Dziwne zachowanie przetwornicy na MC34063

Jakiś czas temu zrobiłem sobie przetwornicę do zasilania czujnika Gegera STS-5. Przetwornica była oparta na schemacie z tego projektu:

formatting link
Wtedy złożyłem ją z elementów DHT (z paroma wyjątkami). Wszystko działało bez problemu i stabilnie, układ dawał na wyjściu jakieś 380V przy zasilaniu 5V.

Teraz chciałem zminiaturyzować urządzenie, w którym pracuje przetwornica. Zaprojektowałem nowy układ z elementów SMD. Musiałem wprowadzić kilka zmian. Niestety nie udało mi się kupić rezystora 0,22R/1W w wersji SMD (rozmiar 2010), więc musiałem użyć

0,75W. Zamiast standardowych rezystorów 10M w dzielniku sprzężenia zwrotnego (R5 i R6) użyłem SMD w rozmiarze 2512, każdy na napięcie 250V. R4 w tym dzielniku jest w obudowie 1206 i ma 68k (taka wartość sprawdziła się w poprzedniej wersji urządzenia). C8 jest w obudowie 1206, a C7 i C9 - 0603. Rezystor R2 to 0805 na 0,25W. C6 jest teraz kondensatorem tantalowym 470uF na 10V. W poprzedniej wersji był elektrolit THT.

Niestety układ w nowym wydaniu nie działa, tak jak powinien.

1) Napięcie jest za wysokie - około 450V po uruchomieniu i lekko dryfuje w górę. 2) Napięcia nie da się regulować. Nie zmienia się właściwie wcale bez względu na to, czy użyję R4 o wartości 62k czy 68k. Próbowałem wlutować trymer 100k, ale kręcenie nim nie dawało żadnego efektu. 3) Na początku zastosowałem jakąś losową szybką diodę wysokonapięciową o (jak mi się wydawało) odpowiednich parametrach. Najpierw miałem napięcie ponad 300V, ale potem spadało do około 200V. Wymiana diody pomagała - na chwilę. W końcu kupiłem wersję SMD UF4007 - pomogło w tym sensie, że mam napięcie jak w punkcie 1. 4) Napięcie na końcu zależy od tego, z jakiego źródła zasilam urządzenie. Dobra ładowarka do telefonu daje jakieś 20V więcej niż PowerBank. A przecież powinna być stabilizacja...

Próbowałem wymienić scalak na inny - nie pomogło.

Aha - zmycie z płytki niewielkich resztek topnika faktycznie trochę zmniejszyło napięcie na wyjściu. ;)

Ktoś mi podpowie gdzie mogłem popełnić błąd.

Reply to
Atlantis
Loading thread data ...

Dnia Sat, 6 Jan 2018 12:06:20 +0100, Atlantis napisał(a):

A propos - jakiej rurki uzyles ? Dziala ? Na allegro jest troche DOB-50 z wojskowego demobilu, ale tak sie zastanawiam:

-ma to dobra czulosc, czy na wojne atomowa nastawione ?

-maja prawdopodobnie z 50 lat ... nie zaszkodzilo im ?

To chyba i tak za duzo.

Na granicy ... moze lepiej 4* 5M.

To sugeruje niedzialanie sprzezenia zwrotnego. Zmierz napiecie na nodze 5, tylko cyfrowym miernikiem o duzej rezystancji - ale do sprawdzenia tor od wyjscia przez R5, R6 do pinu

  1. C8 nie jest zwarty ?

Czyli przetwornica w koncu dziala :-)

J.

Reply to
J.F.

W dniu 2018-01-06 o 12:06, Atlantis pisze:

Czy trafo jest to samo co było?

Gdybanie. Sprzężenie zwrotne reguluje napięcie regulując wypełnienie. Może układ pracuje na granicy możliwego zakresu wypełnienia i już bardziej zmniejszyć się go nie da. Scalaki mają pewne minimalne t_on - jak się klucz włączy to nawet jak od razu 'wie', że ma się wyłączyć to mija chwila zanim to zrobi. Zależy jak jest tu sterowanie (przyglądałem się uA78S40 (bogatsza odmiana) w latach 80-tych, ale nie pamiętam jak dokładnie działa, a nie mam czasu się zagłębiać). Jak nie ma możliwości zmniejszania f poniżej pewnego minimalnego i skrócenia t_on poniżej pewnego minimalnego to pewna minimalna ilość energii zawsze zostanie przeniesiona na wtórną stronę. Ta minimalna ilość energii musi zostać odebrana z wyjścia bo inaczej napięcie będzie cały czas rosło. Często już sam dzielnik sprzężenia zwrotnego odbiera od wyjścia wystarczającą ilość energii aby układ mógł stabilizować przy braku obciążenia. Może 20M odbiera za mało energii (tzn odbiera dość dopiero gdy napięcie urośnie powyżej oczekiwanego). W takiej sytuacji o wartości osiąganego napięcia decyduje tylko wartość tych 20M, a 68k nie ma nic do gadania :). Może poprzednia wersja miała sama w sobie większe straty i te 20M wystarczyło, a ta nowa wersja jest "lepsza" (może scalaki SMD są "lepsze") i 20M to za słabe obciążenie.

Dla sprawdzenia czy dobry trop zwiększ obciążenie. Obciąż wyjście drugim zestawem 20M, albo zmień sprzężenie zwrotne, ale nie zwiększając 68k tylko zmniejszając 20M. Jak masz jeszcze dwa rezystory po 10M to dodaj równolegle do każdego z tych, a 68k zamień na coś w okolicach 33k. P.G.

Reply to
Piotr Gałka

Użyłem STS-5. Kupiłem kilka sztuk od różnych sprzedających i z kilku serii (różnią się m.in. fakturą metalowej części obudowy) - właśnie z uwagi na podobne obawy do twoich. Wszystkie zdają się pracować podobnie. Generują liczbę impulsów odpowiadającą naturalnemu promieniowaniu tła. Dzięki znajomemu fizykowi miałem też okazję upewnić się, że reagują na obecność jakiegoś minerału z zawartością czegoś nieznacznie podnoszącego odczyt (zaledwie parę razy więcej niż tło). Kupiłem też BOI-33, która wedle zapewnień sprzedawcy miała być odpowiednikiem STS-5, ale chyba nie jest. Po podłączeniu w tym samym układzie generuje dużo więcej impulsów. Być może to wina szklanej obudowy i czułości także na cząstki alfa? Nie wiem, nie zgłębiałem tematu. Co do DOB-50, to też mnie kusiło skorzystanie z tego modelu, głównie z uwagi na mniejszy rozmiar. Z tego co mi wiadomo, pracują one w nieco wyższym zakresie. Stare liczniki Geigera wykorzystywały je równolegle z czymś w rodzaju STS-5. DOB-50 był używany po przełączeniu na wyższy zakres pomiarowy, Ponoć gorzej sprawdzają się w pobliżu tła, a głównie to mnie interesowało.

Tak właśnie mi się wydawało. To znaczy nie widzę powodu, aby tam dawać aż 1W. Zastosowałem więc to, do czego miałem dostęp.

Myślisz, że to może odpowiadać za takie zachowanie przetwornicy? Bo ja zakładałem, że przetwornica wytworzy mniej niż 400V. To daje mniej niż

200V na jeden rezystor. Jasne, 25% zapasu to niewiele, ale nie jest to też praca tuż na granicy parametrów. Podobna sytuacja miała zresztą miejsce z kondensatorem wysokiego napięcia, którego używałem w poprzedniej wersji (i używam w tej). Też nie był na 2x większe napięcie, a problemów nigdy nie miałem. Wolałbym upewnić się, że właśnie tutaj leży przyczyna, zanim zacznę projektować nową płytkę, zwiększając rozmiary urządzenia...

Ok, wielkie dzięki. Przyjrzę się tym elementom.

Działa w tym sensie, że na wyjściu jest wysokie napięcie. Wyższe niż trzeba (i nieco wyższe od górnego progu wymienionego w karcie STS-5) i niedające się regulować...

Reply to
Atlantis

34063 ma prad maksymalny 1.5A, to i tak za duzo, a u Ciebie to w ogole prad bedzie minimalny.

Nie, odwrotnie by sie objawialo.

No chyba, ze na skutek przebicia rezystor dostal przerwy i juz nie ma

10M tylko 1G.

To raczek uwaga na przyszlosc. transformator duzy, te dwa rezystorki wiecej nie powinny az tak przeszkadzac. Ewentualnie 3*6.8M

Znaczy sie, ze czesci odpowiedzialne za przetwarzanie dzialaja. Problem w regulacji.

J.

Reply to
J.F.

Hmm... Wygląda na to, że dzielnik napięcia działa. Gdy zaczynałem eksperymenty, na wyprowadzeniu 5 scalaka było około 1,6V. Dla próby postanowiłem dać 82k i napięcie w tym punkcie wzrosło do niecałych 2V. Napięcie na wyjściu przetwornicy nie zmieniło się jednak i wynosiło około 460V przy zasilaniu z PowerBanku i aż 500V po podłączeniu do telefonicznej ładowarki.

Zastanawia mnie jeszcze jedna rzecz - próbowałem zmierzyć rezystancję rezystorów 10M w tym dzielniku. Najpierw w układzie. Wyszło, że każdy z nich ma nie 10M, a około 5M. Taki sam wynk wyszedł na dwóch różnych multimetrach. Po wylutowaniu znów pokazywały 10M. Wlutowałem dwa inne rezystory i pojawił się dokładnie ten sam efekt. Skąd to się bierze? Na schemacie nie widzę niczego, co mogłoby bocznikować te rezystory, a już na pewno nie każdy z osobna. Efekt nie występuje też w starej wersji urządzenia, z rezystorami THT.

Tutaj mogę się doszukiwać przyczyny?

Starałem się optymalizować rozmiar płytki, z uwagi na wysokie napięcie trzymając się rozsądnych odległości między ścieżkami (tutaj podpierałem się jakimś kalkulatorem z sieci). Na dobrą sprawę mógłbym poszerzyć płytkę przy brzegu z przetwornicą i nawet dać po stronie HV elementy THT. Tyle tylko, że wolę wyeliminować inne możliwości, zanim zrzucę winę na miniaturyzację i elementy SMD.

Wymieniłem jeszcze kondensator na wyjściu przetwornicy. Też nic to nie dało.

Reply to
Atlantis

Wymieniłem rezystory 10M na 4,7M i 68k na 33k. Nie pomogło - układ zachowuje się ciągle w ten sam sposób. Niemniej jeszcze raz wlutowałem trymer i zacząłem kręcić. Okazuje się, że tak dobrze za połową, wraz ze zmniejszaniem rezystancji do zera, napięcie na wyjściu zaczyna szybko rosnąć. Czyli to 450-460V to MINIMALNE napięcie, jakie w tej chwili może osiągnąć przetwornica.

Jakieś lekarstwo? ;)

Reply to
Atlantis

Nadal wygląda, że źródłem problemu jest jakiś minimalny t_on i nie możność zmniejszenia f poniżej jakiegoś minimum tylko mój pomysł na lekarstwo okazał się nieskuteczny. Zapewne nie doceniłem wydajności przy tym ustalonym minimalnym wypełnieniu :).

Trzeba zrozumieć jak ten scalak działa i czy da się aby dawał jeden impuls t_on raz na sekundę/minutę/godzinę. Przy odpowiednio małym wypełnieniu musi przecież dać mniejsze napięcie - no chyba, że odkryłeś perpetuum-mobile :) P.G.

Reply to
Piotr Gałka

użytkownik Atlantis napisał:

Obmacaj C9, badziewne 0603 lubią strzelać od temperatury. Czyli trop P.Gałki.

Reply to
Bytomir Kwasigroch

Jesli dobrze zmierzyles, to masz jakis uszkodzony scalak. Po przekroczeniu 1.25V na pin 5 ta przetwornica w ogole nie powinna pracowac.

Tylko ze scalaki uszkadzaja sie rzadko, bardziej prawdopodobne inne cuda - np przerwana sciezka, czy zimny lut. Mierzyles na nozce ? (Hm, a gdyby tak pin 4 - masa byla niepodlaczona ?)

Podlacz rownolegle do tych 10M rezystor np 1M - zobacz czy sie zrobi

40V. Albo podlacz do R4/pin 5 rezystor 50k z +5V - powinna stanac przetwornica.

C10 masz 1uF ? z 20M to daje stala czasowa 20s, tym niemniej bys zobaczyl na mierniku jak napiecie spada.

Normalne - prad pomiarowy z multimetru plynie nie tylko przez R5, ale tez przez R6, R4, i C10, lub inne elementy - np TR1 i D1. I mamy jakby dwa rezystory 10M polaczone rownolegle.

Nawiasem mowiac - jesli dobrze zgaduje ze plynie przez C10, to powinien pomiar rosnac w miare ladowania kondensatora. Albo i spadac, jesli po pracy C10 ciagle naladowany np do 9V.

A powinien.

te rezystory akurat w szeregu, to nie powinno miec wielkiego wplywu.

J.

Reply to
J.F.

Już przyszło mi do głowy, że może się pomyliłem i wlutowałem coś o złej pojemności. Usunąłem go więc i zmierzyłem - okazuje się jednak, że ma 1 nF, czyli tyle, ile trzeba. Jest szansa, żeby był uszkodzony/wadliwy w sposób powodujący nieprawidłowe działanie przetwornicy, a miernik cały czas pokazywałby właściwą pojemność?

Reply to
Atlantis

Próbowałem już z dwoma egzemplarzami scalaka.

Mierzyłem w różnych punktach ścieżki, w tym na nóżce. Wszędzie jest to samo napięcie. W tej chwili około 1,5V.

Wszystkie luty są w porządku. Nawet gdyby nie były, to do tej pory kilka razy zdążyłem je poprawić. ;)

Wylutowałem go i sprawdziłem. Był 1nF. Na wszelki wypadek dałem nowy. Sytuacja poprawiła się o tyle, że napięcie spadło o jakieś 20V. Wciąż jednak jest różne w zależności od tego, czy zasilam z PowerBanku, czy ładowarki.

Na chwilę jedyne elementy, których jeszcze nie wymieniałem, to transformator i rezystor 180 omów.

Reply to
Atlantis

Jakiś pomysł na możliwe rozwiązanie? ;)

Reply to
Atlantis

Tylko o ile dobrze pamietam to ta kosc powinna sie wylaczac calkowicie.

J.

Reply to
J.F.

użytkownik Atlantis napisał:

Nie. Po strzeleniu C=0pF. Nie mam więcej pomysłów. Jak na pinie 5 masz 1,6, to już wymiękam. Bateria w mierniku ok?:) Przerwa ścieżki do C10?

Czasem przerwy/zwarcia widać tylko pod dużym powiększeniem.

Reply to
Bytomir Kwasigroch

W dniu 06-01-2018 o 17:05, Piotr Gałka pisze:

Ostatnio się nim bawiłem i uzyskałem ok 145Hz. Jak zszedłem niżej z napięciem wejściowym to wyjściowe zaczęło rosnąć z założonych 9V do ponad 16V. Nie wiem dlaczego, nie wnikałem zbytnio. Obciążenie kilkoma mA ustabilizowało przetwornicę. Ale ostatecznie zmniejszyłem napięcie wyjściowe do 6V i przestała świrować.

Ja bym spróbował zmniejszyć wartość kondensatora 1nF i tym zwiększyć częstotliwość pracy. Przykładowo na 470pF.

Reply to
szod

W dniu 2018-01-07 o 10:16, szod pisze:

Mi to wygląda na ten sam efekt. P.G.

Reply to
Piotr Gałka

Aby mieć szansę na pomysł musiałbym zagłębić się _dokładnie_ w kartę katalogową. Dokładnie bo nie umiem czytać czegokolwiek po łebkach - albo dokładnie, albo wcale. Jak ostatnio zagłębiłem się w karty kilku DCDC TI to zajęło mi ponad dwa tygodnie. Nie mam na to czasu. P.G.

Reply to
Piotr Gałka

Hmm... Istnieje możliwość, że sposób prowadzenia ścieżek albo bardziej gęste (niż w przypadku wersji THT) upakowanie elementów może mieć wpływ na zachowanie przetwornicy? Na wszelki wypadek wrzucam ten fragment płytki.

formatting link

Reply to
Atlantis

Po wymianie kondensatora z 1nF na 470pF zupełnie nic się nie zmieniło. Napięcie wciąż jest za wysokie i wciąż zależy od zasilania na wejściu - różnica rzędu 40-50V. Powoli kończą mi się pomysły. W tej chwili tylko do głowy przychodzi mi jeszcze próbowanie wymiany transformatora albo spróbowanie z kolejnym egzemplarzem scalaka (chociaż wydaje mi się naprawdę mało prawdopodobne, żeby do tej pory trafiły mi się dwa różne z takim samym uszkodzeniem. Jakakolwiek wada w transformatorze w teorii może powodować taki efekt? Jak krytyczny jest rezystor 0,22 oma?

Skończy się tak, że przeprojektuję płytkę z myślą o przetwornicy w wersji THT - ta do tej pory działa we wszystkich egzemplarzach poprzedniej wersji urządzenia...

Reply to
Atlantis

ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.