Высоковольтный шунт-регулятор

[Евгений Михеев]

Тут нужен Владислав
Что первым делом - выпаиваю старый операционник и ставлю новый

[Роман Мирошниченко]

Тут нужен Владислав

Я понимаю.

[poty]

Постараюсь завтра расписать, что я имел в виду. В любом случае - ОУ надо запаивать новый. Пока не включать, нужно провести ещё пару изменений.

[Евгений Михеев]

Ну сегодня я уже ничего трогать не буду на ночь глядя

[poty]

Фух, к сожалению, всё больше внешних факторов!
Что нужно сделать обязательно:
1. Поменять стабилитрон D212 на новый стабилитрон на 7,5В.
2. От нижнего по схеме конца C210 (тот, который непосредственно соединён с пином 4 U202) навесом поставить мощный диод на шину POS-IN. Полярность диода должна совпадать с полярностью стабилитрона (т.е., катодом к POS-IN). Ножки - как можно короче.
3. Выпаять и проверить D202, D203.
4. Запаять новый ОУ U201.
По идее, после этого всё должно работать.
На всякий случай (мы же купили два стабилитрона?) можно напаять второй стабилитрон на 7,5В катодом на POS-IN поверх C201 или в любой параллельный слот. Этого делать бы не хотелось, я не помню точно токов утечки этих стабилитронов, а там речь идёт о 200-500мкА в этой цепи. Но в качестве защиты для первого включения - можно сделать.
После этого собрать всё в правильном включении. Не включать, как мы раньше делали, по разделениям.

[Роман Мирошниченко]

Фух, к сожалению, всё больше внешних факторов!

Вот абсолютно та же ситуация

Отправлено спустя 48 секунд:

По идее, после этого всё должно работать.

[Евгений Михеев]

нижнего

Есть

2. От нижнего

Получается они будут со стабилитроном в параллель

Выпаять

И вернуть на место? Логично, но уточняю.

Запаять

Это сделаю, сейчас только датник качну.

[poty]

Да, должны быть со стабилитроном впараллель, но стабилитрон терминируется на измерительный провод, а диод - на силовой.
Да, встречно включенные диоды вернуть на место.
Евгений, проверьте мою логику, пожалуйста. Чтобы Вам тоже стало понятно, что мы делаем.
Я предположил, что стабилитрон, за счёт своего не очень выдающегося импеданса, при повышении тока через него из-за первичного заряда конденсатора С210, не ограничивает напряжение 10В. Уменьшил напряжение стабилитрона.
Также в момент разряда конденсатора стабилитрон не успевает открываться, я поставил впараллель высокоскоростной диод.

[Евгений Михеев]

Ну по сути да, уменьшение напряжения должно пойти на пользу. Логика есть, по идее
Я вообще диод хотел запаять между ножкой с210 и разъемом ext-trim.

Отправлено спустя 2 минуты 47 секунд:

Вот так.
Также хочу заметить, что сейчас r207 отсутствует.
R211 отсутствует.
JP201 - 2 ома 5 ватт.
Вроде бы ничего больше не выпаивали.

[poty]

Нужно всё на место вернуть. По обозначениям мне сейчас сложно сказать - в пути.

[Евгений Михеев]

Владислав, понял.
А по фотке как Вам такое расположение диода?

[poty]

В целом-отлично! Но я не могу оценить правильность цепей, к которым он подключен.

[Евгений Михеев]

Короче, лыжи явно не едут. Всё собрал, прошелся еще раз по инструкции, проверил все соединения, резисторы, правильность включения диодов - всё те же 290 вольт на выходе шунта - не помогли наши старания.

[Роман Мирошниченко]

Хоть не сгорело ничего

[Евгений Михеев]

Владислав, так как я вернулся и имею некоторое количество времени, я вернулся к Вашему описанию того, как работает шунт - регулятор.
Возможно, да и почти точно, разобравшись, я смогу понять что и где искать в платах.
Я Вас не тороплю с ответами (понимаю Вы в отъезде), но как то в процессе потихонечку, как говорится, будем двигаться.

Отправлено спустя 10 минут 42 секунды:

- общая схема супер-шунт регулятора: последовательное соединение источника тока и шунта. На внешние клеммы этого соединения подаётся входное напряжение, с шунта снимается выходное.

Мне с ходу уже непонятно)
Мы подаем наше напряжение на IN+ плюс и CCS- P103

Отправлено спустя 9 минут 22 секунды:

Таким образом, получается, следующая схема включения?
Я изобразил части схемотически

[poty]

Да, похоже на правду. CCS состоит из DN2540. Это мы проверили. Это работает.
Шунт - это MOSFET. Это тоже работает. Не работает управление этим MOSFETом.

[Евгений Михеев]

Как мы понимаем, здесь тоже работает принцип резистивного делителя: чем больше динамическое сопротивление источника тока (выходного плеча резистивного делителя), тем меньше ослабление изменений на входе резистивного делителя. Тем не менее, чтобы ещё больше усилить разность сопротивлений плеч, применён C210, имеющий на переменном токе сопротивление на несколько порядков меньшее, чем измерительное сопротивление. Нам нужно, чтобы ослабление изменений напряжения на выходе было как можно меньше, потому и применяем такие ухищрения. Кроме того, токовая основа этого узла позволяет нам компенсировать влияние длинных проводов до нагрузки.

Вот это не совсем понял...

Отправлено спустя 5 минут 25 секунд:
То-есть я понял, что у нас есть источник тока на 0.45мА, это ясно.
Далее есть некая цепочка резисторов в 450К на которой напряжение составить 0.45*450=202.5 В. Это тоже ясно. А вот прос соотношение плеч и ослабление изменений я не до конца понял.

[poty]

У нас есть ОУ U201, он является одним из каскадов усилителя ошибки (вторым каскадом является Q202). На один из выводов ОУ (инвертирующий - V-) подаётся 5В стабилизированного напряжения. На второй - (неинвертирующий V+) 5В (конечно, с ошибкой, которую необходимо усилить) от сенсора. ОУ усиливает ошибку ( (V+)-5) и подаёт её на элемент управления Q202. Проблема в том, что регулируем мы сотни вольт (в нашем случае хотим добиться примерно 260В). Т.о., чтобы получить 5В, которые мы можем подать на ОУ мы должны поставить резистивный делитель 52:1. Например, если в мы ориентируемся на ток 0,45мА, то при 260В общее сопротивление резистивного делителя будет 260/0,45=578кОм. Сопротивления плеч: 587кОм и 11кОм.
Поставив резистивный делитель, мы получаем ослабление сигнала ошибки. Например, при изменении напряжения на шине питания на 1В, за счёт резистивного делителя мы получим на входе в ОУ изменение в районе 19мВ. Не буду утомлять расчётами, но это увеличивает выходное сопротивление примерно в 7 раз.
Если мы поставим вместо резистора 11кОм источник тока (сейчас это комплекс U202R220C211), то мы изменим реакцию цепи на постоянный и переменный ток. На постоянном токе этот источник тока будет "прикидываться" сопротивлением в 11кОм, обеспечивая нужный нам ток в делителе. На переменном токе сопротивление источника тока будет в районе сотен килоом (ну, допустим, 200кОм). Т.е., для переменного тока делитель будет уже 587кОм и 200кОм, сигнал ошибки в 1В (см. выше) будет давать на входе в ОУ уже 0,25В!
Конденсатор C210 поставлен для того, чтобы ещё больше (для переменного тока) изменить соотношение плеч. Он стоит параллельно верхнему плечу делителя. Для постоянного тока его сопротивление бесконечно и он не оказывает никакого влияния на работу схемы. Для переменного тока он имеет определённое сопротивление, которое оказывается соединено параллельно верхнему плечу делителя. Если совсем загрублять вычисления (не учитывая сдвиг фаз), то сопротивление C210 на самой низкой частоте, которую мы хотим воспроизводить (20Гц) составляет 1/(2пfC)=1,6кОм, что будет определять общее сопротивление цепи (влияние 587кОм будет на уровне погрешности). Соотношение плеч станет 1,6кОм и 200кОм, 1В ошибки превратится на ОУ в 0,99В. Т.о., мы добились того, что ошибка доходит до входа в ОУ в практически неизменном виде.

Отправлено спустя 1 минуту 39 секунд:
Евгений, а Вы измерения какие-нибудь делали?

[Евгений Михеев]

Владислав, спасибо, я начал понимать шунт, и, о чудо, он начинает мне нравится
Измерения я не проводил по той причине, что хотел для начала понять что и для чего я ищу. Сейчас ситуация изменилась, пусть не все на уровне нюансов, но в целом картина мне стала ясна.
Теперь, думаю, я смогу начать замеры.

Отправлено спустя 1 час 48 минут 20 секунд:
Владислав, начал проводить замеры.
Проверил еще раз малый источник тока на lr8.
Увидел R106 1.2 вольта на 150 ом, источник работает как надо

[poty]

Ну, его-то мы проверяли.
Надо проверить работу стабилизатора 10В, среднюю точку 5В, сигнал ошибки (вход на ОУ), выходной сигнал ОУ.