Tranzystorowy zasilacz liniowy "S-EC12" Własnej konstrukcji do FIIO K11

[asterixiobelix]

Witam, chciałem przedstawić swój zasilacz liniowy, zbudowany na potrzeby wzmacniacza słuchawkowego FIIO K11. 

 

Podstawowe założone parametry:

 

• Napięcie wyjściowe: 12V
• Prąd wyjściowy do 2A

 

Projekt jest całkowicie autorski, wykonany w oparciu o literaturę - “Półprzewodnikowe stabilizatory napięcia i prądu” Bogdana Pałczyńskiego, w mojej ocenie znamienitą pozycję, traktującą obszernie i dosadnie temat zasilaczy wszelkiego typu do wielu zastosowań. 

 

Po przeanalizowaniu założeń zdecydowałem się na układ zasilacza ze wzmacniaczem błędu w konfiguracji komperatorowej, czyli relatywnie prostym, choć mającym wiele wad na tle wzmacniaczy błędu opartych o wzmacniacz różnicowy, w praktyce jednak takie dokładnie rozwiązania widuje się w 90% zasilaczy przedwzmacniaczy wszelkich topowych modeli Sansui, Sony itd. Układ jednak został zmodernizowany o nowoczesne rozwiązania w celu zapewnienia jak najlepszej stabilności napięcia na wyjściu również w funkcji temperatury. Miejsce klasycznej diodzie zenera w roli źródła napięcia odniesienia ustąpił precyzyjny układ napięcia odniesienia LM4040, którego parametry napięcia są bardzo stabilne na tle klasycznej diody zenera. W celu poprawy stabilności napięcia w funkcji temperatury stosuje się diodową kompensację termiczną, zastosowałem tranzystory w konfiguracji diodowej gdyż te łatwiej sprzęgnąć termicznie ze wzmacniaczem błędu, co też zostało uczynione. Tranzystor regulujący to TIP142, ze sporym zapasem maksymalnego prądu kolektora w stosunku do prądu zasilacza, baza tranzystora polaryzowana jest przez źródło prądowe oparte o dwa tranzystory, gdyż tego typu źródło utrzymuje bardzo stabilny prąd przy zmianach napięcia, które występują po stronie pierwotnej stabilizatora. Dioda sygnalizująca zasilanie na panelu wpięta jest za sekcją prostowniczą z filtrami, sygnalizując faktyczną obecność napięcia w obwodach wejściowych, polaryzacja diody również odbywa się przy pomocy źródła prądowego, co pozwala na zachowanie równomiernego świecenia podczas zmian obciążenia wyjściowego zasilacza, w przeciwnym razie zmiany obciążeń wpływają na jej jasność i efekt jest “badziewny” 😉 w praktyce źródło jest trochę pozostałością po koncepcji użycia prostokątnego podświetlacza led z kilkoma diodami, miało ono umożliwić ich szeregowe połączenie, jednak finalnie zrezygnowałem z tego rozwiązania. Całkowita filtracja zasilacza to ok. 15000uF (główny KEMET 4700uF, oraz 2 dodatkowe Nichicon UBY 5100uF low esr) użyte elementy do budowy zasilacza są bardzo dobrej jakości, są to tylko i wyłącznie oryginalne elementy pochodzące z oficjalnych źródeł, w tym kondensatory nichicon, panasonic, wima, kemet, półprzewodniki Vishay, TI, ST, oraz rezystory Vitrohm, Royalohm wszystkie z tolerancją 1%. Parametry napięcia wyjściowego ustala dzielnik rezystancyjny w obwodzie wzmacniacza błędu, regulacji brak, ze względu na wpływ temperatury na wartości “podkówek” zdecydowałem się zastosować trój rezystorowy dzielnik napięcia z możliwością dobrania rezystancji równoległej w celu dokładnego dostrojenia napięcia wyjściowego. Zasilacz dodatkowo posiada sekcję 230V z przekaźnikiem odciążającym włącznik główny, oraz filtrem napięcia zasilania na kondensatorze X2. Przekaznik to rodzimy relpol z cewką na napięcie 230V. Mostek prostowniczy to 4 diody shottky Vishay, zdecydowałem się na ich zastosowanie ze względu na niskie napięcie wyjściowe zasilacza i niski spadek napięcia złącz, co poprawia nieco sprawność zasilacza która z natury w liniowych konstrukcjach jest kiepska. Płytki PCB zostały zaprojektowane w EasyEda i zamówione w JLCPCB. Obudowa pochodzi z modushop, gniazdo DC to przemysłowe metalowe gniazdo z wtyczką do której dołączyłem przewód zakończony wtykiem DC 2.1 5.5 pasującym do FIIO. Niektóre elementy mocujące zostały wydrukowane na drukarce 3D. Rolę radiatora pełni cała obudowa, element regulatora przykręcony jest do niej za pomocą 3mm sztabki miedzianej, powierzchnia w wyliczeniach była “na styk” w praktyce powinno być jeszcze gorzej bo powierzchnię rozpraszania podgrzewają inne elementy takie jak transformator, jednak po zmontowaniu obudowy ciepło przejmują na siebie również panele boczne i generalnie cała obudowa, co znacząco poprawia sytuację i zasilacz nie nagrzewa się nadmiernie. 

 

Zasilacz posiada  zabezpieczenie na skutek nadmiernego wzrostu temperatury, oraz zapobiegające przepięciu na jego wyjściu (z czasem zadziałania kilku nanosekund, lawinowe przebicie - transil).

Oscylogram narastania napięcia na wyjściu, załączenie do nominalnego napięcia wyjściowego trwa ok. 40ms, jest dosyć łagodne i nie występuje żadne większe przepięcia i oscylacje.

Pomiar dryftu temperaturowego napięcia wyjściowego bez obciążenia: 

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Napięcie początkowe po załączeniu 12.10V, po 10 minutowej stabilizacji temperaturowej utrzymuje się na poziomie 12.07V, czyli w praktyce wynosi ok 30mV, wynik powinno poprawić znaczne lepsze sprzężenie termiczne tranzystorów kompensacji (np. miedzianą blaszką wewnątrz koszulki), choć i tak w mojej ocenie jak na tego typu rozwiązanie jest bardzo dobrze. 

Tętnienia na wyjściu są poniżej możliwości pomiarowych mojego obecnego "polowego" sprzętu pomiarowego, oczywiście jakieś występują na pewno, ale na oscylogramie właściwie brak zmian z i bez obciążenia, dlatego nie dołączam go do zdjęć. 

Największym problemem okazują się złącza DC zarówno te z przewodami jak i bez - dostępnie powszechnie w sprzedaży, o ile pod obciążeniem napięcie wyjściowe zasilacza spada nieznacznie (ok. 20-30mV za samym stabilizatorem) to na samych przewodach spadek jest już znacznie bardziej widoczny, na razie zastanawiam się jak to rozwiązać 😉 

 

Pozdrawiam

 

 

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą ) Edytowane 22 Grudnia 2024 przez asterixiobelix

[waco]

32 minuty temu, asterixiobelix napisał:

na samych przewodach spadek jest już znacznie bardziej widoczny, na razie zastanawiam się jak to rozwiązać 😉

Ujemnym zwrotnym z kompensacją przewodów. Czyli punkt pomiaru najlepiej we wtyczce. No fajne fajne na pewno wartościowe dydaktycznie ale scalaki i tak biją dyskretne na głowę. 

[asterixiobelix]

33 minuty temu, waco napisał:

Ujemnym zwrotnym z kompensacją przewodów. Czyli punkt pomiaru najlepiej we wtyczce. No fajne fajne na pewno wartościowe dydaktycznie ale scalaki i tak biją dyskretne na głowę. 

Całkiem sprytne podejście, nie pomyślałem o tym wcześniej, myślę, że takie rozwiązanie miałoby szereg zalet! dzięki za podpowiedz 😉

To fakt, pod względem stabilności napięcia zarówno w funkcji temperaturowej (wszystko idealnie sprzężone termicznie w jednym układzie) aż po fakt, że stabilizatory scalone mają ogólnie dobre parametry szumowe, oraz parametry stabilizacji to można z pełnym przekonaniem uznać, że są po prostu lepsze i to trochę komplikowanie sprawy na siłę, nie ukrywam, że wybór wynika z chęci dydaktycznych i faktu, że jakoś kilkanaście tranzystorów "jara" mnie bardziej, niż zasilacze liniowe oparte o stabilizatory scalone których są setki jak nie tysiące : ) Myślę, że próba dorównania im w układzie dyskretnym jest realna, natomiast rozwiązania potrzebne do realizacji takiego planu byłyby potwornie skomplikowane układowo i po prostu - bez sensu, nie oszukujmy się. Realnie chodziło po prostu o uzyskanie dosyć stabilnego napięcia wyjściowego bez większych tętnień i ten plan się udał 🙂 

 

Dzięki za odpowiedz, Pozdrawiam! 

[waco]

Zbudować zawsze warto, przynajmniej sztuka dla sztuki:) ja osobiście kiedyś też się pokusiłem o ogromne stabilizatory dyskretne do monobloków oczywiście sztuka dla sztuki ale na jesienno zimowe długie wieczory to było fajne zajęcie. Wspomniałeś też o policzeniu w cudzysłowie temperatury na styk... Może masz dropout za duży. Nie wiem czy tam u Ciebie darlongton siedzi na wyjściu ale najlepiej zastosować pojedynczego bipolara a pogrzać źródło prądowe jak już. Pozdrawiam 

[asterixiobelix]

3 minuty temu, waco napisał:

Zbudować zawsze warto, przynajmniej sztuka dla sztuki:) ja osobiście kiedyś też się pokusiłem o ogromne stabilizatory dyskretne do monobloków oczywiście sztuka dla sztuki ale na jesienno zimowe długie wieczory to było fajne zajęcie. Wspomniałeś też o policzeniu w cudzysłowie temperatury na styk... Może masz dropout za duży. Nie wiem czy tam u Ciebie darlongton siedzi na wyjściu ale najlepiej zastosować pojedynczego bipolara a pogrzać źródło prądowe jak już. Pozdrawiam 

Starałem się o to w miarę zadbać, moc rozpraszana wychodziła mi na poziomie 8W, po stronie pierwotnej mam w założeniu ok. 18V po wyprostowaniu (√(2)) i tylko dzięki ponad 50% zapasowi toroida (4.5A) jestem w stanie utrzymać stabilne napięcie wyjściowe przy obciążeniu 2A, chociaż w praktyce przydałoby się aby transformator oferował ok. 14V aby spadek napięcia przy obciążeniu nie zbliżał się do granicy marginesu wejścia wyjścia regulatora, to przenosi dosyć znaczne tętnienia na jego wyjście i pogarsza parametry, ale w praktyce ten wzmacniacz FIIO nie pobiera więcej niż 500mA, chociaż ogólnie mam w planach wymianę transformatora. Tranzystor to naturalnie darlington, źródło prądowe w bazie obliczone na ok. 8mA chociaż przy tym wzmocnieniu w teorii wystarczy z 3mA, ale finalnie widać było znaczne pogorszenie parametrów w okolicach prądu znamionowego na wyjściu zasilacza stąd zapas, źródło to mogłoby też realizować jako tako zabezpieczenie przeciwzwarciowe po prostu uniemożliwiając zasilaczowi osiągnięcie prądu większego niż 2-3A, ale właśnie kosztem fatalnych parametrów w okolicach szczytowego poboru : ) 

[Grzegorz7]

Zawsze warto samemu coś zbudować ale nie miej złudzeń, że dyskretne dorówna monolitycznym;

36 minut temu, asterixiobelix napisał:

Myślę, że próba dorównania im w układzie dyskretnym jest realna

Poza tym jak byś przedstawił schemat to można byłoby podyskutować.

[asterixiobelix]

2 minuty temu, Grzegorz7 napisał:

Zawsze warto samemu coś zbudować ale nie miej złudzeń, że dyskretne dorówna monolitycznym;

Poza tym jak byś przedstawił schemat to można byłoby podyskutować.

Myślę, że układy oparte o wielostopniowe wzmacniacze błędu z dodatkową polaryzacją źródłami i lustrami w celu stabilizacji w połączeniu ze scalonymi źródłem napięcia odniesienia, mogłyby dorównać stabilizatorom liniowym, w ich wnętrzu siedzi "wszystko co potrzebne" ale nie więcej, choć dużą rolę odgrywa sprzężenie termiczne wzmacniaczy błędu, które w stabilizatorach scalonych bardzo skutecznie kompensuje spadki Vbe tranzystorów, jeśli przyjrzeć się układom zasilaczy aparatury pomiarowej np. HP z lat 80 tych można tam znaleźć bardzo ciekawe rozbudowane rozwiązania : ) tylko nasuwa się podstawowe pytanie czy jest sens? w układach pomiarowych z dokładnością do 5 zer po przecinku na pewno, ale czy do zasilania wzmacniacza słuchawkowego który w swojej budowie zawiera dodatkowe stabilizatory które tworzą wewnętrzne napięcia i mają też swoje parametry - to temat rzeka 😉 . 

Schemat załączę jak tylko dostanę się do swojego komputera, chociaż w praktyce w tym układzie niczego szczególnego nie ma, to jest zasilacz ze wzmacniaczem błędu komparatorowym i kompensacją termiczną w gałęzi wzmacniacza błędu aby zminimalizować wpływ temperatury na zmiany napięcia, i całkiem poprawnym źródłem prądowym na dwóch tranzystorach w obwodzie bazy regulatora, bo tutaj często można spotkać kondensator i rezystor, w ostateczności fatalnej źródło na jednej diodzie i tranzystorze : )   

[Grzegorz7]

To ciekawy temat.

Pochodzę z czasów kiedy takie układy robiło się właśnie dyskretnie.

Wiem o czym mówię. Przynajmniej pierwszy stopień, z reguły różnicowy musi być skompensowany termicznie (na jednym podłożu). Inaczej to żadna stabilizacja. 

Wówczas, mając jak wspominasz źródło odniesienia, jak najbardziej da się zrobić coś hi-end`owego (tak określam coś o ekstremalnie dobrych mierzalnych parametrach). Tylko czy warto? Gdzie te ekstremalne parametry mierzymy? Bo 1 cm ściezki o szerokości 1mm to już ok. 5momów i spadki napięcia większe od możliwych współczynników stabilizacji współczesnych układów już przy prądach równych pojedyńczym mA...

Więc nie tyle walka o bezwzględną dokładność napięcia na wyjściu co o tłumienie zmian zasilania na wejściu (wspomniałem o tym w moim  wątku o mitach), minimum szumów, odpowiedź impulsową czy współpracę z określonym charakterem obciążenia (również pojemności na wyjściu).  

[Daniel_68412]

56 minut temu, asterixiobelix napisał:

Myślę, że układy oparte o wielostopniowe wzmacniacze błędu z dodatkową polaryzacją źródłami i lustrami w celu stabilizacji w połączeniu ze scalonymi źródłem napięcia odniesienia, mogłyby dorównać stabilizatorom liniowym,

damy na to, że mógłbyś dorównać takiemu LT3042 dyskretnie czyli nasuwają się dwa pytania:

- dlaczego jeszcze nie pracujesz w TI?

- dlaczego TI tego nie zrobi tego samego w układzie monolitycznym, żeby jeszcze bardziej windować parametry?

[asterixiobelix]

2 minuty temu, Daniel_68412 napisał:

damy na to, że mógłbyś dorównać takiemu LT3042 dyskretnie czyli nasuwają się dwa pytania:

- dlaczego jeszcze nie pracujesz w TI?

- dlaczego TI tego nie zrobi tego samego w układzie monolitycznym, żeby jeszcze bardziej windować parametry?

Przyznam szczerze, że nie zagłębiałem się w topologię układu LT3042 ani nie miałem z nim większych doświadczeń, bardziej miałem na myśli układy klasyczne 78xx i wszelki pochodne o zbliżonej konstrukcji, i nadal pragnę nadmienić, że mowa o "dorównać" a nie "pokonać" 😉 

9 minut temu, Grzegorz7 napisał:

To ciekawy temat.

Pochodzę z czasów kiedy takie układy robiło się właśnie dyskretnie.

Wiem o czym mówię. Przynajmniej pierwszy stopień, z reguły różnicowy musi być skompensowany termicznie (na jednym podłożu). Inaczej to żadna stabilizacja. 

Wówczas, mając jak wspominasz źródło odniesienia, jak najbardziej da się zrobić coś hi-end`owego (tak określam coś o ekstremalnie dobrych mierzalnych parametrach). Tylko czy warto? Gdzie te ekstremalne parametry mierzymy? Bo 1 cm ściezki o szerokości 1mm to już ok. 5momów i spadki napięcia większe od możliwych współczynników stabilizacji współczesnych układów już przy prądach równych pojedyńczym mA...

Więc nie tyle walka o bezwzględną dokładność napięcia na wyjściu co o tłumienie zmian zasilania na wejściu (wspomniałem o tym w moim  wątku o mitach), minimum szumów, odpowiedź impulsową czy współpracę z określonym charakterem obciążenia (również pojemności na wyjściu).  

Dokładnie to mam na myśli : ) nie bez powodu w takim Accuphase czy Sony DAS R1A maksymalnie co znajdziemy to para różnicowa w stopniu wzmacniacza błędu z kilkoma dodatkowymi rozwiązaniami i dobrym źródłem prądowym w obwodzie bazy, to nie tak, że nikt niczego lepsze nie potrafił zaprojektować, po prostu w ocenie inżynierów nic lepszego nie było potrzebne : ) 

[asterixiobelix]

W dniu 22.12.2024 o 18:58, Grzegorz7 napisał:

Zawsze warto samemu coś zbudować ale nie miej złudzeń, że dyskretne dorówna monolitycznym;

Poza tym jak byś przedstawił schemat to można byłoby podyskutować.

Wypadło mi z głowy, załączam wspomniany schemat 😉

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[Grzegorz7]

 

Czy mamy pogadać o tym zasilaczu?

Q7Q8 to przerost formy nad treścią. Wystarczy ograniczyć prąd LED`a  rezystorem. Wówczas jest nawet lepsza kontrola wzrokowa napięcia wejściowego 😉. Że prąd stabilizowany w LED`dzie zmniejsza zakłócenia? To nie w tym miejscu i przy takich gruboskórnych parametrach całości.

UTS nie ma stabilnej rezystancji przejścia w stanie normalnym (jak to styki, zwłaszcza po paru zadziałaniach). Może to wpływać na prąd w gałęzi  do bazy Q1. Zresztą i tak znaczny wpływ na to ma UBE Q3.           

Jakby dobry nie był stabilizator w emiterze4 Q2 to nie płynie przez niego stały prąd. Tak robi się jedynie w przeciętnych zasilaczach.

Sama stabilizacja temperaturowa złącza BE tranzystora Q2 jest  kiepska. Powinny być na jednym podłożu Q2 i Q5. Q6 jest zbędny. Podobnie precyzja rezystorów ustalających napięcie. Tak się nie robi. Stosuje się owszem stabilne (a niekoniecznie precyzyjne) rezystory metalizowane ale również trymer do precyzyjnej regulacji. Zresztą same źródła napięcia odniesienia mają rozrzuty napięcia. Niczego nie da rady tu przewidzieć. Trzeba mieć regulację trymerem. Oczywiście jak chce się mieć "ładne" okrągłe napięcie na wyjściu.

No i takie case study zachowania w stanach specyficznych: A co będzie jak zadziała UTS (rozewrze)? Jaki prąd popłynie w gałęzi Q3Q4? Dalej; jaki będzie potencjał na bazie Q1? Jak zachowa się Q1?

Ogólnie widać po topologii znajomość rzeczy, zmysł poszukiwania i koncentrację na środkach zabezpieczających. Szedłbym jednak w stopień regulacji jako różnicowy na wspólnym podłożu.

[asterixiobelix]

Zasilacz obliczałem już grube miesiące temu, więc dokładnie nie pamiętam wszystkiego.

 

18 godzin temu, Grzegorz7 napisał:

Q7Q8 to przerost formy nad treścią. Wystarczy ograniczyć prąd LED`a  rezystorem. Wówczas jest nawet lepsza kontrola wzrokowa napięcia wejściowego 😉. Że prąd stabilizowany w LED`dzie zmniejsza zakłócenia? To nie w tym miejscu i przy takich gruboskórnych parametrach całości.

Tak jak wspomniałem w pierwotnym poście, wstępnie znajdował się tam podświetlacz led z kilkoma diodami szeregowymi, to jest pozostałość po tym, w między czasie zmieniły się plany co do obudowy i możliwości wykonania otworu poziomego w panelu przednim, zrezygnowałem z podświetlacza na rzecz diody z płaskim czołem, źródło zostało, finalnie nie przeszkadza mi to ani trochę, wręcz nawet wizualnie poprawia to efekt, że dioda "nie miga" w trakcie zmiany obciążenia, i absolutnie nie chciałbym inaczej 😉A na to, że to zmniejsza zakłócenia, czy tam mogłoby to robić, to nawet nie wpadłem 😄

 

18 godzin temu, Grzegorz7 napisał:

UTS nie ma stabilnej rezystancji przejścia w stanie normalnym (jak to styki, zwłaszcza po paru zadziałaniach). Może to wpływać na prąd w gałęzi  do bazy Q1. Zresztą i tak znaczny wpływ na to ma UBE Q3.           

Prąd płynący z emitera do bazy Q3, po rozłączeniu bimetalu zasilacz zaczyna pracować w pewnym sensie jako CC, nie pozwala uzyskać na wyjściu prądu większego niż 200mA (kiedy emiter Q4 wisi w powietrzu) z moich pomiarów nie towarzyszy temu żaden niepokojący moment przejściowy. Jeśli chodzi o wytrzymałość elementu stykowego, wykonywałem pomiary mostkiem RLC, i przy kilkunastu próbach rozłączenia nie widoczne były żadne zmiany w rezystancji zestyku, w dodatku producent deklaruje ich żywotność na poziomie kilkudziesięciu tysięcy, szczególnie, że tutaj prąd (max 8mA) i napięcie jest bardzo niskie, no i nawet zmiana jego rezystancji na poziomie 1 ohma nie wpływa znacząco na pracę zasilacza, ze względu na spory zapas prądu źródła w stosunku do potrzeb Q1. 

18 godzin temu, Grzegorz7 napisał:

Jakby dobry nie był stabilizator w emiterze4 Q2 to nie płynie przez niego stały prąd. Tak robi się jedynie w przeciętnych zasilaczach.

Masz na myśli IC  Q2?

18 godzin temu, Grzegorz7 napisał:

Sama stabilizacja temperaturowa złącza BE tranzystora Q2 jest  kiepska. Powinny być na jednym podłożu Q2 i Q5. Q6 jest zbędny. Podobnie precyzja rezystorów ustalających napięcie. Tak się nie robi. Stosuje się owszem stabilne (a niekoniecznie precyzyjne) rezystory metalizowane ale również trymer do precyzyjnej regulacji. Zresztą same źródła napięcia odniesienia mają rozrzuty napięcia. Niczego nie da rady tu przewidzieć. Trzeba mieć regulację trymerem. Oczywiście jak chce się mieć "ładne" okrągłe napięcie na wyjściu.

Problemem jest fakt, że zastosowanie tylko jednego tranzystora kompensacji przesuwa punkt pracy dzielnika o spadek napięcia złącza, takiego efektu nie ma, gdy tranzystory są w obu gałęziach, jeśli nie będzie Q6 wymusi to wzrost rezystancji dzielnika napięcia dla R3, lub zmniejszenie rezystancji R9 (lub oba na raz) to pierwsze pogarsza parametry zmian napięcia Ube Q2 przy wahaniach jego prądu, a to drugie zwiększa prąd płynący przez dzielnik co znowu powoduje większe nagrzewanie się samych tranzystorów kompensacji. Stąd po pomiarach i testach wybór padł na taki układ z dwoma tranzystorami, skąd inąd zresztą zwykle w literaturze w taki sposób przedstawiany. Jeśli chodzi o umieszczenie w jednym układzie, brałem to pod uwagę chociażby stosując układ CA3083, ale samo sprzężenie termiczne dało redukcję dryftu temperaturowego napięcia do poziomu 30mV, co w stosunku do spokojnie 100-150mV dla tego typu zasilaczy uznałem za zupełnie wystarczające na moje potrzeby. Warto pamiętać, ze zwykle te rolę (kiepsko) realizują zwykłe diody półprzewodnikowe, które fizycznie jest ciężko sprzęgnąć termicznie z Q2, a jeszcze częściej nie ma tam stabilizacji żadnej, tutaj bardziej chodziło o poprawnie fatalnych parametrów na akceptowalne, a nie zrobienie perfekcji, gdybym takiej potrzebował nie byłoby sensu brnąć wgl. w układ z komperatorowym wzmacniaczem błędu. 

Co do napięcia wyjściowego, spokojnie przy dobraniu rezystancji tego dzielnika jestem w stanie uzyskać dokładność na poziomie kilkunastu mV, nie zamierzam tego produkować i sprzedawać, żeby musieć dobierać rezystory wielokrotnie, zrobiłem to raz, a napięcie 12.03-05 nie jest dla mnie żadnym problemem, ja naprawdę tego nie projektowałem jako jakiś ultra precyzyjny zasilacz których jest 10000 na całym świecie : ) a wszystko da się zrobić lepiej i gorzej, to oczywiste. Co do rozrzutu samego źródła napięcia odniesienia to jest 1% czyli 5mV, czyli realny wpływ na napięcie wyjściowe w tym układzie to ok. 20mV. 

 

18 godzin temu, Grzegorz7 napisał:

No i takie case study zachowania w stanach specyficznych: A co będzie jak zadziała UTS (rozewrze)? Jaki prąd popłynie w gałęzi Q3Q4? Dalej; jaki będzie potencjał na bazie Q1? Jak zachowa się Q1?

Tutaj odniosłem się wyżej : ) 

18 godzin temu, Grzegorz7 napisał:

Ogólnie widać po topologii znajomość rzeczy, zmysł poszukiwania i koncentrację na środkach zabezpieczających. Szedłbym jednak w stopień regulacji jako różnicowy na wspólnym podłożu.

Dziękuje za merytoryczną odpowiedz, w przyszłości planuje spróbować, tutaj po prostu skupiłem się na układzie z jednym tranzystorem i ciągnąłem to do końca, no i wyszło nie najgorzej, chociaż na pewno da się to zrobić lepiej : ) 

Pozdrawiam!

Edytowane 2 Stycznia przez asterixiobelix

[waco]

Dodatkowo dla "hi endu xd" można się pokusić o układ komplementarny na wyjściu. Oczywiście Pnp-k nie musi już być tak dużej mocy co Npn.

[Grzegorz7]

38 minut temu, asterixiobelix napisał:

A na to, że to zmniejsza zakłócenia, czy tam mogłoby to robić, to nawet nie wpadłem 😄

Bez śmichów mi tu 😉

Jak zasilałem układ pikoamperomierza to musiałem na front ciągnąć sygnalizację ledów w światłowodach. Ledy były gdzieś z tyłu obudowy z dala od wejść. Jest to zresztą policzalne; pojemność rozproszona 10pF przy impulsie (narastanie tylko 5us) prądu 10mA (jakiś led blisko wejść zaświeci) spowoduje prąd 10uA. A mówimy tu o o zakresie pojedyńczych pA. Takie dylematy stoją przed konstruktorami aparatury specjalnej. Dlatego w obwodach sygalizacyjnych łagodzi się impulsy i zasila je stałoporądowo. Oczywiście ekranowanie wielokrotne i takie tam...

Zresztą podobne zasady obowiązują w sprzecie audio. Są opcje wyłączenia wskaźników na płycie czołowej.  Nie wzięło się to z sufitu...

Stąd takie moje pozornie śmieszna zapytanie.

Edytowane 2 Stycznia przez Grzegorz7
Przepraszam za literówki. Klawiatura mi odbija...

[asterixiobelix]

1 godzinę temu, Grzegorz7 napisał:

Bez śmichów mi tu 😉

Jak zasilałem układ pikoamperomierza to musiałem na front ciągnąć sygnalizację ledów w światłowodach. Ledy były gdzieś z tyłu obudowy z dala od wejść. Jest to zresztą policzalne; pojemność rozproszona 10pF przy impulsie (narastanie tylko 5us) prądu 10mA (jakiś led blisko wejść zaświeci) spowoduje prąd 10uA. A mówimy tu o o zakresie pojedyńczych pA. Takie dylematy stoją przed konstruktorami aparatury specjalnej. Dlatego w obwodach sygalizacyjnych łagodzi się impulsy i zasila je stałoporądowo. Oczywiście ekranowanie wielokrotne i takie tam...

Zresztą podobne zasady obowiązują w sprzecie audio. Są opcje wyłączenia wskaźników na płycie czołowej.  Nie wzięło się to z sufitu...

Stąd takie moje pozornie śmieszna zapytanie.

To ja jeszcze w życiu "za mało kaszy zjadłem" żeby rozpatrywać takie kwestie, raz, że nawet nigdy nie brałem tego pod uwagę, a dwa, że pewnie przy takich rozwiązaniach jak tu, zresztą sam wspomniałeś wcześniej, nie ma to żadnego znaczenia 😉

[Grzegorz7]

To życzę Ci takich projektów. To jest dopiero frajda...

[daystate]

Ten zasilacz mozna bylo zbudowac lepiej na jednym jednym scalaku. Szybki rzut oka mowi tez by chlodzenie dac na zewnatrz, to wydluzy zycie elektrolitom oraz zwyczajnie zmniejszy ryzyko ich awari. 8 lub wiecej Watow to juz sporo zeby non stop odprowadzac do powietrza, a tak wlasnie bedzie dzialal liniowy zasilacz gdy jest obciazany odbiornikiem. Bedzie sie grzal jak maly wzmacniacz klasy A. Do skutecznego odprowadzania 5W nawet w cieple letnie dni wystarcza mi radiator 100x100x18mm, ale warunek, ze musi byc na gorze zasilacza. 
Mierzyles juz pobor pradu tego konkretnego DAC-a? Moze warto pomyslec o zasilaczu "na miare". Bylby mniejszych rozmiarow. 
To tak ode mnie jesli moge cos zasugerowac.

[asterixiobelix]

5 godzin temu, daystate napisał:

Ten zasilacz mozna bylo zbudowac lepiej na jednym jednym scalaku. Szybki rzut oka mowi tez by chlodzenie dac na zewnatrz, to wydluzy zycie elektrolitom oraz zwyczajnie zmniejszy ryzyko ich awari. 8 lub wiecej Watow to juz sporo zeby non stop odprowadzac do powietrza, a tak wlasnie bedzie dzialal liniowy zasilacz gdy jest obciazany odbiornikiem. Bedzie sie grzal jak maly wzmacniacz klasy A. Do skutecznego odprowadzania 5W nawet w cieple letnie dni wystarcza mi radiator 100x100x18mm, ale warunek, ze musi byc na gorze zasilacza. 
Mierzyles juz pobor pradu tego konkretnego DAC-a? Moze warto pomyslec o zasilaczu "na miare". Bylby mniejszych rozmiarow. 
To tak ode mnie jesli moge cos zasugerowac.

W praktyce chodziło po prostu o to, aby scalaka nie używać, to nader oczywiste, że tak byłoby najprościej, ale tu zwyczajnie chodził o dobrą zabawę, policzenie całości i zaprojektowanie zasilacza od podstaw w oparciu o rozwiązania spotykane w literaturze (nadmienionej w głównym opisie) oraz rozwiązania stosowane powszechnie w wielu urządzeniach audio nawet lepszej klasy do zasilania chociażby przedwzmacniaczy audio 😉 w znacznej części chodziło o walkę z wadami rozwiązań wzmacniaczy błędów komparatorowych w taki sposób, aby całkowicie nie rezygnować z tego typu wzmacniacza, czyli uzyskać akceptowalne parametry bez większej komplikacji układu. 

Ogólnie z wyliczeń zdolności rozpraszania ciepła wynikało, że praktycznie sama dolna płyta + ta miedziana sztabka/płaskownik jest w stanie rozproszyć przy założeniu akceptowalnych temperatur 80% ciepła które może się wytworzyć w tym zasilaczu na skutek maksymalnego obciążenia, w praktyce dochodzą ścianki boczne, tylna, przednia a nawet górna, które też mimo wszystko mają jakiś kontakt termiczny z płytą spodnią, co w efekcie daje całkiem akceptowalne temperatury całości, ogólnie samym faktem nadmiernego zużycia elektrolitów w skutek temperatury bym się przejął, gdyby nie fakt, że fiio k11 wymaga zasilacza 2A ale jego zużycie nawet przy forsownej pracy nie osiąga więcej niż 0.5A więc zasilacz nie nagrzewa się praktycznie wcale, odczuwalnie jego temperatura nie odbiega od temperatury otoczenia.

Jak to w projektach DIY, rozmiary po części podyktowane są dostępnością gotowych obudów na rynku, chociaż fakt, że w zasobach modushop dałoby się znaleźć obudowę o mniejszych rozmiarach w której bym dał rade upakować całość, jednak nie przywiązywałem do tego aż tak dużej wagi : ) 

Dzięki za konstruktywny komentarz, Pozdrawiam! : ) 

[Grzegorz7]

@asterixiobelix

Pobierz sobie tego PDF`a ze strony konferencji:

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Tam jest zasilacz dyskretny w topologii redukcji szumów 1/f. 

Myślę, że Cię zainteresuje.

Takie rzeczy robią na rozprawy naukowe... 🙂

 

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )