Melkers nya labbagg LM723+TIP142? (linjärt)

Berätta om dina pågående projekt.
Användarvisningsbild
Andy
Inlägg: 5893
Blev medlem: 26 september 2004, 18:24:52
Ort: Södern

Re: Melkers nya labbagg LM723+TIP142? (linjärt)

Inlägg av Andy »

En 20 år gammal konstruktion som funkar bra med förreglering. Gav bort mitt för 8-10 år sedan men så vitt jag vet är det fortfarande i bruk.
Ganska okomplicerat att bygga, från ett EPE magazine från 1994!
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
rikkitikkitavi
Inlägg: 15888
Blev medlem: 21 juni 2003, 21:26:56
Ort: Väster om Lund (0,67 mSv)

Re: Melkers nya labbagg LM723+TIP142? (linjärt)

Inlägg av rikkitikkitavi »

Den har en fördel gentemot en tyristorswitchad likriktare.
Denna börjar varje halvcykel från transformatorn med att vara blockerad, och sedan leder tyristorn. Det ger en ganska stor spänningskillnad mellan sinusvågen från trafon och likspänningen över glättningskondensatorn, därav behovet av en stor drossel som minskar strömpulsen.

I den som Andy länkade till börjar switchen att med att leda vid nollgenomgången och laddar kondensatorn tills dess att spänningen över denna är densamma som utspänningen + viss marginal. Då bryter den strömmen.
Ett problem med detta är då att ströinduktanser och snabba avbrott ger en hög spänningsspik som kan skada komponenterna.
Men det går att lösa med flybackdioder, RC länkar och även zeners på rätt ställen.
Samt en lagom snabb avstängning.
blueint
Inlägg: 23238
Blev medlem: 4 juli 2006, 19:26:11
Kontakt:

Re: Melkers nya labbagg LM723+TIP142? (linjärt)

Inlägg av blueint »

Får ett intryck av att tyristorswitchad likriktare inte är en så där jättebra konstruktion?
rikkitikkitavi
Inlägg: 15888
Blev medlem: 21 juni 2003, 21:26:56
Ort: Väster om Lund (0,67 mSv)

Re: Melkers nya labbagg LM723+TIP142? (linjärt)

Inlägg av rikkitikkitavi »

Inget fel på den, man behöver bara tänka på de speciella problem den medför. Jag har nämnt några.

Fördelen är ju som sagt att man minskar effektförlusterna rejält. Och eftersom switchningen sker ganska lågfrekvent är störningarna inte lika stora som för ett switchat nätagg som kan kräva en hel del för att få ner dessa. Och de senare är ganska svåra att bygga med reglerbar utspänning.
Användarvisningsbild
HUGGBÄVERN
Tidigare soundbrigade
Inlägg: 34920
Blev medlem: 23 augusti 2006, 22:44:11
Ort: Lilla Paris
Kontakt:

Re: Melkers nya labbagg LM723+TIP142? (linjärt)

Inlägg av HUGGBÄVERN »

En variant är att ha en omkopplare för två spänningsområden, säg 0-15V och 15-30V. Det borde väl lösa en del bekymmer?! :!:
Användarvisningsbild
Andy
Inlägg: 5893
Blev medlem: 26 september 2004, 18:24:52
Ort: Södern

Re: Melkers nya labbagg LM723+TIP142? (linjärt)

Inlägg av Andy »

rikkitikkitavi skrev:Den har en fördel gentemot en tyristorswitchad likriktare.
Denna börjar varje halvcykel från transformatorn med att vara blockerad, och sedan leder tyristorn. Det ger en ganska stor spänningskillnad mellan sinusvågen från trafon och likspänningen över glättningskondensatorn, därav behovet av en stor drossel som minskar strömpulsen.

I den som Andy länkade till börjar switchen att med att leda vid nollgenomgången och laddar kondensatorn tills dess att spänningen över denna är densamma som utspänningen + viss marginal. Då bryter den strömmen.
Ett problem med detta är då att ströinduktanser och snabba avbrott ger en hög spänningsspik som kan skada komponenterna.
Men det går att lösa med flybackdioder, RC länkar och även zeners på rätt ställen.
Samt en lagom snabb avstängning.
Trots alla tänkbara användningsområden och diverse misshandel lyckades jag aldrig döda någon komponent i det och då stod ändå aggregatet som första val på labbänken i mer än 10 år. Men det kan säkert bli ännu bättre med både livrem och byxhängslen. :wink:
rikkitikkitavi
Inlägg: 15888
Blev medlem: 21 juni 2003, 21:26:56
Ort: Väster om Lund (0,67 mSv)

Re: Melkers nya labbagg LM723+TIP142? (linjärt)

Inlägg av rikkitikkitavi »

Det låter betryggande.

Jag gjorde en liten modell av denna också för de som vill simulera. Inte reglerad, men med en liten mosfett som styr strömmen till glättningskondingen och så en strömgenerator som suger ström från denna.

Jag la in en modell av en av mina 300VA ringkärnor för att man skall kunna se effekterna av spänningsslaget vid mosfettavslag.
Det blir rätt fula spänningsspikar, men givetvis är detta bara en simulering. Går att förbättra med massor av "schnubbers" etc etc.

(Lprim 1,8 H, Lsec = 35m, Lleak (primärrefererat) 2 mH, Rprim 3ohm, Rsec ca 0,1ohm)
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
Andy
Inlägg: 5893
Blev medlem: 26 september 2004, 18:24:52
Ort: Södern

Re: Melkers nya labbagg LM723+TIP142? (linjärt)

Inlägg av Andy »

Skulle inte förvåna mig om simuleringen ligger spot-on, jag gjorde aldrig några mätningar av den typen på aggregatet.
Användarvisningsbild
Melkutt
Inlägg: 1188
Blev medlem: 3 september 2007, 02:02:39
Ort: Gotland/Stånga
Kontakt:

Re: Melkers nya labbagg LM723+TIP142? (linjärt)

Inlägg av Melkutt »

Många intressanta inlägg :tumupp:

Mitt bredband är tillbaka så nu kan jag posta ifrån min stationär data igen!

Har lekt vidare med dubbla TIP142 trissor i eagle, tar en smärre evighet då jag flyttar och ändrar men det är sjukt skoj!
Ny bitmappsbild.jpg
Skall ännu försöka mig på att koppla upp detta på en labbplatta så fort trissorna har anlänt!
På baksidan av kretskortet står alla komponent värden.
Urladnnings motståndet R13 är jag osäker på vilket värde jag skall välja, har försökt att googla på räkneexempel men utan klokt resultat.
C3 är ändrad till 10000µF, så efter magkänslan så valde jag R13 till 4k7 och 2W.

Sen så funderade jag på lednings bredden till collector - från emittern, minsta bredden är 3.81mm till collectorn och 35µM tjock.
Enligt vad jag får fram så klarar banorna av 3.04 Amp, rätt?
Kan man få oisolerade banor i Eagle?
Tänkte i så fall att man kan tenna på banorna.

Skall ännu snygga till schemat så postar jag det med!
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Borre
Inlägg: 4606
Blev medlem: 14 juni 2007, 15:43:50
Ort: Hälsingland

Re: Melkers nya labbagg LM723+TIP142? (linjärt)

Inlägg av Borre »

Du har ju plats för att göra ledarna bredare så det är ju bara göra så.

För att få förtennade ledare i Eagle ritar du en "wire" på ledaren (med samma bredd) i lager 29 tstop eller 30 bstop, beroende på vilket lager du vill rita i.
Zhorts
Inlägg: 222
Blev medlem: 15 augusti 2011, 14:42:03

Re: Melkers nya labbagg LM723+TIP142? (linjärt)

Inlägg av Zhorts »

När jag funderar på ledarbredd så brukar jag ta hjälp av The CircuitCalculator's PCB Trace Width Calculator. Det som sätter begränsningen är hur stor temperaturökning man anser vara acceptabel i PCB:et. 20 grader är sällan ett problem, och om du bygger labbutrustning bara så kan man sätta omgivningstemperatur till max 40 grader (är det varmare än så så får du inte leka elektronik mera, då ska du ligga på stranden! :) ). Då kan man ha relativt långa och tunna banor utan problem.
Jag har inte använt Eagle på några år, men det borde väl gå att rita i soldermask-lagret? Normalt sett görs det i symboler just över paddar för att få till öppningar i lödmasken, men det finns ju inget som säger att du inte kan gå in manuellt och rita till mer i det lagret, om du känner för det. Googlade väldigt snabbt, och vad jag kan se så kallar Eagle det lagret för tStop (bStop på bottensidan), så där är det bara att lägga till en polygon där du vill ha öppningen.

Urladdningsmotståndet är egentligen bara att höfta till lite lagomt, men det finns naturligtvis hjälpmedel. Vad man gör är ju en kontrollerad urladdning av utgångskondensatorerna, och dimensionerande faktor är då hur snabbt man vill kunna ladda ur dessa, kontra effektutveckling (och förlustström under drift) i motståndet.
HyperPhysics har ett hjälpmedel, den du vill ha är den nedre på den här sidan ("Capacitor Discharge Calculation").
Användarvisningsbild
Melkutt
Inlägg: 1188
Blev medlem: 3 september 2007, 02:02:39
Ort: Gotland/Stånga
Kontakt:

Re: Melkers nya labbagg LM723+TIP142? (linjärt)

Inlägg av Melkutt »

Nytt försök!

77x99mm rätt så smutt!
Men det går att skala ner om man skulle vilja!
Ny bitmappsbild.jpg
Borre
Har dragit om collector ledningarna nu, har lyckats feta upp dom till 6.4mm :tumupp:
Tack för tipset skall lägga det på minnet, men nu borde jag klara mig utan att behöva förtenna banorna.

Zhorts
Tack, två sidor som ligger under favoriter :tumupp:
Räknade på urladdningsmotsåndet, ett 4k7 motstånd och maxspänning på 35v ger 0,0074A så med andra ord en effektutveckling på 0,26W.
Så ett 1/2W motstånd skall duga gott!
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
kimmen
Inlägg: 2042
Blev medlem: 25 augusti 2007, 16:53:51
Ort: Stockholm (Kista)

Re: Melkers nya labbagg LM723+TIP142? (linjärt)

Inlägg av kimmen »

rikkitikkitavi skrev: Jag gjorde en liten modell av denna också för de som vill simulera. Inte reglerad, men med en liten mosfett som styr strömmen till glättningskondingen och så en strömgenerator som suger ström från denna.
Vad siktar du på för di/dt där? Med lämpligt stort motstånd i serie med gaten på MOSFET:en eller långsam ramp på gatespänningen kommer ju inducerad spänning i trafons läckinduktans bli välkontrollerad.

Något man också kan göra är ju att slå på transistorn både i slutet och början av perioden och få dubbelt så många laddningspulser vilket borde kunna ge en aning bättre formfaktor på strömvågformen och därmed mer DC-ström vid en viss RMS-ström på AC-sidan.

Har du förresten jämfört att släppa genom framkanten med att släppa genom bakkanten av vågformen? Är glättningskondensatorn nog stor skulle jag inte vänta mig någon större skillnad i strömvågformens formfaktor/övertonsinnehåll.
rikkitikkitavi
Inlägg: 15888
Blev medlem: 21 juni 2003, 21:26:56
Ort: Väster om Lund (0,67 mSv)

Re: Melkers nya labbagg LM723+TIP142? (linjärt)

Inlägg av rikkitikkitavi »

jo, jag har simulerat lite där. Hårt på, mjukt av är väl metodiken...
Men det är svårt, eftersom det inte går att göra hur långsamt som helst och strömpulsen som laddar glättningskondingen har ju inte hunnit vika av neråt då spänningen är så hög att det är dags att slå av mosfetten.
(1 A/ 100 us * 1 mH = 10V spänningsspik)
En lösning är att sätta en liten, robust konding över trafon, men det är en hel del energi den får ta.

Hårt på men mjukt av löses lättast med en relativt högohmig gateresistor, överbryggad med en diod med katoden mot gaten.
Det sker såklart på bekostnad av effektförluster i mosfetttransistorn, den beter sig lite som en IGBT med en svans ...

Jag har inte tittat på dubbelpulsladdning, det är klart attraktivt eftersom alla "pulser" blir mindre då eftersom de dubbla laddningarna betyder att det blir lägre spänningsfall över glättningskondensatorn.

Att bara släppa över bakkant måste väl vara samma sak som tyristorstyrning, då behöver man absolut en induktans i serie för att begränsa strömspiken, men man behöver såklart inte tänka på spänningsspiken eftersom strömmen faller då spänningen går mot nollgenomgången.
Användarvisningsbild
kimmen
Inlägg: 2042
Blev medlem: 25 augusti 2007, 16:53:51
Ort: Stockholm (Kista)

Re: Melkers nya labbagg LM723+TIP142? (linjärt)

Inlägg av kimmen »

Med dina siffror från tidigare

(Lprim 1,8 H, Lsec = 35m, Lleak (primärrefererat) 2 mH, Rprim 3ohm, Rsec ca 0,1ohm)

får jag det till motsvarande 40 µH läckinduktans sekundärrefererat. Så om man säger att 50A skall brytas på 100 µs (0.5 A/µs) så blir den inducerade spänningen i läckinduktansen 20 V. Så det verkar ju inte vara så farligt. Och med energin som lagrats i läckinduktansen ser jag inte hur man skulle kunna göra något annat än att bränna bort den i antingen transistor eller snubber.

Det jag tänkte med bakkanten var att man genom att slå på MOSFET:en långsamt kunna undvika radiostörningar utan någon extra drossel. Det verkar vara så t.ex följande från Agilent gör, se schemat för på sid 210 i PDF:en nedan. Den ser ut att släppa igenom bakkanten av vågformen om jag inte tänkt fel.

http://ridl.cfd.rit.edu/products/manual ... 646AE2.pdf

Jag skickar med en stegad simulering som stegar tiden som transistorn leder, först där bakkanten släpps igenom och sedan där framkanten släpps igenom. Transformatorparametrarna är baserade på de du skrev och verkar ju ganska rimliga för en 30 V 300 VA toroid.

Jag har lagt in beräkningar av utspänning, trafo-RMS-ström och lite annat vilket går att se tabulerat om man tittar i View -> SPICE Error Log efter slutförd simulering. Med 4 A last får jag det till att c:a 12 A RMS krävs från trafon vid låga utspänningar oavsett om framkanten eller bakkanten används. Vill man ha det bättre är det väl inte så mycket annat att göra än att lägga in mer induktans eller resistans i serie med transformatorn (eller efter MOSFET:en och med tillagd buck-diod).
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Skriv svar