Shunt Regulator V 1.1 (rev 2) by Salas

[Salas]

Απάντηση: Re: Shunt Regulator V 1.1 (rev 2) by Salas

Μια απορία
Εφόσον από το πρώτο μοσφετ περνάει το σύνολο του ρεύματος (Shunt Regulator +φορτίο) και από το δεύτερο μόνο το ρεύμα του φορτίου, λογικά δεν θα έπρεπε να ζεσταίνεται περισσότερο το πρώτο φετ? Επίσης δεν θα έπρεπε να είναι μεγαλύτερης ισχύος από το δεύτερο?

Πρέπει νά ζεστένεται περισσότερο άν ή τάση από είσοδο σέ έξοδο είναι συγκρίσημη μέ τό πλάτος εξόδου. Άν έχεις 10 Βόλτ είσοδο-έξοδο στό Μόσφετ τής πηγής καί 40 Βόλτ τιμή εξόδου, είναι φυσικό νά υπάρχει ζέστη στό δεύτερο άν τού έχεις αφήσει αρκετά έξτρα μιλιαμπέρ μιά καί ή ισχύς είναι τάση επί ρεύμα.

 

[exp4nder]

Σε ευχαριστώ Νίκο, ναι είχα ψευδοφορτίο για 0,53Α γιατί δεν είχα άλλη πρόχειρη, ενώ Ρ1 υπολογισμένη για 0,45Α, ίσως είναι αυτό δηλαδή?

 

[Salas]

Καραμπινάτο.

 

[exp4nder]

οκ μαν, θενκς!!!

 

[Στέλιος Περγιουδάκης]

Με νουμερα. Ταση τροφοδοσιας 15V,
Ταση που θελουμε 5V
Συνολικο ρευμα 500mA (350mA το φορτιο +150mA β μοσφετ)
Πτωση τασης Α μοσφετ=15V-5V=10V
Ισχυς Α μοσφετ=10V X 500mA=5W (ειναι αρκετη, θελει μεγαλη ψυκτρα)
Ισχυς Β μοσφετ=5V X 150mA=0,75W (ειναι λιγο, δροσερο μοσφετ)
Ισχυς τροφοδοτημενου κυκλωματος=5V X 350mA=1.75W (εσωτερικη αντισταση κυκλωματος=14,29Ω)
Συνολικη καταναλωση=5W+0.75W+1.75W=7.5W

 

[lemon]

Ωραία βλέπω ότι τακτοποιήθηκε το θέμα.
Καλή συνέχεια Αλέξανδρε, τα κατάφερες μια χαρά.

 

[exp4nder]

E, βοηθήσατε αρκετά...:ernaehrung004:

 

[dade]

Re: Απάντηση: Shunt Regulator V 1.1 (rev 2) by Salas

Με νουμερα. Ταση τροφοδοσιας 15V,
Ταση που θελουμε 5V
Συνολικο ρευμα 500mA (350mA το φορτιο +150mA β μοσφετ)
Πτωση τασης Α μοσφετ=15V-5V=10V
Ισχυς Α μοσφετ=10V X 500mA=5W (ειναι αρκετη, θελει μεγαλη ψυκτρα)
Ισχυς Β μοσφετ=5V X 150mA=0,75W (ειναι λιγο, δροσερο μοσφετ)
Ισχυς τροφοδοτημενου κυκλωματος=5V X 350mA=1.75W (εσωτερικη αντισταση κυκλωματος=14,29Ω)
Συνολικη καταναλωση=5W+0.75W+1.75W=7.5W

Πολύ αναλυτικό, αλλά
1.Το φορτιο για τα 350mA το έχεις ήδη υπολογίσει στην αρχή, γιατί το υπολογίζεις πάλι στο τέλος,μια και τα 350mA έτσι κι αλλιως θα πάνε στο τροφοδοτούμενο κύκλωμα?
2.Τα 150mA για το β μοσφετ πως βγαίνουν? Δεν μπορεί να δουλέψει με λιγότερο ρεύμα?
Για παράδειγμα εγώ τροφοδοτώ ένα προ που χρειάζεται 3-4mA ανά κανάλι, σύνολο 8mA, με τάση 35 βολτ
Έβαλα αντίσταση 68 Ομ που σημαίνει 2/68=30mA περίπου και το κύκλωμα δουλεύει μια χαρά.Μήπως είμαι λάθος?
Μήπως τα 150mA είναι υπερβολικά

 

[Στέλιος Περγιουδάκης]

1.Στο τέλος το βάζω απλά για να δείξω πως κατανέμεται η ισχύς στα επιμέρους τμήματα, δεν το ξανά υπολογίζω.

2. Εφόσον το κύκλωμα του Αλέξανδρου απαιτεί 350 mA σε ηρεμία σε κάποιες στιγμές ίσως να χρειάζεται άλλα 100mA επιπλέον. Άντε αφήνουμε και 50mA ως ασφάλεια για το μοσφετ να μην στραγγίξει αυτή την δύσκολη στιγμή.
Στην περίπτωση σου τώρα ας δούμε πως θα υπολόγιζα τις αντίστοιχες τιμές.
Τάση εισαγωγής 45V ώστε να έχει 10V παραπάνω να δουλέψει το πρώτο μοσφετ. Μέχρι και 15V επιπλέον, δηλαδή 50V δεν είναι υπερβολή.
Αν το κύκλωμα σου θέλει 8mA σε ηρεμία κάποια στιγμή θα χρειαστεί μέχρι και 16mA για ελάχιστο χρόνο. Επίσης το κύκλωμα σου θέλει 35V, άρα και το δεύτερο μοσφετ αναγκαστικά αφού είναι συνδεδεμένο παράλληλα με το κύκλωμα σου θα δουλέψει στα 35V. Οι ημιαγωγοί για να δουλέψουν σωστά θέλουν κάποιο ρεύμα.(εδώ κανονικά αν θέλουμε να ήμαστε σωστοί θα πρέπει να συμβουλευτούμε τις καμπύλες του συγκεκριμένου ημιαγωγού που θα χρησιμοποιήσουμε).
Εμπειρικά νομίζω ότι τα 100mA είναι το ελάχιστο ρεύμα λειτουργίας για τα μοσφετ που χρησιμοποιούμε .(IRFP9240 κλπ).Άρα στην περίπτωση σου θα υπολόγιζα 16εως 20mA για το κύκλωμα και 100 κατ ελάχιστο για το δεύτερο μοσφετ.
Πάμε τώρα στους υπολογισμούς:
Τάση εισόδου 45V. Τάση εξόδου 35V Συνολικό ρεύμα : 20mA το φορτίο συν 100mA το δεύτερο μοσφετ=120mA.
Ισχύς Α μοσφετ=ΔV X I ολικό= (45V-35V) X 120mΑ=10V X 0.120A=1.2W
(μέτρια κατανάλωση στο πρώτο μοσφετ , άρα σχετικά μικρή ψυκτρα)
Υπολογισμός R1. 2V/120mA=16.6Ω
Ισχύς Β μοσφετ =35V X (120mA-8mA)=35V X 0.112A=3.92W (Αρκετή κατανάλωση, άρα μεγαλούτσικη ψυκτρα. Εναλλακτικά τοποθέτηση του μοσφετ πάνω στο μεταλλικό κουτί.
Κατανάλωση κυκλώματος =35V X 0.008A=0.28W.
Τώρα θα μου πεις, σιγά μην κάψω 1,2W+3.92W=5.12W σε θερμότητα για τα 0,28W που θέλω στο κύκλωμα μου.
Το κύκλωμα σου δουλεύει και όπως το έχεις σωστά, αλλά κάποια στιγμή είμαι σίγουρος ότι θα το δοκιμάσεις και με παραπάνω ρεύμα. Κάντο με την ησυχία σου και μας λες τα αποτελέσματα στην απόδοση.

 

[exp4nder]

Μια τελευταία επιβεβαίωση ρε παιδιά για να είμαι σίγουρος, γιατί πλέον λειτουργεί μεν, αλλά...
Λοιπον, θέλω 500mA 5,5V
Έβαλα ψευδοφορτίο 10,5Ω άρα 5,5/10,5 = 0,52Α
Τάση δευτερεύοντος 12,8V
Με R1=1,4Ω μετράω τάση 0,75V, άρα Ιολ=0,53Α
Μετράω τάση στο q1 5V, στο q2 3,85V, στα led από 1,85-1,99
Τάση εξόδου 5,5V και το τριμεράκι (2k) πάει μέχρι 5,95V.
Καλά είμαι?
To θέμα είναι ότι το q2 δεν ζεσταίνεται σχεδόν...αλλά έχω ψύκτρα το ίδιο μεγάλη με του q1, οπότε λογικό είναι ε αφού έχει μικρότερη κατανάλωση...

 

[dade]

Ευχαριστώ για την απάντηση
"Τώρα θα μου πεις, σιγά μην κάψω 1,2W+3.92W=5.12W σε θερμότητα για τα 0,28W που θέλω στο κύκλωμα μου"
Κάπως έτσι το σκέφτηκα
Σε δοκιμές που έχω κάνει πάει καλά μέχρι τώρα

 

[Salas]

Απάντηση: Re: Shunt Regulator V 1.1 (rev 2) by Salas

Μια τελευταία επιβεβαίωση ρε παιδιά για να είμαι σίγουρος, γιατί πλέον λειτουργεί μεν, αλλά...
Λοιπον, θέλω 500mA 5,5V
Έβαλα ψευδοφορτίο 10,5Ω άρα 5,5/10,5 = 0,52Α
Τάση δευτερεύοντος 12,8V
Με R1=1,4Ω μετράω τάση 0,75V, άρα Ιολ=0,53Α
Μετράω τάση στο q1 5V, στο q2 3,85V, στα led από 1,85-1,99
Τάση εξόδου 5,5V και το τριμεράκι (2k) πάει μέχρι 5,95V.
Καλά είμαι?
To θέμα είναι ότι το q2 δεν ζεσταίνεται σχεδόν...αλλά έχω ψύκτρα το ίδιο μεγάλη με του q1, οπότε λογικό είναι ε αφού έχει μικρότερη κατανάλωση...

Μόνο 10mA περιθώριο. Δώσε 0.65Α CCS νά κουνηθεί λίγο καλύτερα.

 

[Στέλιος Περγιουδάκης]

Αλέξανδρε 350mA δεν ήθελες για το βουβάλι? Αρα έπρεπε να βάλεις 5,5V/350mA= 15.7Ω ψευδοφορτίο. Με το 10,5Ω που έβαλες του πήρες ολο το ρεύμα.

 

[Salas]

Χονδρικό τέστ είναι. Άς βάλει καί 15Ω. Άμα τελικά θέλει 350mA γιά τό φορτίο, ναί νά μήν περάξει άλλο τήν πηγή, μόνο τό dummy load.

 

[lemon]

Νομίζω ότι ο Αλέξανδρος στο ρεύμα είναι μια χαρά.
Ακόμη και με το "οριακό" φορτίο το ρεγκ ανταποκρίθηκε καλά.

Ας το δοκιμάσει και με 15-16 ωμ τεχνητό φορτίο, αλλά προτείνω πριν το βάλει στο κανονικό κύκλωμα να κλείσει το τριμεράκι σε χαμηλότερη θέση, γιατί πιστεύω ότι τα 350mA που αναφέρονται στο βουβάλι δεν είναι σε ηρεμία.

 

[exp4nder]

Τί είναι καλυτερο τελικά, να δώσω άλλα 100mA από ρ1? Αφού σύμφωνα με όσα διάβαζα εδώ κι αλλού κατάλαβα ότι το μεγιστο φορτίο υπολογίζεται έτσι όπως το υπολόγισα κι εγώ (350mA dac+100mA παραπάνω για καλό και για κακό μήπως τα ζητήσει όταν δουλεύει, + 50mA έξτρα αέρας = 500mA) και με βάση αυτό υπολόγισα και την ρ1 αλλά και το ψευδοφορτίο. Το σωστό ποιό είναι τελικά? Να υπολογίσω κι έξτρα 100-150mA στη πηγή, ρ1 ή να βάλω ψευδοφορτίο για τα 350mA? Αλλά γιατί?

 

[lemon]

Αλέξανδρε μάλλον σε έχουμε μπερδέψει.
Σου παραθέτω ένα απόσπασμα του Στέλιου και υπογραμμίζω τα σημεία που πρέπει να δώσεις προσοχή.

....Το συνολο των εξαρτηματων του πρωτου μοσφετ φροντιζει να βαστα σταθερο το ρευμα του συνολου σταθεροποιητη- κυκλωματος προς τροφοδοτηση. Το συνολο δευτερο μοσφετ-κυκλωματος προς τροφοδοτηση που βρισκονται συνδεδεμενα παραλληλα ειναι το φορτιο. Το συνολικο σταθερο ρευμα που περνα απο το πρωτο μοσφετ θα μοιραστει σε δυο ποσοτητες εκ των οποιων η μια θα περασει απο το δευτερο μοσφετ και η αλλη απο το κυκλωμα που τροφοδοτουμε. Το αθροισμα τους θα ειναι παντα ισο με το συνολικο ρευμα που εμεις καθοριζουμε μεσω της αντιστασης R1....

Με λίγα λόγια για να καθορίσουμε το ρεύμα της R1 και κατά συνέπεια της τιμής της, σαφώς πρέπει να ξέρουμε το τι ρεύμα απαιτεί η συσκευή που πρόκειται να τροφοδοτήσουμε (εδώ αμπερόμετρο εν σειρά μας λέει την αλήθεια), όπως επίσης να ξέρουμε και τι ανάγκες έχει σε ρεύμα το ίδιο το ρεγκ εσωτερικά (το δεύτερο μοσφετ που περιγράφεται), εδώ ένας αέρας από 70-150mA συνήθως καλύπτει τις όποιες ανάγκες.

Εν κατακλείδι, 350mA είναι το φορτίο σου (του βουβαλιού), έδωσες στην R1 γύρω στα 0,5Α οπότε περισσεύουν και 150mA τόσο για τις ανάγκες του ρεγκ όσο και για κάτι παραπάνω...νομίζω είσαι άψογος.
Τώρα για το τι τιμή δοκιμάζεις στο τεχνητό φορτίο και πιθανόν να σου είχα γράψει λάθος πρωτύτερα (τώρα που το βλέπω ξανά πρέπει να σου είχα γράψει γύρω στα 11 που σημαίνει ότι το υπολόγισα με 0,5Α), πάντα βάζεις σύμφωνα με τις απαιτήσεις της συσκευής δηλ. του βουβαλιού.
Ι=Vout/R=>R=Vout/I=>R=5.5/0.35=>R≈15.7 Ohm

Το άθροισμα φορτίο συσκευής+φορτίο ρεγκ δεν υπολογίζεται για την τιμή του τεχνητού φορτίου αλλά για τον καθορισμό της R1 στο δικό σου σχέδιο της έκδοσης 1.0

Βάλε γύρω στα 15,7 ως τεχνητό φορτίο και δες τι τιμές παίρνεις εξόδου μέσω του τρίμερ. Κλείσε την τελική τιμή για ασφάλεια (σε περίπτωση που τελικά το βουβάλι δεν έχει αυτό ως σταθερό φορτίο) και βάλτο στο βουβάλι και ρύθμισε ξανά. Δεν νομίζω να έχει πρόβλημα με χαμηλότερη τάση...
Τελική ρύθμιση μετά από 10' λεπτά συνεχής λειτουργίας και καλό είναι εδώ να έχεις και κανένα παλμογράφο για έλεγχο ταλάντωσης.

Συνήθως αυτή τη διαδικασία ακολουθώ.

 

[exp4nder]

Εντάξει όσο το σκέφτομαι το καταλαβαίνω νομίζω, ουσιαστικά το νταμυ το υπολογίζουμε με το ρεύμα που ζητά συνήθως το κύκλωμα, πχ 350 και τον έξτρα αέρα 100-150 τα βάζουμε να υπάρχουν στην πηγή για το ρεγκ και παν ενδεχόμενο, σωστά? Άρα αν είναι έτσι, νομίζω δεν χρειάζεται να αλλάξω κάτι γιατί η πηγή μου επιτρέπει 520mA και το βουβάλι ζητα συνήθως 350. Και το ότι το υπολόγισα με 500 σαν ψευδοφορτίο δεν μου φαίνεται να πειράζει, από την άποψη ότι ζητά λιγότερο κι όχι περισσότερο τελικά. Το έχω συνδέσει πάνω του τώρα και το έχω ρυθμίσει κι όλα φαίνονται οκ, και το q2 ζεσταίνεται περισσότερο απο ότι πριν με το ψευδοφορτίο, άρα τώρα όντως ζητά to dac λιγότερο από 0,5Α και το έξτρα περνα από το q2. Νομίζω είμαι οκ, πρέπει να ξαναβγάλω και να βάλω μικρότερο ψευδοφορτίο κλπ., αφού δεν θα αλλάξει κάτι...?

 

[exp4nder]

Re: Απάντηση: Shunt Regulator V 1.1 (rev 2) by Salas

Το άθροισμα φορτίο συσκευής+φορτίο ρεγκ δεν υπολογίζεται για την τιμή του τεχνητού φορτίου αλλά για τον καθορισμό της R1 στο δικό σου σχέδιο της έκδοσης 1.0

Μαζί γράφαμε, μπράβο αυτό δεν είχα πιάσει ως τώρα...σας ευχαριστώ όλους!

 

[lemon]

OK, Αλέξανδρε.
Είσαι εντάξει άστο να δουλέψει για αρκετή ώρα και κάνε μικρορύθμιση σε τυχόν ολίσθηση λόγω θερμότητας.

Μη ξεχνάς το θέμα του παλμογράφου, δεν το θεωρώ πολυτέλεια σε τέτοιες υλοποιήσεις.
Θα δεις θόρυβο και τυχόν ταλάντωση, οπότε μπορείς αναλόγως να διορθώσεις...