Stabilizator wysokiego napięcia o wydajności 0,5A

[Jurek O]

Jeżeli nie będziesz przekraczał 400 V na wejściu zasilacza wówczas możesz zastosować BUX87.
Tak w tym sklepie to są oryginały.

[Jurek O]

2SC3675 z aukcji do której wyżej podałeś link.

[Olkus]

Jeżeli nie będziesz przekraczał 400 V na wejściu zasilacza wówczas możesz zastosować BUX87.
Tak w tym sklepie to są oryginały.

No niestety napięcie będzie wyższe, bo około 420V.
OK, skoro w tym sklepie są oryginały to przerobię płytkę i zamówię te tranzystory.

Pozdrawiam,
A.

[Marek7HBV]

Można przetestować tranzystory w tym prostym układzie

DSC06290.JPG

Jeżeli wytrzyma godzinę to można zmniejszyć R4 do 120 omów i testować z 10 minut.Rezystory 0,2W oprócz R1{0,5W}.

[Romekd]

Czołem.
Przepraszam, że odpisuję z taką zwłoką, ale wiele spraw w życiu ostatnio mocno mi się skomplikowało i kompletnie nie mam obecnie głowy do spraw "technicznych"... Mimo to kilka zagadnień związanych z przedstawionymi przeze mnie w tym wątku układami stabilizatorów napięcia spróbuję nieco wyjaśnić.

Chciałem zbudować układ że strony nr. 5. Ale mam wątpliwości:
Jak jest z odpornością na zwarcia i przeciążenia? Zasilacz będę używał jako uniwersalny regulowany do zasilania układów lampowych i nie chciałbym wymieniać ciągle spalonych tranzystorów...
Jeśli ktoś ma też wzór płytki przeznaczony do wydruku to byłbym wdzięczny za udostępnienie.

Pierwsze liniowe stabilizatory napięcia i filtry z tranzystorami typu Mosfet zacząłem projektować gdzieś w latach 80., gdy elementy te stawały się łatwiej dostępne i miały coraz bardziej zachęcające do eksperymentów parametry. Moi koledzy w tamtym czasie śmiali się, że nic z tego nie będzie, gdyż tranzystory tego rodzaju produkowane są jedynie do zastosowań w układach "impulsowych" (można je stosować wyłącznie jako sterowane "przełączniki", "klucze") i nie będzie się dało ich zmusić do pracy ciągłej i to jeszcze z wyższymi napięciami Uds. Układ ze strony pierwszej tego wątku projektowałem na bazie tamtych wcześniejszych doświadczeń i z elementów powszechnie dostępnych w latach produkcji tranzystorowych odbiorników kineskopowych. W latach 80. i 90. zeszłego stulecia układ UL1550, będący polskim odpowiednikiem wielu zachodnich stabilizatorów napięcia strojenia, był bardzo łatwo dostępny, gdyż występował w niemal wszystkich odbiornikach telewizyjnych z głowicą zintegrowaną VHF/UHF i wielu tranzystorowych radioodbiornikach z zakresem UKF, w których głowica przestrajana była warikapami.
Napięcie odniesienia celowo wybrałem stosunkowo wysokie (30...33 V), by zmiany napięcia złącza B-E tranzystora 2SC3675, zależne od temperatury (ok. -2,3 mV/K), jedynie w sposób minimalny wpływały na wartość stabilizowanego napięcia wyjściowego (przy zmianie temperatury tranzystora o 10°C napięcie wyjściowe o wartości np. 320 V powinno zmienić się nie więcej niż ok. 0,23 V. Z drugiej strony prąd bazy zależy od wzmocnienia prądowego tranzystora i prądu kolektora, a wzmocnienie to rośnie wraz ze wzrostem temperatury, co w pewnym stopniu kompensuje zmiany Ube wywołane nagrzewaniem się tranzystora podczas pracy układu. Z założenia układ miał być całkowicie odporny na krótkotrwałe zwarcia i przeciążenia. Przed trwającym dłużej zwarciem szeregowy tranzystor wraz z całym układem miał zabezpieczać wyłącznik termiczny, zamontowany na radiatorze obok mosfeta. Uruchamiając te układy wielokrotnie robiłem zwarcia na ich wyjściach, co znosiły bez najmniejszych problemów. Na tranzystorze mocy potrafiłem wydzielać nawet 150 W strat i też z tranzystorem nic złego się nie działo. Jednak późniejsze doświadczenia moich Kolegów, którzy używali te pierwsze układy stabilizatorów na co dzień, pokazały, że w pewnych warunkach nawet krótkotrwałe zwarcie wyjścia potrafi spowodować paskudną i rozległą awarię. Jej główną przyczynę i sposób zabezpieczenia układu opiszę w kolejnym poście.

Pozdrawiam
Romek

[Olkus]

Panie Romku, dziękuję za odpowiedź.

Sporo monitorów i telewizorów kineskopowych rozebrałem ale UL1550 ani odpowiedników nie posiadam. Ale jak wcześniej pisałem spróbuję z diodą zenera.
Jeśli układ znosi krótkotrwałe zwarcia i przeciążenia to świetnie, tylko krótkie to znaczy ile? Czy przy zwarciu trwającym np. minutę tranzystor "wybierze papieża"? A bezpiecznik termiczny na jaką temperaturę był użyty i w jaki sposób wyłączał układ?
Czekam na opis zabezpieczenia.

BTW

Jak by była możliwość udostępnienia płytki w wersji do termotransferu to byłbym wdzięczny, co prawda zacząłem projektować własną PCB ale przyda mi się wzór by sprawdzić swoją wersję pod kątem błędów.

Pozdrawiam,
A.

[Romekd]

Czołem.

Sporo monitorów i telewizorów kineskopowych rozebrałem ale UL1550 ani odpowiedników nie posiadam. Ale jak wcześniej pisałem spróbuję z diodą zenera.

Jak wspomniałem układ scalony UL1550 był odpowiednikiem zachodnich stabilizatorów, których przeznaczeniem było dostarczanie dokładnego napięcia z przedziału 31...35 V (w zależności od grupy) do zasilania obwodów sterujących pracą diod pojemnościowych w telewizyjnych i radiowych głowicach, przestrajanych wartością przyłożonego do diod napięcia. Z tego względu z reguły w wymienionych przeze mnie urządzeniach występowała tylko jednak taka dioda, a w monitorach komputerowych nie stosowano ich w ogóle. Obecnie nie ma sobie co zawracać nią głowy, gdyż da się ją zastąpić trzema połączonymi szeregowo stabilizatorami LM4040DIZ-10.0 (tanie i dostępne, w cenie ok. 4 zł za sztukę, przy zakupie pięciu sztuk /choćby w TME/, gdy na różnych aukcjach ceny, i to nawet "wylutów" UL1550 potrafią dochodzić do 10 zł za sztukę... ). Można z dobrym skutkiem użyć nawet popularnego i bardzo taniego TL431, kosztującego ok. 30 gr./szt., dodając do niego dwa rezystory "programujące" napięcie stabilizacji na ok. 30 V.

Jeśli układ znosi krótkotrwałe zwarcia i przeciążenia to świetnie, tylko krótkie to znaczy ile? Czy przy zwarciu trwającym np. minutę tranzystor "wybierze papieża"? A bezpiecznik termiczny na jaką temperaturę był użyty i w jaki sposób wyłączał układ?
Czekam na opis zabezpieczenia.

Problem w tym, że układ o podanych parametrach, zasilany napięciem wejściowym 420 V nie wytrzyma zwarcia wyjścia i tranzystor prawie na pewno ulegnie uszkodzeniu przy prądzie 0,5 A. Układ przedstawiony przeze mnie na pierwszej stronie wątku był odporny na zwarcia przy zachowaniu kilku wymogów. Poniżej ten schemat.


Podczas zwarcia przy maksymalnym napięciu wejściowym 300 V i maksymalnym prądzie 0,5 A w strukturze tranzystora IRFP450 wydzielało się w postaci ciepła 150 W, przy dopuszczalnej dla tego tranzystora mocy strat równej 190 W. Maksymalna moc strat tranzystorów z reguły podawana jest przy temperaturze obudowy tranzystora 25°C (temperaturze blaszki, na której umieszczona jest krzemowa struktura). Przy 190 W strat nie łatwo jest zapewnić obudowie IRFP450 temperaturą nie większą od 25°C. Mnie udało się na nim bezpiecznie wytracać moc 150 W, ale stosowałem bardzo wydajny radiator z wentylatorem. Wraz ze wzrostem temperatury obudowy tranzystora (powyżej 25°C) jego dopuszczalna moc strat szybko spada, by przy ok. 150°C wynosić zero watów...
Przy zasilaniu układu napięciem 420 V i prądzie zwarciowym 0,5 A moc strat w tranzystorze wyniosłaby 210 W, a to wartość wyższa od deklarowanej przez producenta jako maksymalna przy idealnych warunkach chłodzenia elementu... Można np. spróbować użyć w układzie mosfeta IXFX34N80, montowanego w obudowie "PLUS 247" lub IXFK34N80 (w obudowie TO-246 AA) o dopuszczalnej mocy strat równej 560 W, ale i tak pozostaje problem skutecznego odprowadzania ciepła z tranzystora (grzał się będzie tak samo jak IRFP450!), które zapewni niską temperaturę miedzianej blaszce ze strukturą. Przy mocach strat przekraczających 200 W naprawdę nie będzie to proste. Rozwiązaniem może być stosowanie odczepów na uzwojeniu wtórnym tranzystora wraz z układem przełączającym wyjścia transformatora, które opisałem gdzieś w tym wątku.

BTW
Jak by była możliwość udostępnienia płytki w wersji do termotransferu to byłbym wdzięczny, co prawda zacząłem projektować własną PCB ale przyda mi się wzór by sprawdzić swoją wersję pod kątem błędów.

Niestety nie mam już pliku płytki - układ robiłem kilkanaście lat temu, a po nim tworzyłem kolejne wersje wysokonapięciowych stabilizatorów napięcia.

Pozdrawiam
Romek

[Olkus]

Dziękuję za odpowiedź.

W moim przypadku stabilizacji mogło by nawet nie być, najważniejsza jest odporność na zwarcia i przeciążenia oraz możliwość płynnej regulacji.
Poszukam UL1550 na lokalnej giełdzie, poprosiłem też kogoś by spróbował zdobyć dla mnie ten układ. Pomysł z TL431 bardzo dobry, mam sporo wylutów z przetwornic.
Czyli ten układ ze strony 5 w moim przypadku się nie nada... Czy napięcie będzie wynosić to 420V to nie wiem, może będzie nawet więcej.
Radiator planowałem A5724-10 100x124x35mm z wentylatorem ale chyba będzie mimo wszystko za mały.
A nadał by się tranzystor IRFP460 20A 500V 280W ? A jeśli moc mimo wszystko za mała to może FDA50N50 48A 500V 625W ?
Przełączanie wyjść transformatora jest nie możliwe bo zasilacz który daje to 420V -/+ 5% to przetwornica.

Szkoda że Pan już nie ma płytki, ale trudno po tylu latach to zrozumiałe.

Pozdrawiam i miłego weekendu życzę.
A.

[Romekd]

W takim razie proszę się nico wstrzymać. Na razie mam "sajgon", ale w wolniejszej chwili spróbuję opisać jeszcze prostszy układ, który będzie za to bardzo odporny na przeciążenia i zwarcia.

Pozdrawiam
Romek

[Einherjer]

Dziękuję za odpowiedź.

W moim przypadku stabilizacji mogło by nawet nie być, najważniejsza jest odporność na zwarcia i przeciążenia oraz możliwość płynnej regulacji.
Poszukam UL1550 na lokalnej giełdzie, poprosiłem też kogoś by spróbował zdobyć dla mnie ten układ. Pomysł z TL431 bardzo dobry, mam sporo wylutów z przetwornic.
Czyli ten układ ze strony 5 w moim przypadku się nie nada... Czy napięcie będzie wynosić to 420V to nie wiem, może będzie nawet więcej.
Radiator planowałem A5724-10 100x124x35mm z wentylatorem ale chyba będzie mimo wszystko za mały.
A nadał by się tranzystor IRFP460 20A 500V 280W ? A jeśli moc mimo wszystko za mała to może FDA50N50 48A 500V 625W ?
Przełączanie wyjść transformatora jest nie możliwe bo zasilacz który daje to 420V -/+ 5% to przetwornica.

Szkoda że Pan już nie ma płytki, ale trudno po tylu latach to zrozumiałe.

Pozdrawiam i miłego weekendu życzę.
A.

Praw fizyki nie przeskoczysz, wydzielające się ciepło trzeba jakoś odprowadzić, tranzystor może mieć nawet 1kW mocy maksymalnej, ale jak go nie schłodzisz odpowiednio to i tak się spali. Jedyne co można robić oprócz regulacji napięcia wejściowego, to ograniczenie prądu "z podcięciem" (fold back), ale wtedy nie masz funkcji stabilizacji prądu. Z ciekawości, jaka to przetwornica?

[Olkus]

W takim razie proszę się nico wstrzymać. Na razie mam "sajgon", ale w wolniejszej chwili spróbuję opisać jeszcze prostszy układ, który będzie za to bardzo odporny na przeciążenia i zwarcia.

Pozdrawiam
Romek

OK, zaczekam. Też zbytnio nie mam już teraz czasu, robię czasem coś "z doskoku".

Praw fizyki nie przeskoczysz, wydzielające się ciepło trzeba jakoś odprowadzić, tranzystor może mieć nawet 1kW mocy maksymalnej, ale jak go nie schłodzisz odpowiednio to i tak się spali. Jedyne co można robić oprócz regulacji napięcia wejściowego, to ograniczenie prądu "z podcięciem" (fold back), ale wtedy nie masz funkcji stabilizacji prądu. Z ciekawości, jaka to przetwornica?

No że ciepło trzeba odprowadzić to ja wiem Taki głupi nie jestem
Przetwornica to pół mostek w oparciu o TL494 z tranzystorami przełączającymi typu N-MOSFET IRF840.

Pozdrawiam,
A.

[Einherjer]

Przetwornica to pół mostek w oparciu o TL494 z tranzystorami przełączającymi typu N-MOSFET IRF840.

To coś "z półki" czy własna konstrukcja? Masz do tego schemat? To trochę bardziej skomplikowane, ale można by spróbować dodać regulację napięcia wyjściowego przetwornicy tak, żeby nadążało za napięciem wyjściowym stabilizatora.

[Olkus]

Moja własna konstrukcja na bazie schematu jak poniżej. Jedyna zmiana to po stronie wtórnej uzwojenia są niesymetryczne i uzwojenie które miało +/-35V jest nawinietę na około 420V (zobaczymy o ile zwoi się pomyliłem przy nawijaniu jak już uruchomię )

Pozdrawiam,
A.

[Olkus]

sketch-1630081836966.png

Schemat :

[Marek7HBV]

W zasadzie wystarczy połączyć mechanicznie potencjometr regulacji napięcia wyjściowego P1 stabilizatora z dodatkowym 2,2k-połączonym szeregowo z ,,PR1,, w przetwornicy{od końca zasilanego plusem.