Простой ЛБП 0...30 В, 0...5 А

[vg155 1583]

Итак, вот к чему пришел за время пандемии. Главное достоинство - очень низкое выходное сопротивление (единицы миллиом). Это означает, что к выходу можно подключать любые нагрузки, в том числе с индуктивной составляющей. Проверено. Собственно, я отталкивался от того, что никакого усиления напряжения в схеме быть не должно. Кроме сигнала с датчика тока, разумеется. Перебрал множество вариантов, и том числе с мощными ОУ. Первоначально уперся в мосфетную силу, но что-то не пошло. Недостаток схемы на n-p-n дарлигтоне, конечно, очевиден: большое падение на выходном транзисторе, зато стабильная работа и никаких возбудов. Цифрового осла не имеется, все, что удалось увидеть на аналоговом на картинке. Здесь коммутация выхода в режиме к.з. при ограничении тока 1А. Внизу сигнал на шунте, вверху на выходе. Видно, что задержка в районе 1мсек. Много это или мало, не знаю, честно говоря. Коммутировал мощной авторелюхой, подключенной к генератору импульсов. 

[Adver 220]

PCBWay - всего $5 за 10 печатных плат, первый заказ для новых клиентов БЕСПЛАТЕН (Экспресс изготовление за 24 часа!)

Сборка высококачественных печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Онлайн просмотрщик Gerber-файлов от PCBWay!

Мы принимаем формат Sprint-Layout 6! Экспорт в Gerber из Sprint-Layout 6.

Студенческое спонсорство

[boris_ka 344]

А баба-яга против этой схемы, мало что ли кривых и недоделанных схем уже настрогано? То, что конденсатор коррекции 390пФ работает как интегратор и заваливает фронт, говорит, что схема не в порядке. По диаграммам Боде, используемым для оценки устойчивости усилителя с ООС, видно, что максимум устойчивости получается при определенном усилении, не самым малым и не самым большим. В данной схеме усиление стоит на самом краю, крайнее некуда. Устойчивость схемы также будет на самом краю. Большой конденсатор коррекции задавливает быстродействие ОУ, удерживая от генерации. Что навевает мысли о не совершенстве данной схемы. Мне было интересно, насколько большое выходное сопротивление будет у подобной схемы. Я собрал первый вариант этой схемы и получил 0,1 Ома, хотя ожидал до 0,5 Ома. Большое выходное сопротивление у этой схемы это закономерный результат низкого усиления, другой закономерный результат - низкий коэффициент стабилизации.  Коэффициент стабилизации  растет с ростом усиления в петле регулирования. Слова про оптимальное усиление в ПИД-регуляторах - это из учебников про САУ. Хотелось бы больше фактологии, параметры там всякие, картинки... Выброс на выходе очень показательный параметр, выброс на шунте дает много мелких деталей. Реле работают с дребезгом, годятся только для поверхностного взгляда. На минус 3,3 V конденсатор надо не менее чем на плюс питания ОУ, чтобы минус не пропал раньше плюса. Возможно, что схема в таком виде будет как-то работать, но то, что она далека от возможного оптимального вида, для меня очевидно. Я бы начал с удаления кондера коррекции и установки типового делителя в ООС, как в популярных ЛБП.

Edited June 15, 2020 by boris_ka

[Adver 220]

Изготовление 2-х слойных плат от 2$, а 4-х слойных от 5$!

Быстрое изготовление прототипа платы всего за 24 часа! Прямая доставка с нашей фабрики!

Смотрите видео о фабрике JLCPCB: https://youtu.be/_XCznQFV-Mw

Посетите первую электронную выставку JLCPCB https://jlcpcb.com/E-exhibition чтобы получить купоны и выиграть iPhone 12, 3D-принтер и так далее...

[vg155 1583]

27 минут назад, boris_ka сказал:

было интересно, насколько большое выходное сопротивление будет у подобной схемы

@boris_ka иногда не мешает в букварь заглянуть.

[Adver 220]

Безмостовые ККМ для 99% КПД!

Схема коррекции коэффициента мощности (ККМ) на основе так называемого «тотемного столба» (Totem Pole) обладает минимально возможными потерями и потенциально может обеспечить самые жесткие требования к энергоэффективности источников питания. Компания Wolfspeed представляет референсную разработку – плату ККМ CRD-02AD065N на базе собственных карбид-кремниевых MOSFET и диодов с наилучшими в отрасли характеристиками.

Подробнее

[boris_ka 344]

Ну и где в этих буквах усилитель ошибки, который необходим для стабилизации напряжения?

[Adver 220]

Гибридные IGBT - сила Si и SiC в одном корпусе!

Компания Infineon представила новые гибридные IGBT-транзисторы на 650 В, которые сочетают в себе преимущества технологий TRENCHSTOP и CoolSiC. Использование SiC-диода Шоттки позволяет значительно расширить возможности IGBT и снизить уровень энергии, необходимой для включения транзистора (Eon), а также уменьшить потери на переключение.

Подробнее

[vg155 1583]

В этих буквах показано, что у повторителя наименьшее выходное и наибольшее входное сопротивления. А, также, наибольшая полоса пропускания( не показано). Это приближает его к идеальному. С усилителем напряжения для его стабилизации, полагаю, у тебя каша в голове. Зачем, скажи на милость, брать часть выходного папряжения, сравнивать с опорным, а затем усиливать. Не проще ли сразу сравнить полное?

Дребезг контактов реле, конечно, мешает нормально засинхронизировать картинку на экране осла, зато гарантированно не вносит в нее собственные глюки ЭН.

Схема, показанная выше, отлично работает, даже для такого привереды, как я. Иначе я бы просто не стал ее выкладывать. Просадка напряжения 30В при подключении нагрузки 10 Ом, к примеру, составляет 4мВ. Это на проводах сантимов по двадцать.

[Adver 235]

Вебинар «Параметры выше, цена ниже. Обновление в линейке AC/DC- и DC/DC-преобразователей MORNSUN» (26.01.2021)

Приглашаем 26 января на бесплатный вебинар, посвящённый преимуществам и отличиям новых источников питания и DC/DC-преобразователей Mornsun. На вебинаре будут рассмотрены изолированные и неизолированные DC/DC-преобразователи последнего, четвертого, поколения (R4) и компактные модульные источники питания второго и третьего поколений (семейства LS/R3 и LD/R2) на плату. Рассмотрим новую группу продукции – встраиваемые источники питания в кожухе.

Подробнее

[Lexter 1004]

10 часов назад, vg155 сказал:

Недостаток схемы на n-p-n дарлигтоне, конечно, очевиден: большое падение на выходном транзисторе.

В лабораторном блоке, у которого выходное напряжение регулируется до нуля, на регулирующем транзисторе, какой бы он ни был, будет падать напряжения столько, сколько нужно, вплоть до всех 36 имеющихся с выпрямителя. При чём тут дарлингтон, не дарлингтон... Это недостаток любого ЛБП по определению.

Разве что, чтобы не городить радиатор на 36 * 5 = 180 Вт, есть смысл подумать о регулировании напряжения с выпрямителя, хотя бы ступенчато.

[vg155 1583]

3 часа назад, Lexter сказал:

есть смысл подумать о регулировании напряжения с выпрямителя, хотя бы ступенчато

Конечно есть. Выше показана просто базовая схема без каких-либо улучшалок.

[Adver 220]

[vg155 1583]

Продолжаю эксперименты со схемой. Заменил релюху на мосфетный ключ. Цель - избавиться от корректирующей емкости С9, или, хотя бы, свести ее до минимума.

[dbokov 131]

ПХ при приложении нагрузки можно глянуть? Что нибудь 30в 3А

Набил модельку, там выброс на выходе при приложении нагрузки 6 вольт

Edited June 16, 2020 by dbokov

[vg155 1583]

1 час назад, dbokov сказал:

ПХ при приложении нагрузки можно глянуть?

Как ее получить?

1 час назад, dbokov сказал:

выброс на выходе при приложении нагрузки 6 вольт

Это при каком выходном напряжении, и какой нагрузке?

 

[boris_ka 344]

Схема не является чистым повторителем, она им станет если R11 заменить перемычкой. У ОУ, охваченном ООС, входное сопротивление с инверсного входа заметно ниже, чем с прямого, поэтому R11 плюс входное сопротивление с инверсного входа образуют делитель, чем больше R11, тем больше усиление в петле. Насколько линейно входное сопротивление не ясно. Переходная характеристика была бы весьма к месту. Можно сравнить картинку с данным делителем на входе и честным на резисторах. Важен хороший меандр на ключевом полевике, иначе мы будем наблюдать кривулины с генератора, а не с ЛБП. Нужны обе ПХ, с выхода и с шунта, на ней много подробностей.

Edited June 16, 2020 by boris_ka

[vg155 1583]

Только что, boris_ka сказал:

Переходная характеристика была бы весьма к месту

Все твердят о переходной характеристике, но никто не говорит как ее снять. В гугле тоже ничего конкретного не нашел. Должна же быть какая-то стандартная методика тестирования блоков питания, а ни кому как вздумается. Кто ответит?

5 минут назад, boris_ka сказал:

Схема не является чистым повторителем, она им станет если R11 заменить перемычкой

У тл074 полевой вход. С перемычкой, кстати говоря, тоже работает. 

 

[dbokov 131]

16 часов назад, vg155 сказал:

Как ее получить?

Так же как и КЗ, только релюхой/ключОм подключаем нагрузку и смотрим в осцил

Edited June 17, 2020 by Falconist

[vg155 1583]

7 минут назад, dbokov сказал:

подключаем нагрузку и смотрим в осцил

Подключал резистор 10 Ом, смотрел. Выбросы 1В, длительностью 100мкс. Это ни о чем не говорит, потом что

3 часа назад, vg155 сказал:

Должна  быть какая-то стандартная методика тестирования блоков питания, а ни кому как вздумается

Понимаете о чем я? Тестирование должно проводиться регламентированно, чтобы результаты были сопоставимы.

 

[dbokov 131]

 

5 часов назад, vg155 сказал:

Это при каком выходном напряжении, и какой нагрузке?

красный - выход, синий - шунт

Edited June 16, 2020 by dbokov

[vg155 1583]

@dbokov мне чему верить: вашему графику или своему осциллографу? Взять хотя бы просадку на выходе 1,5В при 3А нагрузки - вообще на бред похоже.

VT1, кстати, нормальный поставьте, не с коллекторным током 0,1А.

[dbokov 131]

1 час назад, vg155 сказал:

мне чему верить

Да мне как раз и интересно сравнить симулятор и железо

1 час назад, vg155 сказал:

VT1,

у вас какой стоит?

[vg155 1583]

11 часов назад, dbokov сказал:

какой стоит?

Взял первый, попавшийся под руку с изолированной подложкой, чтобы к радиатору с VT2 прикрутить без прокладки (коллектор сначала на +40В сидел). Оказался KD2060.

[vg155 1583]

Вот, посмотрел. На выходе 10В, ключевание резистором 10 Ом с частотой 160Гц. Внизу: сигнал на шунте 50мВ/дел, вверху: на выходе, 0,2В/дел. Развертка - 20мкс/дел. Оба пробника х1. На аналоговом осле такие вещи, конечно, затруднительно оценивать.

[boris_ka 344]

А ограничение тока сколько ампер? Без ограничения тока должна быть картина - желтый на выходе

Edited June 17, 2020 by boris_ka

[dbokov 131]

1 час назад, vg155 сказал:

вверху: на выходе, 0,2В/дел

Получается просадка напряжения не менее 1в.

Да, на аналоговом выбросы не видно. Ну либо их нет

[vg155 1583]

С9 менее 100 пф не катит. R17 увеличил раз в десять. С этим резюком интересно: чем больше ток, тем больше требуется его номинал. Или совсем без С10. И наоборот, чем меньше ток, тем меньше R17. Но совсем без него, то есть просто закоротить, нельзя, сразу возбуд. Короче, получил вот это и, думаю, что пора успокоится. Покажите мне лучше. И да, это разбросанный по столу макет.

На первом фото развертка 100мкс/дел, на втором - 10мкс\дел. Чувствительность 10В/дел, но и щуп в положении х10. Частота 1кГц, выход 30В, ограничение 3А, коммутируется пинцет.

1 час назад, dbokov сказал:

Получается просадка напряжения не менее 1в

Где ты просадку увидел? Это как раз выброс 1В. Просадка, измеренная мультиметром при токе 3А и выходе 30В, составляет 4мВ. А, если нагрузку подключать непосредственно к выходным клеммам, будет вообще нулевая. Или по схеме 4-х проводки.

Edited June 17, 2020 by vg155

[vg155 1583]

3 часа назад, boris_ka сказал:

Без ограничения тока должна быть картина - желтый на выходе

Я наблюдаю только пики вверх, вниз - не вижу, даже при максимальной скорости развертки. Нужен, конечно, цифровой осел, но пока никак не получается. Хорошие дорого, а игрушку не хочу.

[dbokov 131]

1 час назад, vg155 сказал:

Где ты просадку увидел?

Не понял значит я твоего осцила

[vg155 1583]

Забыл показать. 10мВ/дел, 0,5мс/дел, щуп х1. 1. 30В, 3А без ограничения;  2. 29В, 2,9А ограничение. Ну и общий вид всего этого безобразия.

Edited June 17, 2020 by vg155