Hier soll eine einfache Labornetzteilschaltung diskutiert werden, die in
einem anderen Thread bereits zur Sprache kam. Da es in dem Thread noch
um andere Dinge ging und der Titel nicht passte eröffne ich nun einen
neuen.
Ziel ist nicht eine perfekte Schaltung mit allen Features die man sich
nur so vorstellen kann, sondern eine möglichst einfache und
nachbausichere. Sie füllt die Lücke zwischen den ganz einfachen (LM317)
und den aufwendigen Labornetzteilschaltungen mit mehreren Opamps.
Trotzdem ist die Spannungsregelung schneller als in vielen kommerziellen
Netzteilen. Der LM723 hat eine sehr rauscharme Referenz, die um Welten
besser ist als ein LM317 oder ein Festspannungsregler. Die Qualität der
Ausgangsspannung ist also sehr gut. Die Stromregelung kann im Betrieb um
ein paar Prozent schwanken, was jedoch in kaum einer Anwendung kritisch
ist. Sie ist jedoch keineswegs langsam.
Die Regelschaltung besteht aus nur zwei Halbleitern und ist somit im
Fall eines Falles auch in Minutenschnelle repariert.
Bauteile:
Q1 ist ein BDW83C
R4/R5 sind ein 10k Poti zur Spannungseinstellung
R9 ist ein 3k3 Poti zur Stromeinstellung
Die Stromeinstellung ist für 3A ausgelegt. Will man das ändern, so muss
man R7/R8/R9 anpassen.
Also ein LM (µA, UA, MAA oder wie die alle heißen) 723 geht gar nicht.
Lies hier mal was die Fachleute so dummes schreiben.
Auch ein xx709 ist bäää genau so wie ein xx741 und auch neuerdigs
gehören
Z-Dioden dazu, alles Entwicklungen die kein Mensch jemals gebraucht hat.
Trotzdem funktionieren Geräte mit diesem Sondermüll in tausenden
Anwendungen bis jetzt völlig problemlos und mit hervorragenden
Parametern.
Ich persönlich liebe den 723 auch gerade wegen seiner internen Z-Diode
die ich auch gern nur deswegen nehme und damit mit den internen
OPVs im 723 hervorragende Stromquellen gebaut habe die keinen Vergeleich
zu irgenwelchem modernen Gerümpel negativ nachstehen.
Ich habe unmengen an Applikationen in denen der 723 bis Heute einfach
einen guten Job macht und würde nichts Anderes nehmen.
Fast alle Labornetzteile von STATRON basieren auf diesem genialen IC und
haben sich bis jetzt millionenfach bewehrt, also nimmm das Ding und gut
ist.
Stefan Wimmer schrieb:> Ich empfehle mal das Studium des Datenblattes des '723. Einen 2N3055> direkt damit anzusteuern um auf 3A zu kommen ist recht grenzwertig...
Schon klar. Deswegen ist Q1 auch ein BDW83. Siehe Text.
Wobei man bis 2A Ausgangsstrom schon einen 2N3055 oder einen BD249 ohne
zusätzlichen Teiber nehmen könnte.
Malignes Melanom schrieb:> Der LM723 hat eine sehr rauscharme Referenz,
aber nur wenn man auch den >5uF Kondensator an Pin 5 bei entsprechenden
Spannungsteilerwiderständen hängt. s. Bild DS008563-31.
Ohne Tiefpaßfilter wird das nix mit rauscharm.
Gruß Anja
Ich nehm' mal an, R2 dient zum Einstellen der Ausgangsspannung.
Damit kommt man aber nicht unter 3.6V.
Interessant ist natürlich vor allem der Reglerübergang vom
Konstantspannungs- in den strombegrenzten Betrieb
OldTimer schrieb:> Ich habe unmengen an Applikationen in denen der 723 bis Heute einfach> einen guten Job macht und würde nichts Anderes nehmen.>> Fast alle Labornetzteile von STATRON basieren auf diesem genialen IC und> haben sich bis jetzt millionenfach bewehrt, also nimmm das Ding und gut> ist.
Mich würde mal interessieren, wo du den 723 noch kaufen willst.
au man...
da die Bezugsquellen ja jetzt bekannt sind von dem "schwer" erhältlichen
Regler, könnte man ja weiter machen?!?
Interessant wäre noch eine zusätzliche Negativreglung mit einem zweiten
723.
Gruß Michael
Malignes Melanom schrieb:> Hier soll eine einfache Labornetzteilschaltung diskutiert werden,> Der LM723 hat eine sehr rauscharme Referenz,die Qualität der> Ausgangsspannung ist also sehr gut.> Die Regelschaltung besteht aus nur zwei Halbleitern und ist somit im> Fall eines Falles auch in Minutenschnelle repariert.>> Bauteile:>> Q1 ist ein BDW83C
Ein Nachteil dieser Schaltung ist, das Du durch den Mehrfach-
(ich glaube Vierfach-)Darlington einen recht hohen Mindest-
spannungsabfall über Dein Regelglied hast und damit die
höchste, einstellbare Spannung begrenzst.
Gruss
Harald
Danke für die Korrektur. Bislang schaute ich immer unter uA723 äh LM -
weiß nicht mehr. Interessant, wie sich die Leute dann auf sowas wie die
Geier stürzen.
Sind die LM und uA vergleichbar, oder ist da einer besser?
Mich würde mal interessieren, ob der Chip wirklich rauschärmer als ein
z.B. TL431 oder LM317 ist.
Abdul K. schrieb:> Mich würde mal interessieren, wo du den 723 noch kaufen willst.
Sowohl National als auch STM haben den aktuell in normaler Produktion!
Abdul K. schrieb:> Mich würde mal interessieren, ob der Chip wirklich rauschärmer als ein> z.B. TL431 oder LM317 ist.
In welchem Frequenzbereich denn? jeder gibt da andere Bereiche an.
Welcher ist für Dich interessant? Audio-Bereich oder sub 10Hz-Bereich?
normalerweise wird das Breitbandrauschen ab 10 Hz aufwärts angegeben.
Beim LM723 seltsamerweise ab 100 Hz.
Ob jetzt ein LM723 mit 86uV bei 5V ausgang = 17ppm 100Hz-10kHz oder
ein LM317 mit 30ppm 10Hz-10kHz besser ist? Oder steigt der LM723 unter
100Hz so stark an daß er trotzdem schlechter ist?
Wobei die 2.5uV = 0.5ppm mit externem Tiefpaß Filter (fg=20Hz?) beim
LM723 nicht schlecht sind.
Bleibt trotzdem noch die Frage was ist mit Frequenzen unter 100 Hz die
lassen sich auch mit einem guten Tiefpaß fast nicht wegfiltern.
Gute buried zener Referenzen haben typisch unter 3uVeff bei 5V = 0.6ppm
über 10Hz - 1kHz was also etwa 2ppm bis 10kHz entsprechen dürfte.
Beim TL431 von TI lese ich 5-10 ppm aus 10Hz - 10kHz.
Gruß Anja
Ja, das frage ich mich ja auch alles bzw. es ist verwirrend. Die meisten
Regler habe eine Grenzfrequenz von ca. 50KHz. Darüber erfolgt die
'Regelung' nur noch durch den Ausgangs-Kondi. Der Chip schiebt also nur
noch den Spannungsmittelwert durch.
Dann kenne ich die Geschichte, daß ältere Chips logischerweise auf
älteren Wafern gezeugt wurden. Die sollen von Natur aus ungleichmäßiger
und was das Niedrigfrequenzrauschen angeht, schlechter sein.
Es gibt aber auch alte Chips, die neu designet <geshrinkt> wurden, aber
mit der alten marktgängigen Bezeichnung weiterhin verkauft werden. So
ein Chip wird dann weniger Rauschen.
Ein CMOS-Chip, den man geshrinkt hat, wird durch die kleineren
Strukturen eine höhere Transkonduktanz haben und im NF-Rauschen
schlechter sein. Nebenbei wird auch sein zulässiger Spannungsbereich
verkleinert sein.
Dann gibts neuere Fertigungstechnologien, die symmetrische
NPN/PNP-Transis ermöglichen. Sowas gabs früher nicht! Eine symmetrische
Ausgangsstufe sollte durch die bipolare Regelungsmöglichkeit von Natur
aus, weniger Rauschen.
Also da sollten wir länger drüber reden. Und vielleicht endlich mal ein
haltbares Ergebnis jenseits von esoterischem HiFi hinlegen.
Gute Nacht erstmal.
Abdul K. schrieb:> Also da sollten wir länger drüber reden.
Meinst du das ernsthaft? Hier geht es um ein pisseliges Netzteil und
nicht um Wissenschaft. Das solche Vorhaben immer wieder zerredet werden
müssen. Kopfschüttel
Anja schrieb:> Abdul K. schrieb:>> Mich würde mal interessieren, ob der Chip wirklich rauschärmer als ein>> z.B. TL431 oder LM317 ist.>> ...viele Angaben über Rauschdaten...
Irgendwie frage ich mich sowieso, für welche Verbraucher diese
Rauschdaten überhaupt eine Rolle spielen. NF-Verstärker z.B. haben
doch zusätzlich noch eine starke Unterdrückung der Störungen auf der
Betriebsspannung. Und die meisten anderen typischen Schaltungen,
die man an ein Labornetzteil anschliesst, auch. Ich denke, da spielen
andere Daten wie z.B. eine schnelle Regelung eine wesentlich grössere
Rolle.
Gruss
Harald
>Irgendwie frage ich mich sowieso, für welche Verbraucher diese>Rauschdaten überhaupt eine Rolle spielen. NF-Verstärker z.B. haben>doch zusätzlich noch eine starke Unterdrückung der Störungen auf der>Betriebsspannung.
Ein LM317 rauscht mit 0,003% der Versorgungsspannung im Bereich zwischen
10 und 10kHz. Macht 450µVeff oder 4,5µVeff/SQRT(Hz), wenn man es über
das Band gleichmäßig verteilt.
Ein TL071 hat bei 10kHz eine PSRR von rund 46dB. Also schlägt das
Rauschen der Versorgungspannung mit 22,5nVeff/SQRT(Hz) auf den Eingang
des OPamp durch. Der TL071 erzeugt selbst aber nur 18nV/SQRT(Hz), also
spielt in dieser kleinen Abschätzung das Rauschen der
Versorgungsspannung schon eine Rolle.
NF-Verstärker ohne OPamp, die diskret aufgebaut sind und Schaltungsteile
meiden, die eine gute PSRR sichern, wie Konstantstromquellen in den
Vorstufen, etc., können weit schlechtere PSRR-Werte aufweisen. Da muß
dann oft zusätzlich die Versorgungsspannung mit RC-Gliedern und
Gyratoren gefiltert werden. Und zu deren Dimensionierung muß man schon
wissen, wie sehr ein Spannungsregler rauscht. Also die Rauschdaten beim
LM723, LM317, etc. sind schon wichtig.
Ja, der LM723 ist besonders rauscharm. Da bleibt ein LM317 deutlich
zurück. Allerdings kann man das Rauschen des LM317 mit dem
Bypaß-Kondensator erheblich verbessern und ein zusätzliches RC-Glied in
der Versorgungspannungsleitung ist jetzt auch nicht die Welt.
Sicherlich spielt die Frage des Rauschens für den TO keine große Rolle.
Aber es gibt nunmal Schaltungen, bei denen es wichtig ist.
HF-Geschichten, Mikrofonschaltungen, Meßgeneratoren, usw.
So wie ich das sehe, birgt aber der Bypass-Kondi beim LM317 die Gefahr
der Instabilität. Da gibts ein Paper drüber samt Simulation.
Ich werde wohl selber messen müssen.
Gibts denn einen modernen preisgünstigen Chip, der dem LM723 ebenbürtig
ist? z.B. dann aber kleiner?
Wie wäre es mit diskretem Aufbau aus einer LED und einem OpAmp mit einem
Ausgangstreiber-Transe?
Man findet viel über Qualitätsvorstellungen von Spannungsreglern. Das
meiste davon bewegt sich aber im Esoterikbereich der Audioisten.
Haltbare Vorschläge sind eher selten. Wenzel und Jung fallen mir da ein.
Naja, viel mehr fand ich eigentlich auch nicht.
Abdul K. schrieb:> Ich werde wohl selber messen müssen.
Stimmt, und zwar in genau dem Frequenzbereich der Dich interessiert.
Abdul K. schrieb:> Gibts denn einen modernen preisgünstigen Chip, der dem LM723 ebenbürtig> ist? z.B. dann aber kleiner?
Ich nehme gerne den LT1763 mit 20uVrms/5V = 4ppm (10-100kHz) bei 10nF
Bypass Kondensator. Ob der preisgünstig ist muß jeder für sich
entscheiden. Mir kommt es bei meinen batteriebetriebenen Schaltungen
auch auf den Stromverbrauch an. Geringer Stromverbrauch und geringes
Rauschen schließen sich normalerweise aus.
Gruß Anja
>So wie ich das sehe, birgt aber der Bypass-Kondi beim LM317 die Gefahr>der Instabilität. Da gibts ein Paper drüber samt Simulation.
Habe ich noch nie erlebt.
>Wie wäre es mit diskretem Aufbau aus einer LED und einem OpAmp mit einem>Ausgangstreiber-Transe?
Die heutigen LEDs haben nicht mehr einen so ausgeprägten Knick wie
früher...
Dann doch lieber mit einem Standardregler vorregeln und mit einem
RC-Glied bzw. Gyrator (R+C+NPN) feinsieben. Da bleiben hinsichtlich
Rauschen kaum noch Wünsche offen.
Früher hat man solche Probleme mit simpler Schaltungstechnik gelöst.
Ohne dich jetzt zu meinen, Abdul, verlangen heute viele sofort nach
einem Spezialchip, weil sie nicht mal mehr wissen wie ein RC-Glied
funktioniert...
Hallo zusammen :)
Der 723 ist zwar recht Alt, was aber IMMER bei dem Phantastischen Chip
UNBEDINGT zu beachten ist, ist das der LM723 gerne in HF Schaltungen
"Wild schwingen kann", (aber nicht muss bei EMV, EMG gerechten Design),
es gibt da sogar eine Schaltung für ein Funk Netzteil bei den
Amateurfunkern, ich glaube die heißt "Funknetzteil II", oder so ähnlich,
ein guter Ersatztyp ist der MC 1466 von Motorola den ich auch schon
öfter im Einsatz hatte, zu erwähnen bleibt noch das der LM723 eine
Hochgenaue Referenz Spannung abgibt die ich immer wieder zum Kalibrieren
nehme um meine Messinstrumente zu Kalibrieren :)
Bis dann viel Spaß am Experimentieren und Diskutieren, + einen guten
Start in die neue Woche :)
He,
sucht jemand ein vernünftiges Netzteil ? - mit dem LM723 !
Spannung einstellbar in zwei Bereichen:
von 0 - 6 V und 1 - 30 V
Stromstärke einstellbar
0 - 1 A und 1 - 10 A
Dann schaut euch mal folgende Webseite an.
http://www.sentex.ca/~mec1995/circ/ps3010/ps3010a.html
Hier findet ihr die komplette Beschreibung, Bauanleitung,
Justieranleitung etc....
Ich bin momentan dabei es nachzubauen...
Wer noch weitere Bauanleitungen sucht soll mal hierher schauen
http://www.sentex.ca/~mec1995/circ/circuits.htm
Grüsse aus der Schweiz
Peter
> sucht jemand ein vernünftiges Netzteil ? - mit dem LM723 !
[...]
> http://www.sentex.ca/~mec1995/circ/ps3010/ps3010a.html
Im Schaltplan hat er einen LM723 zur Regelung und 4 Stück 2N3772 die er
damit parallel ansteuert.
Ist das ein gutes Konzept? Wird nicht der von der Serienstreuung her
schlechteste wärmer, bekommt dann noch mehr Strom ab, wird noch wärmer,
... bis es raucht?
Gruß,
Gerd
Gerd E. schrieb:> Ist das ein gutes Konzept?
Es gibt bessere und viele schlechtere.
Gerd E. schrieb:> Wird nicht der von der Serienstreuung her> schlechteste wärmer, bekommt dann noch mehr Strom ab, wird noch wärmer,> ... bis es raucht?
Nein.
Ohne R6 bis R9 stirbt der bessere, nicht der schlechtere. Mit den
Widerständen teilen sie sich die Arbeit einvernehmlich mit erträglichen
Abweichungen.
>Ist das ein gutes Konzept? Wird nicht der von der Serienstreuung her>schlechteste wärmer, bekommt dann noch mehr Strom ab, wird noch wärmer,>... bis es raucht?
Dem soll R6...R9 entgegenwirken...
> Ist das ein gutes Konzept?
Dagegen hat er Stromverteilungswiderstände R6-R9 drin,
aber der LM732 benötigt ein "input output differential"
von 3V für saubere Arbeit, und dahinter kommen noch
3 Ube-Strecken, also insgesamt ein Spannungsabfall von
5.1V (je nach Rechenweg) von der minimalen Eingangsspannung
aus, was bei 10A schon mal 50 Watt Verlust im besten Fall
bewirkt (und 350 Watt im schlechtesten).
Eine schlechte Schaltung.
Zu den 3 externen Basis Emitter-strecken kommt noch die Diode, die
Emitterwiderstände und der Shunt. Es ist also mit den 5,1 V noch nicht
getan - da kommen noch mal etwa 2 V dazu.
Selbst für den 30 V Bereich ist das nicht gut. In dem Leistungsbereich
wäre eine Umschaltung am Trafo das mindeste, und mittlerweile eigentlich
aktives PFC Pflicht.
>aus, was bei 10A schon mal 50 Watt Verlust im besten Fall>bewirkt (und 350 Watt im schlechtesten).>Eine schlechte Schaltung.
Das ist nunmal das Problem von Linearreglern, daß die überschüssige
Spannung durch Verheizen vernichten wollen...
Schaltregler sind da zwar besser, aber wenn die wenig rauschen sollen,
sucht man wohl lange nach diesen Typen.
Jens G. schrieb:> Schaltregler sind da zwar besser, aber wenn die wenig rauschen sollen,> sucht man wohl lange nach diesen Typen.
Nicht besser und schlechter.
Das sollte man anders sehen: Ein Labornetzteil benutzt man seltenst für
den Dauerbetrieb, sondern eher im Entwicklungsstadium. Für das fertige
Irgendetwas sieht man dann eine geeignete Energiequelle vor.
Also scheiß auf den Wirkungsgrad eines Labornetzteiles, es muß
universeller benutzbar sein und nur das zählt.
So, ich war nicht untätig ...
Ich habe mal den Ausgangstransistor durch einen MOSFET ersetzt. Wow! Bei
einem Lastsprung von 0 auf 4A bricht die Ausgangspannung gerade mal um
17mV ein! Dabei ist die Spannung nach ~1,8us ausgeregelt. Zum Vergleich:
mein gekauftes Labornetzteil (von EA, also kein Schrott) ist fast 100
mal langsamer!
Ein dicker MOSFET wie der IRF260N kann locker 100W verbraten. Dadurch
kann man sich die Trafoumschaltung für ein 30V/3A Netzteil sparen.
Kleiner Nachteil: die Dropoutspannung steigt auf knapp 5V an. Aber:
durch die verlustarme Ansteuerung braucht der 723 weniger als 10mA.
Daher kann man einfach die Trafospannung mit einer Villard oder
Greinacher-Schaltung verdoppeln und die Versorgungsspannung für den 723
mit einer Z-Diode auf 39V regeln. Daraus ergibt sich ein weiterer
Vorteil: die Dropoutspannung wird jetzt nicht mehr von der
Rippelspannung abgezogen. Die effektive Dropoutspanning ist also 0V!
Die Stromregelung übernimmt jetzt ein separater Opamp. Jetzt ist auch
eine LED drin, die den CC Modus anzeigt :)
Letztes Problem die minimale Ausgangsspannung ist knapp 1V. Mal sehen
was man da machen kann ...
Miller-Multiplikation, sehr schön. MOSFETs sind eigentlich sauschnell
und eher durch ihre Gehäuse-Induktivität begrenzt.
Damit sollte dann auch der Ripple besser werden, denn die
Spannungsverdoppelungsschaltung wirkt als Stromquelle.
Malignes Melanom schrieb:> Ich habe mal den Ausgangstransistor durch einen MOSFET ersetzt.
Am Ausgang Kurzschluß, der 723 will regeln. Ugs macht was?
Da muß also noch was rein...
(Ist nur ein Hinweis)
Der Einwand mit dem Kurzschuss ist schon gut - es besteht kurzeitig die
Gefahr einer zu hohen Gate-Spannung. Da fehlt also noch ein Schutz.
Ein Labornetzteil sollte bei fast jeder Last stabil sein. Man müsste die
Schaltung auch noch mal mit Kapazitiver und Induktiver (verschiedene
Werte, jeweils mit etwas Serienwiderstand) Last testen. Damit man da
überhaupt eine Chance hat das es stabil wird, braucht man in der Regel
eine RC Schaltung als Mindestlast. In realen Schaltungen ist das teils
einfach ein Elko mit genügend ESR.
Für einen guten Test sollte man sich mal die Schleifenverstärkung als
Funktion der Frequenz anschauen.
Ein anderer Interessanter Punkt wird der Übergang zwischen Spannungs und
Stromregelung. Als bei der Schaltung mal das Stromlimt auf etwa 3 A
Einstellen und dann den selben Test nochmal.
Malignes Melanom schrieb:> Letztes Problem die minimale Ausgangsspannung ist knapp 1V. Mal sehen> was man da machen kann ...
So in der Art kann man das machen.
723psu.png
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