora po pitanju "finoce" regulacije.
Takodje po Macolinim preporukama, nama mnoooogoo vise ide na ruku da umesto tranzistora koristimo nesto "linearnije" poput IC-a i tu moze da bude LM317, preko LT1083 pa sve do LM3886 gde bi vise paralelnih takvih IC mogli da trpe dosta discipacije dok sa druge strane se oslanjamo na njihove termalne zastite.

Jos jedna bitna opcija koju regulator valja da ima je LDO, tj mogucnost low-dropout, sto manji postignemo to je moguce vise ustedeti ako to kombinujemo sa predregulatorima.

Takodje se tu postavlja najbitnije pitanje oko transformatora, koji pristup izabrati, da li to da bude standardan trafo koji moze da se lako nabavi ili da se ide na specificno motane po porudzbini gde vec mozemo mnoge sporne stvari da resimo na nivou takvog transformatora.

Na primer jedna zanimljiva ideja je sa "Miletovim preklopnikom" tj preklopnik signala baziran na potenciometru sto moze mnogo fino da se uklopi sa regulatorom i to tako da imamo stereo potenciometar gde jedan radi regulaciju napona dok drugi prebacuje u 5 opsega sekundare (komparator + OPTO MOC) i naravno bez releja nego sa triacima.
U krajnjem slucaju je sve isto izvodljivo i sa jednim potenciometrom.
Na taj nacin moze da se izvuce vema dobra efikasnost za linearni regulator.
Reply
#23
Evo me, a vidim fino teče diskusija i to u pravim smerama.
Pokušaču odgovoriti svakomu, naravno hvala svima na pitanjima, predlozima, razmišljanjima, potrebama...

Svako bi nekako drugčije taj jednostavan LabPSU izgradio/zazidao :-)
što je i dobro znati (te sve moguče variacije) kod projektovanja istog.

Redom, možda nekim prije odgovor, drugi  ga več znaju, nešto oko načina pristupa problematiki i tako to:

LT1083/1084/1085 pogledajmo si pobliže DS:

svaki deklarisan sa max izlaznom strujom od 7,5A 5A 3A.
Kučište mu je na raspolazi TO220 i DD (SMD varianta)
TO3 i TO3P ne prave se više.

Odmah na strani electrical characteristics (str 5) dobijemo podatak o Current limit
-ako imamo DropOut (razlika napona V_in - V_out) od 5VDC unutrašnji limiteri su 9,5A 6,5A 4,0A respektivno
dok kad se nadje veliki DropOut recimo razlika napona V_in - V_out od 25VDC drastično se smanje max dopustne struje
nadjemo podatke: 1,0A 0,6A 0,5A
-i to nam vrlo suptilno kaže, koliko može taj regulator max termički disipirati.
Izračunajmo: 25W 15W 12,5W termogene disipacije, zapravo je regulator interno limitiran sa tot_DropOut ništa više nego sa toliko tot_I_out max.

TO220 kučište može u granicama "zdrave" disipacije prenesti cca max 25W
i da bude dugovremeno tako opterečeno (reliability and lifetime - naravno primernim hladjejem).
Pogledati si i Thermal resistence Junction-to-case "oba tri". To je uvijek jak hendikep!!!

Na str 6 dobijemo podatak za max thermal disipation Line i Load regulaciju (več je postavljeno u jednom od prijašnjih postova,
....ali zbog redosleda priče, evo još jednom:

"Note 3:
Line and load regulation are guaranteed up to the maximum power dissipation
(60W for the LT1083, 45W for the LT1084 (K, P), 30W for the LT1084 (T) and 30W for the LT1085).
Power dissipation is determined by the input/output differential and the output current.
Guaranteed maximum power dissipation will not be available over the full input/output voltage range."

Na kratko, ako se držimo malog DropOut-a (recimo u granicama cca delta_2VDC) možemo istisnuti iz regulatora
sve šta nam po karakteristikama nudi.
Povišamo taj DropOut i eto nam thermalnog limitiranja max izlazne struje.

I dalje:

"Note 4:
I_FULL_LOAD is defined in the current limit curves. The I curve is defined as the minimum value of current limit
as a function of input-to-output voltage. Note that the 60W power dissipation for the LT1083
(45W for the LT1084 (K, P), 30W for the LT1084 (T), 30W for the LT1085)
is only achievable over a limited range of input-to-output voltage."

Opet na kratko, ako držimo taj DropOut sa umnoškom izlazne struje u nekim (vrlo uskim limitima) možemo očekivati max po specifikacijama regulatora.

Na str 7 imate sve grafove ovog gornjeg pomenutog za sva tri regulatora

Str 8 nam kaže da treba neko minimalno opterečenje izlaza od cca par mA,
pa se može lako staviti neki CCS na izlazu (Fet, opamp, reg u ulozi CCS ...) za pravilan rad več sa malim opterečenjem (2-3mA dovoljno).

Tu je i graf PSRR/izlaznoj struji/freq i naravno šta nas zanima
Max Power disippation u zavisnosti postižene temperature kučišta regulatora (T_case)
To su zapravo Derating curve (zapravo kako upada max dozvoljena disipacija elementa sa povišanom temperaturom kučišta.

Str 13 je takodjer zanimljiva, Thermal consideration
gdje je obrazložen primer sad več obsolete pakungom TO3, ali je redosled zanimljiv pa se ga isplati preučiti, dobičemo dobar dojam o toj,
sad več bezbroj puta omenutoj max thermal disipation.

Str 14 tu imamo 7,5A max naponski regulator sa preregulatorom koji daje max DropOut LT1083 od svega 1,7VDC znači max thermal disipacije regulatora
od cca 13W.
U ovu shemu mogli bismo jednostavno ugurati dodatnu regulaciju struje sa preklopnikom 0 - 500mA/0 - 7,5A režima rada slično onoj sa LM317.

Zato sam na kratko predložio da samo zamenimo LM317 sa LT1083/1084/1085
jer svu disipaciju sada nose "one tri mrge" od TO247AC mosfeta IRFP9140
koje sa T_case od cca 60°C mogu prenesti i do I_d 20A svaki, što i nije toliko važno,
nego kad se pogleda njihova SOA na toj temperaturi,
sa padom napona U_ds (to bi bio sad naš DropOut regulatora / kao cijelog sklopa PSUja) od max 30VDC,
dozvoljeni max I_d_DC (continuous) bio bi aproximativno (u grafu imamo 100usec, pa 1msec pa 10msec graf,
ali ako produžimo približno jednakim razmacima-zapravo je tu exponencialno blage krive, do 100msec i nešto niže do DC režima rada),
DC=oko 1,8-2Amax imamo garantirano po elementu, tri takva i jedva smo do 5Amax.

Ako izračunamo i max dozvoljenu disipaciju za takav element (po ovim gornjim podacima) dobijemo analogiju sa LT1083/84/85 DS
da TO247AC (koji je nešto veči od TO220) može max podnjeti cca 55-60W termogene disipacije kontinuitano-
dugotrajno @60°C T_case.

@Miki je to več na forumu okačio neko vreme unazad, kako se različita kučišta DUT uopšte efikasno hlade,
tu nam je osnovni limit Junction-to-case koji je problem ako se ga ne ispoštuje.

U nekoj mojoj priči Aclass AMPa sa LM3886, IC sam stegao na hladnjak bakarnom podebljom trakom relativno velike površine,
opteretio i beležio kad su se pojavili Thermal Shut Down ili Spike izlaza (takve protekcije ima).
Na naponu napajanja +/-21VDC imao sam max Aclass bias od neverovatnih 2,6-2,8ADC kontinualno, hladnjak forsirano hladjen ventilatorom na cca 35-28°C,
kad su se počele aktivirati protekcije, jer je T_junction bila sigurno več na limitu nekih cca 150°C.
Tot_disipacija je bila tada oko 55-60W_term a max struja izlaza daleko ispod strujnog limita Spike od 11Apeak po DS.
Kučište LM3886 je za nekih 35-40% veče od TO247 pa lakše/brže prenosi toplotu na hladnjak manjim temp razlikama T_j-to-c.
Tako stegnutog sam kasnije pustio sa max 50W/ICju disipacije dugotrajno, evo radi več treču godinu po par sati dnevno,
upaljen je kontinuirano i po par dana...


@Gosha:
Imamo na raspolazi celu paletu mosfeta, ima i takvih sa oznakom Current sense, koji svoj R_ds On ne menjaju toliko sa promenom temp.
No tu je još "nova dobrobit", kako je ja vidim, naime mi netrebamo precizne strujne regulacije/limitinga sa nekim opterečenjem i strujama 1,5A+
gdje če nam, ako imamo i veliki DropOut sklopa, temperatura hladnjaka i T_case usled jače term.disipacije promeniti i R_ds ON (po DS).

R_ds On ima pozitivni temp drift (po grafu) i iz nekih nominalnih 0R120@25°C
promeniče nam se za delta T_case od 20°C za cca 10%, ovako odokativno cca na 0R132.

OK, limit koji je bio postavljen na T_amb snizit če nam se za tih cca10%.
Super, još dodatna protekcija regulatora, kako se nam viša temp hadnjaka, tako imamo sada i proporcionalno (po toj krivi R_ds ON /temp) niži max dozvoljen strujni limit.

Ako trebamo LabPSU recimo za precizan CCS 3A ili slične precizne primene, to predstavlja sad več problem ovoj koncepciji jednostavnog LabPSUja!

@Miki je predložio mosfete sa vrlo malim R_ds ON,
no tu postane problem odčitavanja deltaU_ds pošto imamo opamp sa limitirano malim ulaznim offsetom.
Odčitavanje Current sense če biti OK - odlično, no ugurat če nam se u odčitavanje sada greška opampa koja može postati problematična.
OP27A ima grešku od cca max 25uV sa napajanjem +/-15VDC, sa napajanjem +33V/-5V i opterečenjem izlaza cca 5mA zavisi koliki če bit,
uslovimo da je max 30uV pogreške.

Ako odaberemo mali R_sense, recimo 0R005, iako je to u ulozi Current sense mosfeta R_ds ON, brzo če nam taj offset pokvariti tačnost odčitavanja,
pogotovo ako hočemo svesti limit struje prema samo nekoliko desetinama mA struje izlaza PSUja.

OK, kod izlaza 100mA če biti ta greška odabranim opampom (offset30uV/odčitavanje0,5mV@OR005@100mA)*100%=cca 6%
onda kod tako malih signala trebamo dodati i pogrešak zbog ulaznog naponskog šuma
i pojavom naponskog ulaznog šuma usled strujnog ulaznog šuma*ulaznog opterečenja koja se sumira prvom,
jeste da je taj šum random, ali sovraponira se koristnom signalu i eto,
sve skupa možemo reči da je oko 10% pogrešak (odokativno), i sličan kao kod Current sense sa IRFP9140 (DS).

Zapravo i tu nam ta pogrešak nešto poskoči, ali sada nije zavisan od temp, pa nam može več dobro opterečen LabPSU
(tada je pogrešak manji, sa večom izlaznom strujom),
zbog te pogreške sniziti ili čak povečati željeni strujni limit, možda kad--tada nezahvalno?
Inače! Par procenata pogreške je vrlo dobar rezultat takvom jednostavnošču.

Rešenje vidim u klasičnom R_sense otpornikom (još bolje ako ima hladnjačič) sa vrlo malim ppm/T, 
prekidač 500mA/5A napravičemo sa mosfetom vrlo malog R_ds On po predlogu Mikija dobro hladjenog zbog bepromena R_ds ON / Temp.

@branko tod i @Miki


:-)
ma da,
potpuno se slažem ,

iz nešto vrlo jednostavnoga sa par elementa napravismo regulaciju od 0-30VDC, jer nekomu zatreba i ono od 0-1,25VDC
tu je onda regulacija/limiting struje u dva režima 500mA/5A što je sa tih par dodatnih elemenata sasvim OK,
kad se več ima negativnu referencu (-)15VDC


LM317 ili LT1083 ili negi drugi 3pin ADJ regulator je sasvim svejedno kojeg čemo u tu shemu staviti, ako cijene ne odstupa onda najboljih karakteristika,
kako je več na zajedničkom hladnjaku pobrinučese za sve temperaturne kompenzacije izlaznog napona.

Nešto jače po struji, sa večim naponima bez preregulatora neče iči, ili preklapanjem sekundara ili nekim PFC, SCR regulacijom...drugčije ne!

Ja vidim ovaj projekat da se napravi (u granicama svojih očekivanih performansi/pouzdanosti PSuja) kao jednostavan, svakodnevno upotrebljiv, ...
LabPSU ...kao po naslovu ove teme.

Za ostale kasnije Abartizacije sam svakako na volju!
:-)
LP
Dragan
Reply
#24
Možda sam već spomenuo,zašto ne staviti običan relej za preklapanje R_sense otpornika, ne bi bilo ama baš nikakavih problema oko Rds_on,dobro bilo bi možda "problema" da se kontakti releja ne zavare ali pri ovako relativno malim strujama bi možda moglo proći.
Reply
#25
(10-25-2016, 06:49 PM)Khadgar2007 Wrote: Možda sam već spomenuo,zašto ne staviti običan relej za preklapanje R_sense otpornika,
ne bi bilo ama baš nikakavih problema oko Rds_on,dobro bilo bi možda "problema" da se kontakti releja ne zavare
ali pri ovako relativno malim strujama bi možda moglo proći.

Naravno da se može staviti relej, ali isto ima i svoj otpor kontakta pa i temco drift,
tako da smo slično sa karakteristikama "prekidača" kod releja i kod mosfeta,
slednji je bezkontaktni i na duže vreme obstojniji,
pošto se releju vremenski i otpor kontakta menja usled staranja/prekidanja/oksidacije/izparevanja obloga kontakta...

Pogledao sam na brzinu ponudu mosfet snagaša sa RdsON oko 10mohma
i pronašao zanimljiv i ne skup IXTP120P065T

U njegovom DS pogledajmo si RdsON u zavisnosti temperature T_j
tu su grafovi za struje -120A i -60A koje nas baš ne zanimaju,
ali možemo napraviti analogiju i za manje struje, nacrtao sam jih u sam graf.
Nisu baš sigurne i tačne, ali tu idemo traganjem za podatkom za koliki faktor se RdsON promeni od temp 25°C pa do 50°C
i dobro če nam takav postupak poslužiti.

10-27-2016, 08:47 AM


Promena je cca +0,003/°K

Onda nam zatreba R_sense, uzečemo 100mohma, zbog pogreške odčitavanja offseta opampa treba nam "malo veči"
i potražimo takvog koji ima sada negativni tempco

Našao sam zanimljive Vishay AC05 i 07 serije (5 i 7W)

Tempco cca -40ppm/°K kao neku srednju vrednost (po DS od -10 pa do -80ppm/°K),
a pošto je deset puta veči otpornik R_sense od otpora RdsON
imačemo sličnih relativno absolutnih promena/temp koje če se medjusobno kompenzirati,
ne baš potpuno ali imačemo vrlo dobro pokrivenost kompenzacije.

Tu govorimo o održavanju postavljenog strujnog limita u zavisnosti temp.
Mosfet i otpornik biče montirani na PCBju odvojeni od hladnjaka,
montirani jedan pored drugog zbog te anulacije pogreška/temp.

Kod opterečenja 5A imačemo disipaciju:
mosfeta @10mRdsON cca 250mW i kučište TO220 biče "mrtvo ladno", tu disipaciju možemo i zanemariti ili dodatno staviti mali hladnjačič
R_sense @100mR cca 2,5W, a pošto čemo uzeti otpornik od 7W, takodjer nečemo imati preveliki skok temp,
biće nešto topliji od mosfeta ali ima manji temco i eto još dodatne tačnosti Temp kompenzacije.

Sve u svemu, ova dva elementa neče se pretjerano grijati usled večih struja! Tako da če greška postavljenog strujnog limita biti manja,
ocjenom max oko 1%
Sad ako imamo neki element i održavamo na njemu 3A, pa se zbog temp drifta promeni struja na tom elementu za 30mA
i to "ga sprži ko zeca"... onda neznam dal nam takav element zatreba!
Slično i sa manjim strujama, imamo 30mA i onda tu promenu od 300uA usled temp drifta ukupnog (R_sense+RdsON)...

Ne zaboravimo da to nije namjenjen kao glavni LabPSU u jačoj laboratoriji, nego kao nak prvi jednostavan LabPSU,
u smislu baš ne "Entry level",
nego da se ima dobro Lab napajanje, koje če da nam služi i za težka maltretiranja za neke prototipe, igranja, početniške pa i profi radove...
i da ne izadje izgradnja takvog par K Eura.

:-)

10-27-2016, 08:53 AM



.tsc   LM317 voltage-current regulation 500mA-5A.TSC (Size: 45,85 KB / Downloads: 3)
LP
Dragan
Reply
#26
Kako ti je opao R2? I otpornik u Iadj ti naprasno ripio na 407 oma! ¯\(ツ)/¯
Reply
#27
(10-27-2016, 10:11 AM)branko tod Wrote: Kako ti je opao R2? I otpornik u  Iadj ti naprasno ripio na 407 oma! ¯\(ツ)/¯

:-), ...ha došao si na svoje, jel!? :-)

Pa da,
sad je strujni limiting u drejnovima, prije je bio u source snagaša, pa je bila podjela struja snagaša i LM317 drugačnija,
zato tada takvi otpori i njihove snage.

Izgleda da je suma otpornika Iadj ostala u bezbroj simulacija takva, da je odgovaralo razmjerje postavljenim elementima.

1,24 *(1+10K/407R) = max U_out

Hvala na primedbama, svakako!
LP
Dragan
Reply
#28
Naišao sam, neznam ni sam kako..., na jednu jednostavnu priču preregulatora i zapazih našeg @Prasimix

11-01-2016, 04:00 PM


Blackdog je odnekud pronašao shemu preregulatora iz neke ne-baš-toliko-stare revije
Practikal electronics, april 1994,
koju je kasnije dopunio, promenio, usavršio i dokumentirao svoj projekat,
kasnije postavlja i slike raznih testa i maltretiranja, kako i grafove, odzive, PSRR, izlazni šum...

11-01-2016, 03:20 PM


Ubacio sam na brzinu u simulator tu shemu i iznenadi me njegovo djelovanje,
to jest da na izlazu stvarno imamo vrlo mali šum preklapljanja mosfeta i punjenja bulk elka preregulatora (C2 i C8).


T1 nadgledava diferencu napona odabranog linearnog post-regulatora
(odabrao sam LT1083 može naravno i koji drugi, LM338 TO3 5A ili slični),
taj prag štelamo ga trimmpotom P2 100K kako bi imali recimo 5VDC te razlike (U_in - U_out)  lin.reg.

Kad imamo željenu diferencu (primarni bulk elko preregulatora C2 i C8 napunili su se do + U_diff)
T1 postane aktivan i daje komandu tyristoru Ty1,
koji zatvara CCS sa T3-Z2-R7 (cca 60mA sink-a) i time zatvara mosfet T2

T2 ima zaštitnu zenericu 15V, R_pull_down R5 zbog Gate_charge odabranog mosfeta da se brže gasi,

tranziente preklopa usporava kond C4 koji zveznije uključuje i isključuje mosfet,
kako nebi imali naglih rampi i stime unošenja velikih smetnji do linearnog post regulatora,
tako taj maleni C4 (1n - 4,7nF, treba ga ustanoviti experimentisanjem)
vrlo "glatko" preko T3 kontroliše On/Off mosfeta.

Tyristor Ty1 se napaja preko punovalnog nereguliranog napona sa D1 i D2 preko R9
i tako se vrlo lako kontroliše ZerroCrossing.

Mosfet neka je sa što manjim R_ds ON, dovoljnog napona U_ds, sa I_d_peak barem 50A,
i naravno sve skupa sa najmanjim mogučim Q_g.

Preregulator odlično radi, postavio sam i neke tačke za merenja, pregledao rad u simulaciji sa osciloskopom,
nego nisam imao vremena da to uslikam i da postavim.
Postaviču to u kratkom.

Simulacija:
Izlazni ripple bio je ispod 1mVpp @I_load cca 1A, 15VDC_out i R_load 15R,
preregulator na cca 5VDC difference, sa naponom na C8 od 20VDC
i izmjerenim ripple na C8 od cca 350-400mVpp
(PSRR LT1083 bi bio tako oko -50dB inače ga ima boljeg)

Razmišljam još o Current limitteru za LT1083 sa OP27 i sa odabirom neke referencu od 2,5-5,0V,
sa shuntom low-side u return putanji, regulacijom/limitingom 0,0mA - max.
Takodjer bi postavio 5A/500mA preklopnik max limitera.
Preklopnik sada sa N-mos jer ga imamo u low-side putanji.

Onda regulaciju LT1083 od 0,0VDC do 30VDC sa neg referencom 5VDC sa LT1054 i njegovim FB,
da nam ne trebaju dodatni pomožni sekundari. Nego sve iz jednog sekundara 27VAC 5-7A.

Remote sensing direktno na klemama PSUja
i možda eventualno externu extenziju RemSense za priključivanje četverožilno na potrošač. 

Dobro bi bilo za razmisliti oko upotrebe LT4320 controlera i
četvoro low R_ds On N-mos 100V/50-100A/max 5mohma R_ds ON sa low Q_tot
umesto greatz kockice!

Na primaru EMI/RFI i SoftStart trafoa.

Protekcija ?
Koliko jih ima odabrani IC linearnog post regulatora.
LP
Dragan
Reply
#29
Shema preregulatora

11-01-2016, 07:18 PM


R59 i R60 zamenio bi sa Common Mode Choke
za postizanje što manjeg rippla usled rada mosfeta.
Treba mu preveriti I_sat u DSu, tu se vrte peakovi struja i do 20-30A
pa treba pedantno odabrati bulk elkose.
LP
Dragan
Reply
#30
(11-01-2016, 07:29 PM)Dragan100 Wrote: R59 i R60 zamenio bi sa Common Mode Choke
za postizanje što manjeg rippla usled rada mosfeta.
Treba mu preveriti I_sat u DSu, tu se vrte peakovi struja i do 20-30A
pa treba pedantno odabrati bulk elkose.

Mozes povecati otpornike u gejtu preko 1K i tako usporis ukljucenje MOSFET-a, frekvencija je 100Hz  tako da to nece uticati na njihovo dodatno zagrevanje.
"Nij sve tako crno, samo su ti oci vezane".....rece dzelat.
Reply
#31
Na poslu sam pa nemam tih grafova iz simulacije, okačiču jih kasnije,
več tako sa cca 50-60mA CSa T3 (shema TinaTI) i tim C4 od 1,5nF
SCR polako zatvara T3 i nema nekih naglih transicija u drivanju gata,
koje bi unesle smetnje prema C2 i C8.
Pokušaču i tvoj predlog promenom R_g sa večim
i testom/simulacijama sa strujama izlaza oko 3-5A
pa čemo pokomentarisati i te grafove.
LP
Dragan
Reply
#32
11-01-2016, 11:43 PM


-kontrola gata P-mosfeta je fino zvezna i umirena, probaču postaviti oscilogram napona na gatu i AC napona tyristora,
da se vidi kako prati mosfet envelopu AC napona (preko diodica iz sekundara) dok ga tyristor preko T1 (prag razlike preregulatora i izlaznog napona PSUja)
ne počinje zatvarati,
-zatvaranje je takodjer postepeno i umireno, tu je u "giru" CS, C4, R_gate, R_pull down,
vidi se i po naponskom ripplu na tim bulk elkosima, da nemamo naglih promena (sve je to inače sporo, tu imamo 100Hz).
-izlazni ripple je ispod 1mVpp
Sa tako niskim freq (100Hz) lakše nam je i isfiltrirati napon preregulatora.

@I_out 1A, 20VDC/20R
LP
Dragan
Reply
#33
Tražio sam prave vrednosti drivanja mosfeta preregulatora,
postavio current sensing u low side, current limiting radi odlično,
trebam ugurati još par sitnica, ali me vrijeme pritišče...
Umesto LT1083 stavičemo LM338 TO3

11-02-2016, 08:17 PM


Oscilogrami napona AC drivanja tyristora ,Gata mosfeta preregulatora i ripple izlaznog napona

11-02-2016, 08:18 PM


Vidimo da mosfet otvaramo par puta 3-4 u jednoj poluperiodi, u zavisnosti potrošnje izlaza ,U_gs max -6Vp
takodjer je to razvidno iz rippla izlaznog napona +/-cca 400uVp
oba dva oscilograma su izrisana bez svoje DC komponente
Kod ZerroCrossinga sve se fino "utiša" i čeka se početak sledeče poluperiode.
Punjenje primarnih bulk elkosa preregulatora zapravo punimo ne punovalno AC, nego iz relativno malog elkosa C5 nereguliranog napajanja (gretz+elko)
tako da i u padanju poluperiode glavni elkosi se napajaju iz "malog uskladištenja" tog C5, pa nemamo u ripplu nekih prenaglih nuspojava peakova i sličnih smetnji.
LP
Dragan
Reply
#34
Shema LabPSUja 0-30VDC, max 0-500mADC i 0-5ADC

11-03-2016, 02:32 PM


-dodan Kelvin sensing na izlazne kleme PSUja
-preklapanje 500mA/5A sa mosfetom low R_ds ON
-LM338 5A TO3 (ovaj ide sa U_in do 40VDC!!!), ili LT1083-1084 ili koji sličan sa 5A I_out sposobnosti
-Drop OUT neka je 4-6VDC zbog SOA odabranog 3pin ADj regulatora
-postavio sam i kdje bi bili Voltmetar i Ammetar,
ako su sa svojim napajanjem, trebamo jim postaviti i njihovo adekvatno napajanje
- (-)15VDC imamo, treba iz glavnog napajanja dobiti i (+) 15...24VDC za te instrumente (7824 i 7815 sasvim če odgovarati)

Kakav Trafo nam treba za jedan PSU :

SEC1 26-27VAC, 6-7A, 160-180VA za jedan PSU
SEC2 15VAC, 500mA, za referentne napone, napajanje instrumenta, možda za dodatni ventilator...

Za drugi PSU ako hočemo (+/-) napajanje, isti takav dodatni trafo ili trafo sa dupliranim sekundarima i duple snage,
najbolje je i pomožne napone imati odvojene, svaki iz svog sekundarčiča,
kasnije se može takva dva sasvim odvojena napajanja (gledano iz sekundarne strane) kombinirati po volji...
LP
Dragan
Reply
#35
Dobro je ispao ovaj regulator, verujem da ce dobro i da radi.

Bilo bi zanimljivo sad malo poraditi i na PCB, da vidimo kako bi to prakticno moglo da ispadne.
Reply
#36
Hvala Miki,
dopuniču još shemu sa ConstCurr LED indikacijom, to-jest kad počinje limitacija izlazne struje
razmisliču ako zatreba external Remote sensing i kako ga najednostavnije ugurati
recimo kad treba staviti poduže vodove do potrošača
a htjeli bi imati baš na potrošaču konstantan napon

Inače tražio sam LM338 spice model ali nikako da se ga nadje,
za sada sam na brzinu promenio "nekoliko vrednosti" u LM317 modelu,
tako da sam imao za simulaciju "tek neki" 3pin 5A regulator za podešavanja vrednosti naponskog i strujnog sensinga.

Pronašao sam inače Nat.Semi DS LM338 pa ču iz njegove interne strukture pokušati napraviti spice model,
slični jesu sa LM317 pa ču od toga startovati, spice model biče klasičan .subckt sa elementima,
treba jih "samo fino utrimovati"!

PCB se več krčka u glavi, čak podosta toga imam na lageru, trafo, elkose, hladnjake...
pa ču dopuniti ostalu "boraniju"
najverovatnije če biti moja klasična slagalica:
-EMI/RFI , ON/OFF, možda i SoftStart
-trafo (ili dva odvojena) sa potrebnim sekundarima
-PCB sa LT4320 i mosfetima, snuberima sekundara, bulk elkosi
-PCB Preregulatora sa mosfetom (ili 2) i bulk elko/L filtarskom sekcijom, komanda externa za drivanje tyristora
-LM338 na glavnom hladnjaku
-PCB sa R_sens, mosfetom 500mA/5A prekidačem, Current sensingom napona izlaza, svi potrebni naponi -5, -15, +15, +24
-PCB izlaznih klema, na kojoj če biti i Kelvin sensing
-panel instrumenti i potovi grubo-fino po dva komada za U i za I reg/lim (ovi bi mogli iči na predhodnu PCB)

Definitivno ostajem na parametrima:
LAB PSU 0-30VDC,
0-500mA / 0-5A,
Thermal protect,
Out short protect,
forsirano hladjenje ventilatorom kad zatreba
i sve šta zapravo nudi LM338 u svojim specifikacijama,
uz dodatnu pomoč Kelvin sensing i Current limiting sklopova
i elementima koji su proizvodno aktivni i lako se nabave!

Nastavlja se!


PS:
Najverovatnije ču od @Miki-ja posuditi sklop za minimalno opterečenje izlaza, od nekih 3,5 -5 mA Current mirroringom.
LP
Dragan
Reply
#37
Evo mene sa zakašnjenjem Smile Par stvari ako mogu pomoći diskusiji i daljnjem razvoju:

1. Od "blackdogova" pred-regulatora sam se ohladio jer je torus vodio gotovo u usijanje u kratkom vremenu (recimo 15tak minuta) za struje preko 2 A. Ima barem još jedan čovjek koji se bavio tim pred-regulatorom i napravio svoju modifikaciju što se može vidjeti ovdje. Nemam informacije kakve je on rezultate imao kod velikih struja.

2. Sviđa mi se koncept za dva strujna područja (500mA/5A), pitam se ima li smisla to preklapanje automatizirati nešto na tragu slike 68 u LTC AN105 gdje je dodan komparator LTC1540, ali postoje i dva strujna monitora.

3. Ima li šanse kao opciju "motorizirati" postavljanje napona i struje DACovima ili digitalnim potenciometrima? Ako ima, napravim za vježbu PCB koji će se moći štekati u moju šasiju ili neovisno Smile

EDIT: ima još o pred-regulatoru od istog autora i ovdje.
Reply
#38
Standardan problem sa tim pred-regulatorom ...

Zasto ne probati nesto radikalno drugacije, recimo visefazni buck koji bi se vrteo na relativno visokoj frekvenciji cca 500kHz?!

Za trofazni sinhroni buck je relativno prosta realizacija sa dsPIC i tu nam ne treba velika rezolucija, recimo 5 bita do 8 bita (8bit = 256 razlicitih nivoa, vise nego dovoljno za predregulator). Mora da se spusti rezolucija da bi moglo to da se vrti na tim frekvencijama.
Tu ne treba nikakva regulacija, open loop sve sto je kazem relativno prosto napraviti sa dsPIC.
Za jos vece frekvencije sa vecom rezolucijom cak do 4-faznog sinhronog buck moze da se iskoristi TI Piccolo DSC.

Ja mislim da je to jedini ispravan put da se doskoci tim predregulatorima sa upotrebom modernih prekidackih tranzistora, brzi, mali Qg ...
Reply
#39
Ovako nesto:
http://cds.linear.com/docs/en/applicatio.../an77f.pdf
http://www.ti.com/lit/an/slyt449/slyt449.pdf
http://oa.upm.es/3353/1/INVE_MEM_2008_54677.pdf

stim sto su oni svi pravili ovde regulatore dok u mom predlogu sa dsPIC bi radio kao pred-regulator sa open-loop postavkom sto je vrlo prosto za realizaciju. Ripple iz pred-regulatora bi bio inace VEOMA mali tako da bi post-regulator imao manje posla oko toga. HF komponente bi trebalo fino izfiltrirati ali mislim da je to sve vrlo izvodljivo bez neke preterane muke. Izabrati dobre SMD tranzistore, drajver i MCU (sa A/D ulazom) i to je predregulator!

Moze da se baci u simulator samo izlazni stepem i da se analizira rad sklopa pa da vidimo sta se dobija ili gubi tom postavkom.

Za SW ne mora da brinete, imam dvofazni sinhroni buck napravljen za dsPIC, dodatak za jos faza nije nikakav problem.
Ja mogu da uradim sve u digitaliji (signale pobude za gejtove), ostatak analogije ako zeli/moze Dragan100 Smile

BTW: Ako niste citali radove, pogledajte makar galeriju, tuku DC/DC pretvarace na 27MHz, 50MHz, 100MHz sa planarnim transformatorima i PCB vodovima, samo malo da prosirimo vidik Smile
http://www.rle.mit.edu/per/publications/
http://www.rle.mit.edu/per/project-gallery/

Sa dsPIC prave i ovakve "egzoticne" ptretvarace, impedance control network resonantni pretvarac, imaju +j i -j leg u pretvaracu, kako li to tek radi ...
http://www.rle.mit.edu/per/wp-content/up...ntrol1.pdf
Reply
#40
Nešto sam u gužvi, imam delegaciju Finaca (Konecranes), pa nešto "remontiramo" ...
Inverteri, PFCji ovako na oko 1MVA+   :-) 
Treba bulk elkose 3000uF/800V ("kašikare") promeniti poslije 15godina!!! @ cca 50-60°C non-stop
Ostaje do premontaže kondova na Invertoru samo montirani IGBTji direktno na hladnjak
i na odvodnim vodovima +/-500A Current sensori, drugo skidaj, čisti...kasnije sve vračaj!
Ako nešto izgubiš: "Možeš da se po**eš na sve dotad uradjeno!" :-)

---------------------------------------------------

@prasimix, hvala za input, video sam taj problem sa "njihovim" preregulatorom,
naime oba drivaju preregulator direktno iz greatza, pa budu inrush spikovi "nenormalni"
i stvarno su nenormalni, kad se relativno brzo ugrije (usija) TRAFO
Trafo trebao bi biti nešto lošije sprege, ne toroid, ... medjugvozdje,
ili iči na drugu koncepciju:

-u mojoj shemi načičete "mali" bulk elkos 1000uF za simulaciju izlazne struje cca 1A_cont.

zašto 1A,  jer nemam spice model 3pin regulatora sa 5A izlazne struje i njegov limit na cca 6.5-7A,
sa preciznim trackingom izlaznog napona,

radim na tome,
inače moj spice model več radi, moram ga samo fino utrimovat, treba mi nešto mirnog vremena,
pa ču ga kasnije radnog postaviti tu na naš forum,

radi se o LM338 5A TO220 regulatoru,
 
kojeg čemo upotrebiti u LAB PSUju dva(2) kom paralelno , da smo sa SOA sasvim "maltretacijsko" rešeni.
Tako čemo imati 5A "ladno", DropOut če mu biti od nekih 5-6VDC na njemu,
još i kratkih 14A spike limita "zalihe" nam je tako tu,
pa i njegova cena sitnica 2€/kom.

Treba se samo držati da od izlaza 3pin regulatora pa do tačke kleme izlaza nemamo veči pad napona od 250-290mV (300mVmax)
kako bi Kelvin Sensing napona radio svoj posao.
 
Tu če biti naravno i dodatni R_out od max 0R05/1W (ili malo manji otpor) za pravilnu distribuciju struja izmedju regulatora,
ali zajedno sa R_konekcijom, tim R_out,  R_klema_ i "R_neznam-šta-još" u putanji (+) konekt , tako i u putanji (-) konekt,
nebismo smijeli preči limit od 0R08/R_out regulatora do klema PSUja.
Toliki "mali" prozor tolerancije konekcije ima taj Kelvin Sensing.

Opamp je sada u "giru" LT1012S8 (TH) sa samo 8uV offseta, i ide nam do 40V napajanja
(napajanje ICja imačemo -5VDC i 31-32VDC)
inače ostaje još uvijek aktuelni OP(A)27(37)GP  sa 20-25uV offseta ali ovaj nam ide do 44VDC napajanja
tu nam zatrebaju dva, do 5€/kom če nam biti OK (TH)
(TH) ThroughHole

Zašto +31-32VDC napajanje, zato jer imamo max 30VDC izlaza pa treba taj Kelvin pa i Current Sensing,
da imaju koji volt napajanja viši od toga, jeste da idu Rail-to-Rail ali tu je za sigurnost barem još jedan (1) volt.,
da nam ne prave zbrku na pinu ADJ koji je još 1,25V niži u svakom pogledu na U_out.

--------------------------

Probaču kasnije za svaki Amper izlaza dodati po 1000uF @C5  i pogledati simulacijske rezultate kako se ponaša preregulator.
Inače ako se vratimo na te moje oscilograme iz prijašnjih postova, baš zbog tog C5 (u shemi TinaTI)
nemamo tako strme i nagle inrush struje iz trafoa,
nego jih taj bulk elko umiri,
naime kad se mosfet otvara sa početkom poluperiode,
ne čeka na isporuku napon/struje iz trafoa,
nego več puni dalje primarni bulk elkos preregulatora iz C5 (napon imamo tu več visik) prema C2 i preko L1 na C8
kad je poluperioda u formiranju več visoka po strmini,
sad puni dosad ispražnjen na napon U_prereg taj C5,
i preko otvorenog mosfeta (ako mu da/neda komandu DropOut control) i C2 i C8,
dok ciklus mosfet DropOut komanda ne zatvara,
jer smo dostignuli njegov prag U_drop Out.

Čak sam se sada setio da bismo mogli taj C5 puniti i djelom poluperiode u opadanju "cosinusom" 90°zamaknutim
iz sekundarnog napona, tada je mosfet inače skoro zatvoren (vidi graf U_gate), pa bi bio C5 čak spreman i prije!
To nam samo zatreba inače kod jačih (1A+) dugotrajnih opterečenja izlaza,
ali mi se svidja ideja pa ču je ovih dana simulisati.

@prasimix, ako imaš mogučnost,
možeš isprobati taj preregulator
("od kog si se ohladio",  :-)
neznam dali si ga pravio i testirao i na bazi svojih testova odustao,
ili si odustao od koncepcije zbog testova drugih?)
ali sada sa dodanim tim C2 po mojoj shemi,
1A/1000uF, ili 5A  @ 4700uF

Baš bi mi bilo interesantno/poučno, šta na to sada kaže grijanje trafoa?
I naravno dali preregulacija radi kao zadato!?
:-) (Morala bi, šta ju zanima koliko se muči/gine trafo/preregulacija...

Trafo ako nam zatreba 5AAC izlaza sekundara, trebao bi biti predvidjen minimalno za 7AAC.

----------------------------------------

@Miki
Slažem se sa tobom naravno i sa @prasimix-om

-možemo ugurati bilo koji drugi preregulator, što više freq/što boljeg KKD/što manjih smetnji... :-)
-čak ako ima PIConja još šta da radi u zalihi svojih mogučnosti,
da mu damo komande i za dig. regulaciju napona i struje.

-Sad je Current limiting od 0-2,5VDC sa 0-500mA/5A u zavisnosti R_sensing
mogli bismo i translatorom napona iz 0-2,5VDC (ili neki drugi poželjni SW adekvatniji izlazni PIC napon) 
napraviti regulaciju izlaznog napona 0-30VDC

Inače je ovaj koncept dizajniran "TOT analogno za što manje para!"
sa inicijalno dva/tri podešavanja
i kasnije "piči miško dugogodišnje/dugotrajno/maltretacijsko..."
LP
Dragan
Reply


Forum Jump:


Users browsing this thread: 1 Guest(s)