Lampy żarzone szeregowo - pytanie o zasilacz

[nkas]

L200 zamiast LM317.

[Thereminator]

http://www.st.com/content/ccc/resource/ ... 003773.pdf

[kubafant]

Przeczytałem tę kartę, ale zastanawiam się jakie to ma przewagi nad LM317 zastosowanym w roli źródła prądowego? Maksymalne napięcie wyjściowe też wynosi trzydzieści parę woltów, prąd do 2A (gdzie LM317 do 1,5A).

[kubafant]

Witam ponownie.
Zastanawiałem się długo i trawiłem różne pomysły, mam kilka przemyśleń, którymi chciałbym się podzielić i poprosić Kolegów o wyrażenie opinii.
Wariant 1. to po prostu kilka podstawowych napięć + źródło prądowe na układzie scalonym 317 ustawione na stałe na 300 mA. Plusy są takie, że jest to proste, w miarę niezawodne, zmieszczę się na posiadanym przełączniku 6 poz. Jeżeli chodzi o wady to na pewno ogranicza to uniwersalność miernika, ponadto traci się dużo mocy. Nie można też zmierzyć wszystkich lamp serii P.
Wariant 2. to duży przełącznik (20+ poz.) z szeregiem napięć prosto z transformatora, tak jak to robiono w starych miernikach. Plusy: prostota, 100% niezawodność, uniwersalność, mam chyba nawet jeden taki przełącznik, brak traconej mocy. Minusy: Nie jest to takie eleganckie jak źródła prądowe, występuje też pewne niedopasowanie przy części lamp (regulacja skokowa).
Wariant 3. to kilka napięć podstawowych + źródło prądowe z paroma nastawami do wyboru. Podaję to tylko pro forma, bo nie ma możliwości, żeby to obsłużyło zarówno żarzenie 600 mA, jak i 100 mA (napięcia!). Moc szła by w dziesiątki watów, a na to nie mogę sobie pozwolić.
Wariant 4., o którego zaopiniowanie zwłaszcza chciałbym Kolegów prosić, to kilka napięć + prostownik sterowany na czterech tyrystorach (albo triak + mostek prostowniczy). Włóknom wystarczyłby i prąd zmienny, ale w takiej formie nie będzie chyba za bardzo możliwości sterować prądem?
Widziałbym to w ten sposób: prąd przepływa przez bocznik, z jednej strony połączony z masą, gorący koniec połączony z wzmacniaczem operacyjnym, drugie jego wejście połączone z zasilaniem przez opornik, dioda zenerowska do masy. I teraz jak z wyjścia wzmacniacza sterować triakiem/tyrystorami?
Czy widzicie możliwość, żeby zbudować coś takiego, o wysokim stopniu niezawodności? Mam tu bowiem szereg wątpliwości: prąd będzie daleki od sinusoidy, co gorsza kształt przebiegu będzie się zmieniał wraz z obciążeniem (inny kąt załączania triaka), może być problem z uzyskaniem liniowego sterowania; dalej: na wyjściu będzie musiał być kondensator, co może stanowić problem przy załączaniu żarzenia.
To tylko pomysł, dążę do jak największej uniwersalności przyrządu.

[tszczesn]

A może - zgrubny stabilizator impulsowy, step-down, regulowany od 0 do powiedzmy 100V (czy innego napięcia maksymalnego, w zależności od tego jakie lampy przewidujesz mierzyć), obciążony stabilizatorem prądowo-napięciowym - (regulowany stabilizator napięcia z regulowanym ograniczeniem prądu), Stabilizator impulsowy ustawiasz tak, że daje np. 2V więcej niż jest na wyjściu stabilizatora liniowego i już - masz pełną uniwersalność i małą moc traconą. A stabilizator impulsowy to jedna kostka + raptem kilka elementów zewnętrznych.

[kubafant]

O, to by było coś wspaniałego! Po prostu doskonałe. Tylko tak: jako stabilizator nie można by chyba dać LM317 bo ma za małe napięcie pracy - 40 V max. Trzeba by poszukać coś innego. Chociaż z drugiej strony przy takiej zasadzie jak podałeś, między wejściem a wyjściem w każdej chwili byłoby tylko kilka V różnicy. Trzeba by tylko nóżkę ADJ przyłączać do masy przez stosowną diodę Zenera.

Tak teraz myślę, a czy nie można tak samo zrobić w zasilaczu anodowym? Wtedy można by iść w jeszcze wyższe napięcia bez obawy o nadmierne straty mocy w tranzystorze.

Jak wygląda taka przetwornica impulsowa?

[Vic384]

Czesc
Zanim zacznie sie robic jakis zasilacz, trzeba sie zdecydowac jakie napiecia sa potrzebne dla poszczegolnych serii lamp, czyli jakie maksymalne dla typu "U" - 0.1A; typu "P" - 0.3A oraz typu "X" - 0.6A.
Sa tez jeszcze serie "H"; "L"; "Y". Inaczej mowiac, musisz sie zdecydowac jakie napiecie potrzebujesz dla 0.1A i jakie dla 0.6A. Jezeli ma to byc zasilacz liniowy, a nie trafo z odczepami, to przygotuj sie na straty mocy na tranzystorze szeregowym liczonym w dziesiatkach wat.
Mozna zrobic tak jak radzi Kolega tszczesn, ale to bedzie raczej rozbudowany uklad, i trudny do regulacji jedna galka.
Wiec jeszcze raz zapytanie: jakie prady przy jakich napieciach sa potrzebne ?
Pozdrowienia

[kubafant]

Sa tez jeszcze serie "H"; "L"; "Y".

Tak. Pisałem o tym wcześniej, jest w sumie osiem serii: 50, 100, 150, 180, 200, 300, 450, 600 mA.

[...]przygotuj sie na straty mocy na tranzystorze szeregowym liczonym w dziesiatkach wat.

To też już było:

Moc szła by w dziesiątki watów, a na to nie mogę sobie pozwolić.

Nie mam pomysłu gdzie mógłbym znaleźć informacje na temat zakresu napięć dla każdej serii. Metody chybił-trafił przez sprawdzanie co mocniejszych lamp nie sposób zaliczyć do podejścia inżynierskiego. W ten sposób jednak ustaliłem napięcie serii P (przynajmniej dla tych lamp, które sprawdziłem) - 40 V dla PL509. Mocniejsza lampa nie przychodzi mi do głowy. Dla serii U - UBL21 wymaga 55 V. Również nie mam pewności, czy to najwyższa wartość.
Z tego co wiem, na miernikach lamp najwyższe napięcie żarzenia to było 110 albo 117 V. Można to przyjąć za szczyt.
Tak czy inaczej, przy zastosowaniu rozwiązania zaproponowanego przez kol. tszczesn wystarczy przyjąć jedno napięcie maksymalne. Uważam, że 110 V będzie w pełni wystarczające.

[tszczesn]

Poszukaj w sieci pod hasłem "step-up converter" Generalnie układ na współczesnych elementach jest prosty. Cewki można kupić gotowe, nic nie trzeba samemu nawijać.

[kubafant]

Witam ponownie.
W związku, że dorwałem piękny przełącznik 24 pozycyjny NOS, to dam sobie spokój z tymi wynalazkami i zastosuję tradycyjny zestaw napięć żarzenia.
Zaszaleję jednak w innym miejscu: w zasilaczu anodowym. Jako, że chciałbym używać tego urządzenia nie tylko do badania lamp, ale i także jako uniwersalnego zasilacza (żarzenia przeróżne, minus na siatkę, anodowe, etc.) to rozmyślałem nad tymże zasilaczem anodowym.
Nie wiem czy wspominałem, ale będzie to (tak samo jak zasilacz siatki ekranującej) wtórnik źródłowy sterowany szeregiem diod zenerowskich, zwieranych w odpowiedniej konfiguracji dwoma przełącznikami obrotowymi + prosty układzik zabezpieczający przed przeciążeniem.
Z racji, że nawet przełącznik 24 pozycyjny nie dałby w moich oczach zadowalającego kroku regulacji, zdecydowałem się na dwa krótsze przełączniki, coś na kształt wybierania dekadowego. Miało być 0-50-100-150-200-250 + 10-20-25-30-40-50, ale teraz zadecydowałem, że będzie 0-100-200-300-400 + 0-10-20-25-30-40-50-60-70-75-80-90, mam akurat ku temu stosowne przełączniki a i będzie to czytelniejsze. Pozatem zdecydowałem się na zwiększenie napięcia maksymalnego o 100 V. I w tej właśnie sprawie piszę. Radzenie sobie z wiadomym problemem przy pomocy wielkiego radiatora i zrównoleglania tranzystorów byłoby, hmmm... niezbyt inżynierskim wyjściem.
Zdecydowałem, że pierwszy przełącznik (dekada do wybierania setek woltów) będzie zarazem przełączał odczepy na uzwojeniu transformatora.
Niewiele osób decyduje się na taki numer, bo często są zdani na zakup transformatora, co w pewnym stopniu ogranicza ich urządzenie jedynie do tych możliwości, które uwzględnia transformator. W moim przypadku ten problem nie istnieje, bo zawsze sam nawijam transformatory - nie będzie więc problemu z wyprowadzeniem kilku odczepów.
Pytanie moje do Was Koledzy jest takie: jaki powinien być optymalny nadmiar napięcia nieregulowanego (na kondensatorze filtra) przed stabilizatorem aby całość działała elegancko, a zarazem aby miała dobrą wydajność.
Na przykład w pozycji "200 V" można maksymalnie ustawić 290 V. Trzeba brać pod uwagę oczywiście najtrudniejszy przypadek, czyli najwyższe ustawienie drugiej dekady. W takim wypadku ile powinienem przewidzieć zapasu w zasilaczu?

Maksymalny prąd czerpany z zasilacza ustalmy powiedzmy na 250 mA (najwyższy zakres wbudowanego amperomierza będzie 300 mA), co zapewne będzie bardzo rzadko używane - nie mniej trzeba przyjąć pewne założenia.

Oczywiście w pozycji "400 V" nie będzie można uzyskać 490 V, ze względu na to, że sprawiałoby to już duże trudności natury technicznej, niewspółmierne do zyskanej użyteczności. Tak więc napięcie zasilania maksymalne będzie pewnie ok. 430-440 V - ok. 310 V na uzwojeniu - mam kondensatory na 450. W tym wypadku nadmiar napięcia wyniesie 30-40 V. Nie wiem czy to wystarczająca wartość, ale niestety nie ma możliwości aby ją zmienić.

Jak sądzicie?

[tszczesn]

"Dołek" tętnień (przy pełnym obciążeniu) powinien być o kilka (5 wystarczy) woltów większy od największego zakładanego na danym zakresie napięcia wyjściowego. Pamiętaj tylko, że musisz zapewnić odpowiedni prąd bazy (jak elementem wykonawczym jest tranzystor bipolarny), co komplikuje układ z tak małym zapasem napięcia.

BTW - czemu wtórnik z Zeneram, zamiast klasyczny dwutranzystorowy układ z diodą Zenera w emiterze dolnego tranzystora? Komplikacja niewiele większa, a układ o niebo lepszy.

[kubafant]

Doskonale, zrobię symulację w programie "PSU designer" i zobaczę jak wyglądają tętnienia przy założonych warunkach. Rozumiem, że polepszając filtr wejściowy będę mógł sobie pozwolić na obniżenie napięcia.
Nie musiałbym zapewniać prądu bazy, bo jak wspomniałem planowany jest wtórnik źródłowy, a zatem z wykorzystaniem tranzystora polowego.
Być może jednak będę musiał - jeżeli okaże się, tak jak piszesz, że niewiele bardziej złożony układ zapewnia lepsze parametry.

BTW - czemu wtórnik z Zeneram, zamiast klasyczny dwutranzystorowy układ z diodą Zenera w emiterze dolnego tranzystora? Komplikacja niewiele większa, a układ o niebo lepszy.

Z bardzo prostej przyczyny. Bo o tym nie wiedziałem. Nie znam się na półprzewodnikach za bardzo, więc przylgnąłem do zaproponowanego przez kol. Traxmana zasilacza zastosowanego w którejś z wersji jego miernika lamp. Załączam schemat.
Czy mógłbyś mi przedstawić jak wygląda ten układ dwutranzystorowy i jakie przedstawia zalety względem wymienionego?
Staram się doczytywać i rozumieć jak najwięcej i z tej nowoczesnej elektroniki, ale jest to dla mnie trochę jeszcze terra incognita.

Pozdrawiam!

TTester (1).pdf

[tszczesn]

Pierwszy z brzegu znaleziony przez goolgle: https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3076901.html

Opornik R1 możesz podłączyć do wyjścia a nie do wejścia, otrzymasz lepsze tłumienie tętnień. Napięcie wyjściowe określa stosunek R3 do R4. Oczywiście elementem wykonawczym może być tranzystor MOS. Aha - nie doczytałem wcześniej, że to ma być na MOSie. Napięcie wejściowe musi być co najmniej o tyle większe od wyjściowego, ile wynosi napięcie włączenie tranzystora wykonawczego, Plus kilka woltów dla bezpieczeństwa i na nieprzewidziane sytuacje.

[kubafant]

Taki znałem. Przypomina konstrukcje lampowych zasilaczy stabilizowanych: element szeregowy, wzmacniacz błędu, napięcie odniesienia (jarzeniówka) w katodzie... Ale nie rozumiem w czym on jest lepszy od tegoż wtórnika. Czy zapewnia może lepszą regulację?

[tszczesn]

Owszem, on jest bezpośrednio przekładalny na lampy. A od jednotranzystorowego jest lepszy w tym, że ma o wiele mniejszą rezystancję wyjściową, czyli - dokładniej stabilizuje przy zmiana obciążenia. Jak mnie pamięć nie myli - w praktyce zmiany napięcia na wyjściu są tak z rząd wielkości mniejsze. Ten wzmacniacz błędu to załatwia, robi to od czego się nazywa - wzmacnia napięcie błędu silniej wysterowując element wykonawczy.