Stabilizujmy co się da!

Układy półprzewodnikowe pełniące ważne funkcje pomocnicze w układach lampowych.

Moderatorzy: gsmok, Romekd, tszczesn

Einherjer
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 987
Rejestracja: pt, 22 stycznia 2010, 18:34
Lokalizacja: Wrocław/Nysa

Stabilizujmy co się da!

Post autor: Einherjer » czw, 4 czerwca 2015, 17:44

Potrzebowałem "cichego" zasilacza do czułego przedwzmacniacza, więc zaprojektowałem coś co widać na obrazkach w załączniku. Żarzenie zasilane z 6,3 Vac, prostownik na diodach Schottky'ego i stabilizacja przy pomocy prostego układu z dwoma tranzystorami. Dzięki użyciu MOSFETa z kanałem typu P minimalny spadek napięcia na elemencie regulacyjnym może być rzędu 150mV przy pobieranym prądzie 1,5A. Napięcie anodowe stabilizowane jest przy pomocy wtórnika na tranzystorze MOSFET z kanałem typu N. Napięcie zasilania bramki uzyskiwane jest przy pomocy diod Zenera, których prąd stabilizowany przez źródło prądowe na bazie tranzystora MOSFET z kanałem zubażanym --- wydaje się, że to dość egzotyczny element, ale można je całkiem łatwo i tanio kupić. Płytka ma 100x60mm.
Załączniki
stab1.JPG
Zdjęcie płytki
stab2.JPG
Zdjęcie płytki
cichy_zasilacz.pdf
Schemat ideowy
(27.75 KiB) Pobrany 532 razy
LDO.png
Spadek napięcia na elemencie regulacyjnym
(4.33 KiB) Nie pobierany

Awatar użytkownika
AZ12
3125...6249 postów
3125...6249 postów
Posty: 3885
Rejestracja: ndz, 6 kwietnia 2008, 15:41
Lokalizacja: 83-130 Pelplin

Re: Stabilizujmy co się da!

Post autor: AZ12 » czw, 4 czerwca 2015, 18:03

Witam

Uklad można by przeprojektować z użyciem tranzystora MOSFET z kanalem N, zamiast diody Zenera trzeba by dać TL431.

http://elportal.pl/pdf/k04/69_049.pdf
Ratujmy stare tranzystory!

Einherjer
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 987
Rejestracja: pt, 22 stycznia 2010, 18:34
Lokalizacja: Wrocław/Nysa

Re: Stabilizujmy co się da!

Post autor: Einherjer » czw, 4 czerwca 2015, 20:15

Pamiętam, że czytałem ten artykuł, ale nie pamiętam czemu nie zdecydowałem się na rozwiązanie ze stabilizacją od strony masy i MOSFETem N. Na szczęście IRF5305 jest tani, łatwo dostępny i ma w zupełności wystarczające parametry.

Tomex-T1
25...49 postów
25...49 postów
Posty: 27
Rejestracja: wt, 4 czerwca 2013, 08:50

Re: Stabilizujmy co się da!

Post autor: Tomex-T1 » pn, 22 czerwca 2015, 07:20

Zaciekawiła mnie część anodowa tego zasilacza. Jeśli szumy na wyjściu byłyby znacząco mniejsze niż
w klasycznym zasilaczu na jednym mosfecie, mógłby ten zasilacz stać się ciekawą alternatywa dla
Salasa, który jest zasilaczem równoległym również opartym ma źródle na tranzystorach serii DN i równolegle do wyjścia wpiętym mosfetem którym reguluje się napięcie wyjściowe oraz służacym jako tzw. Shunt, czyli bocznik. Ma to jedną wadę - czyli cały czas płynący prąd bez względu na to, czy podpięte jest obciążenie, czy nie. W tym przypadku tego nie mamy, zatem wydziela nam się znacząco mniej ciepła (szczególnie to ważne przy dużych napięciach wyjściowych).
Reasumując, są może do wglądu jakieś pomiary tego zasilacza?
Jakby wyglądała kwestia zrobienia wersji niestabilizowanej, ale z regulacją napięcia wyjściowego?
Wystarczy rezystor i potencjometr do sterowania bramki zamiast zenerek?

Einherjer
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 987
Rejestracja: pt, 22 stycznia 2010, 18:34
Lokalizacja: Wrocław/Nysa

Re: Stabilizujmy co się da!

Post autor: Einherjer » pn, 22 czerwca 2015, 22:22

Nie mam w tej chwili bezpośredniego porównania ze stabilizatorem bez źródła prądowego w obwodzie bramki. W moim układzie przy prądzie wyjściowym 15mA zmierzyłem tętnienia na poziomie około 11 mVpp (załącznik) przy tętnieniach przed stabilizatorem 3.52 Vpp Daje to tłumienie tętnień na poziomie 50dB. Można zrobić wersję z regulowanym napięciem wyjściowym wstawiając zamiast diod Zenera potencjometr i zwiększając odpowiednio pojemność kondensatora w obwodzie bramki. Należy pamiętać, że nawet gdy podamy na bramkę MOSFETa idealnie gładkie napięcie stałe, to na wyjściu i tak pojawią się tętnienia.
Załączniki
anodowy.png
Tętnienia na wyjściu
(4.34 KiB) Nie pobierany


Tomex-T1
25...49 postów
25...49 postów
Posty: 27
Rejestracja: wt, 4 czerwca 2013, 08:50

Re: Stabilizujmy co się da!

Post autor: Tomex-T1 » wt, 23 czerwca 2015, 13:22

Dzięki za informacje.

Hm! Spodziewałem się po sterowaniu źródłem, że tłumienie tętnień będzie lepsze. Może, tak jak piszesz, zwiększenie pojemności wniosłoby tutaj poprawę? Kurde, myślałem już, że ten układ będzie miał wyraźną przewagę nad pojedynczym mosfetem w roli filtra, a tu jednak mniej więcej remis.
Jak kalkulowałeś prąd tego źródła?


Pozdrawiam!

Einherjer
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 987
Rejestracja: pt, 22 stycznia 2010, 18:34
Lokalizacja: Wrocław/Nysa

Re: Stabilizujmy co się da!

Post autor: Einherjer » wt, 23 czerwca 2015, 14:22

Prąd źródła ustalasz tak, żeby diody Zenera pracowały prawidłowo i się nie przegrzewały. Musi też być na tyle mały, żeby właściwie spolaryzować bramkę MOSFETa z kanałem zubażanym. 50dB tłumienia dla układu bez sprzężenia zwrotnego to bardzo przyzwoity wynik moim zdaniem. Dużo lepiej się nie da z wtórnikiem na jednym tranzystorze ze względu na jego skończoną rezystancję wewnętrzną. Mając odpowiedni zapas napięcia można by się pokusić o kaskodę np. z DN2535 jako "górnym" tranzystorem. Wtedy można osiągnąć naprawdę bardzo dobre rezultaty, chociaż lepiej te trzy tranzystory spożytkować na zrobienie stabilizatora z USZ.

Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 3950
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Re: Stabilizujmy co się da!

Post autor: Romekd » wt, 23 czerwca 2015, 23:10

Einherjer pisze: 50dB tłumienia dla układu bez sprzężenia zwrotnego to bardzo przyzwoity wynik moim zdaniem. Dużo lepiej się nie da z wtórnikiem na jednym tranzystorze ze względu na jego skończoną rezystancję wewnętrzną.
Zaciekawiło mnie to, co napisałeś. Postanowiłem sprawdzić jakie rzeczywiste tłumienie tętnień o częstotliwości 50 Hz wniesie prosty filtr z jednym mosfetem, gdy do bramki przyłożone zostanie idealne napięcie stałe. Do drenu dostarczyłem napięcie o składowej stałej 200 V z nałożonym przebiegiem sinusoidalnym o częstotliwości 50 Hz i wartości międzyszczytowej 20 V, a na bramkę tranzystora podałem 160 V napięcia stałego. Na wyjściu otrzymałem ok. 156 V składowej stałej z 2 mV (p-p) tętnień (dla obciążenia 150 mA).
tłumienie.jpg
Dolny przebieg przedstawia zakłócenia na wejściu (20 Vpp), a górny na wyjściu (ok. 2 mVpp)
Podane wartości pokazują, że filtr stłumił tętnienia o ok. 80 dB. Pomiary powtórzyłem stosując tranzystory różnych typów, uzyskując podobne rezultaty. W wolnej chwili sprawdzę jaki wpływ na tłumienie ma wartość pobieranego z filtru prądu. Teoretycznie po zastosowaniu dwóch tranzystorów w połączeniu kaskodowym można byłoby osiągnąć skuteczność filtru na poziomie ok. -150 dB... :wink:

Pozdrawiam,
Romek
α β Σ Φ Ω μ °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^

Einherjer
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 987
Rejestracja: pt, 22 stycznia 2010, 18:34
Lokalizacja: Wrocław/Nysa

Re: Stabilizujmy co się da!

Post autor: Einherjer » wt, 23 czerwca 2015, 23:34

Romku, czyli wniosek z tego, że opłaca się walczyć o lepszą filtrację napięcia na bramce. Mógłbyś to w wolnej chwili sprawdzić dla niższej różnicy napięć na wejściu i wyjściu? Mnie się udało uzyskać najwyżej około 65dB. O ile pamiętam napięcie drenu wynosiło 175 V a bramki 165 V. Wprowadzałem tętnienia 4 Vpp, ale 100 Hz i uzyskiwałem niecałe 2 mVpp na wyjściu.

Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 3950
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Re: Stabilizujmy co się da!

Post autor: Romekd » wt, 23 czerwca 2015, 23:52

Zrobię takie próby, jak tylko będę miał wolną chwilę. Wyniki przedstawię w wątku. Myślę jednak, że czasem potrzebnym na eksperymenty będę dysponował dopiero w weekend :(

Pozdrawiam,
Romek
α β Σ Φ Ω μ °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^

Tomex-T1
25...49 postów
25...49 postów
Posty: 27
Rejestracja: wt, 4 czerwca 2013, 08:50

Re: Stabilizujmy co się da!

Post autor: Tomex-T1 » śr, 24 czerwca 2015, 09:43

Czyli z tego co napisał Romekd wynika, że zasadnicze znaczenie na poziom filtracji ma jakość napięcia jakim sterujemy bramkę. Ja we wzmacniaczu jaki obecnie obrabiam, używam filtrów na pojedynczym mosfecie ze zrobioną na potencjometrze regulacją napięcia wyjściowego i uzyskuję tłumienie mniej więcej 54dB przy 200V i 200mA. Pewnie staranniej wykonane filtrowanie w obwodzie bramki mogłoby jeszcze ten wynik poprawić (chociaż i tak nie jestem pewien, czy nie jest lepiej niż napisałem, ponieważ na oscyloskopie widzę bardziej jakieś pływające widmo szumowe niż taki wyraźny przebieg po filtracji jak na zamieszczonym przez Romka zdjęciu. Kaskodowe połączenie wyglądałoby tak, że drugi tranzystor miałby dren zasilany ze źródła pierwszego a obwód jego bramki również byłby polaryzowany już wstępnie wyfiltrowanym napięciem?

Einherjer
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 987
Rejestracja: pt, 22 stycznia 2010, 18:34
Lokalizacja: Wrocław/Nysa

Re: Stabilizujmy co się da!

Post autor: Einherjer » śr, 24 czerwca 2015, 11:30

Tak, tak jak piszesz. Wtedy przy dobrej filtracji napięcia na bramce masz szansę zejść do uV poziomów tętnień.

elektrit
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 927
Rejestracja: ndz, 24 stycznia 2010, 11:20
Lokalizacja: Brzesko-Okocim
Kontakt:

Re: Stabilizujmy co się da!

Post autor: elektrit » ndz, 5 lipca 2015, 16:13

Z trochę innej beczki, wybaczcie offtop, pytanie kieruję raczej do kolegi Romekd. Też mam HM-407, ale z takim problemem, że linia podstawy czasu ucieka nieco na ukos. Trochę mnie to drażni. Jest możliwość skorygowania tego?
Poszukuję 1R5T.

Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 3950
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Re: Stabilizujmy co się da!

Post autor: Romekd » ndz, 5 lipca 2015, 17:22

Witam.
elektrit pisze: Też mam HM-407, ale z takim problemem, że linia podstawy czasu ucieka nieco na ukos. Trochę mnie to drażni. Jest możliwość skorygowania tego?
Na przednim panelu, między pokrętłami "INTENS" i "FOCUS" (nieco poniżej) znajduje się mały otwór, opisany jako "TR", a wewnątrz widoczna jest końcówka potencjometru. Zakres regulacji jest spory, co widać na zdjęciu poniżej:
HAMEG_1.jpg
Pomiary filtru musiałem na razie przerwać, gdyż uszkodziło mi się "sztuczne obciążenie". Poziom tłumienia tętnień wynosił ok. 80 dB i prawie nie zależał od różnicy napięć między wejściem i wyjściem układu. Właśnie konstruuję czuły przedwzmacniacz, który pozwoli mi dokładnie zmierzyć poziom zakłóceń i tętnień na wyjściu filtru zbudowanego na dwóch tranzystorach.

Pozdrawiam,
Romek
α β Σ Φ Ω μ °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^

elektrit
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 927
Rejestracja: ndz, 24 stycznia 2010, 11:20
Lokalizacja: Brzesko-Okocim
Kontakt:

Re: Stabilizujmy co się da!

Post autor: elektrit » wt, 14 lipca 2015, 22:24

Dziękuje kolego Romekd, uwierzysz, że kiedyś operowałem tym pokrętłem i wyleciało mi z głowy do czego jest? Skleroza; starość, osiemdziesiąt lat życia robi swoje...
Poszukuję 1R5T.

ODPOWIEDZ