Прецизионный источник питания / Elektor, декабрь 1982 г.

Поскольку этот блок питания был опубликован Elektor, я предполагаю, что некоторые из вас могли слышать или читать об этом проекте.

http://www.retro.co.za/zs1ke/projects/PrecisionPowerSupply/PrecisionPSU-Elektor-Dec-1982.pdf

Этот блок питания способен выдавать напряжение от 0 до 33 В при токе 3 А. Его напряжение стабилизировано, регулируется и имеет контроль ограничения тока + защиту от короткого замыкания.

Это также мой последний школьный проект. Я сделал два таких блока питания в одном корпусе. Первый работает отлично. Но второй вызывает проблему на выходе, которую еще не удалось решить.

Я и мой наставник (профессор) провели все виды измерений на неработающем блоке питания - измерение соединений, возможности короткого замыкания, измерение напряжения на указанных компонентах, а также с помощью осциллографа.

Что мы обнаружили, так это то, что после включения блока питания выходное напряжение возрастает до определенного уровня (зависит от потенциометра напряжения), а затем начинает медленно снижаться до 3В. Затем напряжение меняется медленно от 3В-5В. Когда мы измеряли операционные усилители и LM723, на некоторых выводах также было медленно меняющееся напряжение. И если я подключаю нагрузку на выходе, напряжение медленно падает до 0 В (все кажется, что должен быть конденсатор, создающий эти проблемы)

Я поменял операционный усилитель, LM723 и несколько конденсаторов (каждый, кроме сглаживающего - мой профессор сказал, что таких проблем не будет).

*Конденсаторы старые (но еще не б/у), все остальные компоненты новые (сглаживающий конденсатор тоже - большой).

Я также вложил много денег и времени в это, и я не хочу, чтобы это закончилось (когда работает только половина - я сделал два в одном с разделенными каскадами трансформатора, чтобы я мог получить отрицательное напряжение от +33 В до -33 В). ).

Я надеюсь, что у кого-то есть идеи или он работал над подобным проектом, чтобы я мог решить свою проблему (которая до сих пор оставалась нерешенной).

Один из двух блоков питания

Какие-то крутые радиаторы

Принципиальная схема

Передняя панель (отсутствует переключатель посередине)

введите описание изображения здесь

Все эти измерения были измерены относительно общего заземления схемы в этой части схемы (каскад стабилизатора). Этот каскад имеет трансформаторный источник 10В/0/10В (TR1). TR2 - силовой каскад 26В.

НЕРАБОТАЮЩАЯ печатная плата

C1= 10,7В (должно быть больше(Uin умноженное на квадратный корень из двух))

C2= 10,7В (-||-)

C3= колеблется около 9В

C4 (IC1/контакт 13) = колеблется около 10 В

C5= колеблется около 9В

C6(R7)= колеблется около 5В

C7 (IC2/контакт 6) = колеблется около 8 В

C8(R14)= колеблется около 8В

C9= колеблется около 8В

C10(*к GND силового каскада)= 35,5В

C11(R23)= колеблется около 9В

IC1 (стабилизатор) :

1= 0 В

2= ​​9,6В-9,8В

3 = то же

4 = то же

5= то же

6 = то же

7= 8,8В-9В

8= 0 В

9= 4,7В-4,8В

10= 9,6В-9,8В

11= 10,7В

12 = то же

13= 10,6В-10,8В

14= 0 В

IC2 (операционный усилитель) :

1= 10,8В

2= ​​7,2В-7,5В

3= 5,3В-6В

4= 10,8В

5= то же

6= 7В-9В

7= 10,6В-10,8В

8= 0 В

IC3 (операционный усилитель) :

1= 10,8В

2= ​​8,8В-9В

3 = то же

4= 10,8В

5= то же

6= 10,3В

7= 10,8В

8= 0 В

РАБОЧАЯ ПЛАТА

С1= 13 В

С2= 13В

С3= 7,2В

C4(IC1/контакт 13)=7,3В

С5= 7,3В

С6(R7)= 35В

C7(IC2/контакт 6)= 12,5В

С8(R14)= 0,15В

С9= 0,15В

C10(*к GND силового каскада)= 35,5В

С11(R23)= 0,15В

IC1 (стабилизатор) :

1= 0 В

2= ​​7,3В

3 = то же

4 = то же

5= то же

6 = то же

7= 0 В

8= 0 В

9= 1,2В

10= 7,3В

11= 13 В

12 = то же

13= 8,6В

14= 0 В

IC2 (операционный усилитель) :

1= 13,1В

2= ​​0,04В

3= 0,43В

4= 13,3В

5= 13,1В

6= 12,5В

7= 13,1В

8= 0 В

IC3 (операционный усилитель) :

1= 0 В

2= ​​0,15В

3= 0,5В

4= 13,1В

5= то же

6= 12,4В

7= 13,1В

8= 0 В

Так как у тебя рабочий, то ты сравнивал нерабочий с рабочим?
Скорее всего ошибки при пайке. Сравните все напряжения на выводах на пороге отказа, включая Vcc, Vee
В частности, контакты 2 и 3 OA должны зафиксироваться для выхода в линейном диапазоне, что снижает выход на контакте 6, чтобы сократить выход. Если LM723 Рег. выход колеблется, то у вас проблемы с выходом.
Ни в коем случае не используйте старые конденсаторы, особенно электролитические - они не так хорошо стареют. Послушайте, что сказал @IgnacioVazquez-Abrams.
Начните с измерения мощности +/- Vdc, затем найдите горячие точки, затем проверьте U1, прежде чем U3, U4 U1. Дизайн выглядит странно, без отрицательной обратной связи, поэтому только низкий V?? U1 довольно устаревший дизайн.
«Когда мы измеряли операционные усилители и LM723, на некоторых выводах напряжение также медленно менялось». Теперь есть суть проблемы, и вы не думаете, что нам нужно точно знать, что происходит. Поскольку вы не сочли нужным сообщить нам, что именно происходит, я предполагаю. Начните с удаления диода из операционного усилителя ограничения тока. Если это исправит, вы знаете, где искать дальше. В противном случае - вы сказали, что у вас есть 2 источника питания, настроенные как для +, так и для -? А вы уверены, что источник питания правильно изолирован? Как насчет контакта радиаторов? Как именно связаны два источника питания?
@WhatRoughBeast: Да, суть проблемы на 100% в «изменении напряжения». Хм, диод... Не знаю. В шапке может быть проблема... Да, оба настроены так, как вы сказали. Отсутствие контакта между радиаторами. Я убедился в этом. Каждый источник питания имеет свой собственный трансформатор, оба трансформатора подключены к 230 В - они все еще разделены.
@TonyStewart.EEsince'75: Я мог бы согласиться с вами по нескольким пунктам - мои навыки пайки плохие, особенно на этой печатной плате, но соединения были проверены с помощью омметра; Я мог бы решить эту проблему, сделав другую печатную плату.
@TonyStewart.EEsince'75: И да, я сравнил эти два. Я измерил конденсаторы (на общую землю), ОУ и LM723 -> результаты; изменение напряжения видно уже на выводах стабилизатора напряжения LM723 и на ОУ, но я очень уверен, что проблема не в них, потому что я купил новые и заменил старые - результаты те же -> колпачки подозрительны на мне; Я думаю, что я действительно должен купить новые. Скажи мне, что ты думаешь. Могу выложить результаты измерений (фото), если поможет. :D
@TonyStewart.EEsince'75: также, когда я паял эту неработающую печатную плату, это была моя (действительно) печатная плата, поэтому я могу сказать, что это не совсем шедевр - на некоторых частях печатной платы медь начала отслаиваться ( к сильному перегреву), но я исправил это, как мог - омметр по-прежнему показывает, что все соединения токопроводящие, но может быть ошибка или две в паяных соединениях печатной платы.
@Andyaka: у меня их куча (но неиспользованные). Значит, я вообще не должен был их использовать и выбросил?
Гуглите, чувак.
Как я сказал. Начните с проверки питания +/- и всех соединений. Простая нагрузка может проверить регулирование нагрузки и пульсации напряжения.
@TonyStewart.EEsince'75: Вы можете проверить сделанное мной редактирование (сравнение двух печатных плат)
@IgnacioVazquez-Abrams: Вы можете проверить сделанное мной редактирование (сравнение двух печатных плат)
Это на университетском уровне? Как, черт возьми, сборка схемы из журнала 35-летней давности считается окончательным проектом? Серьезно падающие стандарты...
@MattYoung Средняя школа. Этот проект был сделан несколько раз для финального проекта в моей школе. И обычно работал нормально.
Все детали в правильной полярности? Необходим тест объема или, по крайней мере, Vac на цифровом мультиметре.
@TonyStewart.EEsince'75: проблема не в полярности.
Измерьте, затем исправьте. Давайте не гадать
@TonyStewart.EEsince'75 Еще не проверял полярность, но все электролитические колпачки лежат одинаково на обеих печатных платах.
@Keno был поднят и закрыт этот вопрос , в котором кто-то спрашивает вас о вашем вопросе выше. Я просто действую как посредник, чтобы человек получил ваше внимание. Я предполагаю, что он попал в ловушку с низкой репутацией и расстраивается из-за правил.
ссылка не открывается. Пожалуйста, обновите ссылку на pdf
@rubix_1911 Я думаю, что нет другого сайта, на котором есть эта статья об Elektor PSU. Этот pdf еще работал около года назад. Попробуйте через несколько дней, может починят.
Ух ты. Вот такой красивый настольный блок питания!
@Sixtyfive И теперь это работает как шарм! Определенно стоит времени и затрат на его создание. Я действительно приложил много усилий для создания этой PS :D

Ответы (4)

@Keno - «Да, суть проблемы на 100% в «изменении напряжения». Верно. Так что перестаньте ходить вокруг да около и расскажите нам, какие напряжения ЯВЛЯЮТСЯ. И если напряжения 723 меняются, то изолируйте секцию 723, удалив 3 основных компонента привода (R9, D4 и D5) и выяснить, почему 723 барахлит. Да ладно, это не сложно. Изолируйте проблемный участок, определите ошибку и исправьте ее. Хватит ходить вокруг да около с обобщениями.

Вы можете проверить сделанное мной редактирование (сравнение двух печатных плат)
Я удивлен, что ваш профессор не помог вам изолировать эту тривиальную проблему.
Я также удивлен, что вы приняли этот ответ. Любая проблема с неудачами — это хороший опыт для обучения.
@TonyStewart.EEsince'75 - Что бы это ни стоило, я тоже удивлен.

Я из Бразилии, я также монтирую этот источник (3 выхода: 2 x 0 до 36Vac >> 47Vcc @ 4A, 1x 8vca >> 9vcc @ 3A) У меня тоже проблемы, но в части IC2 (регулировка напряжения) Я уже много тестировал и переключал новые компоненты, я считаю, что купленный мной LM741 не соответствует действительности, но я еще не нашел другого надежного поставщика.

Мой регулятор LM723 хорошо работает со стабильным напряжением 7,1 В, как описано в статье журнала Elektor, и, кстати, он не работает должным образом.

Благодаря вашим измерениям я увидел, что некоторые напряжения выходят за рамки ... Я бы сказал вам, проверьте некоторые вещи:

  • Возможна партия подделки LM723?
  • Высокое ESR электролитических конденсаторов (вы это проверяли?).
  • Возможное подключение (перевернутые сенсорные кабели US + и US-)?
  • Нестабильность из-за использования более низкого напряжения питания в цепи регулятора 10,7В?

Если вы можете выложить больше фотографий, может быть, кому-то будет проще увидеть что-то не так и найти дефект. Обязательно прокомментируйте обнаружение дефекта. Простите, если написал какую-то чушь (я не говорю по-английски и пользуюсь гугл-переводчиком). Удачи!

Вероятно. Так как одна плата работала отлично, а другая нет, я сделал еще одну с новой платой и всеми элементами. Теперь он работает отлично. Меня совершенно не волнует, что там пошло не так.
Рад, что ваша схема работает. У меня до сих пор проблемы с регулировкой напряжения. Когда я повышаю настройку напряжения, напряжение поднимается до 32 В постоянного тока, когда оно должно повышаться до 47 В постоянного тока, когда я уменьшаю P1, напряжение увеличивается, и потенциометр работает в перевернутом положении (минимум: 47 В постоянного тока, макс. Поэтому, если я анализирую параметр IC2 (741), он называется «входным напряжением», то есть напряжением между входом и GND вспомогательного источника (а не дифференциальным напряжением между входами), это напряжение не должно быть Выше, чем напряжение питания усилителя, который
... около 15,5 В, например, 23,5 В постоянного тока> 15,5 В постоянного тока поведение IC2 нестабильно .... вы можете измерить напряжение между контактом 3 IC2 и GND вспомогательного источника с максимальной и минимальной настройкой напряжения так что я могу сделать сравнение? Я благодарен, если вы можете помочь (поскольку я использовал Google для перевода этого сообщения раньше).
Мне удалось это решить, дефект заключался в том, что я заменил оригинальные транзисторы (Т2...Т5) на транзисторы с большим коэффициентом усиления, что вызвало нестабильность схемы.

Есть несколько проблем с этой схемой, немного выходящих за рамки проблем, описанных Кено. Они расположены вдоль линий чувств. Похоже, что они были добавлены позже без особых раздумий.

1) Я бы хотел, чтобы прибор показывал напряжение на сенсорных проводах. Следовательно, измерение V (M2) должно подключаться к Us- и Us+, а не к U+ и U-. Это покажет фактическое «эффективное» напряжение на питаемом объекте/ИУ.

2) Общая цепь контроллера (вывод 7 IC1) подключена к Us+, что целесообразно для регулирования напряжения. Таким образом, фактическое измерение напряжения находится между Us+ / Us-, что правильно. Ток измеряется через резистор R21, который поднимается над общей землей (вывод 7 IC1) относительно эффективного тока. Например: это 0,66В для 3А. Предположим, что существует разница в 0,3 В между U+ и Us+, вызванная падением напряжения в силовом кабеле и другими потерями. Это приводит к напряжению 0,3 В на R23 и 0,66 В на R21. Следовательно, R14 находится на уровне 0,96 В. Отсюда видно, что варьирование дельты Us+ и U+ приводит к разному току, что скорее всего противоречит задумке. Я бы назвал это неправдоподобным поведением.

Есть возможность подключить P2 к U+. Затем IC2 с R13/R14 сравнивают «правильные» напряжения. Но поскольку P2 плавает над общей землей, ток через R15 и P2 будет меняться. Это также приведет к изменению напряжения на R13. Следовательно, это не лекарство.

Я могу только представить второй источник напряжения, который считает U+ землей как правильное решение. Между регулируемой шиной (вывод 3 IC1) и общей землей должно быть достаточно «пространства», чтобы реализовать R15 и P2, плавающие над U+ с максимальным падением чувствительности ~ 1..1,5 В. Это был бы правильный бодж. Предполагая, что это должна быть «точность», как следует из названия схемы, это исправление является относительно существенным.

Может быть, кто-то еще видит лучшее решение?

Добро пожаловать :-) Однако «ответ» (написанный в поле «Ваш ответ», как и вы) должен отвечать на исходный вопрос, размещенный в верхней части экрана. Ваш «ответ» не делает этого. Вместо этого создается впечатление, что вы пытаетесь улучшить первоначальный дизайн блока питания, а затем запрашиваете ответы у других. Ни один из этих подходов не разрешен в ответе на Stack Exchange. В отличие от типичных интернет-форумов, на сайтах Stack Exchange есть разные места для вопросов, ответов и комментариев. См. тур и справочный центр , чтобы узнать больше. Я предполагаю, что вы должны задать это как новый вопрос со ссылкой здесь для контекста.

Напомним, вчера я прокомментировал: «Если выход LM723 Reg. колеблется, то у вас проблемы с подтягиванием выхода».

Очевидно, что ваш нерегулируемый источник питания перегружен с обеих сторон, и напряжение V падает с +/- 13 (в порядке) до +/- 10,7 (сбой). Значит что-то грузит.

В этой старой конструкции используется внешняя компенсация эффектов 2-го порядка, которые в операционных усилителях с обратной связью вызывают потерю запаса по фазе и могут вызывать колебания без запаса.

Распространенной проблемой является то, что индуктивность сквозных выводов крышки и заземления может вызвать фазовый сдвиг и, если не компенсировать должным образом, будет колебаться.

Я нашел ваши данные полезными, но не в представленной форме, поэтому я импортировал в электронную таблицу, чтобы выровнять результаты в двух столбцах, а затем импортировал изображения из таблицы PDF. Вы можете показать это в своей диссертации, чтобы продемонстрировать проблемы реального мира. Все блоки питания должны быть проверены на запас по фазе усиления до тех пор, пока не будет доказана их стабильность. Альтернативным методом является ступенчатая нагрузка Q или отклик на звонок для определения запаса устойчивости.

Рекомендации.

  • Увеличьте значение C4 до стабильного значения до 10x.
  • Предупреждение: это повлияет на пропускную способность контура и время отклика на ступенчатую нагрузку.

введите описание изображения здесь

Хм... Я не совсем понимаю суть твоей компенсации. Если первая плата работает без этой компенсации, то зачем она нерабочей?
Вы измеряли запас по фазе от ступенчатой ​​нагрузки? Заземление имеет большое влияние, если колеблется, скажем, на частоте 10 МГц. Вы уже исследовали контакт 13?
Когда мы измеряли с профессором, один контакт (не уверен, что 13) давал почти квадратные импульсы. Я сам не имею возможности .. пока.
Это колебание. Если у вас есть еще одно ограничение, попробуйте его и измерьте постоянный и переменный ток с помощью цифрового мультиметра.
Какая кепка? Сглаживающий?
Увеличьте значение C4 до стабильного значения до 10x.
10 раз что??
начальное значение 100 пФ попробуйте 1 нФ