Zasilacz na lampie sterowany z DAC

[szalony]

Temat zaczął się w nieco innym wątku, ale nie chcę rozmydlać tamtego.

Chciałbym zrobić zasilacz regulowany i stabilizowany oparty o lampę (wiem, że nie ma to w dzisiejszych czasach żadnego uzasadnienia), ale taki, którego napięciem wyjściowym będzie mógł sterować mój sterownik PLC.

Idea jest taka, żeby zasilacz był wykonany w ukladzie klasycznym: prostownik (półprzewodnikowy, tu dam sobie spokój), lampa szeregowa (raczej pentoda, lub dwie pentody równolegle), lampa wzmacniacza błędu, neonówka. Cały problem jest w tym, że zamiast potencjometru, chciałbym sterować zewnętrznym sygnałem napięciowym, względnie prądowym. Nie wiem za bardzo od jakiego podejścia zacząć. Dostępny mam sygnał 0-10V, względnie -10/+10V, przy czym sygnał ten jestem w stanie odizolować od masy PLC, i może on pływać na wysokim potencjale (niestety moduł optoizolacyjny musi też pływać wtedy na tym potencjale, bo Uzas jest od strony wyjścia, ale to się ogarnie).

Zastanawiałem się nad użyciem stosowanego już wcześniej przeze mnie wzmacniacza op. OPA455. Jest to wzmacniacz operacyjny mogący pracować z zasilaniem +150V, albo symetrycznym +/-75V, zdolny wystawiać +/- 45mA. Przychodzą mi do głowy dwa podejścia (ale moja wiedza z elektroniki jest tak słaba, że nie wiem czy któreś ma sens):

Pierwsze: Usunięcie lampy wzmacniacza błędu i zastąpienie jej OPA455 wykorzystując np. wejście odwracające do stabilizacji napięcia wyjściowego, a nieodwracające do sygnału sterującego. Zasilić należałoby z jakiegoś dzielnika (albo z neonówki) bo napięcia wyjściowe będą wyższe, planuję tak do 300V.

Drugie: Jakaś modyfikacja obwodu katody w której znajduje się normalnie neonówka podpierająca katodę.

Ponieważ projekt jest budowany dla zabawy, chciałbym, żeby zawierał jak najmniej półprzewodników. Jako wzmacniacz chciałbym wykorzystać wspomniany OPA455, bo mam ich trochę. Wzmacniacz ten jest przeznaczony szczególnie do pracy jako źródło Howlanda.

[tszczesn]

Da się zrobić w całości oparty o lampy, najwyżej będzie ich trochę więcej

Ale nie podałeś kluczowego parametru - zakresu napięć wyjściowych. I jak precyzyjny ma być.

[szalony]

Im więcej lamp tym lepiej

W kwestii zakresu, uznałem, że można to ustalić już po opracowaniu koncepcji. Ideałem było by powiedzmy 150..350V, ale zdaję sobie sprawę, że będzie to trudne, bo przy niskim Uwy pojawiają się problemy z przeciążaniem lampy szeregowej, koniecznością uzyskania dużego -Us1 (szczególnie dla triod), i ew. zgaśnięciem neonówek. Zakres 150...300, lub ewentualnie np. 200...350 będzie dla mnie zadowalający.

W kwestii precyzji nie mam ogromnych wymagań. Chciałbym, żeby przy zmianie obciążenia np. przy wykorzystaniu do zdejmowania charakterystyk Ia=f(Ua) (do tego chciałem go używać) nie siadał nagle o 10V. Jeśli różnica będzie <5V to jest to w zupełności OK. W sumie bardziej od precyzji nastawienia Uwy per se zależy mi na reakcji zasilacza na zmiany prądu obciążenia

[Tomasz Gumny]

Może standardowy układ, np. AVT1631 z dzielnikiem rezystorowym ustalającym maksymalne napięcie. Równolegle do górnego rezystora w dzielniku włączony fotorezystor RPP111(500V) lub RPP150(350V), który oświetlany żarówką sterowaną z PWM z PLC będzie zmniejszał napięcie wyjściowe. To napięcie można już zmierzyć jakimś dzielnikiem i kartą AD najlepiej izolowaną galwanicznie i masz pełne odizolowanie PLC od lamp.

[tszczesn]

Na szybko coś takiego - nie mam możliwości teraz ładniej zrobić, masz tylko fotkę ręcznego szkicu. Da się też zrobić regulowany od zera. Da się też dodać przekaźnik(i) przełączający odczepy na transformatorze, aby nie tracić za dużo mocy w lampie szeregowej.

[Einherjer]

Też próbowałbym to robić w układzie z różnicowym wzmacniaczem błędu, tak jak zaproponował Tomek. Ewentualnie, tak jak proponowałem w wątku o zasilaczu siatki pierwszej, wstawić OPA455 zamiast STRa w układzie z pojedynczą lampą we wzmacniaczu błędu. Tylko wtedy będzie mniej baniek a nie więcej

[tszczesn]

50V i 10V na siatkach EF184 to oczywiście względem -100V zasilającego katodę EF184. Zapomniałem napisać od razu.

[Tomasz Gumny]

Ja tradycyjnie bym spróbował innej drogi. PLC może mierzyć napięcie wyjściowe, więc może też robić stabilizację. Potrzebny jest tylko szeregowy element wykonawczy sterowany z PLC. A gdyby siatkę pierwszą lampy, np. PL504 zasilać z kilku połączonych szeregowo fotowoltaicznych driverów bramek MOSFET/IGBT. Dają one nawet 12..18V przy kilkunastu mikroamperach. Wprawdzie nie są przewidziane do pracy liniowej, ale gdy się je obciąży rezystorem, dają się regulować. Przykładowe elementy tego typu:
https://www.tme.eu/pl/details/fda217/dr ... igbt/ixys/
https://www.mouser.pl/ProductDetail/Pan ... lm1Q%3D%3D
https://www.mouser.pl/ProductDetail/Vis ... BFqQ%3D%3D

[Einherjer]

Same transoptory fotowoltaiczne są ciekawe, mam gdzieś rozgrzebany stabilizator AC z takim sterującym MOSFET. Natomiast cyfrowa pętla z PLC może być zbyt wolna żeby to mógł być faktycznie stabilizator.

[Olkus]

Nie wiedziałem, że takie transoptory w ogóle są. Dzięki, akurat mi się przyda

Pozdrawiam,
A.

[Teslacoil]

Einherier
Jest jeszcze opcja PLC + SCR - systemy działające w czasie rzeczywistym. To niby szybsze jest.