vragen over de de schema en werking ervan

hallo allen,

Ik wil graag het schema begrijpen was nou exact de componenten doen als lm317 labvoeding

hier bij heb ik al wat voorwerk gedaan

stroombruggelijkrichter : zet de ac wisselspanning naar dc gelijkspanning
led : geeft een signaal af als de labvoeding in werking is
LM317T : is een liniare spanningsregelaar of stroomregelaar deze brengen constant stabiele uitgangsspanning.

potmeter p1 regelt de stroom
potmeter p2 regelt de spanning
transistors zorgen voor een schakelingen of stroomregeling of spanningregeling

nu kom ik niet helemaal uit wat de condensators doen en diodes in het schema wat hun doen in deze schema
gaat om deze :
C2 4700uF/40V 1
C3 100uF/25V 1
C4 1000uF/25V 1
C5 10uF/40V 2
C6
C7 100n 2
C1
zoals ik begrijp worden ze gebruikt om zich te laden en te ontladen rimpels of ruis onderdrukking.

ik zou graag hierover meer willen weten en of iemand mij kan helpen dit schema is al gebouwd op een breadboard en werkt ook.

blackdog

Golden Member

Hi opelpro, :-)

Je wilt dus uitleg over het geheel, dat wordt een lang topic. *grin*

C2, C3 en C4 zijn condensatoren om de gelijkrichtte spanning af te vlakken, we noemen ze ook wel "buffer condensatoren"
Zie ze maar als en kleine accu die steeds met een deel van de periode van de Sinus geladen wordt.

Dit laden met de goede polariteit wordt verzorgt door de brugcel en de dioden D1 en D2.
D1 en D2 zie je niet zoveel in voeding schakelingen en als je ze wel ziet is dat omdat de transformator maar één wikkeling heeft en er toch een negatieve spanning nodig is om de schakeling goed te laten werken.

De kleinere condensatoren C1 en C7 dienen er voor snelle schakelpiekjes te onderdrukken, dit vooral als je oudere typen condensatoren gebruikt voor C2, C3 en C4.
De oudere typen hebben een wat hogere ERS en dan helpen de kleinere condensator snelle piekjes de kop in te drukken.

C5 heeft twee functies, als eerste de ruis uit de LM317 (IC2) zo laag mogelijk te maken en hij helpt met het onderdrukken van onregelmatigheden als je aan de potmeter as draait van P2.
Dus als je aan deze potmeter draait gaat de spanning aan de uitgang soepel omhoog of omlaag.
Dan hebben we nog C6 over de uitgang van de voeding, bij dit ontwerp heb ik de waarde van deze condensator altijd wat laag gevonden, vooral als het een LAB voeding betreft.
Zet over de aansluitklemmen aan de achterzijde nog een 47uF elco als extra.
Deze condensator verlaagt de uitgangsweerstand bij variërende belastingen en maakt de voeding stabieler.

T1 dat is de JFET BF256, zorgt er voor dat de voeding netjes in en uit schakelt.
T2 de BC141 is een stroombron die helpt met de schakeling die er voor zorgt dat je een stroom begrenzing waarde kan instellen.
Deze stroombron gemaakt met T2 zorgt voor een constante spanning over de potmeter P1.
Een LM317 houd de spanning tussen zijn uitgang in de regelpen altijd gelijk en dat is 1,25V, pet P1 via R4 kan je samen met de spanning die valt over R3 als je stroom trekt uit de voeding instellen wanneer IC1 stroom gaat begrenzen.
Ga zelf maar even aan het rekenen met het gene wat ik je net uitgelegd heb om dit goed te begrijpen.
Wat nog even handig is om te weten, T2 is dus een stroombron die verzorgt dus een spanning over P1, maar over P1 staat twee dioden in geleiding en dat zijn D5 en D6, hoeveel spanning staat er nu over P1 en wat was de spanning tussen de uitgang(2) en de regelpen(1) van een LM317?

Dan hebben we nog D9, die zorgt er voor dat als b.v. de voeding uit staat en jij voeding op de uitgangklemmen zet, dat de schakeling dan heel blijft.

Als je nog meer wilt weten, dan hoor ik het wel van je.

Groet,
Bram

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.
benleentje

Golden Member

en diodes in het schema wat hun doen in deze schema

Diode zijn niet alleen om spanning gelijk te richten. Als er door een diode een stroom gaat in de voorwaarde richting dan valt daar een vrij constante en voorspelbare spanning over, tip iets met drempel spanning ;).

Met een zenerdiode kan je beter een vaste spanning of spanningsval instellen maar die zijn er niet kleiner dan 3,3V voor kleinere spanning kan je dan een diodes gebruiken.

T3 is overigens ook een stroombron, als je van een jfet de gate aan de source hangt dan heb je een stroombron van enkele mA's.

Hier leer ik ook weer van thx :)

Meten=Weten. Weet wat je meet.
Paulinha_B

Honourable Member

Een algemene moeilijkheid in dit soort voedingen is dat men de uitgang wil kunnen regelen tot aan de nul komma nul volt, en dat lukt enkel als de regelende/sturende elementen gevoed worden uit minder dan nul volt. Anders gezegd: er is een negatieve hulpvoeding nodig, gelukkig hoeft die niet erg veel stroom te kunnen leveren. In dit schema is dat "opgelost" met D1/D2/R10/C3, die maken een negatieve hulpvoeding en die wordt dan door C4 afgevlakt.

Heel algemeen en op het gevoel weg: dit lijkt me toch maar wat bric-a-brac, kijk beter eens naar de eigen voeding van CO, simpeler en heel wat meer bij de tijd.

blackdog

Golden Member

Hi,

Ik weet ook wel dat dit geen super schema is, maar toch zit het aardig in elkaar, dat komt door de stroombronnen die zijn gebruikt.

Dit schema zit veel beter in elkaar dan mijn eerste zelfbouw laagspannings voeding in een blauw Teko kastje van 50 jaar geleden...
Hoeveel keer is daar wel niet van de serie transistor van heb opgeblazen!

Dit is trouwens en schema van National Semiconductor, ook al staat er CO voeding bij. :-)

Het is een leuk voedinkje om me te starten en als je het netjes bouwd, is het voor veel toepassingen inzetbaar.
Verder zoals al blijkt, leuk om van te leren, ik geef met opzet niet alles aan, dit is om de gene die het lezen te triggeren om zelf na te denken en vragen te stellen. :-)

Groet,
Bram

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.

Op 3 juli 2023 22:22:43 schreef Paulinha_B:
... Anders gezegd: er is een negatieve hulpvoeding nodig, gelukkig hoeft die niet erg veel stroom te kunnen leveren. In dit schema is dat "opgelost" met D1/D2/R10/C3, die maken een negatieve hulpvoeding en die wordt dan door C4 afgevlakt.

Verkijk je je niet op de te leveren negatieve stroom. De negatieve spanning moet wel zo hoog laag zijn dat FET T1 goed dichtgestuurd wordt. Lukt dat niet, dan werkt de stroombegrenzing niet en is de uitgangsspanning nul Volt.

Edit:
Negatieve spanning dient voldoende laag te zijn ipv voldoende hoog. Dit nav opmerking van Paulina_B hieronder.

[Bericht gewijzigd door ohm pi op dinsdag 4 juli 2023 00:11:31 (11%)

Paulinha_B

Honourable Member

En nog zomaar wat antwoorden uit het losse polsje:

C2 is DE elco in het hele apparaat: de spanning die uit de trafo binnenkomt, en wordt gelijkgericht in B1, wordt hier afgevlakt tot een (min of meer) stabiele gelijkspanning met niet al te veel rimpel meer; wat er nog aan rimpel overblijft wordt opgekuist door de navolgende elektronica.
Nu zijn elco's mooie dingen, maar ze hebben zo hun beperkingen ook; zo zijn ze bv. niet erg goed in het wegwerken van hoogfrekwente rommel. Daarom heeft C2 een helpertje gekregen in de vorm van C1, dat is weliswaar een veel kleinere C maar wel van een andere technologie, wellicht keramisch, maar dat had er wel eens mogen bijvermeld zijn.

Op dezelfde manier is er een elco over de uitgangsklemmen, C6, die dient ook weer om de boel proper te houden, in dit geval vooral als een of andere afnemer een hoop vuiligheid op zijn voedingsingang zet - sommige zenders zijn daar berucht voor. En C7 doet voor C6 precies hetzelfde als wat C1 doet voor C2, nl. het wegfilteren van hoogfrekwente of steilflankige ongewenstheden.

[ latere edit @ohm_pi hierboven ] die negatieve hulpvoeding gaat toch geen Borsselevermogens leveren hoor, met die 100-ohmse serieweerstand... maar het zal wel zorgvuldig berekend en ingeschat zijn, zoals @bram al aangaf.
Dit schema kan best werken en nuttig zijn, maar ik vind het te ouderwets en te complex. Er is beter, vandaag.

En als ik even mag woordenmierenneuken: die negatieve hulpspanning moet LAAG genoeg zijn, vooral niet HOOG en al helemaal niet HOOG GENOEG :)

Paulinha_B

Honourable Member

Op 3 juli 2023 23:05:08 schreef IJzerhersteller:
Dit is toch de CO labvoeding?

Dit is het schema uit https://www.circuitsonline.net/schakelingen/158/voedingen/lm317-labvoe… jawel, maar er circuleren wel meer voedingen met een "CO"-vlag...

blackdog

Golden Member

Hi,

Ja dat is een van de CO voedingen!

Wil je deze voeding wat beter hebben dan is dit een oplossing:
Vervang D5 en D6 voor 1x een LM385-1.2 referentie zener.

Doe het zelfde met de dioden D7 en D8, hierdoor wordt de voeding zowel voor de spanning als ook voor de stroombegrensing een stuk temperatuur stabieler.

D5, D6 en D7, D8 worden als 1,25V zener gebruikt, maar de gebruikte dioden hier de 1N4148 zijn niet temperatuur stabiel, de twee in serie zijn ongeveer 4mV/C.
Dat kan dus veel beter worden als de twee dioden per toepassing worden vervangen door de LM385-1.2 welke een veel lagere temperatuur coefficient hebben.

Deze versie van het IC bij EOO: https://www.eoo-bv.nl/spannings-referenties/4992-lm385z-1-2.html

Dit is een iets andere versie, maar die kan je ook gebruiken de FB pin doorverbinden met de - aansluiting, dan is hij ook 1,24V
https://secure.reichelt.de/nl/nl/spanningsreferentie-1-24-5-30-v-to-92…

Groet,
Bram

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.
blackdog

Golden Member

Hi,

Als aanvulling een aangepast schema voor de gene die daar intresse in hebben.
In dit schema zijn de serieschakeling van twee 1N4148 dioden vervangen door referentie zeners.
Hierdoor blijft de ingestelde stroom en spanning stabieler.

De LM385-1.2 heeft ook een stuk lagere Ri dan twee in serie geschakelde 1N4148 dioden, hierdoor blijft de voeding ook stabieler bij varierende belasting.

Het is een kleine investering om deze leuke schakeling beter te maken. :-)
https://www.bramcam.nl/Diversen/CO-LM317-PSU-01.png

.
De uitgang elco heb ik in het aangepaste schema verhoogt naar 47uF, zou de 10uF nu al op de print zitten, plaats dan een extra 47uF direct achter op de aansluiklemmen en je bent klaar er mee.

Er zijn nog twee aanpassingen en dat zijn de elco spanningen voor C3 en C4, ik zou deze 40V nemen voor de betrouwbaarhied op de lange duur.
Nog één ding, R1 staat als 1K 5W afgebeeld, deze weerstand trekt gemiddeld 30mA, dat is wel wat veel voor een "Bleeder weerstand"
R1 zou ik 2K7 nemen, dan loopt er 10 a 12mA dat is voldoende om de elco C2 snel genoeg leeg te trekken als de voeding onbelast uitgeschakeld wordt.

Er is nog meer mogelijk zoals en aan/uit schakeling maar dat kost een beetje meer electronika.
Als er behoefte aan is teken ik het wel in een volgende versie.

Groet,
Bram

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.

@ blackdog

zoals ik het lees wordt

ic1 : gebruikt voor stroom te regelen in samenhang met de potpeter p1 en t2
t2 : is een stroombron die helpt om de stroombegrenzing te regelen/in te stellen

ic2 : gebruikt voor spanning te regelen in samenhang met de potmeter p2 t3
t3 : is een spanningbron die helpt om de spannigbegrenzing te regelen/in te stellen

t1 is om de voeding netjes in en uit te schakelen

de lm317 wordt weer gegeven als een instelbare lineaire spanningsregelaar kan hij ook de stroom lineaire instellen

ik probeer te begrijpen wat nu de werkwijze is van
ic1 samen met t2 en potmeter p1
ic2 samen met t3 en potmeter p2

blackdog

Golden Member

Hi opelpro,

Waarschijnlijk vanavond heb ik wat tijd om het verder uit te werken.

Groet,
Bram

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.
blackdog

Golden Member

Hi,

Ik ga het proberen het een en ander uit te leggen zodat het schema meer begrijpelijk wordt.
Ik heb een lichte migraine dus vergeef me mijn soms kromme zinnen. ;)

Voeding staat aan, dat is het uitgangspunt.
De loper van P1 staat bovenaan dus R4 is verbonden met de rechter zijde van R3, dit is de maximale stroom instelling.
Hoeveel is die max. stroom nu? dat is afhankelijk van de referentie spanning die staat tussen V-Out en ADJ van de LM317 welke ongeveer 1,25V is en de weerstand R3.
Als we nu de Wet van Ohm toepassen, dan is deze stroom 1,25V/0,82Ω en dat is ongeveer 1,5-Ampere.
Ik kom straks terug bij het stroom circuit voor de verdere uitleg.
Trouwens, als de voeding is opgestart doet T1 dat is de eerste BF256C niet meer mee,
dit omdat hij zoveel negatieve spanning krijgt op zijn Gate via R2, dat hij helemaal niet meer kan geleiden.

OK, nu naar de eigenlijke lineaire regelbare voeding.
Bij veel lineaire regelbare voedingen met een LM317 hangt de onderzijde van de Potmeter P2 aan GND.
De minimale uitgang spanning bij dat soort configuraties is dan de spanning die bij de LM317 tussen de uitgang en de ADJ staat en deze is ook hier weer ongeveer 1,25V.
Dus zonder trucjes kan de uitgang van een LM317 nooit lager worden dan die 1,25V.

Een LM317 en zijn familie leden hebben allen een minimale stroom nodig om de interne elektronica goed te laten werken.
Vaak wordt ongeveer 5 a 10mA aangehouden, in deze schakeling wordt deze minimale stroom ingesteld door de serie schakeling van R8 en R9, totaal is dat 240Ω
En nogmaals de spanning tussen de uitgang van de LM317 en de ADJ aansluiting is 1,25V, als je dan daar een weerstand over plaatst van 240Ω dan loopt er ongeveer 5,2mA door R8 en R9.

Stel nu dat de potmeter P2 staat ingesteld op zijn maximale waarde welke 5K is, dan kan je weer door de wet van Ohm te gebruiken berekenen wat de uitgangspanning is.
Dat is die 5,2mA maal de 5K van de potmeter en dat geeft dan 26V aan de ADJ aansluiting,
maar daar moet je dan wel de 1,25V bij optellen die tussen de ADJ en de uitgang staat, dat resulteert dan na optelling in 27,25V op de uitgang van de voeding.
Ik heb de berekening simpeler gemaakt dan die je in de praktijk gebruikt, er loopt ook een kleine stroom uit de ADJ aansluiting van de LM317 naar beneden,
dat is iets tussen de 35 en 70uA, die moet je normaal mee berekenen om nauwkeurig de uitgang spanning te bepalen.

OK, dan nu hoe de LM317 regelt, zeg dat je de uitgang van de voeding gaat belasten, de uitgang van IC2 zakt nu een beetje in, waardoor de spanning over R8 en R9 ook een beetje inzakt.
De LM317 is intern zo opgebouwd dat hij iedere verandering van de 1,25V spanning tussen de ADJ en zijn uitgag uitgang tegenwerk.
Dus inwendig gaat de elektronica meer stroom leveren aan de uitgang zodat de spanning over R8 en R9 weer netjes de 1,25V waarde krijgt.

Het zelfde gebeurd ook andersom als de belasting minder wordt, dan wordt er minder stroom naar de uitgang gestuurd om het stijgen van de uitgang tegen te werken net zodat tot dat het geheel weer in balans is.
Door het regelgedrag van de LM317 en dat is het constant houden van de spanning over R8 en R9, hierdoor is de stroom door P2 ook altijd constant, ondank dat de potmeter kan variëren tussen "0Ω" en 5K.
Is de potmeter "0Ω" dan is de ADJ aansluiting verbinden met GND en dan is de uitgang spanning dus 1,25V, is de potmeter waarde 5K maal de stroom door de potmeter + 1,25V geeft je maximale uitgangspanning.

Mooi, we willen van die minimale spanning van de basis LM317 schakeling afkomen, nou dan kan je dus de manier gebruiken zoals aangegeven in de hier besproken schakeling.
Door middel van de stroombron T3 en de LM385 Zener van 1,25V hangt de onderzijde van de potmeter PT aan een negatieve spanning van 1,25V.
Als de potmeter dan helemaal linksom is gedraaid dan hangt de ADJ aansluiting niet meer aan GND maar dus aan -1,25V, dit resulteert dan in een uitgangspanning van ongeveer "0V" is.
Het is nooit perfect "0V" het kan een tiental mV schelen, maar dat is eigenlijk nooit een probleem.
De door mij aangegeven LM385-1.2 is een echte Zener IC, dat meestal maar een Ri heeft van 0,5Ω de twee in serie geschakelde 1N4148 dioden om ook ongeveer 1,25V te maken resulteert in ongeveer 10Ω als Ri, dit samen met per diode ongeveer 2mV/C temperatuur instabiliteit maken deze 1N4148 dioden niet zo'n goede toepassing, maar wel lekker goedkoop, maar weer niet handig.

Terug naar IC1 die helpt met de stroom begrensing.
Nogmaals, vergeet T1, kalk hem uit het schema in je hoofd. :-)
Ok hier probeert de LM317 altijd de spanning tussen VOUT en ADJ op 1,25V te houden, dit niet vergeten!
Over P1 staat een Zener diode ook hier weer de LM385-1.2 van ongeveer 1,25V.
De onderzijde van P1 heeft dus een spanning potentiaal dat 1,25V lager is dan de bovenzijde van P1 en de rechter kant van R3.

Zeg nu dat er 1-Ampere uit de voeding wordt getrokken, over R3 staat dan 0,82V, de P1 loper staat nog steeds boven aan en de spanning tussen ADJ en VOUT is dan kleiner dan de 1,25V.
Het IC probeert nu zo veel mogelijk stroom richting de uitgang te sturen, maar het gaat hem niet lukken de spanning tussen de ADJ en VOUT 1,25V te maken.
De spanning tussen VIN en VOUT zal hierdoor van IC1 zal in deze toestand ongeveer 1,5V bedragen, dus als de maximale stroom nog niet bereikt is kan je IC1 als een "soort" doorverbinding zien met wat verlies.

Maar nu draaien we de potmeter P1 met de loper naar beneden, tussen de bovenzijde van de potmeter en de loper komt nu een spanning te staan, we hadden al 0,82V van de 1-Ampere stroom,
als de loperstand nu net iets meer 0,43V wordt, dan gaat IC1 minder stroom door zijn uitgang sturen, dit omdat 0,43V + 0,82V boven de 1,25V uit komt.
Hoe verder de loper van P1 naar beneden gaat hoe eerder IC1 de stroom door de uitgang gaat begrenzen, de stroom met de loper helemaal naar beneden zal ongeveer 10mA zijn.
Dit is onder meer afhankelijk van de product spreiding van de gebruikte componenten.

Nu hoop ik dat het wat duidelijker is geworden. :-)

Groet,
Bram

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.