Virtalähde,Voltit,niiden rajoittaminen?

[tanantunari]

Kohta rupee kone olee siinä mallissa että sitä pääsee koittaa. Johan sitä reilu vuoden päivät on tehty, niin. 3D stepin maksimi jännite on 45V ohjekirjassa lukee että 44V ei pidä ylittää, niin. Virtalähteeni rengassydänmuuntaja + tasuri + konkat, ensin alkuun oli 41.8v.  Nyt on jo 44,1 Mistä johtuu? ja voinko rajoittaa sen, esim. 43V zener diodilla?

[plazma]

Reguloimattoman virtalähteen jännite on korkeampi ilman kuormaa.

[NiVa]

että 44V ei pidä ylittää, niin. Virtalähteeni rengassydänmuuntaja + tasuri + konkat, ensin alkuun oli 41.8v.  Nyt on jo 44,1 Mistä johtuu? ja voinko rajoittaa sen, esim. 43V zener diodilla?

Moikka!

Mistäs moiset jänniteet siis on mitattu. Jos se on vaihtosähkönä toi 41.8V niin mennään tasasuunnattuna jo kauas mehtään,,,,n.58VDC 
Jos se oli jo tasasähköä, pitäis mitata pienellä kuormalla saadaksesi tarkempi tulos.

Mutta jos tosiaan noin pieni ylitys niin muutama iso diodi sarjaan  ja jännite putoaa 0.6v / diodi. Diodi tietysti kestettävä kuorman aiheuttama teho.

Eikä noita valmistajan ilmoittamia arvoja kannata ylittää, tulee vain tippa linssiin. Ilmoittavat aina hiukan yläkanttiin max. arvot.

[Kremmen]

Kohta rupee kone olee siinä mallissa että sitä pääsee koittaa. Johan sitä reilu vuoden päivät on tehty, niin. 3D stepin maksimi jännite on 45V ohjekirjassa lukee että 44V ei pidä ylittää, niin. Virtalähteeni rengassydänmuuntaja + tasuri + konkat, ensin alkuun oli 41.8v.  Nyt on jo 44,1 Mistä johtuu? ja voinko rajoittaa sen, esim. 43V zener diodilla?

Ei ihan pelkällä zenerillä, kun sen häviöteho olisi aikasmoinen jos tuosta powerista lähtee vähäistä enemmän potkua. Ja lähteehän siitä jos sillä kerta steppereitä syötetään.
Yksi konsti olisi laittaa simppeli kolmen komponentin regulointi jossa tehotransistorilla otettaisi muutama voltti pois. Kytkentä olisi tällainen:
1. konkan rinnalle vastus konkan + navasta zenerin katodille ja zenerin anodilta maihin (konkan -).
2. Tehotrankun kollektori konkan + napaan, kanta vastuksen ja zenerin liitokseen, emitteri on powerin uusi lähtö.

Haasteeksi tässä tulee tuo pieni jännitepudotus, vain pari hassua volttia. Helppo olisi laittaa transistoriksi Darlington-pari jolla on hyvä vahvistus. Näin ei tarvittaisi isoa zenervirtaa diodia kuumentamaan. Darlingtoneilla vaan on harmittavasti kanta-emitterijännitettä useita voltteja joten ihan noin pienen pudotuksen kyhääminen on lievästi haastavaa.
Jos ratkaisumalli kiinnostaa niin voin kyllä tuon mitoittaa kun annat tarkat luvut joita käytetään (konkasta mitattu tyhjäkäyntijännite, powerin max.kuormavirta ainakin.)

[Kremmen]

Ne on mitattu konkkien jälkeen. Tarvii siihe jotai keksiä ettei vaan kärvähdä

Tossa simppeli kytkentä. Jännitevaraa ei ole jätetty yhtään joten ei reguloi jännitteen pudotusta mutta estää jänitteet yli Vzener-VBE eli 43V-n.1,5V = ~41V.
Jos haluat vetää vielä tiukemmalle niin nosta vähän zenerjännitettä.
Pari havaintoa:
-Kun zenerjännite on noinkin korkea niin diodit tarvitsevat jonkin verran tehonkestoa etteivät kärvähdä. Nuo tyypit on 5W komponentteja, 16V ja 27V sarjassa ihan siitä syystä että 5W tehoisena ei tahdo löytyä juuri 43V jännitteellä. Noita saa vaikka Partcosta.
-Tuo Darlington MJ11032 on heitetty siihen ihan hatusta kun simussa sattui olemaan tuollainen. Siihen nyt kelpaa moni muukin kunhan kestää tarvittavan virran ja vahvistusta on riittävästi (hfe > 500). Tehoa se ei paljoa hukkaa, vain joitakin watteja mutta olisihan se tyylikästä ruuvata jonkinlaiseen jäähdytyslätkään kiinni.

Piirikaavio ja simulaatio 5 ohmin kuormalla tuossa liitteinä. Kuormavirraksi tulee 8A jolloin rippeli on karkeasti 3,3 Vpp olettaen että suotokonkka on tuo piiriin merkattu 10000 uF. Isommalla rippeli on pienempi ja päinvastoin. Lähtöjännitteen maksimi on joka tapauksessa 41,5 V mikä lienee turvallinen arvo.
Skoopin kanavat A=konkan napajännite, B=transistorin kantajännite, C=lähtöjännite, kaikki käyrät 20V/div.

[tomi667]

Ite tein yksinkertaisen ratkaisun aikoinaan, kun jännite tosiaan karkas tasasuuntauksen jälkeen liian korkeaksi. Purin renkulan toisiopäästä
sopivasti käämiä pois.

[Kremmen]

Ite tein yksinkertaisen ratkaisun aikoinaan, kun jännite tosiaan karkas tasasuuntauksen jälkeen liian korkeaksi. Purin renkulan toisiopäästä
sopivasti käämiä pois.

;D No on tuossa se hyvä puoli että on ainakin yksinkertainen. Mutta kyllähän siinä vähän hätäratkaisun makua on. Toki huippujännite alenee, mutta niin alenee myös koko muu toisiojännitekäyrä. Samalla pienenee saatava max. teho. Ellei tämä haittaa niin mikäs siinä, kunhan vaan osaa purkaa siististi särkemättä ensiöpuolen eristeitä koska silloin alkaa henkilöturvallisuus vaarantua.

[jyrki.j.koivisto]

Olisin kyllä myös tuon toisiokäämityksen purkamisen kannalla. Mikäli siihen pääsee "nätisti" käsiksi ja osaa laittaa myös "nätisti" kasaan pitäisin sitä ainoana oikeana ratkaisuna. Mitään haittapuolia en kyllä tuossa näe (virrat ainakin periaatteessa voi jopa parantua mutta marginaalista) ja koska kyseessä on toisiopuoli ei se vaaranna millään tavalla käyttäjäturvallisuutta mikäli ei onnistu oikein lahjakkaasti mokaamaan (ei mene sorkkimaan ensiöpuolta!)

[Kremmen]

Olisin kyllä myös tuon toisiokäämityksen purkamisen kannalla. Mikäli siihen pääsee "nätisti" käsiksi ja osaa laittaa myös "nätisti" kasaan pitäisin sitä ainoana oikeana ratkaisuna. Mitään haittapuolia en kyllä tuossa näe (virrat ainakin periaatteessa voi jopa parantua mutta marginaalista) ja koska kyseessä on toisiopuoli ei se vaaranna millään tavalla käyttäjäturvallisuutta mikäli ei onnistu oikein lahjakkaasti mokaamaan (ei mene sorkkimaan ensiöpuolta!)

Mitähän mä nyt tähän sanoisin. Ei se, että jotain voi tehdä tarkoita, että niin pitäisi tehdä tai että se olisi hyvä saati ainoa oikea tapa hoitaa homma. "Ainoa oikea" ratkaisu on mitoittaa laitteet oikein heti lähdössä, niin tekevät ammattilaiset. Eihän tällaiseen ole siinä tapauksessa mitään tarvetta.
Protoilu olkoon vähän asia erikseen, silloin voi hyväksyä pikaratkaisuja jotka tuotannossa eivät tule kyseeseen.

[jyrki.j.koivisto]

No ensisijainen ratkaisu olisi tietenkin jo alussa hommata sopiva teholähde, mutta jos siihen ei tällä hetkellä ole halua/mahdollisuutta ennemmin purkaisin sopivan määrän kierroksia toisiopuolen käämityksestä (mikäli tekijä tämän osaa tehdä) kuin että alkaisin rakentamaan kiuasta tehotransistoreista (kauanko kestää? Onko jäähdytys oikein mitoitettu?) En näe tuossa mitään hakkeroinnin makua vaan pitäisin sitä paremminkin teholähteen optimointina...  ;D

[Kremmen]

Kiitos vastauksista!

Taidan kuitenkin kallistua ton kremmenin ehdotuksen puolelle, kun ruveta käämejä purkaa.

Toi virtalähde on 300VA 2x15V 10A, tasasuuntaussilta, konkat 2x10000uF. Konkasta mitattu 44.1V, ja nää sähköopin termit on vähä vieraita niin. Tarkottikos tää powerin max.kuormavirta nyt sitä paljoko moottorit maksimissaan ottaa virtaa, vai tota muuntajan 10A?. Moottorien luulisin maksimissaan ottavan 4A

vekoyllä näky olevan seuraavaa. käviskö nämä ja vastukset samat ku tos kuvas?
?
1N5367B      Zener-diodi 5W 43V
Darlington-transistori NPN 80V 10A 150W TO-3

Okei, tällä pääsee liikkeelle.
Muuntajan nimellinen toisiojännite on 2*15V = 30 Vrms. Tyhjäkäyntijännite on aina isompi kuin nimellisvirralle ilmoitettu nimellisjännite, hyvä peukalosääntö on, että noin 10% yli. Diodisillan jälkeen mitattu kokoaaltotasasuunnattu huippujännite on neliöjuuri 2 kertaa rms-jännite eli 1,4142 * 33 V = 46,6 V mikä natsaa aika lähelle mitattua 44,1 V . Täysin kuormitettuna 10 A virralla huippujännite on laskennallisesti enää 42,4 V, tässä tapauksessa varmaan karvan vähemmän jos tuo tyhjäkäyntimittaus oli tarkka.
Lähdetään siitä, että jännite rajataan 43 V zener-referenssillä jolloin max. lähtöjännite on siis zenerin jännite miinus regulointitrankun kanta-emitterijännite. Se on Darlingtonille yleensä luokkaa 1,5V. Lähtöön jää siis max 41,5 V kuten jo aiemmin pääteltiin.
Tässä kytkennässä transistori menee isommilla virroilla saturaatioon jolloin jännitehäviö sen yli on pienin mahdollinen n. 1,5 V. 10 A kuormavirralla kivi hukkaa tehoa 1,5 V * 10 A = 15 W. Huono kiuas mutta tarvitsee kyllä jonkinlaisen jäähdytinelementin.  (Arvio oli 4 A jolloin häviöteho olisi enää 6W, mutta joutuu tuotakin tehoa johonkin hukkaamaan). Tuollainen elementti http://www.partco.biz/verkkokauppa/product_info.php?cPath=1105_1536&products_id=9469 on porattu valmiiksi TO3-purkille ja lämpiää 2,2 K/W eli 15 W teholla 33 astetta yli ympäristön lämpötilan. 20 asteen huonelämmössä siis 53-asteiseksi mikä on ihan OK.
Lähtiskö tämä tästä. Muistat vaan sen, että TO-3-kannun kuori on trankun kollektori jolloin jäähdytyselementti on syöttöjännitteen + potentiaalissa ellet käytä eristelevyä välissä. Makuasia käyttääkö, jos elementti tulee suljettuun keskukseen. Tuo jännite ei vielä ole varsinaisesti hengenvaarallinen. Ei toki mikään huono idea eristää, mutta teettää vähän lisää vaivaa. Ja ellet eristä niin muista olla ruuvaamatta elementtiä suoraan pohjalevyyn kiinni  :).

[ttontsa]

vaihtoehto sinäänsä on nakata se muuntaja tonne myydään osioon ja laittaa tilaukseen 300VA 2x25v kaivaa kuvetta 59€ lopettaa se pelleily ni pääsee joskus jyrsimäänkin: http://fi.rsdelivers.com/product/nuvotem/91964-p2s2/toroidal-transformer-300va-2x25v-o-p/2575203.aspx

[tomi667]

Hyvin on virtalähde pelannut jo monta vuotta tuossa omassa jyrsimessä. Ei mitään ongelmia ole tullut vaikka käämiä on poistettu. Teippasin vielä lopuksi renkulan nätiksi.
http://www.kotinet.com/tomi667/Kuvat/virtalahde/vitalahde2.jpg

[Kremmen]

vaihtoehto sinäänsä on nakata se muuntaja tonne myydään osioon ja laittaa tilaukseen 300VA 2x25v kaivaa kuvetta 59€ lopettaa se pelleily ni pääsee joskus jyrsimäänkin: http://fi.rsdelivers.com/product/nuvotem/91964-p2s2/toroidal-transformer-300va-2x25v-o-p/2575203.aspx

On toki :). Mä vastaan vaan tähän zenerikysymykseen ja kysyjä tekee just niinkuin haluaa.

[Kremmen]

Tunari kiittää ja kumartaa! erit. Kremmen.

Voltit pysyy nyt aisoissa, välillä 41.9-42.7V Päivästä riippuen. Tämä siis ilman kuormaa.

Ps. Ton etuvastusksen laskemisen jos joku viittis sillai rautalangasta vääntää, Kaavoja kyllä löytyy mutta kun ei ymmärrä mistä ne kaikki arvot saadaan mitä siinä lasketaan

No kiitos vaan kiitoksista. Hyvä jos pelittää.

Siihen etuvastuksen arvoon ei liity mitään mustaa magiaa. Mitoitus tapahtuu tälle kytkennälle jossa on vain zener ja transistori, suunnilleen näin:

1. Tsekataan mikä on powerista tarvittava maksimivirta. Sanotaan esimerkin vuoksi että se on vaikka 10A,
2. Transistori toimii virtavahvistimena siten, että kollektori-emitterivirta on kantavirta kertaa vahvistus eli datalehdellä suure hfe (oliko se nyt nelinavan myötäsuuntaisen transkonduktanssin lyhenne vai mikä, ei voi enää muistaa. Se kuitenkin). Leikitään että meillä on kädessä hyvä Darlington-transistori jonka hfe 10A kollektorivirralla on vaikka 500. Tämä tarkoittaa että kantavirta vahvistuu 500-kertaiseksi kollektorivirraksi kun toimitaan kollektorivirran alueella 10A. Jakamalla siis 10 A / 500 saadaan 20 mA. Tämä on minimi kantavirta joka on pystyttävä tuottamaan jotta transistori voi syöttää 10 A lävitseen. Vähintään näin paljon virtaa pitää siis kulkea etuvastuksen läpi, jotta tarvittava kantavirta saadaan aina aikaan. Kannattaa huomata, että tuo hfe ilmoitetaan yleensä vain muutamalle eri kollektorivirralle - käytetään lähintä joka sopii oman maksimiin.
3. Todellisuudessa etuvastuksen läpi pitää kulkea jonkin verran enemmän virtaa. Zenerdiodin estosuuntainen jännite stabiloituu komponentista riippuen muutamien milliampeerien virralla kun diodi menee kunnolla reverse breakdowniin minkä jälkeen jännite zenerin yli on vakaa. Pienemmillä virroilla zenerjännite saattaa nousta yli nimellisarvon eikä homma toimi kuten on ajateltu. Varma nakki on heittää joku 10mA mutta tutkimalla valitun komponentin datalehti tarkkaan voidaan tuota virtaa optimoida.
4. Sovitaan, että valittiin 10mA zenervirtaa ja trankulle pitää järjestää ainakin 20mA eli yhteensä 30mA. Virran tulee riittää myös suotokondensaattorin napajännitteen alimmassa kohdassa joka on siis vastuksen mitoituksessa sen yläpään jännite. Alapään jännitteenä on valittu zenerjännite (zenerin jännitteen valintaan on sitten omat kaavansa). Jos zenerjännite on vaikka 43 V ja konkan alin jännite 10 A purkuvirralla on 50V, jää väliin 7 V. Vastuksen arvo on nyt yksinkertaisesti 7V / 30mA = 233 ohmia. Lähin E12-sarjan vakiokoko on 220 ohm joten se valitaan. Suotokonkan jännitteen alapisteessä vastus hukkaa hetkellistä tehoa noin 0,2 W (R*I^2). ja yläpisteessä enemmän eli (muuntajan toision huippujännite-43V)^2/220. Numeroista riippuen puolen watin vastus voisi kestää, yhden watin vastus olisi varmaan turvallinen veto. Siinäpä se.
Tämä on yksinkertainen kytkentä jossa hienostelun sijasta on tarve käyttää vähän robustimpia komponentteja etenkin jos jännitetasot ja -erot ennen ja jälkeen trankun rupeaa kasvamaan. Aika lähellä ollaan rajaa jolloin kannattaa siirtyä hiukan kehittyneempään kantaohjaukseen mutta menee tässä vielä näinkin ihan hyvin.