Labbaggregat 0-30V 0-5A, projekt och lite frågor

[Zyxel615]

Jag håller på med ett labbaggregatsbygge och eftersom jag har kört fast och behöver idéer tänkte jag passa på att slänga upp en projekttråd samtidigt.

Aggregatets konstruktion bygger på op-förstärkare och en MOSFET utgör effektkomponenten. Tanken är att aggregatet ska leverera 0-30V och 0-5A, givetvis med fler transistorer. Aktuellt schema: http://swedberg.info/Filer/Labbaggregat.pdf
Schemat är inspirerat av Vellemans labbaggregat PS3010 (schema finns här: http://www.kjell.com/filarkiv/SUPPORTPD ... manual.pdf ) men jag har gjort min konstruktion från grunden, så att säga.

Nu till mina frågor:
1) Är det nödvändigt att ha strömutjämningsmotstånd för varje MOSFET, dagen jag parallellkopplar flera? Har läst att det kanske inte behövs...

2) Min koppling verkar självsvänga med ca 100 Hz. Vid 1A belastning leder detta till spänningstoppar på ungefär 100 mV var tionde millisekund, enligt oscilloskopet. Någon idé på var jag ska leta felet (felen)? Jag har prövat att variera C6, C11, C9 och C10 utan någon som helst påtaglig effekt.

3) Om jag kopplar in en liten elmotor (med konding och diod) så lever regleringen sitt eget liv. Jag kan varva upp motorn med spänningspoten (strömbegränsningen är högt ställd) och så länge jag inte drar på för mycket går det även bra att sänka farten till noll. Går jag över en viss gräns vill inte utspänningen gå tillbaka till noll igen. Drar jag däremot även ner strömbegränsningen gör den det. Vad kan detta bero på?

Om jag är otydlig med något är det bara att fråga..
Tack på förhand!

Ändring: Jag har rättat några felaktiga komponentvärden på glättningskondensatorerna i schemat.
Och allt är så självklart när man har det i huvudet, T1 är +-15V och T2 är +-24V nominellt ifall någon undrar

[Rolf Zetterberg]

Du kan ju börja med att lägga en ellyt över utgången på 7812an.Där finns visserligen en 0,1,men den räcker bara för att ta bort ren högfrekvens,inte lågfrekventa störningar.Den här 12volten försörjer ju själva LM324an,så den måste vara ordentligt avkopplad.Risk för rundgång annars.
Räkna också gärna på hur mycket ström det flyter i 7812an i tomgång.Får inte vara för lite.

[Norpan]

Jag byggde en gång en reglerad högspänningsnätdel, och hade stora problem med liknande självsvängning.
Letade länge efter vad det kunde bero på och blev lite sur när jag väl hittade orsaken.
Jag hade tänkt lite fel när jag ritade kretskortet och på nåt vis fått motkopplingen fel på op:n som reglerade, efter att detta var tillrättat blev den väldigt stabil.
Lyckades ju lura den till att fungera hyfsat ändå med att tröga ned mosfeten, men det var ganska mycket rippel på utspänningen som skulle vara knappt 2500V dc, det var väl en 50-75V reglerfel och rippel innan felet var tillrättat och runt 3V efter.
Ska väl tilläggas att jag reglerade på primärsidan av en transformator med hjälp av en mosfet, en likriktare och en optokopplare, så jag trodde det var nåt med detta som gjorde regleringsfelet.

Och med allt detta tänkte jag bara säga till dig att kolla kopplingarna runt op:n.

[Zyxel615]

Tack för era tips! Det ger verkligen massor att skriva ner sina tankar och få lite feedback. Spänningsripplet på utgången visade sig inte alls bero på självsvängning utan var helt enkelt otillräcklig glättning av "huvudkraftmatningen" (T2). Med 10000 µF där istället så sjönk ripplet till mer humana 10mV vid 1A.

Problemet med att regleringen "hänger sig" kvarstår, jag har ett par idéer till vad det kan vara och jag ska även kolla noga på referensspänningens stabilitet (eller brist på sådan). Just nu har jag inte mer tid att testa detta, men jag återkommer. Får jag bara ordning på det så tillverkar jag nog ett prototypkort för att kunna hårdtesta med lite större strömmar och då lovar jag bilder Risken att det säger poff är alltför stor på labbplattan, som jag redan har bevisat för mig själv vid ett flertal tillfällen

[Marta]

Den där konstruktionen skall Du nog ta och revidera. Mycket.....

[Zyxel615]

Jag är väl medveten om det
Det skulle vara till stor hjälp ifall du vill skriva vad du tänker på. Anledningen till att jag överhuvudtaget försöker mig på detta är att jag vill lära mig mer och jag förväntar mig inget annat än att de första försöken blir... tja.. fiaskon. Annars hade jag ju sparat en massa tid genom att köpa ett aggregat färdigbyggt.

[kimmen]

Det ser inte så farligt galet ut tycker jag, men kompenseringen skulle nog behöva göras lite annorlunda. C6 och C11 är ju kopplade mellan opamparnas utgång och jord så de gör inte så mycket ens. Ett lagomt motstånd mellan C6 och R4 skulle kunna ge rätt sorts kompensering för strömreglerslingan.

Spänningsregleringen är lite knepigare dock, MOSen funkar som en strömkälla och blir en integrator tillsammans med utgångskondensatorerna. Reglerslingan är också en integrator som det ser ut nu så det blir 180 grader fasförskjutning, mentalfest och självsvängning troligtvis. Det går att lösa genom att ge spänningsregleringsslingan konstant i stället för fallande förstärkning vid höga frekvenser. Kan vara lite klurigt att få till men det går.

Att parallellkoppla mosfet:ar av den sort som används för switchning i deras linjära område funkar knappt ens med source-resistorer. De med låg transkonduktans skulle kunna funka men annars är det inte lyckat. Normalt används en reglerslinga runt varje transistor för att strömmen skall delas lika. Vad för transistorer är det du har?

edit:
Att den spårar ur skulle möjligtvis kunna bero på att ben 5 på något sätt lyckas ta sig utanför det tillåtna common-modeområdet för opampen.

[Marta]

Nja, tycker det är en hel del som skulle må bra av en liten förbättring....

Edit: Ooooops
Missade helt att referensspänningen var jordad i plus, därmed faller nästan alla mina kommentarer som nu är borta. In i skamvrån...

Som redan nämnts och konstaterats i praktiken så är det nog en ganska så oscillationsbenägen krets.

Vid så här höga strömmar och spänningar kanske en omkoppling av utgångar från trafon skulle vara berättigad. Annars blir det sådär ungefär 200W Att bränna av i serietrissan vid låg spänning och max ström.

Skyddsdioden över utgången är nog lite klen.

Säkringar fattas.


Sedan är det föga lämpligt att experimentera med kraftkopplingar i labbplatta. Bättre att sätta effektkretsarna på spikbräda och bara ha regulatorn på platta vid utprovningen. Annars blir där spänningsfall som ställer till det.

Detär inte helt enkelt att göra en bra krets för detta. Även om den skulle vara principiellt korrekt så tillkommer alla de där extra komponenterna som krävs för att den skall bli stabil och även tålig mot diverse saker som ansluts på utgången. En nybörjare gör ofta "skolbokskonstruktioner" i stil med de förenklade schema som ofta finns i läroböcker och som i praktiken inte kommer att fungera något vidare. Det blir instabilt och bräckligt.

[kimmen]

Plusutången är jord för reglerkretsen och principen är sund, men det kanske är lätt att missa den biten. Detta är ett mycket vanligt sätt att bygga aggregat på. Jag har ett HP som är konstruerat ungefär såhär. Oltronix aggregat brukar också vara gjorda så och ett som jag byggt själv använder också reglerkretsar jordade i plusutgången.

Sättet som spänningsinställningen är kopplat ger linjär inställning, resistorn från spänningsreferensen blir en konstantströmskälla då noden mellan den och poten är virtuell jord.

En lindningsomkopplare skulle nog inte skada som du säger!

[Marta]

Du har så rätt så. Hur kunde jag missa att den var plusjordad. Jodå, sådana har jag sett förr.

Det är så lätt att fastna i de egna tankegångarna. Mina egna byggen har varit jordade åt andra hållet. Utspänningen fast kopplad till regulatorn och pot för att ställa referensen. En fördel med det senare är att ett motstånd kan sättas mellan löparen och jord så att en skrapig pot får spänningen att gå mot 0 och inte i topp. Sedan är även förstärkningen samma hela tiden oavsett inställd spänning, och påverkar inte hellre frekvensgången i regleringen så det är kanske lite lättare att få stabilt.

[Zyxel615]

Här var en väldig aktivitet

Tack för alla förslag och kommentarer, nu har jag verkligen fått nya uppslag att grubbla på.
Det här är inte något jag har tänkt hasta igenom utan det får ta den tid det tar, helt enkelt.

Kimmen>
Ahh, det om strömkällan tänkte jag inte på. Men det är ju helt logiskt att det blir problem vid lite eftertanke Jag som tänkte "aha, jag kan göra en enklare krets med FETar"... Men nu tror jag att jag går tillbaka till bipolära transistorer igen.

Marta>
Lätt hänt att bli "hemmablind" när man kikar på scheman
Säkringar har jag tänkt på och monterat, dock glömt att rita ut.
Lindningsomkopplare vore inte fel och är absolut något jag ska fundera vidare på men kräver nog lite modifikation av transformatorn. Jag har redan en hyfsat rejäl kylfläns som jag tror klarar jobbet, eventuellt med fläkthjälp.
Skyddsdioden är vald enligt "man tager vad man haver", den ska ersättas med en lämpligare i slutversionen.
Att labbplattan är olämplig för effektkretsar av flera skäl har jag upptäckt och jag ska bygga upp en ordentligare effektkoppling på något sätt.