110V linjär spänningsregulator för rörbyggen

[YD1150]

Knåpade ihop en linjär spänningsregulator för 110V likspänning, uttagbar ström med befintlig "rakapparatuttagstransformator" (rätt stavat? ) på 110V 15VA är ca 100mA, sen börjar det slinka med 100Hz brum.
Har tänkt att använda den till rörbyggen, främst batterirör D-serien och andra typer som inte behöver så hög spänning.

Regulator och trafo.jpg

Test med belastning på 1,3kohm, utspänningen 110VDC.

Test.jpg

Kortet.jpg

1,3kohms belastning gav denna ström vid 110V.

100mA.jpg

Regulatorn har en TL431 shuntregulator och en IRFBC40 MOSFET som de viktigaste bitarna, samt ett gäng zenerdioder.
Två av zenerdioderna på 33V fick shuntas med en kondensator på 1uF p.g.a. att de genererade en del brus som i sin tur
förstärktes av TL431:an.

Brumspänningen är 2Vp-p vid 86mA belastning över filterkondensatorn på 220uF 250V, före regulatorn.

2Vpp brum.jpg

Den reglerade utspänningen har ca 4mV brum och brus vilket får vara helt godkänt då det är 110V vi reglerar, blir inte
så mycket procentuellt sett. 5mV / ruta är inställningen på oscilloskopet (bilden nedan).

Brum och brus.jpg

[hassefikonkasse]

Snyggt! Ser så hemtrevligt ut med FR2 och så lättborrat Jag har ju oxå ett o-skop men har aldrig förstått hur man mäter brum och brus. Har även kollat några läromedel om detta på nätet men tycker det blir för svårt. Ser att även du satt kondingar över likriktardioderna.

[manw]

Trevlig liten pryl Tror nog att man skulle kunna plocka ut lite högre spänning också då diodbryggan toppvärdeslikriktar, men blir väl en del brum redan vid lägre ström isåfall. Annars har ju exempelvis ECC88 eller 6922 rören en ideal arbetspunkt kring 80V har jag för mig, så för ett försteg borde denna kunna funka.

Har du gjort en reglerloop med hjälp av TL431, feedback från utspänningen med andra ord?

[YD1150]

Ja det stämmer bra att det är en reglerloop med TL431, fungerar bra så här långt.
Obelastat ligger spänningen över filterkondensatorn på ca 180V (efter likriktaren).

Tänkte först använda glimlampor istället för zenerdioder men variationerna på
"zenerspänningen" var lite för stora, allt mellan 60-100V beroende på exemplar och modell.
Kommer glimlamporna ur samma tillverkningsserie så kan det fungera bättre, de jag hade hemma var blandade sorter.
Behöver man bara ett exemplar av regulatorn så går det att välja ut passande glimlampor men för
"massproduktion" så går det inte lika bra, då är vanliga zenerdioder bättre.

Om det är någon som är intresserad av bygget så tar jag med schemat
över regulatorn i dess nuvarande form, finns pdf:en nedan:

110V regulator.pdf

Någon strömbegränsning finns inte i denna version av regulatorn!

[manw]

Ja just det, ser ut som jag själv skulle velat göra det. Stabilt blir det utan frekvenskompensering också? Det borde det bli om man inte lagt in någon ytterligare förstärkning i loopen ja, TL431an skall ju vara stabil i sig.

Bara för kuriosa så skickar jag länken till denna http://en.wikipedia.org/wiki/Voltage-regulator_tube fast jag röstar för din lösning, enkel och bör fungera bra!

ExpressPCB har jag också använt för enkla schemor (känner igen schemat), använder du layoutdelen också? Skriver ut film o etsar, eller skickar efter kort?

[YD1150]

Jo det är ritat i ExpressPCB, de är lätta att komma igång med. Saknar däremot automatisk numrering
av komponenterna (R1, R2...), blir lite extra jobb utan den finessen. Brukar skriva ut på OH-film och etsa själv.

Någon frekvenskompensering har jag inte använt, har försökt att få regulatorn att självsvänga men inte lyckats

Bör gå bra att skala upp konstruktionen om man vill reglera typ 200-300V också.

Strömmen genom U1 TL431 ska enligt databladet vara mellan 1-100mA. Pinne 3 på U1 har en spänning på
2,5V i förhållande till jord, strömmen in på den pinnen är typ 2uA som tas från löparen på potten R4.
Spänningen mellan pinne 1 och 2 (GND) på U1 är typ 24V, spänningen upp till gaten ökar med x 3
med 30V:s zenerdioderna D6-D8, spänningen på gate blir då ca 114V (beror på belastningen).
Med 114V på gaten får vi 110V ut.

Zenerdioden D5 på 12V används inte i normala fall, den sitter som ett skydd mellan MOSFET:ens gate - source.
Kondensatorn C6 på 1uF reducerar bruset som uppstår i zenerdioderna D9-D10, +110V-utgången "moduleras"
av brus annars. C1-C4 är till för att ta bort 100Hz störningarna som fanns i form av korta spikar på utgången.

[MiaM]

Trevligt bygge!

Men nog brukar väl rakapparat-transformatorerna vara på 20VA som nån slags "standard"?

hassefikonkasse:
brum och brus på likspänning mäter man enklast genom att ställa oscilloskopet i AC-läge och skruva upp känsligheten såpass att man ser störningarna. Just brum syns nog lättast om man kan få oscilloskopet att trigga på elnätets frekvens. Vissa oscilloskop har ett speciellt läge för att trigga på elnätet, annars kan man välja att trigga på kanal 2 (eller extern triggingång) som man matar med växelspänning (nedtransformerad från elnätet) samtidigt som man ändå bara visar kanal 1 på skärmen (som mäter på likspänningen man vill se brum och brus på).

Sen ger ju en oscilloskopbild inte någon superexakt angivelse typ medel/effektivvärde på brum/brus, men det intressanta är nog ändå ungefär hur brummet/bruset ser ut och ungefär hur stark nivån på brummet/bruset är, åtminstone om man ska bedöma sitt hembygge och eventuellt överväga att förbättra det. Exaktare mätmetoder är säkert bra om man ska jämföra ett antal färdigbyggda nätagg och avgöra vilka som är tillräckligt bra för vissa kravspecar...