Cum trebui sa fie o sursa de laborator? Subiect de discutii si dezbateri!

[cata rator]

5 minutes ago, Director said:

Asa si ce vina am eu.

Poate ți-aș fi răspuns dacă nu aș fi avut inspirația să mă uit ce topice ai deschis și cam la ce nivel tehnic te situează răspunsurile date.

Așa...ar fi un efort inutil.

[Vizitator]

Acum 17 minute, cata rator a spus:

Poate ți-aș fi răspuns dacă nu aș fi avut inspirația să mă uit ce topice ai deschis și cam la ce nivel tehnic te situează răspunsurile date.

Așa...ar fi un efort inutil.

Foarte bine. Nu ma etalez cu nivelul pe forum. Daca vrei nivel, du-te la facultate. Iti dau aia acolo de nu poti sa duci. Pot sa iti atarn 2 diplome in domeniu si 2 foi matricole, dintre care, pe una scrie ca am terminat al doilea dintre cei cu specializarea mea. Am 6 ani in care am invatat de la cum merg planetele la cum se sparg atomii. Pur si simplu doresc sa pun un bec acolo unde as putea sa fac un driver pentru un led si sa controlez intensitatea si culoarea. Sunt satul de teorii, viata e mai frumoasa cand e simpla. Am proiectat lucruri foarte complicate. Matale cu ce te lauzi? Cu gura mare, nu?

Editat Martie 13, 2019 de Vizitator

[validae]

Nu vă mai scandalizați......o sursă ,,de laborator,, potrivită, depinde și de cerințele fiecărui ,,laborator,,. Nu toți au nevoie de afișare la miliVolt și miliAmper, de protecție la radiații Gamma spațiale și la zgomot sau riplu de microVolți pe ieșire.O sursă ,,universală,, și care să aibă toate protecțiile și utilitățile necesare tuturor și oricui, ar costa mult mai mult decât și-ar permite un amator sau constructor/depanator de ocazie.Ar fi apanajul NASA sau militar. Eu cred că trebuie să ne concentrăm pe chestii palpabile, nu Star Trek....deci o sursă care să nu coste mai mult de 400-500 Lei și care să aibă niște parametri rezonabili, nu SF-uri. Că altfel vorbim de chestii comparabile cu distorsiunile THD de 0,0000001 de la Amplificatoare, unde distorsiunile boxelor comandate sunt de circa 3-5%.Atunci unde e câștigul ? Măsurăm cu șublerul și tăiem cu drujba ?

[sesebe]

Acum 14 minute, validae a spus:

Atunci unde e câștigul ? Măsurăm cu șublerul și tăiem cu drujba ?

 

Se poate si asa. Stiu persoane care pot face asta.

Iar o sursa "de laborator" ramine o sursa de laborator si trebuie sa aiba niste parametri minimi garantati iar asta nu se poate realiza doar cu banii de buzunar - de mers la restaurant.

Perfect de acord ca nu toata lumea are nevoie de o sursa de laborator. In cele mai multe cazuri este suficienta o sursa "universala" mai mult sau mai putin, dar in caz ca o numesti de laborator atunci chiar trebuie sa fie de laborator.

Pe de alta parte se poate realiza o sursa incadrabila ca sursa de laborator in sub 1000 RON, chiar semnificativ mai jos daca nu se cer si curenti enormi la iesire.

[UDAR]

Mi s-a pus mai devreme o întrebare ( sau poate mai multe ) și vreau să răspund.

1.Postarea care a devenit originea acestui topic a fost inițial într-un topic despre construcția unei surse DIY. Deci mă refer  în principal la astfel de surse când enumăr acele condiții pe care le-am considerat necesare sau măcar utile.

2. Da, doream niște considerente poate impropriu numite teoretice dar oricum de principiu de genul - este sau nu necesară o protecție la scurt circuit ? ( Am forțat desigur exemplul ). Speram ca deținătorii de surse ”brand name” să vină cu informații de genul : uite, eu am sursele X și Y de la brand-ul Z care NU au buton de izloarea ieșirii , deci nu e neapărat necesar .... 

3. Sigur, postarea și discutarea unor scheme de la fabricanți de marcă este un exercițiu excelent . Nu sunt însă convins că este aici locul cel mai potrivit . Dar dacă cineva postează o schemă pe care o și comentează e foarte bine.

 

Și niște completări sau comentarii .

Desigur este greu de stabilit o listă de condiții pentru o sursă de laborator când nu am definit ce înseamnă laborator. Sunt de asemnea de acord că pretențiile sunt diferite în funcție de necesități . Dar una din calitățile unei surse de laborator ( chiar dacă nu am enumerat-o ) este de a fi relativ universală. Nu vorbim deci de surse specializate. 

De asemenea nu povestim despre certificări, acreditări, ș.a.m.d.  Nu vreau să deschid iar o discuție despre legislație, spun doar că există un grad de relaxare chiar și în domeniul profesional darămite pentru amatori. 

 

Și, în fine , spre a duce discuția spre chestii mai concrete ( cum corect pretindea cineva ) vă propun să luăm câte un parametru pe rând și să-l analizăm . 

Voi reveni cu propunerea mea peste ceva timp dacă nu se alege alt subiect pănă atunci.

 

[sesebe]

Sper sa nu deranjeze dar am sa copii aici o postare facuta intr-un alt topic dar care este in strinsa legatura si cu acet subiect:

 

Ca sa ai un raspuns corect la intrebarea "Cât timp rezistă joncțiunea la curentul maxim admis (în catalog 2N3055 are Ic=15Adc maximum ratings) tranzistorul find montat corect pe un radiator dimensionat" ar trebui sa stii sa interpretezi un grafic SOA si ar mai trebui sa stii care este curentul maxim in circuit in cazul unui scurtcircuit la iesire cu limitarea de curent inactiva. Acest curent maxim este determinat de tensiunea pe condesatorii de filtrare, de ESR-ul echivalent al acel condesatori si de rezistenta totala de circuit.

Eu personal am masurat spike de 18-20A timp de citeva zeci de microsecunde.

SOA 2n3055:

Conform acestui grafic la o diferenta de tensiune de ~40V (cit este necesar la intrare pt o sursa cu 30V si 3-5A la iesire, un singur 2N3055 nu poate face fata nici 10 microsecunde si deci are trebui minim 2 tranzistori chiar daca in conditii normale de utilizare tranzistorul poate disipa puterea ceruta.

Pt acest gen de analiza nu conteaza deloc ce radiator are atasat tranzistorul pt ca la o capsula metalica TO3 exista un delay de minim 400-600 microsecunde pina caldura incepe sa iasa afara din capsula, deci nu apuca sa ajunga la radiator pina sa se activeze protectia/limitarea de curent.

 

Acum legat de tranzistorii FAKE ar trebui sa stii ca princilala lor problema in cazul utilizarii la surse o constituie pastila de siliciu mult mai mica ceea ce determina o inertie termica mult mai mica si deci un second breakdown care apare mai "repede" chiar daca puterea maxima disipata in DC este inca in limite rezonabile fata de datasheet.

Deci la utilizare normala un tranzistor "FAKE" probabil va functiona fara probleme dar in caz de scurtcircuit pe iesire s-ar putea ca sa trebuiasca sa iei in calcul o curba asemanatoare cu cea de la DC din datasheetul lui 2N3055, curba care zice ca la 40V cadere de tensiune ai un curent maxim permis de numai 3A si deci pt a supravetui in cazul unui scurt pe montajul pe care am facut eu masuratori iti trebuie vreo 6-7 tranzistori (curent de scurt de 18-20A). Din fericire la tranzistorii utilizati de mine SOA se pare ce era in jurul a 5A la 1msec si deci cu 4 tranzistori acopeream cerinta de supravietuire la scurt pe iesire.

Erau tranzistori MJE2955 cu SOA datasheet:

Dar din cauza ca probabil erau "FAKE" avind o pastila de siliciu infima a trebuit sa fac un "derating" fata de datasheet dupa ce am constatat ca picau pe rupte tranzistorii in caz de scurtcircuit. Probabil curba de 100µsec era undeva pe la cea de 3-5msec din datasheet.

 

Ca ideie, uite cit are SOA un tranzistor IRFP540 utilizat in sursele Agilent la care am pus eu link in topicul despre cerintele unei surse de laborator:

La 40V are cam 10A pt maxim 10msec si la 100µsec (suficient ca sa poata actiona limitarea de curent) are in jurul a 80A.  Cel facut de Vishay pt ca cel IRF este mai slab la SOA.

Oare dece s-a ales un astfel de tranzistor?

[Vizitator]

16 hours ago, UDAR said:

1.Postarea care a devenit originea acestui topic a fost inițial într-un topic despre construcția unei surse DIY. Deci mă refer  în principal la astfel de surse când enumăr acele condiții pe care le-am considerat necesare sau măcar utile. [...]

3. Sigur, postarea și discutarea unor scheme de la fabricanți de marcă este un exercițiu excelent .[...]

 

a) Daca este vorba de diy, atunci postez  ceea ce dupa ani de utilizare am constatat eu personal ca este -pentru mine- cel mai important lucru la toate sursele liniare comerciale pe care le am (HP si R&S, si pe care in mod special le-am cumparat pentru ca sunt astfel), si a carei implementari dyi este cea mai simpla posibil : reglajele U si I sa fie fine si in acelasi timp continue, realizate din potentiometri multitura. NU cu cu un potentiometru obisnuit (care nu permite reglaj fin), nu cu obisnuitele perechi de reglaje grosier si fin din potentiometri obisnuiti care se intalnesc la multe surse (reglajul este incomod si enervant), si in niciun caz comutari de game ale tensiunii la iesire (nu mai spun de ce).

Acesta este doar un exemplu de problema la care din discutarea unor scheme nu s-ar fi ajuns.

 

b) O facilitate interesanta pe care o are una dintre sursele mele NGRE, este aceea ca are posibilitatea  selectarii unei functionari mai deosebite a limitarii de curent, respectiv se poate selecta un regim in care (doar) pentru un foarte scurt timp (400ms) de la comutarea ON a iesirii, permite debitarea la iesire si respectiv absorbirea de catre sarcina a unui puls de curent peste (2...3 x) valoarea reglata pentru limitarea de curent la iesire.

Nu pot spune ca aceasta ar fi fost gandita in ideea alimentarii unor becuri cu incandescenta, dar sigur este gandita in ideea de a evita cresterea lenta a tensiunii la iesire (care poate ar afecta unele circuite) datorita intrarii  pentru scurt timp in limitare de curent a sursei in regimul tranzitoriu la cuplarea iesirii cand sunt alimentati consumatori capacitivi (asa cum azi toate montajele au capacitati importante de filtrare sau decuplare pe alimentari). Nu cred ca mai trebuie sa spun ca aceasta se obtine cu o simpla celula R-C in circuitul respectiv...

 

 

 

 

 

 

1 hour ago, sesebe said:

Conform acestui grafic la o diferenta de tensiune de ~40V (cit este necesar la intrare pt o sursa cu 30V si 3-5A la iesire, un singur 2N3055 nu poate face fata nici 10 microsecunde si deci are trebui minim 2 tranzistori chiar daca in conditii normale de utilizare tranzistorul poate disipa puterea ceruta.

 

 

Daca solutia utilizarii unor semiconductori avand SOA extins, sau cea care foloseste muschii (adica utilizarea a nenumarate tranzistoare pentru ERS pentru ca individual sa incapa in SOA) sunt evidente, mai exista totusi si alte solutii.

Solutia cunoscuta la problema expusa este functionarea cu cadere redusa de tensiune pe ERS, care in plus mai rezolva partial si problema pierderii de putere si a disipatiei mari pe ERS in sursa liniara, obtinute de obicei prin prestabilizare electronica (circuite in comutatie, redresor comandat cu tiristoare). Totusi, la unele surse ce le am (R&S NGRE), aceasta se rezolva mult mai simplu si mai usor de abordat pentru diy (si evitand si eventuale probleme de EMI!), prin comutarea automata cu histerezis a unor prize din secundarul transformatorului in functie de tensiunea reglata la iesire.

Ce m-a uimit a fost faptul ca implementarea "profesionala" (Rohde & Schwarz NGRE) a acestei din urma solutii este totusi una de tipul KISS, adica in timp ce poate eu as fi sarit sa obtin histerezisul cu circuite electronice dedicate pentru a putea obtine si regla histerezisul, la sursele in cauza nu exista  circuite electronice de creare explicita a histerezisului, ci utilizeaza  histerezisul ce exista in mod implicit in chiar modul de functionare a releelor electromagnetice ce comuta prizele secundarului, respectiv exploateaza diferentele (pragul) intre tensiunile de inchidere si de deschidere a releelor utilizate, astfel solutia fiind nu numai eficienta, dar si de o simplitate dezarmanta a circuitului electronic!

 

 

 

 

 

 

 

 

[Ca observatie, daca-mi amintesc bine, userul gsabac a postat mai demult o astfel de sursa home-made cu comutarea automata secundarelor, care cel putin in impresia mea de atunci imi parea tare inspirata din aceste surse comerciale.]

 

[gauss]

Si kinezariile pe care le am eu comuta cu relee prizele din secundarul transformatorului de forta . Beneficiile au fost enuntate ... , nu mai revin . Sant consistente si greu ( complicat ) de obtinut altfel . Ma rog ... , greu , complicat ... , totul e relativ . Cel putin ca forma de exprimare verbala . Cu ani in urma , prin 2010 , am prezentat solutia ( cu mentionarea " sursei ", nu mi - am atribuit vreun merit ... desi folosisem ceva identic in anii '80 ) , n - a fost luata in seama ( valorizata sau criticata ) , toata lumea era axata ( ca si acum ) pe comutatie , panaceu ( era sa scriu universal ) . Nu comentez , nu de - asta am postat . Asupra reglajului , am mai afirmat ( pot pune link ) ca solutia corecta este potentiometrul multitura ( de calitate ) . Atat tensiune , cat si curent , cu transformarea sursei in regim de curent constant . Si nu brut - fin , sau potentiometru normal etc . Am primit observatia ca e obositor sa manevrezi multitura . De parca brut - fin se face din doua manevrari ... , si fara riscuri .  In final , reiterez ideea ca sursa ( de laborator , universala sau cum s - o numi ) trebuie sa fie liniara . Si aici am primit " castane " ... , nu m - a deranjat . Fiecare valorifica cunoasterea si experienta cum doreste , nu sant alegeri cu candidat unic . In fine ... 

 

P.S. - un buton ( cu semnalizare ) de intreruperea iesirii il consider foarte util . Fie si " la nevoie " , cu un gest reflex se poate taia alimentarea , fara inconvenientele celui de ON - OFF general . De asemenea , o protectie ( independenta ) la supratensiune , de tip crowbar . Chiar cu fuzibil ... , sa nu fie dubii , sau sa ma las la mila protectiei la scurt a sursei .  E sub 1 RON bucata ( fuzibilul ) . Eu am asa ceva ( modul separat fizic ) , la tot ce alimentez . Inca o setare de buton cu diviziuni nu ia o ora ... Am vazut colegi care au ars montaje scumpe . Si greu de reparat . Ar mai fi ... , poate pe parcurs . 

Editat Martie 14, 2019 de gauss

[sesebe]

Acum 38 minute, gauss a spus:

.......................

P.S. - un buton ( cu semnalizare ) de intreruperea iesirii il consider foarte util . Fie si " la nevoie " , cu un gest reflex se poate taia alimentarea , fara inconvenientele celui de ON - OFF general . De asemenea , o protectie ( independenta ) la supratensiune , de tip crowbar . Chiar cu fuzibil ... , sa nu fie dubii , sau sa ma las la mila protectiei la scurt a sursei .  E sub 1 RON bucata ( fuzibilul ) . Eu am asa ceva ( modul separat fizic ) , la tot ce alimentez . Inca o setare de buton cu diviziuni nu ia o ora ... Am vazut colegi care au ars montaje scumpe . Si greu de reparat . Ar mai fi ... , poate pe parcurs . 

 

Schema de aici are implementata activarea si dezactivarea iesirii cu un singur buton simultan cu semnalizarea starii. Conectorul JP2 duce la un buton cu LED integrat si se conecteaza buton 1-3 si LED la 2-4. Cind iesirea este activa LED-ul din buton este aprins iar cind iesirea este dezactivata LED-ul ce semnalizeaza "VOLTAGE MODE" clipeste.

Eventual se poate refolosi numai partea de activare/dezactivare a iesirii si refolosi cu o alta sursa.

Editat Martie 14, 2019 de sesebe

[gauss]

Desigur . Eu as pune un comutator solid ... , sau chiar mai mult . Am niste sigurante automate de mici dimensiuni , cu aspect de intrerupator ... , inca o protectie in plus . In functionare ... , si imposibil de cuplat iesirea daca sarcina ( montajul ) e in scurt ... Cu cat mai multa electronica , cu atat mai multe sanse de " castig " ... , mai ales la surse . Daca sant si puternice ... Ma rog , pareri personale , ca intotdeauna .

 

Editat Martie 14, 2019 de gauss

[sesebe]

Te las pe tine sa explici dece nu este bun un comutator mecanic asa cum zici ca ai pune. 

Sint sigur ca vei gasi repede motivul (cel putin unul dintre ele - cel mai important din punctul meu de vedere).

[gauss]

Folosesc de mult asa ceva . Si stiu sa ma feresc (si) de sarcinile inductive , si de alte chestii . De - aia am rezistat pana la varsta asta ... metaforic vorbind . Adica in meserie . Multa , putina , cum o fi . Important ( astazi ) e cardul . Nu ala de sanatate , ci de salarii .

 

P.S. - off - topic , se poate sterge . 

Editat Martie 14, 2019 de gauss

[sesebe]

NU asta, de asta te mai poti feri.

Un comutator mecanic va genera, cel putin la conectare, un tren de impulsuri scurte dar de amplitudine mare, cauzat de vibrarea mecanica a contactelor.

Daca sarcina ta suporta asa ceva atunci nu-i nici o problema dar in multe cazuri sarcina poate fi avariata de acet tren de impulsuri.

[dan cod]

Azi am testat o sursa ,,Matrix 3005,, cu care lucrez zilnic de peste 10 ani și nu am reușit să văd pe osciloscop absolut nimic aiurea la oprire/pornire. Indiferent cat de des fac asta. Și în gol și în sarcina.

Am mai testat Topward 33010 și tot așa nimic aiurea pe ieșire. Din păcate la astea nu am scheme. Sunt cu relee pe diferite domenii de tensiune astfel că ERS nu-s forțați tare.Niciuna din astea doua nu au buton off decât comutatorul general .

[gauss]

31 minutes ago, sesebe said:

NU asta, de asta te mai poti feri.

Un comutator mecanic va genera, cel putin la conectare, un tren de impulsuri scurte dar de amplitudine mare, cauzat de vibrarea mecanica a contactelor.

Daca sarcina ta suporta asa ceva atunci nu-i nici o problema dar in multe cazuri sarcina poate fi avariata de acet tren de impulsuri.

 

Folosesc de multi ani , n - am patit . Ma gandesc la miliardele de consumatori , alimentati in CC prin ON - OFF mecanic . Radiouri , lanterne , AMC - uri , consumatori auto , si altele . Aeronavele au sute de consumatori cuplabili in acest mod , unii destul de pretentiosi .  Ar fi trebuit sa " moara " de mult . Cateva chestii ale mele , n - ar mai conta . Sa nu zic vorba de cei alimentati prin relee ... se dubleaza numarul . Am destui in fata , chiar acum . Ca tot veni vorba , puteti detalia cu impulsurile de amplitudine mare ? Asa , mai explicit  . Cat de mare , mai mare ca tensiunea de alimentare ? Cata energie inmagazineaza , sa stiu ce ar putea " praji "... , ceva exemple ar fi semnificative . Nu spun ca nu cred , incerc sa invat , poate fi folositor pe viitor .

Editat Martie 14, 2019 de gauss