PCB Design Routing

[ronovar]

Hvala Dragan100 na ovoj modifikaciji...PSRR je sada na 100Hz@50mA opterećenja vrhunskih -112dB (i time smo isti kao i UNI-PSU koji je neregulirano napajanje).

Baš sam precrtao komplet shemu ovog OME REG-PSU koji treba da sa duplim sekundarima treba da da izlazni napon od +/-65VDC (zato su stavljeni kondovi od min 100VDC).
Ono što nisam prije stavio a to je komplet shema pa sada je tu i naponski doubler koji već prije tog otpornika ima 470uF i 100nF pa sada neznam dali je to isto ili svakako da dodam poslije R2 100uF/100V i 100nF/100V? Buni me sada to pa neznam dali je isto ili ne?

I drugi problem je pošto imamo na UNI-PSU dva dupla sekundara ta ista dupla sekundara se spajaju i na ovaj REG-PSU pa me zanima dali sam dobro spojio VGND? Ja sam išao logikom prvi dupli sekundar ide gornji kraj na "+" a drugi dupli sekundar ide na donji kraj "-". Sredine duplih sekundara se spajaju na pločici ovog REG-PSU i tu se dobija virtualni GND. Sada pošto je to sve i spojeno sa UNI-PSU netreba li tu kako to odvojiti ili vući GND sa UNI-PSU izlaza?

Također snubbler pretpostavljam da na ovom REG-PSU netrebamo jer ga već imamo na UNI-PSU...a sekundari se spajaju isto i na UNI-PSU i REG-PSU.

R3 sam stavio 2W pošto je na njemu napon od 42,71V x 5,21mA pa treba da je 2W. Na izlaz sam stavio 100uF jer na 100V je 220uF ogromni. Ako doprinosi boljem ripple currentu onda ću staviti 220uF iako je gromada
Eto to je još ostala Enigma da se rješi i onda mogu na rasporedjivanje elemenata i narednih dana routing i već imam "sliku" layouta u glavi kako će ovo opasno da izgleda

Također hvala svim članovima koji se uključuju u projektiranje ovog PSU-a kao i komentare.

[Dragan100]

Hvala Dragan100 na ovoj modifikaciji...PSRR je sada na 100Hz@50mA opterećenja vrhunskih -112dB (i time smo isti kao i UNI-PSU koji je neregulirano napajanje).

Baš sam precrtao komplet shemu ovog OME REG-PSU koji treba da sa duplim sekundarima treba da da izlazni napon od +/-65VDC (zato su stavljeni kondovi od min 100VDC).
Ono što nisam prije stavio a to je komplet shema pa sada je tu i naponski doubler koji već prije tog otpornika ima 470uF i 100nF pa sada neznam dali je to isto ili svakako da dodam poslije R2 100uF/100V i 100nF/100V? Buni me sada to pa neznam dali je isto ili ne?

I drugi problem je pošto imamo na UNI-PSU dva dupla sekundara ta ista dupla sekundara se spajaju i na ovaj REG-PSU pa me zanima dali sam dobro spojio VGND? Ja sam išao logikom prvi dupli sekundar ide gornji kraj na "+" a drugi dupli sekundar ide na donji kraj "-". Sredine duplih sekundara se spajaju na pločici ovog REG-PSU i tu se dobija virtualni GND. Sada pošto je to sve i spojeno sa UNI-PSU netreba li tu kako to odvojiti ili vući GND sa UNI-PSU izlaza?

Također snubbler pretpostavljam da na ovom REG-PSU netrebamo jer ga već imamo na UNI-PSU...a sekundari se spajaju isto i na UNI-PSU i REG-PSU.

R3 sam stavio 2W pošto je na njemu napon od 42,71V x 5,21mA pa treba da je 2W. Na izlaz sam stavio 100uF jer na 100V je 220uF ogromni. Ako doprinosi boljem ripple currentu onda ću staviti 220uF iako je gromada
Eto to je još ostala Enigma da se rješi i onda mogu na rasporedjivanje elemenata i narednih dana routing i već imam "sliku" layouta u glavi kako će ovo opasno da izgleda

Također hvala svim članovima koji se uključuju u projektiranje ovog PSU-a kao i komentare.

Naponski Doubler

R1 glumi strujni limiter sa padom napona na sebi
C1 je alternirajuči posrednik energije preko
D2 i D3
C2 je akumulator naponskog doublera

C1 se dimenzionira po strujnim potrebama (takodjer se to odraža na izlaznom Ripplu)
C2 se dimenzionira po željenom izlaznom Ripplu kod nekog standardnog opterečenja

Ako imamo 40VAC sekundar, preko Doublera možemo očekivati bez opterečenja (samo neki mali Bleeder ranga par mA)
napon na C2 470uF oko 77...78VDC
Sa nekih standardnih 50mA opterečenja možemo očekivati napon na C2 470uF več ispod 70VDC
i sa Ripplom od minimum 2Vpp@50Hz, ...da doubler radi sa 50Hz!

Sa dodatkom R2 100R izgubit čemo još cca 5VDC+ @50mA
i brzo smo blizu 62...65VDC na ulazu LM317, a toliko želimo na njegovom izlazu.
LM317/337 radi sa DROPOUTom višim od 3...4VDC po DS

R1 zapravo netrebamo, R2 preuzima i njegovu ulogu, a njega treba smanjiti na 56..47R.
Sad zašto dodati poslije R2 dodatan kond? Recimo 100uF/100V
-Time dobivamo dodatan LP filter i bolju sliku PSRR
-Time dodajemo akumulaciju koja pomaže C2 i time manji Ripple

R1 eliminisati ili pustiti 10R
R2 smanjiti na 56R (ako nemamo R1) ili na 47R ako pustimo R1
Dodajemo poslije R2 dodatan kond 100uF/100V

Sa opterečenjem oko 50mA možemo sada očekivati nešto baš iznad 70VDC na ulazu LM317
sa cca 1Vpp Ripplom@50Hz

  Doubler.TSC (Size: 49,83 KB / Downloads: 1)

[ronovar]

UPDATE:
- modificiran schematic po Dragan100 sugestiji
- napravljen prvi razmještaj komponenti (gledamo za sada samo "+" stranu)
- koje komponente moraju biti blizu nožica LM317? Gledao sam da IN i OUT budu čim dalje od regulatora, a na ADJ da su sve čim bliže...ovo je prvi plan rasporeda komponenti i još se razmišlja kako približiti C4 bliže ADJ pinu ili može ovako daleko da ostane?
- pošto koristim poveće komponente (RN60D i MKP1837) vidim da će biti na desnoj strani mjesta za 1000uF/100V elektrolite (sad je footprint za 470uF/100V) pa me zanima dali će da popravi se 1Vpp Ripple na bolje ili ne, osim da udari po đepu i novčanicama jer su 1000uF/100V skuplji.
- desno sam gledao da budu naponski doubleri tako da se LM317 odvoji od AC struje jer je on DC naponski regulator da nebi pokupio smetnje (radi se o 50Hz struji u naponskim doublerima)
- znači na što posebno obratiti pažnju da trebaju vodovi da su čim bliže kako bi mogao da pozicioniram to prvo pa onda ostalo kako ispadne.

Evo zamisljenog rasporeda i sheme:

[branko tod]

Koliko brzo puca LM317 ako se slučajno izlaz +65v spoji na masu?

[ronovar]

Ne puca posto nije spojen direkt na masau nego je u "zraku". Ja sam radio SIGE koji je koristio taj REG-PSU da daje +/-56VDC i to je radilo super. Bitno je da razlika ulaz i izlaz u odnosu na masu nebude veca od 40VDC. A mi tu imamo izmedju 7-12VDC razlike..i nemamo spojeni ADJ direkt na masu nego "lebdi" a i PSRR pored integriranog rjesenja termičkog shut downa, zastita od kratkog spoja tj samounistenja i integrirani regulator su plusevi za koje bi u diskretnoj tehnici trebalo puno vise elemenata. Ukoliko imas koju drugu shemu mozes je okaciti ovdje pa da je prodiskutiramo i vidimo dali je bolje rjesenje.

EDIT: ako se spoji izlaz na masu nebi li trebala dioda izmedju IN i OUT sprijeciti pucanje LM-a?

[branko tod]

Ako se izlaz spoji na masu (kvar) svih 75 v je na regulatoru i bude puf.
Dioda spašava ic kod gašenja. Samo zenerka od 30v može da spase
lm317 kod kvara.

[HomeMadeAudioProject]

koristio sam Borin LM stabilizator za viši napon napajanja pojačala i radio je... tehnički je sigurno doprineo zvuku,ali ja to nisam čuo pa nisam dalje ni koristio. ako nisam čuo,ne znači da neće ni neko drugi.
verujem da je Brankovo pitanje u vezi sa 0 napona na ulaznom delu pojačala kad se ono uključuje. ova stvar u osnovnoj Borinoj verziji je ostajala uredna.

[branko tod]

Moje pitanje je vrlo jasno: Šta se dešava kada je ispravljač uključen,
a dođe do kratkog spoja na liniji od 75v. U konstrusanju sam uvek
uzimao u obzir sve moguđe situacije i smatram da bi i ovo trebalo
izbegnuti.

[Dragan100]

Moje pitanje je vrlo jasno: Šta se dešava kada je ispravljač uključen,
a dođe do kratkog spoja na liniji od 75v. U konstrusanju sam uvek
uzimao u obzir sve moguđe situacije i smatram da bi i ovo trebalo
izbegnuti.

Dobro pitanje!

Izlaz LM317 imamo na 65VDC i u izlazu 100uF (dalje koliko kondova nije ni toliko bitno sada...)
Ulaz LM317 nam je na oko 72...75VDC
-tu imamo 470uF akumulacijski + 100uF akumulacijsko filtracijski
-doubler radi Charge pump sa 470uF po shemi (što je malo karikirano, pa i skupo, ali neka, manji ripple imamo na akumulacijskom delu)
što je vrlo "strujno jaka pumpa"!!!
Akumulirane imamo podosta energije ranga skoro 2Joula ispred LM317(337)!

R2 podosta pomaže kad opterečenje brzo poraste, nalik kratkom spoju na izlazu ICja.
Ali od situacije naglog pada izlaznog napona ICja dok imamo DropOUT (Vin-Vout) preko granica po DS (40V max)
jer nam ostaje kratko vreme na raspolazi energija na samom ulazu ICja, neče poštediti sam IC (možda par puta da, ako uopšte!)

Zenerka ili TVS (recimo 1.5KE27A, 27V_breakdown, 37,5V_Clamping) paralelno sa D8 i D9.

[gimba]

EDIT: ako se spoji izlaz na masu nebi li trebala dioda izmedju IN i OUT sprijeciti pucanje LM-a?

Ta dioda izmedju IN i OUT stoji tu samo da zastiti LM317 od obrnutog polariteta, a ako ga kratkospojis sa masom nece ga zastiti.

[branko tod]

Ako se turi paralelno in-out zenerka od 30-35V, napon na LM neće
moći da pređe taj napon. Postavlja se pitanje snage te diode, i to
zavisi od struje koju može da da umnožavač.

[ronovar]

Imam ideju ali meznam kako izvesti. Zar nebi mogli dodati sklop koji bi se aktivirao ako napon prijede 20VDC razlike ulaz izlaz slicno kao kod viktorovog psua sony clone psu?

Znaci ideja je kada je razlika napona Vout-Vin manja od 20V sklop je neaktivan tj kao da ga nema na shemi. Cim je ta razlika napona veca od 20V sklop se aktivira i limitira ulazni napon za 10V visi nego je potreban u izlazu..u ovom primjeru izlazni je +/-65V a limitirani napon bi trebao biti 72V do 75V. Tom cakom odrzavamo konstantni regulirani napon isti cijelo vrijeme tj. na +/-65V koliko je i podeseni trimerom.

Time bi LM uvijek imao tih 10V razlike napona Vout-Vin i sve bi radilo kako treba...znaci neka vrsta prekonaponske zastite posto current limiter otpornike imamo dva komada.

Takoder VGND bi se trebao spojiti na GND kod UNI-PSU da bude sve u jednoj tocki, a da nemamo gnd loop kao ni smetnju ac2 i ac3 kad se spoje na kraju UNI-PSU na GND jer ti AC zajedno ce unjet AC komponentu u GND na UNI-PSU krajevima plocice i onda ce biti bruma. Kako to rjesiti? Zar gnd nebi trebalo rc clanom ili galvanski odvojiti?

Sa rasporedom i routingom stajem dok se ne usavrsi shema po pitanju prekonaponske zastite i gnd povezivanja.

[branko tod]

Imam i ja ideju da se tranzistorom napon na LM in drži
oko 20 v iznad out. Nacrtaću uskoro.

[ronovar]

Moze naravno..pricekat cemo.

Razmisljam malo dali bi bilo bolje umjesto LM napraviti tranzistorski regulator uz zadrzavanje performansi koje nudi LM tj. PSRR od -113dB i nisku izlaznu impendanciju.

Dobitak bi bio visestruki a to je manja komplicirana shema, bjt trpi vecu razliku Vin-Vout. Staviti nekvi u TO220 kucistu pa na SK104-25.4 sa15C/W, tihi Vref i naponski komparator te CCS i da ima strujni limiter na ulazu, da bude Low Drop i to je to.

Znaci ostaviti na shemi naponski doubler a ostalo strujni limiter+naponski regulator sa BJT ili MOSFETOM.

EDIT: Na ovaj regulator napona sam mislio savršeno bi odgovarao samo na ulaz kako sam gore napisao naponski doubler sa duplih sekundara i da se GND spaja na kraj glavnog napajanja u GND jedno točku i to je to.
Jedino bi sa sheme trebalo staviti BJT sa većim radnim naponom za oko 200VDC pošto mu je ulaz oko 80V BJT za 160V bi bili na svojoj granici izdisanja.

https://forum.yu3ma.net/thread-2082-post...l#pid90690

[branko tod]

Ovo bi bila najjednostavnija varijanta

[Dragan100]

Doubler treba pravilno konstruirati, a potrebni su tačni podaci, zašta če se upotrebljavati.
-Napon sekundara iz kojih čemo raditi Doubler
-Kolika je max struja normalnog rada Doublera
-ako se ide sa LM317/337 treba dodati barem dve zaštite
a) naponski predregulator (kojeg je nacrtao Branko, ...treba samo malo BJT pravilno orientisati)
da bi održavali konstantan DropOUT LM317/337, time i držali njihovu term disipaciju minimalnu
tu bi išao sa nekih 10...12V DropOUTa
b) dodati strujni limiter (recimo ranga 150mA_max), jer LM317/337 ima podosta visok interni strujni limit (cca 2A)
pa i zbog mogučnosti izlaznog kratkog spoja, tada bi BJT predregulatora bez dodatnog strujnog limitera
podosta term disipirao

IPS (InputPowerStage) nekog pojačala radi u Aclassi
-ulazni deo ima svoj CCS (ili dva ako imamo simetrični ulaz)
-VAS svoj CCS
Znači imamo TOT konstantnog biasa, koji kasnije sa povečanjem izlazne amplitude izlaznog dela pojačala
malo varira u ritmu muzičkog sadržaja signala.
Znači potreban nam je taj podatak koliko struje IPS/kanalu zatrebamo u normalnom radu

Drugo, koliko ili za koliko neka imamo strujnih zaliha za morebit variacije te struje

Onda, na koliko da stavimo limit struje doublera

Tu je i podatak koliko želimo da bude max naponski Ripple ispred LM317/337
--------------------------------------------
Ovi gornji podaci potrebni su za definisanje konda charge pump i akumulacijskog(ih) kondova samog doublera
--------------------------------------------

Naponske vrednosti doublera zavisne su od samog sekundara raspoložljivog trafoa
Evo jedan primer:
imamo 45+45VAC sekundare tvrdog trafoa poweče snage
za izlazni stepen pojačala imat čemo UNREG oko 60..63VDC, koji če nešto klecati u zavisnosti opterečenja.
Doubler radi sa charge pump, koji "pumpa" energiju sa vršacima amplituda
45VAC imat če 62..63Vpeak amplitude
bez opterečenja doublera ili sa nekim malim bleedingom od samo par mA (kad i odbijemo dva pada napon dioda doublera)
možemo očekivati na izlazu doublera oko 120...125VDC
Pošto imamo R1 i R2 (ronovar sheme) sa nekih tipičnih 50mA konstantnog opterečenja
na izlazu doublera možemo očekivati za (R1+R2)*50mA manji napon
Tu su u ulozi i veličina konda charge pump i veličina akumulacijskih kondova

Pošto imamo OPS na 60...63VDC UNREG
onda neka je IPS na barem 10VDC višem naponu, izlaz LM317/337 neka je 75VDC
DropOUT neka je 10...12VDC
BJT predregulatora neka je za 150Vmin, 1Amin i za nekih 20Wmin
strujni limit stavit čemo 150mA_max

Ovako nešto (za sada samo POS)

[branko tod]

Dragane, hvala na ispravci. Dodavanje ograničavanja struje je dobro, a ne treba
zaboraviti kod dublera redni kapacitet ograničava i maksimalnu struju.
Uzgred, nisam još video dubler kao onaj na šemi https://forum.yu3ma.net/thread-2290-post...#pid109915

[ronovar]

Dragane, ovo fino izgleda...ali pitanje forumasa bi bilo:

Nije li bolje ici na BJT regulator u TO220 kucistu i prisarafit ga na SK104-25,4 15C/W? Iz razloga ako uzmemo BJT koji ima Uce min 200V, i dobar hfe za strujno pojacanje (mozda uzet i darlington) sigurniji od LM? Jer imam uvijek brigu ako prede tih 40V razlike LM razletit ce se ko kokica u mikrovalnoj. Ja kad sam radio taj regulator i pojacalo imao sam u predriveru jedan fake bjt, jedna grana vukla 37mA druga 54mA...na kraju miris paljevine i razletio se R1 otpornik i naravno taj jedan LM317 daje na izlazu par volti, zamjenio ga i radi ali pitanje je kad osjeti LM razliku u potrosnji struje (u ovom slucaju 54 naspram 37mA) LM povuce vise na sebe i R1 bude puf. Ovo je moje iskustvo..zato sam zagrijan za BJT varijantu gdje netrebamo brinuti o tih 40V razlike Vout i Vin. Nego samo dobro ohladit BJT i deri sa naponom do 80V i vozi misko.

Eto samo prijedlog i zamolba ako moze konstrukcija BJT naponskog serijskog regulatora za max potrosnju 50mA iako ona bude u realnosto izmedju 20-40mA na naponu od 56Vdc do 65Vdc.Za primjer uzet najbolje OME LAMBDA ima shema na forumu pa prema njoj prilagodit doubler kondove i stavit opciju za +/-56VDC i +/-65VDC reg psu izlazni.

Onaj viktorov psu od sony preampa mislim da uz zamjene bjt sa vecim uce bi tu savrseno posluzio za ips+vas.A i karakteristike su mu savrsene i ispitan je kod viktora na video uratku.

[Dragan100]

Sad popravljena shema sa LM317(337) uz predregulator i strujnim limiterom (podesivom sa R5a//R5b)
sa izlaznim naponom 0V koji se postepeno viša u StartUPu, tako se zvezno viša i ulazni napon u LM317(337)

Preostali napon imamo na T1, postepeno se i opterečenje diže u zavisnosti StartUPa na izlazu LM317(337)
pa bude i term disipacija u to vrijeme StartUPa umirena.

U normalnom radu onda sve OK, izlaz opterečen sa nekih 50mA, T1 drži DropOUT, disipira cca 1...2W
ispred R1 i R2 takodjer nešto prerasporedjuju term disipaciju.

U primeru abnormalnog opterečenja preko zadanog strujnog limita
BJT strujnog limita zatvara T1, posledično upada nam izlazni napon LM317(337),
T1 preko zenerke prati DropOUT, strujni limit BJT i dalje limitira struju
i tako sve lepo zvezno upada izlazni napon i štiti šta je več na izlazu...
T1 tada ponajviše disipira, pa i R1 i R2 su sada na svom očekivanom max disipacije
Recimo da je na T1 cijelih 90V (ako dozvoli toliko naša charge pump)
i strujni limit od 100mA_max, T1 treba disipirati oko 9W
R1 imamo recimo 22R pa treba biti od min 1/2W
R2 stavili smo 100R pa mora biti min 2W

Bez limitera bi akumulirana energija + trenutna energija charge pump (rekli smo več prije nekih 2Joula+)
sa lakočom "svašta popržila", jer LM317(337) ima visok strujni limit (po DS max 2A+).
Sekundarno pojavio bi nam se prekonaponski limit (Vin-Vout LM317/337) i posledično spržio reg IC.

Branko je opomenuo i na strujni limit same charge pumpe, koja nemože pod večim opterečenjem uzdržavati dovoljno visok napon doublera.
U shemi je 470uF koji je itekako "snažna pumpa", več sam poprije napisao.
100mA_max sa nekih 30...40V zalihe doublera "odokativno" bio bi dovoljan 100uF

Svejedno je tu ta akumulirana energija samog doublera koja može sa lakočom za kratko vreme odraditi razaranje(a)...
Sada sa predregulatorom koji čuva od prekonaponskog limita LM317(337) i sa strujnim limitom
možemo biti mirni!
I održali smo visok PSRR sa tek par dodanih elementiča, a sam LM317(337) sa svojom internom aktivom i pasivom nije tek tako nadomestljiv!

[ronovar]

UPDATE:
- precrtana shema po prijedlogu @Dragan100
- na shemi sam stavio BU406 a dolje je ostao BD242 koji nije komplenetarac a za njega tražim još koji je komplementarni par BU406 (lako je nabavljiv i dobar overkill je po pitanju ampera)
- postavljam precrtanu shemu pa provjeriti još dali nisam što zeznuo kod precrtavanja i naravno oznake snage otpornika gdje moraju da su veće (ja sam stavio 2W), a tamo gdje ne piše ništa su standardni RN60D koji su 1/4W.
- virtualna masa se spaja na ovom REG-PSU na kraju i onda ide na GND fastcon priključak koji se spaja na kraju UNI-PSU gdje piše GND. Tako nemamo GND loop a i u GND je onda u jednoj točci. Samo neznam dali taj GND sa AC sekundara neće unositi AC komponentu (50Hz) onda na UNI-PSU GND priključak ili treba da se odvoji RC članom?
- spominjala se disipacija u trenutku 0V koja iznosi 9W...pa sad neznam kako da se to ohladi na SK104-25,4 sa 15C/W pošto je to ogromna disipacija..pretpostavljam da je to kratkotrajna disipacija i da taj hladnjak onda bude dovoljan