Однотактный усилитель на триоде (300B?)

[Tos]

5мА всё же достаточно много для смещения, где предполагается максимум несколько сотен микроампер. Но если блок питания смещения позволяет - почему бы и нет? Вторая засада - ток "питания" оптрона будет преобладающим в нагрузке блока питания смещения, а значит, шумы будут также преобладающими

Для формирования напряжения Смещения я использовал следующую схему:

Schematic__783.png (54.32 КБ) 4296 просмотров

(из двух вариантов регулировки я выбрал регулировку напряжения на выходе, а не напряжения регулятора) Полагаю, что наличие постоянной нагрузки на выходе стабилизатора и RCфильтр дополнительно сгладят возможные шумы.
С такой схемой мне не удалось увидеть на выходе ничего(шумов). Мой осциллограф не умеет показывать такие шумы, поэтому будем слушать.

Нужно ставить контроль тока перед последним конденсатором байпаса. Не помню - предполагался стабилизатор или нет? Если да - то поставить резистор перед сенсором выходного напряжения.

Да, будет стабилизатор на каждый канал, по схеме:

Schematic_LM317-High-Voltage_Sheet-1_20191028103347.png (78.29 КБ) 4296 просмотров

Т.е. предлагаете поставить резистор в цепь сразу после LM317 и усилить напряжение на нем дифференцирующим ОУ?
Может тогда вместо него опять таки поставить ACS712 также с ОУ? Он обеспечит гальваническую развязку.

А откуда такая цифра - 3,3В? Предполагаю, что это - аналоговый референс ADC-входа микропроцессора? Так почему его не сделать меньше?

Тут, как мне кажется у нас два варианта - мы либо заводим сигнал на цифровой вход микропроцессора и тогда логическая 1 должна быть выше 3В, либо если мы заводим на аналоговый вход микропроцессора нам необходимо обеспечить хоть какой-то диапазон измерений значения.
Если при токе 100мА на резисторе 0,1Ом будет 0,001В, то это не попадет даже на 1 единицу в диапазоне АЦП( 5В и 1023 уровня)
Поэтому надо либо увеличивать резистор либо усиливать сигнал вместе с шумами. ОУ нас может спасти в части усиления, но меня пугает гальваническая связь измерительного каскада с входом микропроцессора.

[poty]

Схема смещения, скажу прямо - верх расточительности! Ну, это я так, от зависти! Да, тогда ток оптрона будет не самым приоритетным, думаю, шумов удастся избежать.

Т.е. предлагаете поставить резистор в цепь сразу после LM317 и усилить напряжение на нем дифференцирующим ОУ?
Может тогда вместо него опять таки поставить ACS712 также с ОУ? Он обеспечит гальваническую развязку.

Я говорил о проводе по земляной шине, соединяющем P8 и знак GND. В его разрыв можно включить довольно большое сопротивление без какого-либо влияния на качество стабилизации.
Если мы говорим о детектировании тока (определение, что ток выше определённого значения), то можно поставить только оптрон, зашунтировав его резистором. Т.е., допустим, ток покоя у нас 70мА, напряжение "горения" светодиода внутри оптрона - 2,1В при токе 5мА (обычно). Нам нужно байпаснуть 65мА на 2,1В - это будет резистор 32 Ома.
Если у ACS712 будет достаточно "разрешения" для детектирования уровня тока такой величины, то можно поставить и его.

Если при токе 100мА на резисторе 0,1Ом будет 0,001В, то это не попадет даже на 1 единицу в диапазоне АЦП( 5В и 1023 уровня)

Обычно микропроцессор имеет специальный вход (AREF), на который подаётся аналоговый уровень максимального значения, распознаваемого АЦП. Он не обязан быть = напряжению питания микропроцессора. Его можно сделать достаточно низким. Насколько низким - нужно смотреть по datasheet.

[Tos]

Схема смещения, скажу прямо - верх расточительности! Ну, это я так, от зависти! Да, тогда ток оптрона будет не самым приоритетным, думаю, шумов удастся избежать.

надо сделать хорошо затраты вторично.

Если у ACS712 будет достаточно "разрешения" для детектирования уровня тока такой величины, то можно поставить и его.

В схеме с ОУ чувствительность декларируется 610мV/A, т.е. в нашем случае при токе выходного каскада 70мА мы получим на выходе ~40 мV. Негусто, конечно, в числах стандартного АЦП в пределах 15, но Вы правильно заметили про источник AREF, который можно сделать поменьше чем 5В. Тогда придется пересмотреть диапазон измерений токов накала и драйверов, но думаю, что это не критично.
Спасибо, покопаю немного в эту сторону.

[Tos]

Если у ACS712 будет достаточно "разрешения" для детектирования уровня тока такой величины, то можно поставить и его.

собрал макет на acs712+LM321



проверил диапазон выдаваемых напряжений.
В целом схема измерения работает, кроме одного НО! Я совершенно забыл что при 0 токе через цепь на выходе схемы присутствует половина напряжения питания, 2,5В. Это оставляет крайне мало место для маневра с точки зрения снижения AREF.

[goldmen8]

Андрей, процитирую себя "любимого".

Я бы пошёл другим путём.
... качестве датчика тока обычный шунт ...
Для контроля цепей накала поставил бы малюсенький "Tiny 13". ... tiny запитал от цепей накала через стабилизатор, а выход сигналов "норма" и "авария" через опто-развязку (или ещё каким другим способом) на центральны процессор.

[poty]

Я не очень понял проблему. На выходе VIOUT ACS712 без тока через IP+ - IP- - половина VCC. Этот сигнал поступает на пин 3. На пин 1 поступает VCC/2. Что будет на выходе?

[Tos]

Андрей, процитирую себя "любимого".

я такие не пробовал еще ни разу, как я понимаю, предлагаете поставить шунт-резистр и мерять напряжение на нем с помощью какого-то из входов Tiny? В чем преимущество?
При измеряемом токе накала в 1,3А acs712 дает диапазон измерений ~ 1В. А как с Tuny?

Отправлено спустя 40 минут 45 секунд:

Я не очень понял проблему. На выходе VIOUT ACS712 без тока через IP+ - IP- - половина VCC. Этот сигнал поступает на пин 3. На пин 1 поступает VCC/2. Что будет на выходе?

да, схема требует подстройки соотношений резисторов задающих напряжение на пин 1. поставил подстрочник.

[poty]

Значит, проблемы постоянной составляющей в 2,5В нет и можно "поиграться" AREF.

[goldmen8]

Диапазон измеряемого тока "связки ACS712+LM321" возможно же увеличить и при отсутствии тока сдвинуть выходной уровень, почти до "0".

Спойлер

Показать

Fig_.jpg (61.72 КБ) 4277 просмотров

По "Tiny 13": Точно такая-же как и все "AVR", только маленькая (но есть и ещё меньше).
Шунт (сопротивление), внутренний ИОН 1,1В (Internal reference voltages of nominally 1.1V), АЦП 10 бит. Даже если не использовать вывод "Reset" остаётся 5 выводов общего назначения, при том три из них могут быть использовано как ADC. На оставшихся двух можно выдать сигнал "авария" и "норма", или поиграться ... всё таки у двух логических выводов уже четыре варианта состояния.

[Tos]

По "Tiny 13": Точно такая-же как и все "AVR", только маленькая (но есть и ещё меньше).

Да, почитал, спасибо, интересная штучка. Подумаю как можно ее применить, поэкспериментирую. В принципе, для контроля тока накала вполне хватает связки ACS712+LM321, токи там большие, а понизив референс для измерений получается вполне неплохо без потерь на резисторах и с гальванической развязкой.

[Tos]

Всем привет!

Докладываю:
1. Почти готов настольный макет одного канала:
- Стабилизатор Анодного по схеме выше download/file.php?id=16362
- Стабилизатор Смещения по схеме выше download/file.php?id=16361
- Стабилизаторы накала 5В и 6,3В
2. Подключены отдельные реле для включения накала, смещения и анодного.
3. Собран и обкатан датчик тока накала на asc712download/file.php?id=15975&t=1
4. В качестве реле коммутации Анодного после стабилизатора использовано К293КП11БП. В макете держит 360В и ток коммутации 0,3А без нагрева.
5. Собран макет схемы мониторинга и управления на Ардуино.
6. С учетом озвученных в теме рекомендаций написана программа управления и обкатана на макетной плате Ардуино. Опробованы все пришедшие в голову комбинации неисправностей.

Надеюсь, что в выходные соберу полностью действующую схему питания и управления в железе и размещу фото. Заодно поэкспериментирую с референсным напряжением ардуины для мониторинга токов накала.

[Tos]

Если мы говорим о детектировании тока (определение, что ток выше определённого значения), то можно поставить только оптрон, зашунтировав его резистором. Т.е., допустим, ток покоя у нас 70мА, напряжение "горения" светодиода внутри оптрона - 2,1В при токе 5мА (обычно). Нам нужно байпаснуть 65мА на 2,1В - это будет резистор 32 Ома.

Владислав, я сейчас экспериментирую с оптопарами для детекции напряжений, работает вроде нормально, но есть другая идея для кейса определения анодного тока:
Вместо оптопары ставим твердотельное реле! - например вот такое - https://static.chipdip.ru/lib/918/DOC002918278.pdf
У него порог срабатывания по напряжению от 0,9В и ток 0,2мА. Т.е. для срабатывания, при например возрастании анодного тока до 200 мА, ставим резистор всего 4,5 Ом и шунтируем его дополнительно конденсатором. Контакты собственно реле заводим на вход Ардуино.
Развязка есть, скорость срабатывания 2-3 ms с учетом задержки на ардуино.
Что думаете?

[poty]

Отношусь к этому крайне положительно! Справедливости ради - смысл приведённого в качестве примера твердотельного реле ничем не отличается от оптопар (а, фактически, им и является), т.е., скорее всего, есть и "чистые оптопары" с такими параметрами (например, https://static6.arrow.com/aropdfconvers ... om617a.pdf). Я считаю, что нужно отталкиваться от функционала. Простейшие оптопары - дёшевы (единицы рублей), но для них нужно 2В. "Особенные" оптопары (твердотельные реле, логика с развязкой и т.п.) - дороги (десятки-сотни рублей), но могут сберечь вольт или около того. По высокому напряжению 1В - ничего не значит, а денег потребует...

[Tos]

По высокому напряжению 1В - ничего не значит, а денег потребует...

здесь у меня внутренний диссонанс небольшой, 1В конечно ничего не значит, но меня интуитивно смущает добавление резистора в разрыв "земли". Не ухудшит ли это характеристики стабилизатора?

[poty]

Если его включить до сенсора, то отрицательных влияний не будет. У Вас сенсором является P1R5 (для одного из каналов) + C7, конечно, в качестве байпаса. Если по отрицательной шине поставить именно перед их соединением с землёй (которая идёт на выход), то разницы с положительной шиной не будет никакой.

[Tos]

poty,
Владислав, разрешите вновь обратиться к вашему профессиональному мнению, как вы считаете, в данной схеме, какой вариант включения стабилизатора анодного напряжения для драйверного каскада лучше выбрать? Синюю или красную?

[poty]

Я бы выбрал синий вариант, но поставил бы перед R22 диод в прямом направлении, чтобы исключить разряд конденсатора перед стабилизатором драйвера.

[Tos]

Я бы выбрал синий вариант, но поставил бы перед R22 диод в прямом направлении, чтобы исключить разряд конденсатора перед стабилизатором драйвера.

спасибо, тоже к нему склоняюсь, это уменьшит сложность коммутации и мониторинга анодного напряжения.
Из минусов мне казалось только дополнительная нагрузка на стабилизатор анодного для выходных ламп.

[poty]

Да, я хотел этот момент оговорить, но не стал, так как он очевиден. Конечно, легче лишнюю мощность рассеять на резисторе, чем на активном элементе, но, с другой стороны, (410-360)*0,028=1,4Вт всего дополнительно-то.
Хотел бы также свой бзик ещё раз упомянуть. 410В входных - это ведь при номинальном сетевом напряжении. Если мы берём -10%, то получаем 369В по входу в стаб HV. Хватит ли здесь напряжения для работы стабилизатора?
С другой стороны - перед стабом Driver у нас 360В(стабилизировано)-23*3=291В. С учётом того, что нам нужно 180В - не много ли мы оставляем на активку?

[Tos]

, я помню это бзик. Номинал входного напряжения перед стабилизатором вопрос ещё открытый. Это то, что я имею сейчас с макетного трансформатора после выпрямления 300В, при нагрузке 200мА. Посмотрим на реальные параметры напряжения при работе на нагрузке.
Про драйвер, - нам в целом нужно «погасить» примерно 180В на 23мА, это 4 Вт. Небольшая мощность, можно без особых балансировок разделить на резистор и активку. Подберу оптимальный при испытаниях.