Stabilizator wysokiego napięcia o wydajności 0,5A

[Romekd]

Dla przykładu poniżej jest to, co produkuje przetwornica UPS Fideltronika 1kVA, obciążenie ok 70% czysto rezystancyjne.

No dokładnie tak to wygląda w większości tanich komputerowych zasilaczy awaryjnych i małych przetwornic podnoszących napięcie do 230 V (AC). Przebieg ten wytwarzany jest przez dwie pary tranzystorów-kluczy, MOSFET-ów, tworzących mostek H, pracujących z częstotliwością 50 Hz. Przed tranzystorami znajduje się typowa przeciwsobna przetwornica, na wyjściu której otrzymywane jest napięcie stałe z przedziału 305...325 V. Jeżeli minął już okres gwarancyjny na przetwornicę i istnieje możliwość jej otwarcia, to można wyprowadzić z niej napięcie stałe i to podać na szeregowy stabilizator ze strony 15., z pominięciem całego układu formującego napięcie zmienne w przetwornicy i mostka Graetza w regulatorze napięcia. Natomiast napięcie zmienne przetwornicy można wykorzystać do zasilania małego transformatora, zasilającego tylko obwody sterujące regulatora napięcia.

Pozdrawiam,
Romek

[mkali]

Koledzy,

W jaki sposob moge zastosowac uklad do przelaczania uzwojen wtornych transformatora jak zaproponowal Romekd w poscie na 11 stronie tego watku w ostatniej wersji zasilacza?


W obecnej wersji uklad wymagalby osobnego uzwojenia 12V do zasilania ukladu sterujacego tranzystorem wykonawczym i do komparatorow sterujacych przekaznikami. Analogiczny problem pojawia sie jesli chcialbym dokonac pomiaru napiecia wyjsciowego. Jednoczesnie chcialem pogratulowac bardzo interesujacego projektu. Mam nadzieje go wykonac w wersji zaprezentowanej na forum, lub jesli wystarczy zapalu wzbogacic go o uC ktory sterowalby napieciem/ograniczeniem pradu za pomoca PWM oraz wyswietlal aktualne oraz nastawione napiecie/prad.
Bede wdzeczny za wszelkie sugestie.

Pozdrawiam,
Michal

[Cyborg]

W obecnej wersji uklad wymagalby osobnego uzwojenia 12V do zasilania...

Nie bardzo rozumiem, co chciałeś napisać.
Dodatkowe napięcie zasilające jest potrzebne niezależnie od tego czy uzwojenia wtórne będą przełączane, czy nie. Jeżeli chcesz stosować uC to po co komparatory – lepiej przełączać uzwojenia w konfiguracji kodu dwójkowego, np. 30-60-120-240V – wtedy straty mocy będą najmniejsze.
PWM? Po co PWM? Cały urok tego układu jest w tym, że jest on liniowy + przełączanie uzwojeń.

Również przymierzam się realizacji zmodyfikowanej wersji tego zasilacza o uC (przełączanie uzwojeń, nastawa i wyświetlanie aktualnego napięcia i prądu. Zdobyłem już tanio odpowiednie tranzystory: 1000V/11A/310W (jakby co mam ich więcej).

[mkali]

Cześć,

Nie wyraziłem się jasno. W wersji zasilacza ze strony 16 wątku mamy dwa uzwojenia: anodowe oraz dodatkowe 12V. Problem polega na tym, że napięcie anodowe jest dla układu sterującego(zasilanego z 12V) masą. W takim razie nie wiem jak zmierzyć napięcie wyjściowe zasilacza, żeby podać je na układ komparatorów zaproponowany przez Romka lub na uC(który również chciałbym zasilić z tego 12V uzwojenia), który pełniłby podobną rolę.

M.

PS. PWM z procesora + filtr dolnoprzepustowy mógłby służyć do ustawiania napięc, za które obecnie są odpowiedzialne potencjometry do regulacji ograniczenia prądowego i napięcia - w ten sposób możemy bardzo precyzyjnie sterować parametrami zasilacza oraz kontrolować je zwykłym enkoderem zamiast wieloobrotowym potencjometrem.

[Cyborg]

Nie wyraziłem się jasno. W wersji zasilacza ze strony 16 wątku mamy dwa uzwojenia: anodowe oraz dodatkowe 12V. Problem polega na tym, że napięcie anodowe jest dla układu sterującego(zasilanego z 12V) masą. W takim razie nie wiem jak zmierzyć napięcie wyjściowe zasilacza, żeby podać je na układ komparatorów zaproponowany przez Romka lub na uC(który również chciałbym zasilić z tego 12V uzwojenia), który pełniłby podobną rolę.

Nadal nie rozumiem w czym problem. uC albo układ z komparatorami zasilasz z tego 12V, jak obecnie wzmacniacze operacyjne - uC będzie działał na potencjale dodatnim zasilacza. Co jest "masą" jest sprawą zupełnie umowną. Napięcie wyjściowe mierzysz na wyjściu 3go od lewej OPA (w zakresie 0..5V).

PS. PWM z procesora + filtr dolnoprzepustowy mógłby służyć do ustawiania napięc, za które obecnie są odpowiedzialne potencjometry do regulacji ograniczenia prądowego i napięcia - w ten sposób możemy bardzo precyzyjnie sterować parametrami zasilacza oraz kontrolować je zwykłym enkoderem zamiast wieloobrotowym potencjometrem.

OK. Można też zastosować uC z wbudowanym DAC.

[mkali]

Masz rację. Pomiar prądu w takim razie wykonam na odwracającym wejściu pierwszego wzmacniacza od prawej. Zapowiada się ciekawy projekt

[Marcin_F]

Witam, mam 2 pytania do schematów ze strony 15.
1) Rozumiem, że diody BAT85 na wejściu wzmacniacza operacyjnego zabezpieczają go przed pojawieniem się na jego wejściach różnicy napięć większej niż 0,7V. W jakim przypadku na jego wejściach może pojawić się większe napięcie? Przecież jeżeli nawet by się pojawiło, wzmacniacz będzie dążył do wyrównania tej różnicy.
2) Jak wyliczyć wartości rezystorów łączących nieodwracające wejścia wzmacniaczy z suwakami potencjometrów (1k) oraz rezystor 1k5 we wzmacniaczu odpowiadającym za zabezpieczenie prądowe? Rozumiem, że mają one za zadanie zmniejszenie wpływu wejściowego prądu polaryzującego, chyba że się mylę

[Romekd]

Witam,
Marcin_F
Jeżeli chodzi o pierwsze pytanie, to wspomniane przez Ciebie dążenie układu do wyrównywania napięć na wejściach (wskutek działania ujemnego sprzężenia zwrotnego) zachodzi jedynie w sytuacji, w której napięcia na wejściach układu mieszczą się w przedziale dopuszczalnym dla danego typu wzmacniacza operacyjnego. Gdy napięcie choćby tylko jednego z wejść wyjdzie poza ten dopuszczalny zakres, układ przestanie zachowywać się w sposób przewidywalny. W przypadku LM358 problemy pojawiają się gdy napięcie na dowolnym wejściu spadnie poniżej -0,4... -05 V względem masy. Wejście "-" przestanie być wówczas wejściem odwracającym, a na wyjściu wzmacniacza może nawet pojawić się napięcie ujemne, i to pomimo zasilania układu jedynie napięciem dodatnim. W takiej sytuacji układ nie powróci już do stanu równowagi, a zatrzaśnie się By do tego nie dopuścić, między wejście i masę została włączona mała dioda Schottky'ego, której napięcie w stanie przewodzenia (dla prądu rzędu kilku mA) nie przekracza 0,35 V. Dlatego właśnie użyłem diody Schottky'ego, a nie np. popularnej 1N4148, dla której spadek napięcia, przy tym samym prądzie płynącym przez diodę, ma prawie dwukrotnie większą wartość (0,6..0,7 V). Druga dioda zabezpiecza wejście wzmacniacza przed zbyt wysokimi napięciami dodatnimi, które mogłoby się pojawić w razie zwarcia wyjścia stabilizatora i zastosowania dodatkowego kondensatora (lub dwójnika RC) do kompensacji częstotliwościowej, włączonego równolegle do rezystora 100k (ta dioda nie musi być już diodą Schottky'ego).

Co do rezystorów włączonych szeregowo z wejściami wzmacniaczy, to faktycznie służą one do wyrównania spadków napięć wywołanych prądami wejściowymi wzmacniaczy operacyjnych. Wartości tych rezystorów są tak dobrane, by oporności były zbliżone do siebie (parami) gdy potencjometry regulacyjne znajdują się w niskich i średnich położeniach. W ceku uproszczenia układu rezystory te można w ogóle pominąć.

Pozdrawiam,
Romek

[Marcin_F]

Romku powiedz mi jeszcze czy zamiast stabilizatora 12V mogę użyć 15V? Do stabilizacji napięcia chcę użyć tranzystor IRFP32N50K.
I druga sprawa, chciałbym mieć możliwość podniesienia potencjału napięcia żarzenia ponad potencjał katody. Czy wystarczy między wyjście a masę stabilizatora podłączyć potencjometr np. 100k i jego suwak połączyć z jedną z szyn zasilacza 6,3V?

[Cyborg]

I druga sprawa, chciałbym mieć możliwość podniesienia potencjału napięcia żarzenia ponad potencjał katody. Czy wystarczy między wyjście a masę stabilizatora podłączyć potencjometr np. 100k i jego suwak połączyć z jedną z szyn zasilacza 6,3V?

To jest zasilacz tzw. pływający i możesz swobodnie łaczyć go z każdym innym szeregowo - np. z jednym czy drugim biegunem tego zasilacza żarzenia. Nie potrzeba żadnego potencjometru.

[Marcin_F]

Tylko, że ja chcę mieć możliwość płynnej regulacji napięcia wyjściowego co daje mi zasilacz, oraz regulację potencjału napięcia żarzenia względem masy zasilacza anodowego. Dwie niezależne regulacje.

[Romekd]

Witam.

(..)czy zamiast stabilizatora 12V mogę użyć 15V?

Możesz. Napięcie zasilające nie jest krytyczne i może mieścić się w przedziale 9...20 V. Mogłoby być jeszcze wyższe (sam LM358 może pracować z napięciem do 32 V), ale być może wtedy należałoby skorygować wartości niektórych rezystorów. Podany przez Ciebie typ tranzystora też jest dobry - ma niską rezystancję kanału i dużą dopuszczalną moc traconą.

I druga sprawa, chciałbym mieć możliwość podniesienia potencjału napięcia żarzenia ponad potencjał katody. Czy wystarczy między wyjście a masę stabilizatora podłączyć potencjometr np. 100k i jego suwak połączyć z jedną z szyn zasilacza 6,3V?

Można zastosować dzielnik rezystorowy lub odpowiedni potencjometr. Warto jednak tak spolaryzowane napięcie żarzenia zablokować dodatkowo kondensatorem do masy (najlepiej przy samej lampie), gdyż zakłócenia impulsowe i w.cz. z grzejnika do obwodu katody przenikają dużo łatwiej niż napięcie zmienne o częstotliwości 50 Hz.

Pozdrawiam,
Romek

[Marcin_F]

A jak wygląda sprawa odległości ścieżek na płytce. Na Elektrodzie zdania są podzielone Znalazłem informację, że przy różnicy napięć poniżej 50V AC minimalna odległość to 0,5mm. Odległość między ścieżkami 230V AC to w zależności od źródła: 1,2mm lub 2,5mm lub 3,2mm. Natomiast odległość między ścieżką 230V a obwodami niskonapięciowymi (rozumiem przez to masę i np. zasilanie 5V) powinna wynosić min. 7,5mm. A jaka powinna być odległość powiedzmy między ścieżką 500V DC a masą?

[lukasz_t]

Narysowałem taką płytkę, czy ona "ujdzie"?

[lukasz_t]

Prowadzenie masy może być?