Fuente de alimentación de precisión / Elektor, diciembre de 1982

Dado que esta PSU fue publicada por Elektor, asumo que algunos de ustedes habrán escuchado o leído sobre este proyecto.

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

Esta fuente de alimentación es capaz de suministrar de 0 a 33 V a 3 A. Su voltaje está estabilizado, se puede regular y tiene control de limitación de corriente + protección contra cortocircuitos.

Este es también mi proyecto final de la escuela. Hice dos de estas PSU en una carcasa. El primero funciona perfectamente bien. Pero el segundo causa un problema en la salida que aún no se pudo resolver.

Mi mentor (profesor) y yo hicimos todo tipo de mediciones en la fuente de alimentación que no funciona: conexiones de medición, posibilidades de cortocircuito, medición de voltaje en componentes específicos y también con osciloscopio.

Lo que descubrimos es lo siguiente: después de encender la fuente de alimentación, el voltaje de salida aumenta a cierto nivel (depende del potenciómetro de voltaje) y luego comienza a descender lentamente hasta 3V. Luego, el voltaje cambia lentamente de 3V a 5V. Cuando medimos los amplificadores operacionales y LM723, en ciertos pines también había un voltaje que cambiaba lentamente. Y si conecto la carga en la salida, el voltaje desciende lentamente hasta 0V (todo parece que debería haber un condensador que cause estos problemas)

Cambié Op-amp, LM723 y algunos condensadores (todos menos el condensador de suavizado; mi profesor dijo que no causaría tales problemas).

* Los condensadores son más antiguos (pero aún no se han usado), todos los demás componentes son nuevos (también el condensador de suavizado, el grande).

También invertí mucho dinero y tiempo en él y no quiero terminar así (con solo la mitad funcionando; hice dos en uno con etapas de transformador separadas para poder obtener un voltaje negativo de +33V a -33V ).

Espero que alguien tenga alguna idea o haya trabajado en un proyecto similar para poder resolver mi problema (que permaneció sin resolver hasta ahora).

Una de las dos fuentes de alimentación

Algunos disipadores de calor rudos

esquema del circuito

Panel frontal (falta el interruptor en el medio)

ingrese la descripción de la imagen aquí

Todas estas medidas se midieron a la GND común del circuito en esa parte del circuito (etapa estabilizadora). Esta etapa tiene una fuente transformadora de 10V/0/10V (TR1). TR2 es una etapa de potencia de 26V.

PCB NO FUNCIONA

C1= 10,7V (debería ser más (Uin por raíz cuadrada de dos))

C2= 10,7V (-||-)

C3= fluctúa alrededor de 9V

C4(IC1/pin 13)= fluctúa alrededor de 10V

C5= fluctúa alrededor de 9V

C6(R7)= fluctúa alrededor de 5V

C7 (IC2/pin 6) = fluctúa alrededor de 8V

C8(R14)= fluctúa alrededor de 8V

C9= fluctúa alrededor de 8V

C10(*a GND de la etapa de potencia)= 35,5V

C11(R23)= fluctúa alrededor de 9V

IC1 (estabilizador) :

1= 0V

2= ​​9,6V-9,8V

3= igual

4= igual

5= igual

6= igual

7= 8,8V-9V

8= 0V

9= 4,7V-4,8V

10= 9,6V-9,8V

11= 10,7V

12= igual

13= 10,6V-10,8V

14= 0V

IC2 (amplificador operacional) :

1= 10,8V

2= ​​7,2V-7,5V

3= 5,3V-6V

4= 10,8V

5= igual

6 = 7V-9V

7= 10,6V-10,8V

8= 0V

IC3 (amplificador operacional) :

1= 10,8V

2= ​​8,8V-9V

3= igual

4= 10,8V

5= igual

6= 10,3V

7= 10,8V

8= 0V

PCB DE TRABAJO

C1= 13V

C2= 13V

C3= 7,2V

C4(IC1/pin 13)=7,3V

C5= 7,3V

C6(R7)= 35V

C7(IC2/pin 6)= 12,5V

C8(R14)= 0,15V

C9= 0,15V

C10(*a GND de la etapa de potencia)= 35,5V

C11(R23)= 0,15V

IC1 (estabilizador) :

1= 0V

2= ​​7,3V

3= igual

4= igual

5= igual

6= igual

7= 0V

8= 0V

9= 1,2V

10= 7,3V

11= 13V

12= igual

13= 8,6V

14= 0V

IC2 (amplificador operacional) :

1= 13,1V

2= ​​0,04V

3= 0,43V

4= 13,3V

5= 13,1V

6= 12,5V

7= 13,1V

8= 0V

IC3 (amplificador operacional) :

1= 0V

2= ​​0,15V

3= 0,5V

4= 13,1V

5= igual

6= 12,4V

7= 13,1V

8= 0V

Ya que tiene uno que funciona, ¿comparó el que no funciona con el que funciona?
Lo más probable es que haya errores de conexión de soldadura. Compare todos los voltajes de los pines en el umbral de falla, incluidos Vcc, Vee
En particular, los pines 2 y 3 de OA deben bloquearse para la salida en un rango lineal, lo que reduce la salida en el pin 6 para cortar la salida. Si LM723 Reg. la salida oscila, entonces tiene problemas para aumentar la salida.
Nunca use condensadores viejos, especialmente los electrolíticos, no envejecen tan bien. Escuche lo que dijo @IgnacioVazquez-Abrams también.
Comience con mediciones de potencia de +/- VCC, luego busque puntos de acceso, luego verifique U1, antes de U3, U4 U1. ¿El diseño se ve extraño sin una relación de retroalimentación negativa, por lo que solo tiene un V bajo? U1 es un diseño bastante obsoleto.
"Cuando medimos los amplificadores operacionales y LM723, en ciertos pines también había un voltaje que cambiaba lentamente". Ahora ahí está el meollo del problema, y ​​no crees que necesitemos saber exactamente qué estaba pasando. Ya que no ha creído conveniente dejarnos saber exactamente lo que está pasando, supongo. Comience quitando el diodo del amplificador operacional de límite de corriente. Si esto lo soluciona, ya sabes dónde buscar a continuación. De lo contrario, ¿ha dicho que tiene 2 suministros configurados para + y -? ¿Y está seguro de que el suministro está correctamente aislado? ¿Qué tal el contacto de los disipadores de calor? ¿Cómo, exactamente, están conectados los dos suministros?
@WhatRoughBeast: Sí, el corazón del problema es 100% "el cambio de voltaje". Hmm, diodo... No lo sé. La gorra puede ser el problema... Sí, ambos están configurados como dijiste. Sin contacto entre los disipadores de calor. Verifiqué eso. Cada suministro tiene su propio transformador, el primario de los transformadores está conectado a 230 V, que aún está separado.
@TonyStewart.EEsince'75: Podría estar de acuerdo con usted en varios puntos: mis habilidades de soldadura son deficientes, especialmente en esta PCB, pero las conexiones se verificaron con un ohmímetro; Podría resolver esto haciendo otra PCB.
@TonyStewart.EEsince'75: Y sí, comparé esos dos. Medí condensadores (a tierra común), amplificadores operacionales y LM723 -> los resultados; el cambio de voltaje ya se puede ver en los pines del estabilizador de voltaje LM723 y en los amplificadores operacionales, pero estoy muy seguro de que el problema no está en ellos porque compré unos nuevos y reemplacé los viejos - los mismos resultados -> las tapas son sospechosas de a mí; Creo que realmente debería comprar unos nuevos. Dime que piensas. Puedo publicar los resultados de la medición (imagen) si esto ayuda. :D
@TonyStewart.EEsince'75: también cuando estaba soldando esta PCB que no funcionaba, era mi (realmente) PCB para soldar, así que puedo decir que no es realmente una obra maestra: en algunas partes de la PCB, el cobre comenzó a pelarse ( demasiado sobrecalentamiento), pero lo reparé como pude: el medidor de ohmios aún indica que todas las conexiones son conductoras, pero podría haber un error o dos en las conexiones soldadas de PCB.
@Andyaka: tengo un montón de ellos (pero sin usar). Entonces, ¿no debería usarlos en general y tirarlos?
Googlea amigo.
Como ya he dicho. Comience probando el suministro +/- y todas las conexiones. Una carga simple puede probar la regulación de carga y el voltaje de ondulación.
@ TonyStewart.EEsince'75: puede verificar la edición que hice (comparando los dos PCB)
@IgnacioVazquez-Abrams: Puedes revisar la edición que hice (comparando los dos PCB)
¿Esto es a nivel universitario? ¿Cómo diablos la construcción de un circuito a partir de una revista de hace 35 años califica como proyecto final? Gravemente cayendo los estándares...
Escuela secundaria @MattYoung. Este proyecto se ha realizado varias veces como proyecto final en mi escuela. Y por lo general funcionó bien.
¿Todas las piezas en la polaridad correcta? Se necesita prueba de alcance o al menos Vac en DMM
@TonyStewart.EEsince'75: La polaridad no es el problema.
Medir y luego corregir. no adivinemos
@TonyStewart.EEsince'75 Todavía no he comprobado la polaridad, pero las tapas electrolíticas están todas de la misma manera en ambos PCB.
@Keno, se planteó y cerró esta pregunta en la que alguien le pregunta sobre su pregunta anterior. Solo actúo como mediador para que la persona te escuche. Supongo que está atrapado con bajas repeticiones y se está frustrando con las reglas.
el enlace no se abre. Por favor actualice el enlace del pdf
@rubix_1911 Creo que no hay otro sitio que muestre este artículo sobre la fuente de alimentación Elektor. Este pdf todavía funcionaba hace aproximadamente un año. Intente unos días después, tal vez lo reparen.
Guau. ¡ Esa es una hermosa fuente de alimentación de banco!
@Sixtyfive ¡Y ahora funciona de maravilla! Definitivamente vale la pena el tiempo y los gastos para construirlo. Realmente puse mucho esfuerzo en la construcción de este PS :D

Respuestas (4)

@Keno - "Sí, el corazón del problema es 100%" el cambio de voltaje "Correcto. Así que deja de andarte por las ramas y dinos cuáles SON los voltajes. Y si los voltajes 723 están cambiando, entonces aísla la sección 723 eliminando los 3 componentes básicos de la unidad (R9, D4 y D5), y descubra por qué el 723 está fallando. Vamos, esto no es difícil. Aísle la sección del problema, determine el error y corríjalo. Deje de andarse con rodeos con generalidades.

Puede verificar la edición que hice (comparando los dos PCB)
Me sorprende que tu profesor no te haya ayudado a aislar este problema trivial.
También me sorprende que hayas aceptado esta respuesta. Cualquier reto con fallos es una buena experiencia para aprender.
@TonyStewart.EEsince'75 - Por lo que vale, también estoy sorprendido.

Soy de Brasil, también estoy montando esta fuente (3 salidas: 2 x 0 a 36Vac >> 47Vcc @ 4A, 1x 8vca >> 9vcc @ 3A) También tengo problemas, pero en la parte de IC2 (ajuste de voltaje) Ya hice muchas pruebas y cambios de componentes que son nuevos, creo que el LM741 que compré no es cierto, pero aún no he encontrado otro proveedor confiable.

Mi regulador LM723 funciona bien con 7.1V estables como se describe en el artículo de la revista Elektor, y por cierto no funciona correctamente.

Vi a través de sus mediciones que algunos voltajes están fuera del camino... Le diría que revise algunas cosas:

  • ¿Posible lote de LM723 falso?
  • Alta ESR de condensadores electrolíticos (¿revisó esto?).
  • ¿Conexión posible (cables de sensor invertidos US + y US-)?
  • ¿Inestabilidad debido al uso de un suministro de voltaje más bajo en el circuito regulador de 10,7 V?

Si puedes poner más fotos, puede ser más fácil que alguien vea algo mal y encuentre el defecto. Asegúrese de comentar sobre cómo encontrar el defecto. Perdóname si escribí alguna tontería (no hablo inglés y uso traductor de google). ¡Buena suerte!

Probablemente. Como una PCB funcionaba perfectamente y la otra no, hice otra con placa nueva y todos los elementos nuevos. Ahora funciona perfectamente. Realmente no me molesta lo que salió mal allí.
Me alegro de que tu circuito funcione. El mío todavía tiene problemas para ajustar el voltaje. Cuando subo el ajuste de voltaje el voltaje sube a 32Vdc cuando debería subir a 47Vdc, cuando reduzco P1 el voltaje sube y el potenciómetro funciona al revés (min: 47Vdc, Max 32Vdc). Por lo tanto, si analizo se supera un parámetro IC2 (741), se llama "voltaje de entrada", que es el voltaje entre la entrada y GND de la fuente auxiliar (no el diferencial de voltaje entre las entradas), este voltaje no debe ser Más alto que el voltaje de suministro del amplificador que
... es alrededor de 15.5V, como 23.5Vdc> 15.5Vdc el comportamiento del IC2 es inestable .... podría medir el voltaje entre el pin 3 del IC2 y GND de la fuente auxiliar Con la configuración de voltaje máximo y mínimo entonces puedo hacer una comparación? Le agradezco si puede ayudar (ya que usé Google para traducir este mensaje antes).
Lo logré solucionar, el defecto era porque reemplacé los transistores originales (T2...T5) por unos de mayor ganancia y esto le provocaba inestabilidad al circuito.

Hay un par de problemas con este circuito un poco más allá de los problemas descritos por Keno. Estos están a lo largo de las líneas de los sentidos. Parece un poco que se habrían agregado más tarde sin pensarlo mucho.

1) Me gustaría que el instrumento muestre el voltaje a través de los cables sensores. Por lo tanto, la medida de V (M2) debe conectarse a Us- y Us+, no a U+ y U-. Esto mostraría el voltaje "efectivo" real en el objeto/DUT alimentado.

2) El común del circuito del controlador (IC1 pin 7) está vinculado a Us+, lo cual es razonable para regular el voltaje. Entonces, la medición de voltaje real está entre Us + / Us-, lo cual es correcto. La corriente se mide a través de R21, que se eleva por encima de la tierra común (pin 7 de IC1) en relación con la corriente efectiva. Por ejemplo: esto es 0.66V para 3A. Supongamos que hay una diferencia de 0,3 V entre U+ y Us+ causada por una caída de tensión en el cable de alimentación y otras pérdidas. Esto conduce a un voltaje de 0,3 V en R23 y 0,66 V en R21. Por lo tanto, R14 está a 0,96 V. A partir de eso, está claro que una variación de delta Us+ y U+ conduce a una corriente diferente, lo que muy probablemente contradice la idea de diseño. Yo llamaría a eso un comportamiento inverosímil.

Hay una opción para conectar P2 a U+. Luego, IC2 con R13 / R14 compara los voltajes "correctos". Pero a medida que P2 flota sobre terreno común, la corriente a través de R15 y P2 variará. Esto también cambiará el voltaje a R13. Por lo tanto, esto no es un remedio.

Solo puedo imaginar una segunda fuente de voltaje que considere U + como tierra como una solución adecuada. Entre el riel regulado (IC1 pin3) y la tierra común debe haber suficiente "espacio" para implementar R15 y P2 flotando sobre U+ con ~1..1.5V de caída de detección máxima. Eso sería un buen bodge. Suponiendo que esto debería ser "precisión" como implica el nombre del circuito, esta solución es relativamente sustancial.

¿Quizás alguien más ve una mejor solución?

Bienvenido :-) Sin embargo, una "respuesta" (escrita en el cuadro "Tu respuesta" como lo hiciste) debe responder a la pregunta original publicada en la parte superior de la pantalla. Tu "respuesta" no está haciendo eso. En cambio, parece que está tratando de mejorar el diseño original de la fuente de alimentación y luego solicita respuestas de otros. Ninguno de esos enfoques está permitido en una respuesta en Stack Exchange. A diferencia de los foros de Internet típicos, los sitios de Stack Exchange tienen diferentes lugares para preguntas, respuestas y comentarios. Consulte el recorrido y el centro de ayuda para obtener más información. Supongo que debería hacer esto como una nueva pregunta, con un enlace aquí para el contexto.

Recuerde que ayer comenté "Si la salida LM723 Reg. oscila, entonces tiene problemas para aumentar la salida".

Claramente, su suministro no regulado está sobrecargado en ambos lados, cayendo V de +/- 13 (bien) a +/- 10.7 (falla). Por lo tanto, algo lo está cargando.

Este diseño antiguo utiliza una compensación externa para los efectos de segundo orden que, en los amplificadores operacionales de bucle cerrado, provocan la pérdida del margen de fase y pueden provocar que la oscilación no tenga margen.

Un problema común es que la inductancia del cable del orificio pasante de la tapa y las conexiones a tierra puede causar un cambio de fase y, si no se compensa adecuadamente, oscilará.

Encontré sus datos útiles pero no en la forma presentada, así que los importé a una hoja de cálculo para alinear los resultados en dos columnas y luego importé las imágenes del PDF de la hoja de datos. Puede mostrar esto en su tesis para demostrar problemas del mundo real. Todas las fuentes de alimentación deben probarse para determinar el margen de fase de ganancia hasta que se demuestre que son estables. El método alternativo es la carga escalonada Q o la respuesta de llamada para determinar el margen de estabilidad.

Recomendaciones

  • Aumente el valor de C4 hasta que se estabilice hasta 10x.
  • Advertencia: esto afectará el ancho de banda del bucle y el tiempo de respuesta de la carga escalonada.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Hmm... No entiendo muy bien el punto de tu compensación. Si la primera PCB funciona sin esta compensación, ¿por qué la necesitaría la que no funciona?
¿Midió el margen de fase de la carga escalonada? La conexión a tierra tiene una gran influencia si oscila a, digamos, 10 MHz. ¿Ya alcanzó el pin 13?
Cuando medimos con el profesor, un pin (no estoy seguro si 13) estaba haciendo impulsos casi cuadrados. Yo mismo no tengo el alcance ... todavía.
Eso es oscilación. Si tiene otro límite para agregar, pruébelo y mida CC, CA con DMM
¿Qué gorra? ¿El alisado?
Aumente el valor de C4 hasta que se estabilice hasta 10x.
10 veces que??
valor inicial 100pF prueba 1nF
Fuente de alimentación de precisión / Elektor, diciembre de 1982
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