Stabilizator wysokiego napięcia o wydajności 0,5A

[Romekd]

Przedstawiam Kolegom nową wersję warsztatowego stabilizatora napięcia, który w stosunku do poprzedniej posiada kilka zalet. Prąd i napięcie można regulować w szerokich granicach, począwszy od bardzo małych wartości (można przyjąć, że od zera). Dzięki zastosowaniu innego typu sterowania tranzystorem wyjściowym udało się uniknąć stosowania trudno dostępnych wysokonapięciowych elementów (poza tranzystorem szeregowym), a straty mocy w układzie sterowania tranzystora udało się zmniejszyć do ułamka wata. Ponadto po zastosowaniu tranzystora na jeszcze wyższe napięcie, możliwe jest stabilizowanie napięcia o dużo wyższej wartości.
Układ wykazuje również większą stabilność przy zmianach temperatury.

Jest to na razie jeszcze wersja "beta", nadal testowana i ulepszana. Ponadto kryje ona kilka pułapek, na które należy zwrócić uwagę podczas budowania układu. Testowany układ nie zawiera jeszcze elementów sygnalizacji akustycznej, informującej o przekroczenia prądu, lub zwarciu wyjścia (na razie są tylko dwie diody LED, z których jedna, zielona, informuje o prawidłowej stabilizacji napięcia, a druga, czerwona, o zadziałaniu obwodów ograniczających wartość prądu wyjściowego). Nie naniosłem na schemat układu sterującego przekaźnikami przełączającymi odczepy transformatora sieciowego. Gdyby ktoś z Kolegów zauważył jakieś błędy na schemacie, lub chciał poznać dokładniej zasadę jego działania, to bardzo proszę o pytania i sugestie.

Pozdrawiam,
Romek

[sztyga20]

Czy taki stabilizator (ten wcześniejszy z płytkami) dobrze zastąpiłby zasilacz z filtrem CLC do wzmacniacza lampowego pracującego w klasie AB1, pobór pradu max. 200mA?.
Zastanawiam się czy zrobienie takiego nie byłoby tańsze niż zrobienie klasycznego CLC.

[sztyga20]

I czy tranzystor IRF** można zastąpić 2SK2611 (Ids 9A, Vdss 900V Rds 1,4W Pmax 150W? )

(tu są dokładne dane tranzystora: http://www.datasheetcatalog.com/datashe ... 2611.shtml)

//Można czymś zastpić tranzystor BC548B?

[Romekd]

Witam.

Czy taki stabilizator (ten wcześniejszy z płytkami) dobrze zastąpiłby zasilacz z filtrem CLC do wzmacniacza lampowego pracującego w klasie AB1, pobór pradu max. 200mA?.
Zastanawiam się czy zrobienie takiego nie byłoby tańsze niż zrobienie klasycznego CLC.

Jeżeli przydźwięk we wzmacniaczu Kolegi pochodzi faktycznie od napięcia anodowego, to zastosowanie stabilizatora powinno rozwiązać problem, podobnie zresztą jak dobrze wykonany filtr CLC. Zaletą stabilizatora jest bardzo niska impedancja wyjściowa, dzięki której napięcie na wyjściu układu praktycznie nie zależy od prądu obciążenia. Zmierzona przeze mnie szczytowa wartość poziomu tętnień, szumów i fluktuacji nie przekraczała kilku mV (przy dużej wartości prądu wyjściowego). Jeżeli układ maiłby być zastosowany we wzmacniaczu lampowy to dobrze byłoby potencjometr regulujący wartość napięcia wyjściowego zastąpić odpowiednio dobranymi rezystorami stałymi (mniej szumią).

(..) czy tranzystor IRF** można zastąpić 2SK2611 (Ids 9A, Vdss 900V Rds 1,4W Pmax 150W? ) (...) Można czymś zastąpić tranzystor BC548B?

2SK2611 to bardzo dobry i odpowiednio "mocny" tranzystor, więc śmiało można go zastosować w stabilizatorze; BC548B to chyba jeden z najbardziej popularnych i uniwersalnych tranzystorów stosowanych w sprzęcie elektronicznym przez firmy europejskie. Jest najsłabszym (pod względem dopuszczalnego napięcia Uce) tranzystorem całej serii, więc można go zastąpić tranzystorem: BC546B, 547B, 549B, 550B (w zasadzie można w tym układzie zastosować również tranzystory z grupy C, czyli o większym współczynniku wzmocnienia), lub tranzystorem BC107B do 109B, BC147B do 149B, BC237B do 239B (te polskie serie tranzystorów różniły się jedynie typem obudowy, bo struktury były prawdopodobnie te same). Można też zastosować któryś z popularnych japońskich tranzystorów o zbliżonych parametrach (2SC945P, 2SC945K, 2SC1815GR, 2SC1815BL, itp.), pamiętając jednak o innym układzie wyprowadzeń (wyprowadzenie bazy z boku, w BC548B na środku).

Pozdrawiam,
Romek

[KaW]

1-Patrząc na ostatni schemat -brakuje mi w nim kondensatorów blokujacych nogi WE i WY stab. 12V-.
2-Podobnie i przy innych elektrolitach -to moga być ceramiczne -niekoniecznie hi-fi. Takie prady w.cz od różnych śmieci latających w powietrzu i w samej sieci zasilajacej mogą spowodaować ,że to co działa w jakimś miejscu dobrze -w innym nie ruszy .Pozdrawiam twórców.
3-patent z transf. Tr2 jest piekny - żeby zmniejszyc wpływ zakłoceń na sterowanie tranz. polowym trzeba go jakos specjalniej wykonać -rdzeń
"O" -kolumna sieciowa oddzielna od wtórnej.MINIMALNE pojemności
międzyuzwojeniowe. Nie wiem czy LM358 nie trzeba zastąpić inym -układy wzm op. na polowych tranz. -całość.Jakieś nowsze TS272 -lepsze i PODOBNE -mogące dobrze dobrze sterować polowy tranzystor .
4-jeszcze mi chodzi po głowie za niskie napięcie sterowania polowego -bo tu sie steruje napięciem .... wtedy i prad wyjściowy będzie wyższy..

5-Dużo diod "szotkiego" jest w zasilaczach komputerowych na złomach.
Koszt takiego złomu nieduży.

6-wychodzi na to, że potrzebne będzie przełączanie uzwojeń -tak aby
polowy tranzystor nie walczył ze spadkiem napieć na nim.

[MalKontent]

Jak postępują eksperymenty?
Fajnie byłoby rozbudować trochę układ ograniczenia prądu, żeby możliwa była praca jako źródła prądowego np. do formowania kondensatorów, gdzie jednocześnie potrzebny jest stały prąd ładowania i ustawienie maksymalnego napięcia...

Moje 0,03zł

Pozdrawiam
Staszek

[Romekd]

Witam.

Jak postępują eksperymenty? Smile
Fajnie byłoby rozbudować trochę układ ograniczenia prądu, żeby możliwa była praca jako źródła prądowego np. do formowania kondensatorów, gdzie jednocześnie potrzebny jest stały prąd ładowania i ustawienie maksymalnego napięcia...

Przeprowadziłem wiele eksperymentów Staszku, testując kilka układów działających na przedstawionej powyżej zasadzie. Próbowałem stosować różne wzmacniacze operacyjne, zasilane pojedynczym napięciem, oraz napięciem symetrycznym +/-. Schemat przedstawiony w jednym z poprzednich moich postów przedstawia najprostszy z układów, a mimo to można już o nim powiedzieć, że jest właśnie regulowanym źródłem prądowym o ustawianym poziomie maksymalnego napięcia. Można ewentualnie zastosować dodatkowy przełącznik, który umożliwiłby wybór między kilkoma wartościami maksymalnego prądu wyjściowego, np. do 10mA-100mA-1A. Pewien problem sprawił przełącznik zakresów napięcia, albowiem podczas przełączania, gdy jeden ze styków już ulegał rozłączeniu, a drugi jeszcze nie stykał, napięcie na wyjściu stabilizatora osiągało pełną maksymalną wartość.
Początkowo rozwiązałem ten problem stosując cztery niezależne przełączniki hebelkowe, z których każdy podłączony został równolegle do rezystora 100k w obwodzie sprzężenia i po przełączeniu w "górę" zwiększał napięcie wyjściowe o 100V. Później jednak przerobiłem cały układ regulacji napięcia, stosując analogiczne rozwiązania jak w obwodzie regulacji dopuszczalnego prądu wyjściowego (potencjometr regulacji napięcia w obwodzie źródła napięcia referencyjnego i stały dzielnik w obwodzie sprzężenia wzmacniacza z wyjściem "-" wysokiego napięcia).

Pozdrawiam,
Romek

[Romekd]

Patrząc na ostatni schemat -brakuje mi w nim kondensatorów blokujacych nogi WE i WY stab. 12V-.

Nie stosowałem ich w układzie testowanym, ponieważ okazały się zbędne – wyjście transformatora zablokowane jest monolitycznymi kondensatorami ceramicznymi 22nF (można też dodać kondensatory na pozostałych dwóch diodach mostka i dodatkowo zwiększyć ich pojemność), niezłej jakości kondensatory elektrolityczne (Panasonic FC – takie akurat miałem pod ręką) dobrze blokują wejście i wyjście stabilizatora do częstotliwości rzędu setek kHz, a małe wymiary płytki powodują, że w układzie nie ma rozległych pętli, na których mogłyby indukować się sygnały w.cz. Oczywiście w układzie można zastosować więcej kondensatorów blokujących, nawet małych SMD lutowanych bezpośrednio od strony druku, pod kondensatorami elektrolitycznymi, tylko czy poprawi to w jakiś sposób działanie układu? Może gdyby stabilizator zasilał jakiś lampowy generator w.cz. dużej mocy, poprawiłoby to jego stabilność - muszę sprawdzić taki przypadek..
W każdym razie dziękuję za czujność

Podobnie i przy innych elektrolitach -to moga być ceramiczne -niekoniecznie hi-fi. Takie prady w.cz od różnych śmieci latających w powietrzu i w samej sieci zasilajacej mogą spowodaować ,że to co działa w jakimś miejscu dobrze -w innym nie ruszy .Pozdrawiam twórców.

Przydatny może okazać się kondensator stały (0,47-1uF), podłączony równolegle do wyjścia stabilizatora (równolegle do dwóch szeregowo połączonych kondensatorów elektrolitycznych 100uF). Blokował by on wyjście układu dla wyższych częstotliwości.

patent z transf. Tr2 jest piekny - żeby zmniejszyc wpływ zakłoceń na sterowanie tranz. polowym trzeba go jakos specjalniej wykonać -rdzeń
"O" -kolumna sieciowa oddzielna od wtórnej.MINIMALNE pojemności
międzyuzwojeniowe.

W układach próbnych wykorzystywałem trzy typy miniaturowych transformatorów o mocach od 0,08VA do 0,5VA (przedstawione w załączniku). Pojemność między uzwojeniem pierwotnym i wtórnym pierwszego z nich wynosi ok 7pF (przy wytrzymałości na przebicie minimum 2kV), drugiego ok 9pF (Up. 4kV), a trzeciego 12,5pF (Up. 4kV). Ponadto masa układu sterującego podłączona jest bezpośrednio do dodatniego wyjścia stabilizatora, a ono zablokowane jest do głównej masy stabilizatora kondensatorami o dużej pojemności, więc o jakimś przedostawaniu się zakłóceń z sieci 230V przez pojemność rzędu kilku, lub kilkunastu pF (między uzwojeniami transformatorka zasilającego Tr.2) raczej nie może być mowy.

Nie wiem czy LM358 nie trzeba zastąpić inym -układy wzm op. na polowych tranz. -całość.Jakieś nowsze TS272 -lepsze i PODOBNE -mogące dobrze dobrze sterować polowy tranzystor .

Wybór wzmacniacza LM358 w przedstawionym układzie nie był przypadkowy. Przede wszystkim jest to układ bardzo tani (średnia cena to 30 gr.), a może pracować przy pojedynczym napięciu zasilającym, przy napięciach na wejściach bliskich zera, a nawet 0,3V poniżej tego napięcia. Można oczywiście zastosować lepszy, bardziej precyzyjny wzmacniacz operacyjny, którego napięcie niezrównoważenia, dryft temperaturowy i szumy będą dużo niższe (co wpłynie pozytywnie na parametry stabilizatora), ale tego typu układy wymagają z reguły zastosowania symetrycznego napięcia zasilania i odpowiednio kosztują. Natomiast LM358 jest wręcz śmieciowy i można go znaleźć na wielu starych płytkach z elektroniką.

jeszcze mi chodzi po głowie za niskie napięcie sterowania polowego -bo tu sie steruje napięciem .... wtedy i prad wyjściowy będzie wyższy..

Ja raczej obawiałem się, że minimalne napięcie sterujące bramką może okazać się za wysokie (bałem się, że tranzystora nie będzie się dało całkowicie wyłączyć). Moja obawa wynikała z tego, że bramkę tranzystora podłączyłem przez rezystor 2,2k z napięciem +12V, a przez diody świecące połączyłem z wyjściami wzmacniaczy operacyjnych, których rolą było zmniejszanie napięcia na bramkach (sterownie tranzystora Mosfet przez jego wyłączanie). Jak wiadomo niemożliwe jest uzyskanie na wyjściu wzmacniacza LM358 napięcia o zerowej wartości (przy niezerowym prądzie wpływającym do wyjścia), a przecież dochodziły jeszcze spadki napięcia na spolaryzowanych diodach LED. Natomiast maksymalne napięcie jakie może w tym układzie wystąpić na bramce tranzystora względem jego źródła (+12V), na pewno nigdy nie będzie za niskie!

wychodzi na to, że potrzebne będzie przełączanie uzwojeń -tak aby
polowy tranzystor nie walczył ze spadkiem napieć na nim.

To akurat można rozwiązać na wiele różnych sposobów, np. wykorzystując do tego celu przełączniki, lub przedstawiony przeze mnie w tym wątku układ automatyki.

Pozdrawiam,
Romek

[KaW]

Dziekuję za wszystkie odpowiedzi na moje uwagi.
Z jedną się nie zgodzę -blokada na nogach stabil. scalonego obowiązuje zawsze -wysztarczy 0,1uF /50V x2 .i spokój.

Co do przełączeń -powiedziałbym "w locie " -to widziałem schemat
stabilizatora nap. 230V /4-6kW -sterowany uP PIC -optotriakami i triakami.
Pomyślałem ,że w tym przypadku było-by to ładne rozwiązanie-eleganckie.-skoro operator wybierał by zakres napiecia -bez żadnego pośpiechu. pozdr.

[Romekd]

Witam.

Z jedną się nie zgodzę -blokada na nogach stabil. scalonego obowiązuje zawsze -wystarczy 0,1uF /50V x2 i spokój.

Coś czuję, że każdy z nas pozostanie przy swoim zdaniu
Typowa aplikacja stabilizatorów z rodziny 78XX faktycznie zawiera kondensatory (wskazane są tantalowe, foliowe, lub ceramiczne), które zaleca się montować bezpośrednio przy wyprowadzeniach stabilizatora. Są to pojemności 0,33uF na wejściu, oraz 0,1uF na wyjściu (dla "ujemnych" stabilizatorów serii 79XX odpowiednio: 2,2uF i 1uF). Wszystkie cechy i parametry układów podane są właśnie dla tej konkretnej aplikacji. Jednak proszę zwrócić uwagę, że w układzie tym nie ma żadnych innych kondensatorów, ani na wejściu, ani na wyjściu, jest to więc przypadek dość szczególny. W innych przypadkach obowiązują pewne zasady stosowania, bądź nie stosowania, tych kondensatorów. I tak kondensator na wejściu należy bezwzględnie stosować w sytuacji, gdy stabilizator umieszczony jest w pewnej (w znaczeniu większej!) odległości od kondensatora filtru zasilacza. Bez niego układ może pracować niestabilnie, lub najzwyczajniej się wzbudzić. W przedstawionym przeze mnie układzie, stabilizator znajduje się 5mm od kondensatora filtru, wiec dodatkowy kondensator ceramiczny nie jest niezbędny, choć być może w pewnych sytuacjach wskazany (np. gdyby przedstawiony przeze mnie układ miał zasilać nadajnik większej mocy, lub pracować bezpośrednio w jego sąsiedztwie ). Kondensator podłączony do wyjścia LM7812 nie wywiera wpływu na stabilność działania układu, niemniej poprawia odpowiedź na impuls, gdyż jak wiadomo bardzo niska impedancja układu szybko rośnie wraz ze wzrostem częstotliwości. Testowany przeze mnie układ wysokonapięciowego stabilizatora nie jest układem impulsowym, a zastosowany w nim wzmacniacz operacyjny jest tak bardzo wolny, że o żadnych impulsach o stromych zboczach obciążających stabilizator 7812 nie może być mowy. By obniżyć impedancję wyjściową przedstawionego powyżej układu dla wyższych częstotliwości, zastosowałem na jego wyjściu dwa szeregowo połączone kondensatory o stosunkowo dużej pojemności i małej impedancji (typu "foto", gdyż są małe i tanie).

Pozdrawiam,
Romek

[gregf]

Witam wszystkich - to mój pierwszy post na tym forum. Bardzo mi się podoba poziom merytoryczny i kultura forumowiczów. Chciałem też dorzucić coś do tematu stabilizacji wysokiego napięcia (anodowego). Jakiś czas temu znalazłem w sieci ciekawy i niezykle prosty układ stabilizatora.
Wykonałem go kilkakrotnie dla różnych napięć i prądów od 270 do 425 V i prądów 20 - 500 mA. Sprawuje się znakomicie choć przy większych prądach pojawiają się problemy termiczne. Układ w prosty sposób dzięki nieśmiertelnemu NE555 można wyposażyc w kilkuminutowe opóźnienie.
Jest to ciekawa alternatywa dla nieco przyciężkich zasilaczy z filtrem CLC.
Link to strony autora:
http://www.glass-ware.com/tubecircuits/ ... lator.html
PS. Nie wiem czy to najlepszy wątek dla tego ukłądu, ale nie przejrzałem dokładnie tego forum.

[pasio]

Witam Nowicjusza (na tym forum ) !

No, niestety, tym razem efektowne entree nie udało się, większość z nas z tego forum czyta regularnie biuletyny amerykańskie, takie, jak GlassWare itp. (dlatego poziom nasz wysoooooki..)
pzdr i liczę na bardziej oryginalne pomysły w przyszłości

[gregf]

To fajnie, że większośc czyta, ale nie wszyscy mniej oczytani forumowicze mogą znać ten konkretny numer. Mój wkład w ten wątek miał polegać na poleceniu sprawdzonego przeze mnie innego układu stabilizatora wysokiego napięcia. Jeśli gdzieś ten układ był już dyskutowany - to przepraszam za gadulstwo.

[gsmok]

To fajnie, że większośc czyta, ale nie wszyscy mniej oczytani forumowicze mogą znać ten konkretny numer. Mój wkład w ten wątek miał polegać na poleceniu sprawdzonego przeze mnie innego układu stabilizatora wysokiego napięcia. Jeśli gdzieś ten układ był już dyskutowany - to przepraszam za gadulstwo.

Witam na Forum i dzięki za link, zwłaszcza, że układ został sprawdzony w praktyce

[Romekd]

Ja również witam serdecznie Kolegę na Forum. Przedstawiony układ, dzięki swojej prostocie, faktycznie zachęca do budowy. Nie ma w nim co prawda płynnej regulacji napięcia i ogranicznika prądu, ale w układach lampowych, do których jak rozumiem jest przeznaczony, nie ma to wielkiego znaczenia.
Nie znalazłem w opisie informacji dotyczącej poziomu szumów i zakłóceń na wyjściu układu - czy robił Kolega jakieś pomiary?

Pozdrawiam,
Romek