Высоковольтный стабилизатор напряжения с малыми пульсациями.

[Wladimir_TS]

Возникла задача в разработке стабилизатора напряжения.

Выходное напряжение 80+/-0,05 вольт при изменении входного от 100 до 140 вольт (по постоянному входному напряжению) и тока нагрузки от 10 до 100 мА

А теперь самое страшное (на мой взгляд) - амплитуда пульсаций с частотой 100 Гц не более 150 МИКРОВОЛЬТ (чем их мерить отдельный вопрос - ибо на работе осциллограф с закороченным входом дает такую амплитуду наводок) (закоротка на конце измерительного 1:10 кабель-пробника)

Питание научного оборудования.

Есть прототип (за давностью лет совсЭм померший, хотя с 1967 года судя по всему из ящика не извлекался) - на 10 лампах (включая 2 кенотрона) и блоком полупроводниковых стабилитронов В ТЕРМОСТАТЕ с подогревом и градусником-термореле !!! Весом килограмм 20 (с трансформатором) и кучей больших тяжелых дросселей и бумажных конденсаторов. Схем нет, рисовать их по жгутовому монтажу - занятие заметно чуть ниже среднего. Как понимаю там пульсации давятся многозвенным LCфильтром на многогенривых дросселях. Ремонтировать эту древность тем более, особ что стабилизаторов надо-б несколько на несколько разные , но не более 80В напряжения. Тока до 100 мА, типично ближе к 10. Работа в лабораторных условиях.

Пока идей нет - нашел несколько схемок от разных аудиофилов (приведу позже ибо они слабочитаемы) - но что-то говорит мне, что там коэффициент стабилизации не тот.

Задача уложиться примерно в 1 дм^3 без учета первичного источника.

[Телекот]

Как то использовал для для ВВ стабилизатора LM317 с дополнительным транзистором, но измерения не проводил. В АМ передатчике работал нормально, фона не было.

[ceramicmail]

Если КПД не важен, первый каскад -- простенький линейник до около 85В (будет греться, таки 6Вт рассеивать нужно), а второй каскад типовой линейник что-то вроде

(с изменениями относительно высокого напряжения)
R2 и R3 -- прецизионные/термостабильные (http://www.tensor-nn.ru/@prod.htm).
стабилитрон -- тоже, на заявленную точность купить не проблема, или, как вариант, прецизионный источник опорного напряжения.
Между ними можно LC поставить, но думаю, что и без него выход будет в нужном диапазне.
Что касается измерений, то пульсации измерить можно и простым тестером, 0,15мВ для многих совсем не край диапазона, а напряжение 80В±0,05% -- тут без прецизионного поверенного вольтметра не обойтись.

[vertigo]

Обратите внимание на схему из журнала Радио #10-1982, за авторством Светозарова В. "Стабилизатор напряжения и тока", с очень высокими параметрами. Допускает перестройку на другое максимальное выходное напряжение

[Телекот]

Вот схема на LM317.

Преимущества в том что падение напряжение на ЛМке практически постоянно 8-9в при лубом входном напряжении, что увеличивает коэффициент стабилизации в несколько раз.

Вложения

00.gif

(8.56 KiB) Скачиваний: 2047

Последний раз редактировалось Телекот Вс янв 24, 2021 17:32:47, всего редактировалось 2 раз(а).

[Wladimir_TS]

ceramicmail писал(а):

Если КПД не важен, первый каскад -- простенький линейник до около 85В (будет греться, таки 6Вт рассеивать нужно), а второй каскад типовой линейник что-то вроде

(с изменениями относительно высокого напряжения)
R2 и R3 -- прецизионные/термостабильные (http://www.tensor-nn.ru/@prod.htm).
стабилитрон -- тоже, на заявленную точность купить не проблема, или, как вариант, прецизионный источник опорного напряжения.
Между ними можно LC поставить, но думаю, что и без него выход будет в нужном диапазне.
Что касается измерений, то пульсации измерить можно и простым тестером, 0,15мВ для многих совсем не край диапазона, а напряжение 80В±0,05% -- тут без прецизионного поверенного вольтметра не обойтись.

При напряжениях выше предельного Uз-и изменения будут нетривиальны.

Хотелось -бы уйти от прецизионных компонентов, они малодоступны в здешних деревнях.

Добавлено after 4 minutes 46 seconds:

vertigo писал(а):

Обратите внимание на схему из журнала Радио #10-1982, за авторством Светозарова В. "Стабилизатор напряжения и тока", с очень высокими параметрами. Допускает перестройку на другое максимальное выходное напряжение

Погляжу - надо схему перерисовать в удоботворимый вид, чем-то она мне тут напоминает другую популярную тут схему для лабораторных БП, что народ массово собирает.


ЗЫ - я тут малось повникал в тот мрак, что собираются питать и вывел - что осетра можно зарЭзать почти вдвое. ТЗ дали списав с имеющегося изделия, а реально надо совсем другое. Требуются источники +40 В ток нагрузки 25-100 мА (причем скорее всего 25-35 мА) -15В с током нагрузки (1-1,5 мА) и 25 вольт с током нагрузки 5+/-1 мА, но все это от одного источника питания в 100-140 вольт, но это опять-же не точно. Точнее узнается в понедельник.

25 вольт опорное - самое стабильное должно быть. ток нагрузки меняется мало - фактически цепочка подстроечных резисторов , общим сопротивлением 5 кОм с которые снимаются опорные напряжения.

[Телекот]

Промоделировал свою схему в мультисиме, по результату при водной пульсации 20в, на выходе около 4мкВ.
Но всё надо проверять в железе.

[Starichok51]

при водной пульсации

а при спиртовой пульсации?

[Wladimir_TS]

Интересно а есть-ли в природе интегральные линейные стабилизаторы к коэффициентом стабилизации от 5000 входном от 60 вольт.

[diplodok]

tps7a4001 100V
TL783 125V
LR12 100V

и т.д.

Последний раз редактировалось diplodok Вс янв 24, 2021 19:41:06, всего редактировалось 1 раз.

[mikes357]

Finesse Voltage Regulator Noise!
Clean-up shunt

[Galizin]

https://radiokot.ru/circuit/power/supply/21/
При соотв оу опоре полевике возможно потянет. Напряжение задаеься делителем.

[Wladimir_TS]

Line regulation 0.003 %/V

Это надо понимать , как коэффициент стабилизации 333 ?

Да - уточню - важна не величина выходного напряжения (37-45 вольт/-12- -18 вольт), а её стабильность при изменении входного и тока нагрузки. Но более 0,05 вольт в худшем варианте

Последний раз редактировалось Wladimir_TS Вс янв 24, 2021 21:43:04, всего редактировалось 1 раз.

[Starichok51]

а что, полное число процентов теперь уже 1, а не 100?

[Wladimir_TS]

То есть 333333 выходит ? надо-б точнее-б знать-б. Может я вообще не правильно интерпретирую ...

[Starichok51]

плохо у тебя с арифметикой ...
100 / 0,003 = 33333.

[Телекот]

Что у tps7a4001 подавления пульсаций 65дБ, что у LM317 65дБ. Но если LM317 дополнить транзистором как показано выше то подавления пульсаций возрастает в десятки раз.

[Wladimir_TS]

Вопрос попроще - как интерпретировать по русски термин из даташита : "Line regulation ххх %/V"

Galizin писал(а):

https://radiokot.ru/circuit/power/supply/21/
При соотв оу опоре полевике возможно потянет. Напряжение задаеься делителем.

Схема нарисована из серии - "без поллитры не поймешь". Требует отдельного, плавающего источника питания ОУ, причем 2х полярного.

[musor]

подобных схем на 140уд1 +транзик полно

[As]

150 микровольт пульсаций без пассивного LC-фильтра, скорее всего, не получится - даже тепловой шум стабилизатора будет, наверное, больше...