Skärmgallerregulator

S

SA2CLC

Well-Known Member
Hej,
Byggt en zener/mosfet serieregulator till mitt 2xGU81M PA.
Valde 1.5W zenerdioder för att få mindre värmeutveckling i seriemotstånden R1 och R2 då gate på
mosfeten ändå inte drar någon ström.
Testkört nu, men fungerar inte något vidare. Utspänning varierar en aning med inspänning till likriktaren, samt att utspänningen
kryper från tänkta 800V, upp till ca 860-880V.
Regleringen vid belastning verkar inte heller svara något vidare när jag ökar belastningen
från 60 till 120mA. (man kan kanske inte förvänta sig mer med en sån här regulator)
Mäter ca 140V över R1 vilket ger ungefär 3,5mA i zenerström när spänningen stabiliserat sig.
Även provat andra värden (18k ist. för 40k för en zenerström om 10mA) utan någon större
skillnad.
Verkar som om zenerdioderna inte riktigt gör sitt jobb pga temperaturdrift.
(blåser jag på dioderna genom ett VP-rör sjunker spänningen) :)

Hur kan jag rädda det här?
Andra dioder?
Spänningsdelaren 9.9M-39K kan användas som feedback till en aktiv regulator kanske.
Tips emottages




HV REG.jpg


429514282_303845306048618_6515556409830464261_n.jpg
429847130_745168347813814_4171949506055094305_n.jpg
 
Ett alternativ skulle kunna vara att testa med tre stycken BZT03C270 i serie istället.
Har man otur adderas toleranser i en lång kedja.

Du har inte heller, som du själv nämner, någon feedback som kan hjälpa till att styra utspänningen vid lastvariation.
En liten spänningsskillnad på Q2 gate lär ge ganska stora variationer på utspänningen.
Hur mycket varierar gatespänningen på Q2 jämfört med utspänningen?
Det kan ge en bra hint om att du behöver använda dig av en feedback reglering för att hålla utspänningen stabil.
 
Intressant HV regulator. Jag ser ingen strömbegränsning.
Vad händer med Q2 om det blir en kortis på utgången, hur länge tål den 1100V?

Alla zenerdioder har en temperaturdrift. Om jag inte missminner mig så är det 5,6V som är stabilast.
Högre spänning blir bara sämre.

Kanske skulle det gå att ersätta den nedersta zenerdioden med en transistor......jag tänker så det knakar ;)
 
Att använda en serieregulator till en skärmgallerkrets är att "sticka ut hakan". Det kan uppstå en negativ resistans i skärmgallerkretsen så att
ström matas ut från skärmgallret, och då blir det en lavineffekt.

Därför föredrar man shuntregulatorer för sådant.
Zenerdioder i 100V-området har en positiv temperaturkoefficent på c:a 200 mV per grad C ökning av spärrskiktstemperaturen. För 8-10 seriekopplade blir det mycket.

En shuntregulator är mycket lättare att få till med "städade" egenskaper, eftersom man kan göra jämförelsen mellan "är" och "bör" på spänningsnivåer där man kan kontrollera temperaturdriften med mindre besvär.
 
Last edited:
Hej!
Vissa rör, 4CX1500B dyker upp i minnet kan ha utpräglad negativ skärmgallerström.
Vill minnas att det i databladet finns en form av beskrivning på hur G2-kretsen kan se ut.
Skall se om jag kommer ihåg att kika på det i morgon.
Har flera PA med det röret.
 
Byggde serieregulator just för att många beskrivningar på GU81 använder sådana. Men, man vet ju å andra sidan inte hur de betett sig.
Kommer sitta ett bleedermotstånd vid rörsocklarna för ev negativ gallerström att ta vägen (ca 20ma). Sen. enligt vad jag förstått, är GU81 rör som knappast uppvisar sådana fenomen.

Micke, ang. strömbegränsning. Sitter ett mätmotstånd i negativa branschen vilket kommer övervakas tillsammans med anodström mm så vid överström trippar steget.
 
Last edited:
Med tanke på att GU81 är en 30-talskonstruktion med relativt
lågt µg2g1 så blir stabilisering av skärmgallerspänningen inte speciellt
viktig.

Utifrån rörkurvorna skulle jag uppskatta att en variation av +/- 20 % runt nominell spänning behövs för att se någon som helst påverkan av distorsionen.

Det som man vill undvika är att skärmgallerspänningen ökar mycket
vid låg utstyrning.
 
Jag byggde upp en modifierad variant med motkoppling.
En diod på utgången förhindrar att ström flyter baklänges in i regulatorn.
Halvledarna är bara "höftade" för att prova funktionen och jag har utelämmnat alla eventuella avkopplingskondingar.
Kopplingen uppvisar ett negativt temperaturberoende på ca 240mV/grad C.
OBS! temperaturberoendet måste tas med en nypa salt då zenerdiodmodellen verkar vara felaktig.

HV LIN psu.JPG
Jag började med att simulera tempberoendet hos zenerdiodsträngen men resultatet kom inte i närheten av vad man förväntade sig. Endast ca 1V för 50 graders tempvariation.
Misstänker att zenerdiodmodellen är felaktig så jag provade flera olika dioder med det gav samma resultat.
Jag byggde därefter upp en likadan zenersträng i LTspice med samma märkliga resultat men efter en stunds provande hittade jag en zenermodell, KDZLV100, som gav förväntat resultat. Återstår att bygga hela kretsen i LTspice ;)
 
Last edited:
Man ska nog vara försiktig med att sätta en diod i serie
med skärmgallermatningen, för då uppstår en impedans
som skiljer sig radikalt mellan strömriktningarna.

Nu är risken för negativ skärmgallerström liten hos rör med en
så antikverad geometri som GU81, men det skadar inte att vara uppmärksam ändå. Det man ska sträva efter är att
få en skärmgallerspänning som inte avviker mer än +/- 10% från nominellt värde oavsett utstyrning.

Rör som 4CX250 och 4CX350 har interna geometrier vilka gör dels att det kan uppstå negativ skärmgallerström, och dels att avvikelser från överföringsfunktionen, alltså linjäriteten blir mycket lidande om skärmgallerspänningen tillåts variera.

GU81 är egentligen konstruerat för klass C-drift så det har inte så högt µg2g1 och kräver därför stor gallerväxelspänning.
 
Godkväll. Liten uppdatering då det nu börjar gå åt rätt håll :)

På Mickes inrådan så tog jag mig i kragen och har lekt i ltspice.

Mickes förslag ritades upp, men jag insåg att det skulle bli rätt kritiskt att justera in, varvid jag drog mig till minnes ett annat förslag -GLD lämnat i en annan högspänningstråd.
"Kopplade upp" en variant av denna i ltspice, och såg att detta överlägset skulle bli enklaste vägen att gå, med bonus att kunna justera utspänning fritt. Modifieringar på redan tillverkat kort inskränker sig till att byta två motstånd samt klippa bort en zenerdiod. Befintlig spänningsdelare på kortet används som feedback.
1711482022022.png
Ikväll gjorde jag en testkoppling.
Hade ingen fin opamp, bara några 741:eek:r, så med CNY17-4, 741, 5v regulator/potetiometer för spänningsjustering gjorde jag ett litet kort och monterade på kanten av kylflänsen.
Spänningen går justera mellan ~600-950v. Ligger stabilt på inställt värde.
Verkar funka fint, dock inte 100% då 741 "fräser" :) en aning. Kanske blev för lite avkoppling runt den.
IMG_20240326_203348_HDR.jpg
 
Rekommenderar att motståndet "R12", 470K delas upp i flera seriekopplade med duktigt med isolationsgap till närliggande spännings/jordplan.
 
Nu blev jag less och behöver klaga av mig. :)
Blev en version 3 av regulatorn då varianten med optokopplare visade sig vara rätt instabil vid varierande inspänning och lite väl
lynnig.
Version 3, inspirerad av F1FRV, ser ut såhär, saknas på schemat gör en skydds-Zener över Gate-source på M1.
1713549597479.png

Spice modellen såg ok ut, med 800V ut över spannet 900-1300V, men byggd och testad så var även den känslig på inspänning.
Belastningsprovet gick åt skogen med förstörda FET:ar :/ (kopplar in och ur motstånd mha ett relä)
Antagligen självsvängning eller något . Hursomhelst, Nu hade jag inga fler IXTH3N150 så nu tröttnade jag på detta och måste börja tänka om.

Kikar på F1FRV´s design, till synes komplett och genomtänkt, men,
problemet med en shuntregulator med dessa rör är strömmen, så det känns som att det går bort.
Östblocket dimensionerar för 4-500mA för 2 rör, vilket blir i runda slängar 500W att kyla bort. Onödigt.
1713550139116.png

Saxat ur databladet på GU81, vid anodspänning om 2500V, Ig2, ca 225mA.
1713552030716.png

Djupare letande har fått fram lite andra alternativ, från andra GU81 byggen:


1713553117592.png

HA5KJ . Snyggt med strömbegränsning.

1713553745259.png
Denna av YO6PMX, "This assembly worked flawlessly from the first energisation, stabilization is remarkable, even in conditions of very variable consumption and no the transistor did not fail during operation (or otherwise, HI)."
Frågan är ju ifall han mätt spänningen under last?

Fråga:
Vad missar jag med min version 3 gällande regleringen vid varierande inspänning? (+- ca 40V när jag uppskattningsvis ändrar inspänningen till trafo +-10V). 5% kanske är ok? referensspänningen delas ned från en 9V regulator till basen på 2N3906.
Borde jag lagt mig på 27-30V för lägre gain i reglerkedjan? Kan det minska risken för förstörda FET:ar?

//CLC
 
SA2CLC said:
Vad missar jag med min version 3 gällande regleringen vid varierande inspänning?
Click to expand...
Jag får inte dom variationerna i simulatorn men det uppstår kapplöpning vid uppstart p.g.a. C1.
Det är ju alltid besvärligt att mäta i alla punkter när spänningen är så hög men man måste nog om man ska hitta en självsvängning.
Ett tips är att alltid införa ett serie-gate-motstånd för att reducera bandbredden (analogt med gallerbroms)
 
Ett annat problem är att drain och gate är sumt ihopkopplade mellan dom två MosFetarna.
Blir det genombrott i den ena så kan man ge sig den på att den andra också får sig en smäll.
 
You must log in or register to reply here.
Back
Top