Jakiś czas temu zrobiłem sobie przetwornicę do zasilania czujnika Gegera
STS-5. Przetwornica była oparta na schemacie z tego projektu:
https://serwis.avt.pl/manuals/AVT5204.pdf

Wtedy złożyłem ją z elementów DHT (z paroma wyjątkami). Wszystko
działało bez problemu i stabilnie, układ dawał na wyjściu jakieś 380V
przy zasilaniu 5V.

Teraz chciałem zminiaturyzować urządzenie, w którym pracuje
przetwornica. Zaprojektowałem nowy układ z elementów SMD.
Musiałem wprowadzić kilka zmian. Niestety nie udało mi się kupić
rezystora 0,22R/1W w wersji SMD (rozmiar 2010), więc musiałem użyć
0,75W. Zamiast standardowych rezystorów 10M w dzielniku sprzężenia
zwrotnego (R5 i R6) użyłem SMD w rozmiarze 2512, każdy na napięcie 250V.
R4 w tym dzielniku jest w obudowie 1206 i ma 68k (taka wartość
sprawdziła się w poprzedniej wersji urządzenia). C8 jest w obudowie
1206, a C7 i C9 - 0603. Rezystor R2 to 0805 na 0,25W.
C6 jest teraz kondensatorem tantalowym 470uF na 10V. W poprzedniej
wersji był elektrolit THT.

Niestety układ w nowym wydaniu nie działa, tak jak powinien.
1) Napięcie jest za wysokie - około 450V po uruchomieniu i lekko dryfuje
w górę.
2) Napięcia nie da się regulować. Nie zmienia się właściwie wcale bez
względu na to, czy użyję R4 o wartości 62k czy 68k. Próbowałem wlutować
trymer 100k, ale kręcenie nim nie dawało żadnego efektu.
3) Na początku zastosowałem jakąś losową szybką diodę wysokonapięciową o
(jak mi się wydawało) odpowiednich parametrach. Najpierw miałem napięcie
ponad 300V, ale potem spadało do około 200V. Wymiana diody pomagała - na
chwilę. W końcu kupiłem wersję SMD UF4007 - pomogło w tym sensie, że mam
napięcie jak w punkcie 1.
4) Napięcie na końcu zależy od tego, z jakiego źródła zasilam
urządzenie. Dobra ładowarka do telefonu daje jakieś 20V więcej niż
PowerBank. A przecież powinna być stabilizacja...

Próbowałem wymienić scalak na inny - nie pomogło.

Aha - zmycie z płytki niewielkich resztek topnika faktycznie trochę
zmniejszyło napięcie na wyjściu. ;)

Ktoś mi podpowie gdzie mogłem popełnić błąd.

do góry

Dnia Sat, 6 Jan 2018 12:06:20 +0100, Atlantis napisał(a):
> Jakiś czas temu zrobiłem sobie przetwornicę do zasilania czujnika Gegera
> STS-5. Przetwornica była oparta na schemacie z tego projektu:
> https://serwis.avt.pl/manuals/AVT5204.pdf

A propos - jakiej rurki uzyles ? Dziala ?
Na allegro jest troche DOB-50 z wojskowego demobilu,
ale tak sie zastanawiam:
-ma to dobra czulosc, czy na wojne atomowa nastawione ?
-maja prawdopodobnie z 50 lat ... nie zaszkodzilo im ?

> Teraz chciałem zminiaturyzować urządzenie, w którym pracuje
> przetwornica. Zaprojektowałem nowy układ z elementów SMD.
> Musiałem wprowadzić kilka zmian. Niestety nie udało mi się kupić
> rezystora 0,22R/1W w wersji SMD (rozmiar 2010), więc musiałem użyć
> 0,75W.

To chyba i tak za duzo.

> Zamiast standardowych rezystorów 10M w dzielniku sprzężenia
> zwrotnego (R5 i R6) użyłem SMD w rozmiarze 2512, każdy na napięcie 250V.

Na granicy ... moze lepiej 4* 5M.

> R4 w tym dzielniku jest w obudowie 1206 i ma 68k (taka wartość
> sprawdziła się w poprzedniej wersji urządzenia). C8 jest w obudowie
> 1206, a C7 i C9 - 0603. Rezystor R2 to 0805 na 0,25W.
> C6 jest teraz kondensatorem tantalowym 470uF na 10V. W poprzedniej
> wersji był elektrolit THT.
>
> Niestety układ w nowym wydaniu nie działa, tak jak powinien.
> 1) Napięcie jest za wysokie - około 450V po uruchomieniu i lekko dryfuje
> w górę.
> 2) Napięcia nie da się regulować. Nie zmienia się właściwie wcale bez
> względu na to, czy użyję R4 o wartości 62k czy 68k. Próbowałem wlutować
> trymer 100k, ale kręcenie nim nie dawało żadnego efektu.

To sugeruje niedzialanie sprzezenia zwrotnego.
Zmierz napiecie na nodze 5, tylko cyfrowym miernikiem o duzej
rezystancji - ale do sprawdzenia tor od wyjscia przez R5, R6 do pinu
5. C8 nie jest zwarty ?

> 3) Na początku zastosowałem jakąś losową szybką diodę wysokonapięciową o
> (jak mi się wydawało) odpowiednich parametrach. Najpierw miałem napięcie
> ponad 300V, ale potem spadało do około 200V. Wymiana diody pomagała - na
> chwilę. W końcu kupiłem wersję SMD UF4007 - pomogło w tym sensie, że mam
> napięcie jak w punkcie 1.

Czyli przetwornica w koncu dziala :-)

J.

do góry

W dniu 2018-01-06 o 12:06, Atlantis pisze:
> Jakiś czas temu zrobiłem sobie przetwornicę do zasilania czujnika Gegera
> STS-5. Przetwornica była oparta na schemacie z tego projektu:
> https://serwis.avt.pl/manuals/AVT5204.pdf
>
> Wtedy złożyłem ją z elementów DHT (z paroma wyjątkami). Wszystko
> działało bez problemu i stabilnie, układ dawał na wyjściu jakieś 380V
> przy zasilaniu 5V.
>
> Teraz chciałem zminiaturyzować urządzenie, w którym pracuje
> przetwornica. Zaprojektowałem nowy układ z elementów SMD.
> Musiałem wprowadzić kilka zmian. Niestety nie udało mi się kupić
> rezystora 0,22R/1W w wersji SMD (rozmiar 2010), więc musiałem użyć
> 0,75W. Zamiast standardowych rezystorów 10M w dzielniku sprzężenia
> zwrotnego (R5 i R6) użyłem SMD w rozmiarze 2512, każdy na napięcie 250V.
> R4 w tym dzielniku jest w obudowie 1206 i ma 68k (taka wartość
> sprawdziła się w poprzedniej wersji urządzenia). C8 jest w obudowie
> 1206, a C7 i C9 - 0603. Rezystor R2 to 0805 na 0,25W.
> C6 jest teraz kondensatorem tantalowym 470uF na 10V. W poprzedniej
> wersji był elektrolit THT.
>
> Niestety układ w nowym wydaniu nie działa, tak jak powinien.
> 1) Napięcie jest za wysokie - około 450V po uruchomieniu i lekko dryfuje
> w górę.
> 2) Napięcia nie da się regulować. Nie zmienia się właściwie wcale bez
> względu na to, czy użyję R4 o wartości 62k czy 68k. Próbowałem wlutować
> trymer 100k, ale kręcenie nim nie dawało żadnego efektu.
> 3) Na początku zastosowałem jakąś losową szybką diodę wysokonapięciową o
> (jak mi się wydawało) odpowiednich parametrach. Najpierw miałem napięcie
> ponad 300V, ale potem spadało do około 200V. Wymiana diody pomagała - na
> chwilę. W końcu kupiłem wersję SMD UF4007 - pomogło w tym sensie, że mam
> napięcie jak w punkcie 1.
> 4) Napięcie na końcu zależy od tego, z jakiego źródła zasilam
> urządzenie. Dobra ładowarka do telefonu daje jakieś 20V więcej niż
> PowerBank. A przecież powinna być stabilizacja...
>
> Próbowałem wymienić scalak na inny - nie pomogło.
>
> Aha - zmycie z płytki niewielkich resztek topnika faktycznie trochę
> zmniejszyło napięcie na wyjściu. ;)
>
> Ktoś mi podpowie gdzie mogłem popełnić błąd.
>

Czy trafo jest to samo co było?

Gdybanie.
Sprzężenie zwrotne reguluje napięcie regulując wypełnienie. Może układ
pracuje na granicy możliwego zakresu wypełnienia i już bardziej
zmniejszyć się go nie da. Scalaki mają pewne minimalne t_on - jak się
klucz włączy to nawet jak od razu 'wie', że ma się wyłączyć to mija
chwila zanim to zrobi. Zależy jak jest tu sterowanie (przyglądałem się
uA78S40 (bogatsza odmiana) w latach 80-tych, ale nie pamiętam jak
dokładnie działa, a nie mam czasu się zagłębiać). Jak nie ma możliwości
zmniejszania f poniżej pewnego minimalnego i skrócenia t_on poniżej
pewnego minimalnego to pewna minimalna ilość energii zawsze zostanie
przeniesiona na wtórną stronę. Ta minimalna ilość energii musi zostać
odebrana z wyjścia bo inaczej napięcie będzie cały czas rosło.
Często już sam dzielnik sprzężenia zwrotnego odbiera od wyjścia
wystarczającą ilość energii aby układ mógł stabilizować przy braku
obciążenia.
Może 20M odbiera za mało energii (tzn odbiera dość dopiero gdy napięcie
urośnie powyżej oczekiwanego). W takiej sytuacji o wartości osiąganego
napięcia decyduje tylko wartość tych 20M, a 68k nie ma nic do gadania :).
Może poprzednia wersja miała sama w sobie większe straty i te 20M
wystarczyło, a ta nowa wersja jest "lepsza" (może scalaki SMD są
"lepsze") i 20M to za słabe obciążenie.

Dla sprawdzenia czy dobry trop zwiększ obciążenie. Obciąż wyjście drugim
zestawem 20M, albo zmień sprzężenie zwrotne, ale nie zwiększając 68k
tylko zmniejszając 20M. Jak masz jeszcze dwa rezystory po 10M to dodaj
równolegle do każdego z tych, a 68k zamień na coś w okolicach 33k.
P.G.

do góry

On 06.01.2018 12:51, J.F. wrote:

> A propos - jakiej rurki uzyles ? Dziala ?
> Na allegro jest troche DOB-50 z wojskowego demobilu,
> ale tak sie zastanawiam:
> -ma to dobra czulosc, czy na wojne atomowa nastawione ?
> -maja prawdopodobnie z 50 lat ... nie zaszkodzilo im ?

Użyłem STS-5. Kupiłem kilka sztuk od różnych sprzedających i z kilku
serii (różnią się m.in. fakturą metalowej części obudowy) - właśnie z
uwagi na podobne obawy do twoich. Wszystkie zdają się pracować podobnie.
Generują liczbę impulsów odpowiadającą naturalnemu promieniowaniu tła.
Dzięki znajomemu fizykowi miałem też okazję upewnić się, że reagują na
obecność jakiegoś minerału z zawartością czegoś nieznacznie podnoszącego
odczyt (zaledwie parę razy więcej niż tło).
Kupiłem też BOI-33, która wedle zapewnień sprzedawcy miała być
odpowiednikiem STS-5, ale chyba nie jest. Po podłączeniu w tym samym
układzie generuje dużo więcej impulsów. Być może to wina szklanej
obudowy i czułości także na cząstki alfa? Nie wiem, nie zgłębiałem tematu.
Co do DOB-50, to też mnie kusiło skorzystanie z tego modelu, głównie z
uwagi na mniejszy rozmiar. Z tego co mi wiadomo, pracują one w nieco
wyższym zakresie. Stare liczniki Geigera wykorzystywały je równolegle z
czymś w rodzaju STS-5. DOB-50 był używany po przełączeniu na wyższy
zakres pomiarowy, Ponoć gorzej sprawdzają się w pobliżu tła, a głównie
to mnie interesowało.


>> rezystora 0,22R/1W w wersji SMD (rozmiar 2010), więc musiałem użyć
>> 0,75W.
>
> To chyba i tak za duzo.

Tak właśnie mi się wydawało. To znaczy nie widzę powodu, aby tam dawać
aż 1W. Zastosowałem więc to, do czego miałem dostęp.


> Na granicy ... moze lepiej 4* 5M.

Myślisz, że to może odpowiadać za takie zachowanie przetwornicy? Bo ja
zakładałem, że przetwornica wytworzy mniej niż 400V. To daje mniej niż
200V na jeden rezystor. Jasne, 25% zapasu to niewiele, ale nie jest to
też praca tuż na granicy parametrów. Podobna sytuacja miała zresztą
miejsce z kondensatorem wysokiego napięcia, którego używałem w
poprzedniej wersji (i używam w tej). Też nie był na 2x większe napięcie,
a problemów nigdy nie miałem.
Wolałbym upewnić się, że właśnie tutaj leży przyczyna, zanim zacznę
projektować nową płytkę, zwiększając rozmiary urządzenia...



> To sugeruje niedzialanie sprzezenia zwrotnego.
> Zmierz napiecie na nodze 5, tylko cyfrowym miernikiem o duzej
> rezystancji - ale do sprawdzenia tor od wyjscia przez R5, R6 do pinu
> 5. C8 nie jest zwarty ?

Ok, wielkie dzięki. Przyjrzę się tym elementom.


> Czyli przetwornica w koncu dziala :-)

Działa w tym sensie, że na wyjściu jest wysokie napięcie. Wyższe niż
trzeba (i nieco wyższe od górnego progu wymienionego w karcie STS-5) i
niedające się regulować...

do góry

Dnia Sat, 6 Jan 2018 13:46:22 +0100, Atlantis napisał(a):
> On 06.01.2018 12:51, J.F. wrote:
>>> rezystora 0,22R/1W w wersji SMD (rozmiar 2010), więc musiałem użyć
>>> 0,75W.
>>
>> To chyba i tak za duzo.
>
> Tak właśnie mi się wydawało. To znaczy nie widzę powodu, aby tam dawać
> aż 1W. Zastosowałem więc to, do czego miałem dostęp.

34063 ma prad maksymalny 1.5A, to i tak za duzo, a u Ciebie to w ogole
prad bedzie minimalny.

>> Na granicy ... moze lepiej 4* 5M.
> Myślisz, że to może odpowiadać za takie zachowanie przetwornicy?

Nie, odwrotnie by sie objawialo.

No chyba, ze na skutek przebicia rezystor dostal przerwy i juz nie ma
10M tylko 1G.

> Bo ja
> zakładałem, że przetwornica wytworzy mniej niż 400V. To daje mniej niż
> 200V na jeden rezystor. Jasne, 25% zapasu to niewiele, ale nie jest to
> też praca tuż na granicy parametrów. Podobna sytuacja miała zresztą
> miejsce z kondensatorem wysokiego napięcia, którego używałem w
> poprzedniej wersji (i używam w tej). Też nie był na 2x większe napięcie,
> a problemów nigdy nie miałem.
> Wolałbym upewnić się, że właśnie tutaj leży przyczyna, zanim zacznę
> projektować nową płytkę, zwiększając rozmiary urządzenia...

To raczek uwaga na przyszlosc. transformator duzy, te dwa rezystorki
wiecej nie powinny az tak przeszkadzac. Ewentualnie 3*6.8M

>> To sugeruje niedzialanie sprzezenia zwrotnego.
>> Zmierz napiecie na nodze 5, tylko cyfrowym miernikiem o duzej
>> rezystancji - ale do sprawdzenia tor od wyjscia przez R5, R6 do pinu
>> 5. C8 nie jest zwarty ?
>
> Ok, wielkie dzięki. Przyjrzę się tym elementom.
>
>> Czyli przetwornica w koncu dziala :-)
>
> Działa w tym sensie, że na wyjściu jest wysokie napięcie.

Znaczy sie, ze czesci odpowiedzialne za przetwarzanie dzialaja.
Problem w regulacji.


J.

do góry

On 06.01.2018 14:15, J.F. wrote:

> Nie, odwrotnie by sie objawialo.
>
> No chyba, ze na skutek przebicia rezystor dostal przerwy i juz nie ma
> 10M tylko 1G.

Hmm... Wygląda na to, że dzielnik napięcia działa. Gdy zaczynałem
eksperymenty, na wyprowadzeniu 5 scalaka było około 1,6V. Dla próby
postanowiłem dać 82k i napięcie w tym punkcie wzrosło do niecałych 2V.
Napięcie na wyjściu przetwornicy nie zmieniło się jednak i wynosiło
około 460V przy zasilaniu z PowerBanku i aż 500V po podłączeniu do
telefonicznej ładowarki.

Zastanawia mnie jeszcze jedna rzecz - próbowałem zmierzyć rezystancję
rezystorów 10M w tym dzielniku. Najpierw w układzie. Wyszło, że każdy z
nich ma nie 10M, a około 5M. Taki sam wynk wyszedł na dwóch różnych
multimetrach. Po wylutowaniu znów pokazywały 10M. Wlutowałem dwa inne
rezystory i pojawił się dokładnie ten sam efekt.
Skąd to się bierze? Na schemacie nie widzę niczego, co mogłoby
bocznikować te rezystory, a już na pewno nie każdy z osobna. Efekt nie
występuje też w starej wersji urządzenia, z rezystorami THT.

Tutaj mogę się doszukiwać przyczyny?


> To raczek uwaga na przyszlosc. transformator duzy, te dwa rezystorki
> wiecej nie powinny az tak przeszkadzac. Ewentualnie 3*6.8M

Starałem się optymalizować rozmiar płytki, z uwagi na wysokie napięcie
trzymając się rozsądnych odległości między ścieżkami (tutaj podpierałem
się jakimś kalkulatorem z sieci). Na dobrą sprawę mógłbym poszerzyć
płytkę przy brzegu z przetwornicą i nawet dać po stronie HV elementy
THT. Tyle tylko, że wolę wyeliminować inne możliwości, zanim zrzucę winę
na miniaturyzację i elementy SMD.

Wymieniłem jeszcze kondensator na wyjściu przetwornicy. Też nic to nie dało.

do góry

On 06.01.2018 13:14, Piotr Gałka wrote:

> Dla sprawdzenia czy dobry trop zwiększ obciążenie. Obciąż wyjście drugim
> zestawem 20M, albo zmień sprzężenie zwrotne, ale nie zwiększając 68k
> tylko zmniejszając 20M. Jak masz jeszcze dwa rezystory po 10M to dodaj
> równolegle do każdego z tych, a 68k zamień na coś w okolicach 33k.

Wymieniłem rezystory 10M na 4,7M i 68k na 33k. Nie pomogło - układ
zachowuje się ciągle w ten sam sposób.
Niemniej jeszcze raz wlutowałem trymer i zacząłem kręcić. Okazuje się,
że tak dobrze za połową, wraz ze zmniejszaniem rezystancji do zera,
napięcie na wyjściu zaczyna szybko rosnąć. Czyli to 450-460V to
MINIMALNE napięcie, jakie w tej chwili może osiągnąć przetwornica.

Jakieś lekarstwo? ;)

do góry

W dniu 2018-01-06 o 16:01, Atlantis pisze:
> On 06.01.2018 13:14, Piotr Gałka wrote:
>
>> Dla sprawdzenia czy dobry trop zwiększ obciążenie. Obciąż wyjście drugim
>> zestawem 20M, albo zmień sprzężenie zwrotne, ale nie zwiększając 68k
>> tylko zmniejszając 20M. Jak masz jeszcze dwa rezystory po 10M to dodaj
>> równolegle do każdego z tych, a 68k zamień na coś w okolicach 33k.
>
> Wymieniłem rezystory 10M na 4,7M i 68k na 33k. Nie pomogło - układ
> zachowuje się ciągle w ten sam sposób.
> Niemniej jeszcze raz wlutowałem trymer i zacząłem kręcić. Okazuje się,
> że tak dobrze za połową, wraz ze zmniejszaniem rezystancji do zera,
> napięcie na wyjściu zaczyna szybko rosnąć. Czyli to 450-460V to
> MINIMALNE napięcie, jakie w tej chwili może osiągnąć przetwornica.
>
> Jakieś lekarstwo? ;)
>
Nadal wygląda, że źródłem problemu jest jakiś minimalny t_on i nie
możność zmniejszenia f poniżej jakiegoś minimum tylko mój pomysł na
lekarstwo okazał się nieskuteczny. Zapewne nie doceniłem wydajności przy
tym ustalonym minimalnym wypełnieniu :).

Trzeba zrozumieć jak ten scalak działa i czy da się aby dawał jeden
impuls t_on raz na sekundę/minutę/godzinę.
Przy odpowiednio małym wypełnieniu musi przecież dać mniejsze napięcie -
no chyba, że odkryłeś perpetuum-mobile :)
P.G.

do góry

użytkownik Atlantis napisał:

> Hmm... Wygląda na to, że dzielnik napięcia działa. Gdy zaczynałem
> eksperymenty, na wyprowadzeniu 5 scalaka było około 1,6V.


Obmacaj C9, badziewne 0603 lubią strzelać od temperatury.
Czyli trop P.Gałki.

do góry

Dnia Sat, 6 Jan 2018 15:28:23 +0100, Atlantis napisał(a):
> On 06.01.2018 14:15, J.F. wrote:
>> Nie, odwrotnie by sie objawialo.
>> No chyba, ze na skutek przebicia rezystor dostal przerwy i juz nie ma
>> 10M tylko 1G.
>
> Hmm... Wygląda na to, że dzielnik napięcia działa. Gdy zaczynałem
> eksperymenty, na wyprowadzeniu 5 scalaka było około 1,6V. Dla próby
> postanowiłem dać 82k i napięcie w tym punkcie wzrosło do niecałych 2V.
> Napięcie na wyjściu przetwornicy nie zmieniło się jednak i wynosiło
> około 460V przy zasilaniu z PowerBanku i aż 500V po podłączeniu do
> telefonicznej ładowarki.

Jesli dobrze zmierzyles, to masz jakis uszkodzony scalak.
Po przekroczeniu 1.25V na pin 5 ta przetwornica w ogole nie powinna
pracowac.

Tylko ze scalaki uszkadzaja sie rzadko, bardziej prawdopodobne inne
cuda - np przerwana sciezka, czy zimny lut.
Mierzyles na nozce ?
(Hm, a gdyby tak pin 4 - masa byla niepodlaczona ?)

Podlacz rownolegle do tych 10M rezystor np 1M - zobacz czy sie zrobi
40V. Albo podlacz do R4/pin 5 rezystor 50k z +5V - powinna stanac
przetwornica.

C10 masz 1uF ? z 20M to daje stala czasowa 20s, tym niemniej bys
zobaczyl na mierniku jak napiecie spada.

> Zastanawia mnie jeszcze jedna rzecz - próbowałem zmierzyć rezystancję
> rezystorów 10M w tym dzielniku. Najpierw w układzie. Wyszło, że każdy z
> nich ma nie 10M, a około 5M. Taki sam wynk wyszedł na dwóch różnych
> multimetrach. Po wylutowaniu znów pokazywały 10M. Wlutowałem dwa inne
> rezystory i pojawił się dokładnie ten sam efekt.
> Skąd to się bierze?

Normalne - prad pomiarowy z multimetru plynie nie tylko przez R5, ale
tez przez R6, R4, i C10, lub inne elementy - np TR1 i D1.
I mamy jakby dwa rezystory 10M polaczone rownolegle.

Nawiasem mowiac - jesli dobrze zgaduje ze plynie przez C10, to
powinien pomiar rosnac w miare ladowania kondensatora.
Albo i spadac, jesli po pracy C10 ciagle naladowany np do 9V.

> Na schemacie nie widzę niczego, co mogłoby
> bocznikować te rezystory, a już na pewno nie każdy z osobna. Efekt nie
> występuje też w starej wersji urządzenia, z rezystorami THT.

A powinien.

>> To raczek uwaga na przyszlosc. transformator duzy, te dwa rezystorki
>> wiecej nie powinny az tak przeszkadzac. Ewentualnie 3*6.8M
>
> Starałem się optymalizować rozmiar płytki, z uwagi na wysokie napięcie
> trzymając się rozsądnych odległości między ścieżkami (tutaj podpierałem
> się jakimś kalkulatorem z sieci).

te rezystory akurat w szeregu, to nie powinno miec wielkiego wplywu.

J.

do góry