Regolatore Shunt HV di M. Huber

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andypairo
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Messaggio da andypairo »

Ciao,
avendo sentito molte cose sulla superiorità degli alimentatori di tipo shunt mi è venuta voglia di provarne uno, magari un un circuito a tubi.
Cercando in giro ho trovato il lavoro di M. Huber che sembra ben progettato.
Nel fervore del venerdì sera ho buttato giù un layout con Eagle, vorrei però chiedere suggerimenti sul ramo di massa.
Secondo voi vale la pena di fare un lavoro a "stella" o è sufficiente un "bus" con piste sufficientemente larghe? Dopotutto si tratta di regolare correnti non eccessive (max qualche centinaio di mA)...




Immagine Allegato: ShuntSch.pdf ( 22970bytes )


Immagine Allegato: Shunt.pdf ( 47074bytes )
Ciao

Andrea
mauropenasa
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Messaggio da mauropenasa »

hahaha, Andrea,
non ho manco aperto il PDF, ma la tua domanda è talmente "stimolante" che non serve vedere il circuito.... :D

Nelle reti di reazione (nodi di riferimento), negli alimentatori regolati, o in qualsiasi dispositivo legato alla manipolazione attiva di segnali, il layout di massa è SEMPRE vitale.

Il fatto che le correnti siano piccole non è di per se sufficiente a limitare i danni. Tutto dipende dal guadagno del circuito di amplificazione di errore. Se esso è elevato, anche segnali di poche decine di microV possono essere amplificati a valori "fastidiosi" (mV).
Più che altro il problema degli alimentatori è che vengono stimolati (lato uscita, tanto per rimembrare il "reverse driven") a frequenze audio (e oltre), per cui devono disporre di una impedenza di uscita costante e bassa. In questo un alimentatore è identico ad un amplificatore (io lo simulo sempre con un test inverso).
Come negli amplificatori, se i nodi di riferimento sono "corrotti" da elementi parassiti sensibili alla modulazione della linea, si degrada tutta la prestazione, specie a frequenze superiori a 5-10Khz (dove gli effetti elettrostatici ed elettromagnetici cominciano as assumere forza...).

Morale:
-Se per qualche ragione sei costretto a non perfezionare i loop di massa, tanto vale usare un regolatore scarsamente reazionato o passivo, i risultati (quando va bene) sono analoghi.

-Se lavori in bande di diversi Mhz (video e digitale), queste tecniche sono inutili, e devi appoggiarti alla tecnica delle induttanze e capacità distribuite, per ridurre al massimo gli elementi reattivi e quindi mantenere bassa l' impedenza di alimentazione, usando piani di massa simmetrici e robusti.

- restando in ambito audio, tutto appoggia sulla qualità della distribuzione di massa, separata (stella) e ben congeniata.

La distribuzione della massa virtuale nei sistemi analogici è un' arte, non un passatempo. Essa si basa su 2 tecniche contrapposte:

1. Massa virtuale ideale al centro stella. Si suppone che nel "punto di confluenza" dei segnali di massa esista la condizione di neutralità richiesta. Questo succede quando il circuito è circoscritto e non ha particolari collegamenti con il mondo esterno (altri punti di massa virtuale). E' abbastanza il caso di un alimentatore, dove per centro stella si intende il nodo di riferimento, punto di confluenza sia del segnale di ritorno dal carico che quello di entrata dal trafo.

2. Generazione di varie masse virtuali, congiunte con la tecnica del "disaccoppiamento" locale. Situazione più diffusa negli amplificatori, dove si deve fare i conti con i riferimenti di massa di unità esterne al circuito e sezioni (pre-finale, segnale e potenza) diversificate....

Ma quest' ultima parte la conoscerai già....

ciao





Mauro
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andypairo
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Messaggio da andypairo »

Dunque, se bene interpreto la cosa:

-Questo circuito in particolare non è eccessivamente reazionato, infatti si tratta di un semplice differenziale caricato da CCS che a un ingresso ha un riferimento di 30V (zener caricato da altro CCS e filtrato RC) e all'altro legge una frazione della Vout (DC) e in AC ha in aggiunta un C da 2u2.
Il ramo invertente va a pilotare lo shunt vero e proprio (IRFxx) tramite il PNP.
Il tutto alimentato non da resistenza di caduta ma da un altro CCS.

Ora detto questo ci si potrebbe "accontentare" di un bus di massa, ma volendo fare le cose per benino andiamo a individuare i ritorno "sensibili":
1- Zener e C di filtraggio
2-Partitore di reazione
3-Source del MOS di shunt
4-C a film in // all'uscita

Praticamente tutti.

Estendendo il concetto a B+ l'unico nodo che si può escludere dalla gestione a stella sembra essere il CCS che va sullo zener.

Il risultato di questi ragionamenti è il seguente:


Stavolta magari Mauro uno sguardo daccelo :D e dimmi se ho bene inteso (anche se onestamente questo PCB mi sembra peggio dell'altro)

Ciao

Andrea


Immagine Allegato: ShuntNew.pdf ( 46873bytes )
mauropenasa
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Messaggio da mauropenasa »

hahaha, di solito non faccio "consulenze pubbliche a distanza", specie su cose del genere... :D

Comunque questo circuito è talmente elementare che i margini di rischio sono limitati, per cui la tua bozza è già buona....

Resta da stabilire il salto di qualità che ci può essere tra uno shunt dotato di amplificatore di errore a discreti come questo rispetto ad uno semplificato a zener o zener + Mosfet...

Spesso, in questi articolati sistemi di regolazione (mi vengono in mente i "mitici" shunt di Jung e compagnia...) si nasconde il nulla od il quasi nulla, perchè tutto dipende dalla struttura amplificatrice che segue...
Se essa ha un elevata reiezione al rumore di alimentazione, rischiano di essere inutili....
Forse, nei sistemi a tubo, sta roba ha un senso...

ciao



Mauro
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andypairo
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Messaggio da andypairo »

Ciao Mauro,
non per approfittarmi troppo ;) ma quale delle due?

Ciao

Andrea
mauropenasa
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Messaggio da mauropenasa »

Boh, io ho guardato la versione new, quella del tuo post di risposta... 8)

ciao


Mauro
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plovati
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Messaggio da plovati »

Se sposti il gruppo con il TO220 (ora in alto) sul lato sinistro riduci la lunghezza della piste. Visto che hai spazio, lo star ground potresti farlo con piste più larghe, in pratica il negativo di quello attuale, con le piste che diventano interruzioni nel piano di massa. Molti componenti montati in verticale poi compattano ancora di più lo spazio, cosa in genere sempre positiva. I miei 2 cent. Ciao

_________
Piergiorgio
_________
Piergiorgio
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Messaggio da andypairo »

Ciao Piergiorgio, OK per le piste più larghe, non ho capito però il discorso sul ground plane. Provo a spostare il gruppo del generatore di corrente, quasi quasi converrebbe fare due PCB distinti, con la parte shunt da montare a ridosso del circuito da alimentare per minimizzare il loop delle correnti di alimentazione... che ne dite?

Ciao

Andrea
mauropenasa
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Messaggio da mauropenasa »

Per quel che ne so, più spezzetti le sezioni, con relativi cablaggi, più ti crei problemi aggiunti....

Questo vale per esempio per tutti gli ampli audio, in cui va di moda separare le schede PSU dai singoli canali ecc...

Mai trovato una struttura del genere che non sia un generatore di rogne, specie nel ground loop....

ciao




Mauro
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Messaggio da andypairo »

Ho cercato di compattare il più possibile lo stampato, ora ci sta in un 6x8 cm.

Due cose non riesco a fare: spostare il silkscreen in modo da renderlo leggibile ovunque e fare un ground plane.
Sto usando eagle (versione freeware), qualcuno sa come fare?

Ciao

Andrea

L'ultimo layout è questo:


Immagine Allegato: ShuntNew.pdf ( 47745bytes )

Ciao

Andrea
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Messaggio da mauropenasa »

smash e Polygon, Andrea.... ;)

lo trovi nel tutorial....

PS: non è il cad che uso io, non chiedetemi altro.... :D

ciao


Mauro
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Messaggio da andypairo »

Vedremo lo smash, ma il polygon appunto mi fa un poligono che non riesco a riempire.... con un rectangle ottengo qualcosa ma non è il massimo.

Ciao

Andrea
mauropenasa
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Messaggio da mauropenasa »

Ratnest, Andrea,
Ratnest dopo la costruzione del poligono....

ciao


Mauro
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