DIY Electronic projects
Mini High Performance Voltage Regulator - Printable Version

+- DIY Electronic projects (https://forum.yu3ma.net)
+-- Forum: Napajanja - Power Supply Units (https://forum.yu3ma.net/forum-5.html)
+--- Forum: Klasična napajanja (https://forum.yu3ma.net/forum-25.html)
+--- Thread: Mini High Performance Voltage Regulator (/thread-2440.html)



Mini High Performance Voltage Regulator - ronovar - 07-08-2020

Našao u ELEKTOR-u iz '82 godine ovaj zgodni serijski regulator napona koji je low dropout i max izlazne struje od 500mA, što planiram korisiti za preamp PSU je overkill, ali sa current limiter resistorom lako se to podesi na cca 70mA (da daje max izlaznu struju od 50mA) i napona od +/-24VDC...ulazni napon bi onda bio (upotrebom duplih sekundara od 2x20VAC) 28,28VDC što je oko cca 4,28VDC viši ulazni napon pa me zanima dali ova shema valjda pa da se prepravi sa 5VDC na 24VDC i da ima samo u rezervi 4,28VDC što bi trebali biti dosta da na izlaznom naponu od 24VDC daje max struju za preamp od 50mA koliko većina preampa troši. Od izmjena bih LED diodu zamjenio sa TL431 naponskom referencom, i izlaz bi sa 10uF stavio na 220uF/35V paralelno sa 100nF i LED dioda + otpornik za signalizaciju "+" i "-" grane napajanja, a i LED na izlazu "pokupi" malo smetnje pa "pročisti" izlazni napon.

Pošto je ovo serijski low dropout regulator razmisljam da bi bio baš dobar za nekvi preamp na 24VDC/50mA a netrebaju poveliki elektroliti, a ni hladnjaci jer mu je mali dropout upotrebom serijskog tranzistora koji ima mali saturdation od 0,2V kako pišu u elektoru.

Dakle zanima me dali ova shema valjda da se krene dalje igranje u simulatoru ili ima koja bolja?

[Image: attachment.php?aid=33764]


RE: Mini High Performance Voltage Regulator - ronovar - 09-17-2020

U prilogu pokušaj designa DeNoiser PSU za preampove koji treba da da na izlazu +/-24VDC@150mA LOAD (u praksi će biti cca oko 50mA koliko treba preamp).

Zadaci koji trebaju da se ispoštuju:

- treba da bude Low DropOut Regulator (korišten će biti SK104-25,4 termičkog otpora 15C/W), dakle na 24VDC@150mA (ako je ulaz 5V viši od izlaznog) imat ćemo TDP od 0,75W što daje temperaturu serijskog BJT-a (0,75W * 15W + 25Tamb) ugodnih 36C
- treba da koristi DeNoiser kako bi se dobio čim manji izlazni šum i izlazna impendancija te čim bolji PSRR (za čim manji šum koristi se ZTX951), dakle diskretna tehnika nikako OPAMP
- ulazne BJT sam stavio u strujnom pojačanju u TO126 2komada mada bi tu stavio nekvi LowDropOut BJT ili Darlingon ali u TO220 kučištu jer najbolje prianja uz SK104-25,4 hladnjak

Po simulaciji PSRR dobijam odličan PSRR na 100Hz iz mreže koji iznosi -153dB a dodajmo još tu i kasnije RCRC filtraciju i filter II. Reda mislim da sa tako malo dijelova dobije se vrhunski regulator.
Po izlaznom šumu dobijam 0,7nV/Hz na 100Hz što je ultra nisko (samo se sjetite koliko košta dobar OPAMP sa tako niskim šumom)...a za sve je zaslužan ZTX951 koji se nalazi u DeNoiseru.

Ono što neznam simulirati ako može pomoć je kako se simulira izlazna impendancija? Tu trebamo isto da budemo jako nisko u rangu uOhma ali to treba da se još simulira.
Drugi problem mi je nemogućnost simuliranja StartUp Timea, ako sam dobro simuilirao dobijam nešto oko 20sec što je previše.

Evo sheme pa ako ko ima ideju kako unaprijediti i poboljšati ovaj sklop u diskretnoj tehnici (dakle ne koristimo OPAMP-ove za Error Correction ni LM317/337). Dakle ideja je DeNoiser u diskrentoj tehnici.

BD438 je odabran kao LowDropOut BJT koji ima oko 0,2V pad napona, ali tu treba naći nekvi darlington u TO220 kućištu, lakog nabavljivog, visokog hfe i niskom Vbe (oko 0,2V), jer time imamo manje grijanje SK104-25,4 hladnjaka i možemo sa nižim ulaznim naponom ići na malo još veće struje od 150mA a da hladnjak uspješno bude hladio TO220 ulazni BJT.

[Image: attachment.php?aid=34118]


RE: Mini High Performance Voltage Regulator - mikikg - 09-17-2020

Simulacija mnogo lepo izgleda, samo iskreno -153dB je nerealan rezultat, to u praksi sigurno ne moze da se postigne ma koje god trikove da koristis ... Sad

Dodatno proveri faznu marginu tog sklopa ...


RE: Mini High Performance Voltage Regulator - ronovar - 09-17-2020

Naravno, jedno je simulacija a drugo stvarnost...ali težimo u simulaciji čim boljim rezultatima, pa će i u stvarnosti ako bude i upola rezultat od simulacije bit će super Smile

Evo simulacije fazne margine i nisam baš sretan, vidim trebat će tu još ponekih trikova da se "izravna" koliko god je to moguće, jer previše "vrluda".

Takodjer razmisljam JFET CCS zamjeniti sa dva BJT jer su lakše nabavljivi od JFET-ova. Drugo poveći startup je kriv C1 od 100uF i čim se smanji na 10uF ili manje startup je brzi, ali onda gubimo PSRR tako da tu možda da se stavi rješenje sa zenericom+diodom ako će ići ili neko drugo rješenje da se čim prije napuni taj kod od 100uF. Takodjer treba vidjeti što je sa izlaznom impendancijom...tu nam je bitno da PSU daje čim manji "otpor" potrošaču.

I treća ideja dodati CurrentLimiter na ulazu pa ako potrošač hoće da povuće previše struje da mu limiter limitira struju i obori napon.

[Image: attachment.php?aid=34121]


RE: Mini High Performance Voltage Regulator - Khadgar2007 - 09-17-2020

Što se tiče startup vremena to je boljka Dienoisera i Nonoisera,a niti originalni Denoiser nema baš brz startup. To se vidi ako se spoji voltmetar na izlaz, treba mu neko vrijeme da se napon stabilizira ali oscilacije su relativno zanemarive. Recimo nekih +/-300mV(koliko se sjećam, nije neki veliki iznos) što po meni za analogne sklopove čisto ok. Nije ovo digitalija pa da će se zblesirati ili preći maksimalni dozvoljeni napon tijekom startupa.


RE: Mini High Performance Voltage Regulator - mikikg - 09-17-2020

Da ne bude da pricam napamet, evo konkretno primer za recimo OPA189, to je jedan od top 5 najboljih OP-ova na planeti, choperski stabilisan (to mu daje ekstremne perfomanse), recimo sa tim ne moze da se ide preko 140dB u DC domenu dok je na 100Hz oko 120dB PSSR, za positivan rail, za negativan je to mnogo mnogo losije.

Dakle poredimo najbolji choperski OP na planeti sa sklopom sastavljenim od 3-4 tranzistora i ispada da to radi jos cca 15db bolje, ne ide to bas tako Smile

Mozda taj sklop i ima taj PSSR po simulaciji ali ce sigurno posledicno da iskoce neki drugi problemi, obicno bude sporna fazna margina tj stabilnost sklopa, zato sam i savetovao da to proveris ... 

[Image: attachment.php?aid=34122]


RE: Mini High Performance Voltage Regulator - mikikg - 09-17-2020

Imamo na forumu i ovu Macolinu diskretnu verziju sa 3 tranzistora i to sa D45H11 i BD139/140 + remote-sensing : )
https://forum.yu3ma.net/thread-892-post-41062.html#pid41062

[Image: attachment.php?aid=34124]

Inace D45H11 je vrlo zanimljiv tranzistor, na primer on je brzi od BD438 spomenutog u temi skoro 10x i pri tome 2x jaci, sto je brzi tranzistor to je bolje i odmah "manje" problema sa stabilnoscu i faznom marginom, pri tome ih voze BD139/140 isto vrlo brzi tanzistori, to je preduslov da ceo sklop ima visok GBP i uz dobru komenzaciju kao u Macolinoj shemi to moze da radi vrlo vrlo fino ...


RE: Mini High Performance Voltage Regulator - ronovar - 09-22-2020

Nisam prije vidio ovu shemu, djeluje jako moćno...pročitao sam temu o napajanju i jako me zainteresiralo. Ali ako može shema da se modificira za:

- +/-24VDC izlazni napon (ulazni napon je 5VDC viši znači oko 29VDC)
- max strujni limit neka bude 200mA (pošto će se koristiti SK104-25,4 temperaturnog koeficijenta 15C/W pa da imamo 1W max disipaciju ili ti cca 40C temperaturu izlaznog BJT-a)
- verzija za "+" izlazni regulirani napon i "-" izlazni regulirani napon
- remote sense veze da ako nije remote spojeni da bude spojeni na shemi tj PCB-u (tako smo imalo kod Active Servo PSU)

I ako može kompletna shema sa gornjim izmjenama sredio bih naredni mjesec PCB ko za Active Servo PSU sa RCRC ulaznim filterom i snubblerom pa možda i group buy?