Hybride buizenvoeding (Techniek Overig)

door Florick Wibier , Gennep Noord Limburg, 23.01.2015, 21:44 (3403 dagen geleden)

Goedenavond,

Het leek mij voor sommige leden misschien interessant om een stukje te schrijven over een schakeling welke ik recent opgebouwd heb. Echter zou Ik wel willen vermelden dat ik (nog) geen formele opleiding genoten heb.

Dit is een hybride buizenvoeding, welke in tegenstelling tot veel courante, met volledige met buizen uitgevoerde schema's gebruikmaakt van een halfgeleider voltage referentie en verschilversterker.

Het schema streeft erna om om een regelbare voeding te bouwen die de nauwkeurigheid van mijn Delta Elektronica voedingen te benaderd en zover kan ik zeggen dat het redelijk gelukt is.

Het getoonde printje wijkt iets van het schema af
In de huidige configuratie kan met deze voeding een spanning van ongeveer 100-300 volt geregeld worden. Dit kan naar behoeven aangepast worden tot minimaal ~40 volt.
componenten

De gebruikte referentie is een hoog stabiel 10,000 volt model, er wordt daar een REF01 gebruikt, er zijn echter talloze andere referentie Ic's te verkrijgen .
Er is voor een REF01 gekozen omdat dit IC een gebufferde uitgang bezit.

De hier gebruikte transistoren zijn resp. de NPN MPSA42 en de complementaire MPSA92.
Echter bestaan er dubbele HV NPN transistoren welke als voordeel hebben dat beide torren nagenoeg dezelfde temperatuur hebben, wat de stabiliteit ten goede komt.
resultaten

De schakeling werkt uitgevoerd met een 6080 buis naar tevredenheid. Het aansluiten van een belasting van 50mA levert een inzakken van de spanning op de belasting van 0.01 volt op. Hetgeen doet vermoeden dat de interne weerstand van de voeding kleiner dan 100milliohm is.

De gemeten rimpel is kleiner dan 2mV dit is echter moeilijk te meten.
Daarnaast is het waargenomen spanningsverloop door thermische effecten kleiner dan 0,1 volt
Het variëren van de ingangsspanning levert een variatie in de uitgangspanning op die duizendmaal kleiner is. Dit is significant beter dan de 500 maal die philips voor zijn buizenvoedingen specificeert.

Voordelen transistoren T.o.v buizen de combinatie van stroombronnen en verschillversterkers zorgt hier voor een versterking welke vele malen hoger is dan die van een standaard pentode. Daarnaast heeft een stroombron heel wat minder problemen met de interne capaciteiten/roosterstroom van een buis, je ziet bijvoorbeeld dat veel buizenvoedingen om die reden de weerstand tussen de kathode en anode van de regelbuis relatief klein houden. Terwijl sommige pentoden toch echt een hogere versterkingen hebben bij een kleine anodestroom.

Beperkende factoren
De stabiliteit van de voeding is een functie van de temperatuurscoefficient van de gebruikte weerstanden, referentie en van de verschilversterker.

uitbreidingen/aanpassingen
De schakeling werkt met praktisch alle courante pentodes en trioden 6080 6l6 EL34 e.d.
Daarnaast is het mogelijk om een FET/IGBT IPV buis te gebruiken, deze optie is echter door de relatief hoge gate capaciteit inferieur aan de buizenoplossing.
Ook kan de voeding ingesteld worden door middel van een spanning door deze aan de linker tor aan te leggen.

Daarnaast kan er gekozen worden voor een laagvoltage referentie, hetwelk het mogelijk maakt een oude radiotrafo voor de voeding te gebruiken.

slot
Dit wordt zo al een behoorlijke lap tekst, Ik hoop eigenlijk dat er mensen zijn die nog tips kunnen geven over mogelijke verbetering.

Ik ben begonnen met het ontwerpen van een printje, dit vordert redelijk alleen is het nog even wennen aan Eagle.