Regelbare en gestabiliseerde voeding voor 350 Volt

Zoals een oud voetballer al lang geleden verkondigde, "Ieder nadeel hep z'n foordeel", is er ook iets van dien aard tijdens de Corona-virus perikelen.
Door de vele vrij gekomen uurtjes is er nu gelegenheid die dingen te doen die al heel lang gedaan hadden moeten worden.

Een typisch voorbeeld is de 350 volt regelbare voeding, een project dat al vrij lang in de nieuwe projectenlijst staat. Het is een ontwikkeling die ditmaal niet op buizen gebaseerd is, maar voor buizentechniek bedoeld is. Om te voorkomen ooit zonder voeding te zitten wanneer mijn mooie "Van der Heem" het opgeeft had ik het plan opgevat zelf zoiets te maken. Nniet met buizen. maar met Mosfets, dat zijn de dingen die het tegenwoordig doen. Een volkomen nieuw gebied voor mij.
Dat heb ik ook geweten aan de hoeveelheid mislukkingen, opgeblazen mosfets, transistoren, dioden, zenerdioden en zekeringen......

Een zeer leerzaam traject waarbij de kennis van Mans Veldman en Hans Dekker goed van pas kwamen. En dat niet alleen, hun aanmoedigingen om toch, ondanks alle tegenslagen door te gaan hebben ook goed geholpen. Ik had een een heel simpel voedinkje voor ogen, alleen regelbaar, zonder enige terugkoppeling tbv. de stabilisatie. Maar ja, dat wil je toch ook weer niet, hij moet bijna het zelfde presteren als mijn "Van der Heem type 8619"

Het eindresultaat is een samenvoeging van allerlei ideeen en publicaties om tot het best werkbare en maakbare geheel te komen.

De eisen:

1. Regelbare uitgangsspanning tot minimaal 350 Volt bij 150 mA

2. Spannings variatie van max. 1 volt bij 10% netspannings-variaties, van temperatuur-wisselingen tussen 15 en 35 graden celcius ( dat zijn mijn werk-temperatuur-grenzen) en de belasting van 150 mA mag ook geen variatie geven.

3.Een goed afleesbare meter met een grote spiegelschaal.

4. Een wat minder preciese negatieve spanningsvoorziening tot -180 Volt bij 50 mA.

5. 6,3 Volt gloeispanning 5 Ampere.

6. Simpele bediening en een niet al te grote kast.

Nou dat zijn nog al wat eisen, maar het is allemaal goed gekomen.

Het eindresultaat, de belettering van het front is nu ook voltooid en in één keer goed gegaan, dat komt niet vaak voor..

Vooraanzicht met: groene bussen : 6,3 Volt wisselspanning. zwarte en rode bus, 350 Volt gelijkspanning en gele en zwarte bus, 180 Volt negatief. Alle spanningen zijn niet met het chassis verbonden, Dus de negatieve spanning kan ook als positieve gebruikt worden.

Het meet-instument is afkomstig uit een gesloopte universeelmeter en de schaal heb ik aan de nieuwe meetwaarden aangepast.  Het is een 1 mA exemplaar, dus uitstekend geschikt voor deze voeding.

De bediening, links boven een driestanden schakelaar van de meter, stand1: 0 - 400 Volt, 2 : stroommeting 200 mA (alleen voor de 350 Volt) en 3: spanning van de negatieve bron, 0 - 200 Volt.
De 10 slagen-potmeter dient voor de instelling van de 0-350 Volt. Daar onder is nog een instelpotmeter waarmee de uitgangsspanning tot max 400 Volt kan worden ingesteld. Hierbij is een stabiele regeling niet meer gegarandeerd wanneer door een te hoge belasting de primaire spanning onder de 400 Volt daalt.
De knop onder de keuzeknop is de instelpotmeter van de negatieve spanning.
Daar onder nog een neonlampje ten teken dat de 230 Volt nog aanwezig is en natuurlijk de aan/uitschakelaar.

Het binnenwerk.

Het bouwsel bevat drie voedingen, te weten 420 Volt, 150 mA voor de 350 Volt voorziening, 300 V 50 mA voor de negatieve 180 Volt en nog een plus en min 15 Volt voeding met tevens een 24 Volt uitgang. Deze spanningen zijn bedoeld voor de stuur-elektronica.

De rechter kant met de trafo voor de negatieve spanning, daar naast de afvlakelco's van de 420 Volt. Onder is de twee x 15 Volt trafo te zien.

De achterzijde met links het afvlakfilter met een bleeder en rechts de hoofdvoeding voor de 420 Volt. Bij wijze van uitzondering heb ik ook eens zekeringen toegepast. De één Ampère voor de netspanning is wat krap, dus dat wordt 3,15 A. De rest klopt wel aardig. Verder zijn twee schroefjes te zien en in het midden een leeg gat. Daar moet een bevestigingspunt voor een afschermdekseltje op komen, want.de met twee schroeven zijn de drains van de Mosfets verbonden en staan onder resp. 300 en 420 Volt. Dus niet verstandig deze aan te raken.

Toch maar even een dekseltje gemonteerd......

De linker kant met de hoofdvoedingstrafo. Nog net zichtbaar, het groene printje met de stroombron voor de 200 V zener die voor de aansturing van de negatieve 180 Volt zorgt. De enorme achterkant van het meetinstrument met de aansluitingen is ook te herkennen.

De onderkant met de verschillende aansluitbussen. Links de print voor de opamp en de referentiespanningsbron. Hier op is ook de dubbele 15 Volt-voeding gemonteerd. Op het aluminium hoekprofiel zijn twee MJE340 (NPN hoogspanning transistor) bevestigd voor de aansturing van de Mosfet
De zwarte voet met het relais wordt door de 24 Volt voeding geactiveerd, in rust sluit dit relais de aansturing van de mosfet kort, zodat er geen spanning op de bussen staat wanneer het toestel uitgeschakeld is.

De stuurprint, links onder de TL431 spanningsreferentie die 5 Volt levert aan de 10-slagen regel-potmeter van de hoogspanning. Ongeveer in het midden de opamp, een LM741 (oude, degelijke techniek) die de spanning van de 10-slagenpotmeter vergelijkt met de spanning uit de spanningsdeler van de uitgangs-spanning. Boven bevindt zich de voeding van de opamp.

Op deze foto het 24 Volts relais voor spannings afschakeling van de 350 Volt.

Nog een totaalbeeld van de onderzijde. Op de achterkant zijn de mosfets gemonteerd om nog wat te kunnen koelen.

Het voorlopige schema is nog niet helemaal compleet en wordt in de komende tijd verder uitgewerkt.

Door op de afbeeldingen te klikken verkrijgt u een vergroting.