With a little help from my friends…
Adviezen, het laten doorlopen van de schakeling in een simulatie programma, alle assistentie heeft bijgedragen aan het feit dat het nu werkt zonder dat de FET uiteindelijk de geest geeft.
Voor hen die het niet meteen uit het schema kunnen halen:
In de vorige schakelingen ‘overleed’ de FET door een te hoge spanning op de gate. Door de diodes D1 en D2 wordt dit nu voorkomen: als de spanning negatief wordt, zorgt D1 ervoor dat deze niet meer dan 0,7V onder de 0 kan komen, als de spanning boven de 18V wil komen, zorgt D2 ervoor dat dit niet meer kan worden dan 0,7V boven de voedingspanning. De spanning blijft dan net onder de 20V die de FET aankan. Het zonnepaneel kan 22V leveren, maar dat is onbelast en de geringste belasting laat de spanning al inzakken naar 17V, dat is dus geen probleem.
Bijlage Laatste.jpg niet gevonden
Ten opzichte van de eerste schakelingen zijn de dubbel gewikkelde smoorspoelen L1 en L2 aan het schema toegevoegd. Hoewel de schakeling op 66kHz oscilleert, zijn er door opslingeringen in diverse delen soms frequenties van 30MHz op de scoop zichtbaar en zij kunnen mogelijk de oorzaak zijn van storingen op de usb poort zoals Joop66 meldt in het topic ‘EMC probleem’. De smoorspoelen houden de storing ‘op de print’ (maar dan moet je wel een goed sluitend metalen kastje nemen).
De suppressor diode D4 zorgt ervoor dat de spanning niet boven de 68V kan komen (de diode ‘slaat’ bij 68V ‘door’) en kan kortdurend 10A als doorslagstroom verwerken zonder kapot te gaan.
Ja, dat is de theorie, maar in de praktijk…
In de praktijk blijkt het ook te werken! Na de kleine onderdelen op een experimenteer print te hebben gezet en van de transformator en de FET een ‘spinnenkop’ te hebben gemaakt en een belastingsweerstand van 200Ohm te hebben aangesloten, kan er spanning op worden gezet. Ik begin bij 4,5V omdat dit de spanning is waarbij de FET begint te oscilleren en niet ‘op hol’ kan slaan.
De gatespanning staat op de scoop en de schakeling oscilleert heel langzaam en de gatespanning blijft onder de 5V. In stappen schakel ik de voedingspanning naar 12V, de gatespanning komt mee en de schakeling oscilleert sneller om bij 12V op ongeveer 80kHz uit te komen. Uit eindelijk blijft de gatespanning mooi op 12V staan, maar er zijn flinke opslingeringen te zien die 20V halen. De frequentie van de opslingering ligt ergens op 25MHz en op de scoop ziet het er zo uit:
[attachment:2]C:\fakepath\laatste03Gatespanning.jpg[/attachment]
Bij vergroting met een ‘tijd-loep’ wordt het dit:
Bijlage laatste05Gatestoring.jpg niet gevonden
Vergelijk dat eens met de andere experimenten, de gatespanning bestond toen uit ‘naalden’ die afwisselend de +50V en -50V haalden, zelfs als er maar één wikkeling op de transformator werd gelegd.
Dat is de gatespanning, maar hoe ziet de drainspanning eruit… Nou zo:
Bijlage laatste00Drainspanning.jpg niet gevonden
Dit is wat ik wilde bereiken, mooie steile flanken, zodat de FET tijdens het schakelen zo min mogelijk vermogen in de vorm van warmte ‘weggooit’. Het 20x20x20 U-profiel waarop de FET zit vastgeschroefd voelt niet eens warm aan, de FET zelf is ietsje warmer dan mijn vingers (ca 26oC). Dit valt dus geweldig mee in vergelijking met het vorige experiment met een transistor op een koelblok (de transistor werd te heet om aan te pakken). Toch ruik ik iets ‘schroeierigs’, het is de belastingsweerstand die nu te heet is om aan te pakken! (maar dat mag)
Er is een fikse storing te zien door opslinger effecten en vergroot ziet dat er zo uit:
Bijlage laatste01storingdrainspanning.jpg niet gevonden
De spanning over de belastingsweerstand heeft een rimpel van ongeveer 1V en dat is op 50V niet verschrikkelijk veel. Eventuele hoogfrequent componenten moeten door de smoorspoel worden tegen gehouden.
De voedingspanning zou vlak moeten zijn. Dat is deze allesbehalve
Bijlage laatste06StoringVoedingNadesmoorspoel.jpg niet gevonden
De eerste afbeelding is de spanning na de smoorspoel en je ziet dat het de condensatoren na de smoorspoel niet lukt om de spanning vlak te houden, aan het eind van de geleidende fase van de FET zakt de spanning in en zodra de FET dicht gaat veert de spanning op. Het begin van het geleiden van de FET geeft ook nog duidelijk een opslingering van een storingspuls met een hoge frequentie, maar daar zal ik voor de smoorspoel wel geen last van hebben… Dream on…
Bijlage Laatste07StoringOpDeVoeding.jpg niet gevonden
Voor de smoorspoel is de storing niet terug te vinden, maar er zijn wel stoorpulsen zichtbaar. Deze komen voort uit het onvermogen van de gestabiliseerde voeding om bij deze stroom van 1A de spanning stabiel te houden. De verschilversterker kan niet snel genoeg reageren op de stroompieken en de regeling oscilleert (niet heel veel, maar toch). Een zonnepaneel heeft geen gestabiliseerde regeling en kan geen oscillaties veroorzaken. Ik verwacht hier geen last van te hebben.
Dank aan Jelbert voor zijn simulatie van de schakeling. De beschermingsdioden aan de gate van de FET doen hun werk uitstekend en behoudens opslingering (en dit zou wel eens geen echt probleem kunnen vormen) is de schakeling nu rijp voor de duurtest.
Groeten, Peper.