Schakelende voeding voor pre-amps

[nico verduin]

Dit is natuurlijk vloeken in de kerk, maar toch maar eens een schakelende voeding gemaakt voor het aansturen van pre-amps. Schema is gebaseerd op de Nixie voedingen die werken met een 555 timer ic. Overal te vinden op het web. Verder een source follower erachter om de schakelende rommel eruit te halen.
Voeding kan gemakkelijk 2 triode buisjes aansturen. Is instelbaar van rond de 50V tot 245V. Voedingspanning kan varieren van een volt of 6-7 to 15V. Ik ga hem in eerste instantie gebruiken om een stereo buizen pre-amp te maken voor mijn Hammond XM-1 drawbar module om een echte buizen overdrive te maken;)

Bijgaand een paar foto's:
http://www.verelec.com/tijdelijk/images/tn_100_2419.JPG

Van links naar rechts gezien:

Tot en met de eerste Mosfet en instel potmeter is het feitelijke schakel gedeelte. De rest is het filter.

http://www.verelec.com/tijdelijk/images/tn_100_2420.JPG

http://www.verelec.com/tijdelijk/images/tn_100_2421.JPG

Zitten nog 2 bugs in (een is het draadje) en de steek voor een 100nF was verkeerd.

[aad]

erg mooi Nico. Je wil dus, als ik het goed begrijp, je preamp gestabiliseerd voeden met zo min mogelijk warmte ontwikkeling?

Maar ken je deze?
http://www.glass-ware.com/tubecircuits/High_Voltage_Regulator.html

Minder dan 50uV ruis gemeten. Inderdaad geen afvlakelco o.i.d. gebruikt zoals aangeraden aan het eind van de tekst.

[nico verduin]

Kende hem niet, maar ik wil geen grote trafo moeten gebruiken voor de hoogspanning. Nu kan ik volstaan met een 12V voeding voor gelijk de pre-amp hoogspanning en de gloeidraden. Simple klein printtrafotje

[erwin_ve]

Hoi Nico,

Erg interressant!
Waar liggen je eerste toepassingen voor de schakelende voeding? Eigen projecten of wellicht een DIY kit? (Naast je Drawbar Hammond)

[nico verduin]

Ik ga hem eerst testen als pre-amp met die Hammond. Krijg als het goed is deze week een George Dennis pedaal GD010 (stereo volume) binnen. Moet alleen nog kijken of ik de 6SJ7 of de 12AX7 ga gebruiken. En daarna zie ik wel verder.

[Negative K3 fan]

en hoe zit dat met de filter elco's, die hebben normaal gesproken wel effect op de sound/feel.

Ik heb de ballen verstand van zo'n schakel voeding en ik heb net even een schema bekeken, de 'filter'cap is in dat voorbeeld maar een paar uF.

Gebruiken Koch, Mesa etc. ook schakelende voedingen in hun pedal-preamps?

[Chris Winsemius]

en hoe zit dat met de filter elco's, die hebben normaal gesproken wel effect op de sound/feel.

Ik heb de ballen verstand van zo'n schakel voeding en ik heb net even een schema bekeken, de 'filter'cap is in dat voorbeeld maar een paar uF.

Gebruiken Koch, Mesa etc. ook schakelende voedingen in hun pedal-preamps?

Koch (PedalTone) MesaBoogie (V-Twin): "reguliere" trafo's en voeding met diodes/elko's/weerstanden.

[nico verduin]

en hoe zit dat met de filter elco's, die hebben normaal gesproken wel effect op de sound/feel.

Ik heb de ballen verstand van zo'n schakel voeding en ik heb net even een schema bekeken, de 'filter'cap is in dat voorbeeld maar een paar uF.

Een maatje had een eerdere versie al eens getest. Zonder die 2e mosfet bleef het iel. Met die 2e schakeling erachter, begon het weer een mooi buizengeluid te worden. De kleine 2.2uF moet je niet te groot maken, dan gaat je schakeling niet meer werken.
't is een ander concept en aanpak. Eerst maar eens kijken hoe het klinkt in een stereo pre-amp.

[aad]

Door de hogere schakelfrequentie heb je minder afvlakking nodig.

[nico verduin]

Meeste werk in dit soort dingen is de verbindingen in het schakel gedeeltje zo kort mogelijk te maken om geen verliezen te krijgen. Component keuzes.... Mosfet met hele lage RDSon, elco's met zeer lage ESR, Ultrafast diode... Maar wel een leuk projectje..en leerzaam. Deze week de voedingsprint maken met klein 10VA trafo'tje. Moet genoeg zijn voor 2 buisjes.

[ponq]

Wat is precies de functie van de mosfet? En, hoe gaat dat in zn werk?

[nico verduin]

In de schakeling zitten er 2.

1. De eerste is een digitale schakelaar. Als hij dicht staat, wordt een spoel geladen met energie. Als hij open staat, dan moet de energie uit te spoel. Dat gebeurt dan via een snelle diode en een klein elco'tje.

2. Door de hoge frequenties en de inductie van de printsporen krijg je allerlei spikes (rommel) op de spanningslijn. Een deel wordt al weggehaald door een RC schakeling bijna fysiek op de eerste mosfet. De rest wordt weggehaald door een Mosfet die als Source follower dient (soort regelaar van de voedingspanning). De spanning is vastgezet op max 240-245V door zenerdiodes. Maar het mooie van een mosfet is dat hij in deze opzet alle rommel van de lijn haalt door zijn eigen interne parasitaire capaciteit. Op een 100Mhz scope is niets meer te zien en is het een strakke lijn. Verder wordt hij dan afgevlakt door een 22uF (meer onze waarden) elco.

Het principe is een beetje zoals de bobine in een brommer. Daar waren de contactpuntjes (altijd ellende) de schakelaar.
Nu heb je een 555 timer die op rond de 40khz draait. Aan de uitgang zit een feedback regelaar die de timer reset als de spanning gehaald is. Als je bijna geen stroom vraagt, dan krijg je hele korte pulsjes. Vraag je meer stroom dan worden de pulsjes langer (meer energie in de spoel). Dit wordt ook wel Pulse Width Modulation (PWM) genoemd.

Je hebt ook speciale ic's hiervoor, maar in feite doen ze practisch allemaal hetzelfde. Je hebt dan vaak wat meer regel circuits (spannings meting, stroom meting etc).

[-KP-]

Een beetje laat, maar kom...
Wat voor stroom kan deze voeding maximum leveren?

[aad]

Ik ben eigenlijk erg benieuwd naar de schakeling van de tweede mosfet. Ik denk dat die samen met de twee zeners een stabilisatie vormt?

/edit hmmm overheen gelezen. inderdaad dus. Haha.

[nico verduin]

Een beetje laat, maar kom...
Wat voor stroom kan deze voeding maximum leveren?mA-tje of 10-15 bij een volt of 200 max. Heb hem wel eens op 240V gezet, maar dan moet die eerste fet wel gekoeld worden met een klein koel element. Maar is verwacht nog wel wat veranderingen in de print.

Huidige tussenstand trouwens:
- Buizenprint met 2 stereo trappen is gereed. Een kant zit er nu in. Eerst maar eens kijken of het werkt. op het breadboard heeft ie al gedraaid. Elke trap heeft 2 triodes (1 buis) gevolgd door een high voltage mosfet (ZVN0545) als kathode volger. Na de eerste trap komt een "Gain" potmeter en na de mosfet een "output level potmeter").

-Voedingsprint met 10W trafo is gereed.

- 5-DPDT print is gemaakt. Dit is een printje waarmee je 5 "toggle" schakelaars tegelijk kan bedienen met een enkelvoudige schakelaar. Heb nu een transistor versie gemaakt. 2 van die torren schakelen elk een array van 5 opto-fets (H11F1M). Dit zijn lineaire optische fets. "Uit" toestand een weerstand van > 300 megOhm. "Aan" minder dan 200 ohm. Ze kunnen een ingangsspanning aan van +/- 30V aan. dus voor signaal switching zat. En stukken goedkoper dan Vactrols. Had nog gekeken of ze die ic's ook in SMD uitvoering hebben. Bestaan wel, maar zijn net zo groot. Dat beperkt wel de grootte van het printje (nu 6.5cm x 5.5cm). Maar je zit ook met 15 aansluitingen (5 x om-en-om schakelaar) + 12V voeding en de enkelvoudige om/om schakelaar.

De bedoeling is om 2 sets potmeters te kunnen schakelen in/uit het circuit. zo kan ik Clean instellen en Overdrive zonder verder een extra buizentrap. Het uitgangssignaal is voldoende om de buizen te laten oversturen. Ik had nog ge-experimenteerd met cmos HEF4049 (hex buffer), maar dan is het moeilijk om een mooie RC vertraging in te bouwen. Initieel zaten er 6 transistors in de besturing (2 schakelen, 2 als constant current, 2 als inverterende schakeling). Echter daar er altijd maar een van de arrays aan staat, maak ik in het nieuwe ontwerp gebruik van 1 constant current. ik kan dna nog evt. overwegen om een transistor array (zitten 5 in een chip) te gebruiken. Heb nog gekeken naar de ULN2003 serie. Maar die lijken teveel stroom te trekken zonder dat het nodig is. Nu ben ik 7mA kwijt an de hele schakeling zonder de optische fets.

Maar het is nog allemaal experimenteel dus het kan ook nog zijn dat het uiteindelijk bagger is. Maar wie niet waagt..... Werkt het wel, dan hebben we een alternatief voor de Vactrols (voor hen die daar belangstelling voor hebben). De verwachting is in ieder geval een "click/plop" vrije schakelaar. In feite onbeperkt van het aantal dat tegelijk moet worden geschakeld.

Alles in deze schakeling draait om energie besparing. Dus ledjes van 2mA worden gebruikt ipv de gebruikelijke 15-20mA. De optische mosfets staan in serie (5 x). dit scheelt weer energie omzetten in warmte (weerstand inserie met led). Totaal energie verbruik van de print is 27mA met gewone leds die ongeveer 20mA trekken. Dus zou het met de optische ongeveer op 23-25 mA uit moeten komen.

- Kastje is binnen.

- Ontwerp voor voorplaat en achterplaat is bijna klaar (ben nog niet tevreden over de voorkant). Wordt gedrukt op kleef aluminiumfolie (Conrad) dat door de laserprinter gedrukt kan worden. Geen idee hoe zich dat gaat houden.

Huidig energie verbruik:
- 2 triode buizen op 12V(2 x 150mA) = 300mA
- Mosfet printje (25mA)
- Schakelende voeding (80% rendement): 200V x 5mA (ongeveer) is bij 12V: (0.005 * 200 * 100/80 ) / 12V = 100mA

Dus in totaal heb ik ongeveer 425-450mA nodig. De trafo is 10W dus ongeveer 800mA beschikbaar. Dus heb nog wat ruimte voor onvoorzien.

Maar zoals het er nu uitziet, wordt het een stereo pre-amp met dubbele settings schakelend via paneel schakeling of voetschakelaar. Met 5W-7W energie verbruik...

Heb mijn Hammond module effe op de scope gehad en tot mijn verasssing komt er nog een echte sinus uit ook.. Dus geen sample (gelukkig). Ik heb dus hoge verwachtingen.

Foto's volgen zodra ik weer eens de camera heb.

[nico verduin]

Zal je net zien !@#$%^&*(*&^%$ had die opto fets mooi achter elkaar geplaatst. Tegen elkaar aan...... past #$%^&^%$#$% niet. Kan weer een nieuw printje maken..

[erwin_ve]

- Ontwerp voor voorplaat en achterplaat is bijna klaar (ben nog niet tevreden over de voorkant). Wordt gedrukt op kleef aluminiumfolie (Conrad) dat door de laserprinter gedrukt kan worden. Geen idee hoe zich dat gaat houden.



Kleef alu folie: welk part no van Conrad?

[cluseau]

Zal je net zien !@#$%^&*(*&^%$ had die opto fets mooi achter elkaar geplaatst. Tegen elkaar aan...... past #$%^&^%$#$% niet. Kan weer een nieuw printje maken..
Kijk, zo blijf je van de straat. Situatie foto....meedenken.....of is t al te laat?

Ennehhhh denk aan de bloeddruk...... http://home.casema.nl/jajop/cluseau/737.gif

[nico verduin]

Kleef alu folie: welk part no van Conrad?bestelnummer : 532568 2.55 per stuk incl BTW

[nico verduin]

Kijk, zo blijf je van de straat. Situatie foto....meedenken.....of is t al te laat?

Ennehhhh denk aan de bloeddruk...... http://home.casema.nl/jajop/cluseau/737.gif
heb alweer een nieuw ontwerpje hoor. Gewoon effe meer ruimte gegeven tussen die ic's (6-dip).
Enne Verduinen hebben nooit hoge bloeddruk..... Kom altijd weer fluitend door de testen:seriousf::seriousf: Dit tot grote teleurstelling van de echtgenote.. die drinkt niet, rookt niet, sport 2-3 x per week en heeft een veeeeeeeeeeeeeel te hoge bloeddruk.. Ik rook,drink, doe alles wat god heeft verboden en heb niets ... njente... nou ja op die tumor in mijn oog na... die ondanks de bestraling nog steeds niet echt krimpt....

[erwin_ve]

bestelnummer : 532568 2.55 per stuk incl BTW
Hoi Nico; Bedankt!

[nico verduin]

Nou de optische 5DPDT is gereed. En werkt. Bijgaand de foto's. De PCB foto is niet zo mooi geworden... maar je kan niet alles hebben....
Alle schakelaars gemeten. In dichte toestand meten ze tussen de 40 en 50 ohm op een na die meet 72 ohm. In open toestand kan mijn meter het niet meer meten (fluke).

http://www.verelec.com/tijdelijk/images/tn_100_2465.JPG

http://www.verelec.com/tijdelijk/images/tn_100_2466.JPG

http://www.verelec.com/tijdelijk/images/tn_100_2467.JPG

http://www.verelec.com/tijdelijk/images/tn_100_2468.JPG

http://www.verelec.com/tijdelijk/images/tn_100_2469.JPG

[ponq]

ha, da's nog eens creatief chips bakken!

Netjes hoor!

[nico verduin]

vind het altijd de uitdaging om te kijken hoe dun ik sporen kan maken in de thuis situatie. Zit nu op 20mils (0.508mm). Maar moet nog dunner kunnen;)

[ponq]

thuis? Maak je dat pcb thuis?

Welke methode gebruik je dan? Ziet er toch aardig profi uit (zegt mijn leken-oog).

[nico verduin]

thuis? Maak je dat pcb thuis?

Welke methode gebruik je dan? Ziet er toch aardig profi uit (zegt mijn leken-oog).
Yep.

1) Maak de layout mbv. DXP (Altium)
2) Print hem af op een overhead sheet op een Brother 2035 laser printer op hoogste resolutie.
3) Spuit hem in met speciaal spul (Black out [van MDA])om hem wat zwarter te maken
4) Druk de layout af op foto print (3 minuten met UV licht)
5) Ontwikkel in gootsteen ontstopper (goedkoper dan ontwikkelaar)
6) Etsen met Natrium persulfaat (o.a. bij Dick Best)
7) Boren met 0.8mm (of groter)
8 ) Schoonmaken met spiritus (tip van Dirk Hendrik)
9) inspuiten met Green Coating (Baco of MDA)
10) effe in een oven laten drogen die op 100 graden was gezet
11) en solderen maar

Die Green Coating hoeft niet hoor. Je kan ook gewoon SK10 (soldeerlak) gebruiken. Die soldeert overigens ook mooier. Maar ja dan heb je geen groene print.

Zo dus.

[ponq]

Ah, dank je! Handig dat je het zo staps-gewijs neer zet.

Het zal vooral die Green Coating zijn die mij aan een profi-print doet denken.

Ik wil binnenkort (vanavond eigenlijk) ook mn 1e stap zetten op het 'belichtings'-pad. Nog geen soldeer-lak in huis, maar dat komt dan binnenkort nog wel.

[nico verduin]

De grootste uitdaging zal de belichtingstijd bepalen voor jouw omgeving waar je mee werkt. Te kort, en je koper blijft bedekt met lak (en etst dus niet weg). Te lang en je tekening spoelt weg bij ontwikkelen.
Wat je het beste kunt doen is effe een strook PCB nemen en dan stukjes in stappen van een minuut belichten. Dit kan je doen door bijv. Een stukje layout langs 1 rand aan de pcb plakken (plakband) zodat hij niet kan schuiven. Dan een kaartje tussen de pcb en lamp doen. En dan elke minut een stukje opschuiven tot bijv. 5 minuten. Dan is het eerste deel 5 minuten belicht en het laatste 1 minuut. Dan ontwikkelen (niet te sterk maken die ontwikkelaar. Dan zie je gauw genoeg wel deel goed en wel deel onder cq overbelicht is.

[ponq]

Thanks. Dat is idd de methode die ik wil gaan gebruiken om voor mijn lampen te bepalen hoe lang ik moet belichten.

Ik heb gewoon een oude gezichtsbruiner via marktplaats opgesnord. Een philips met 4 lampen. Ik denk dat ik het in stapjes van 20-30 seconden doe, omdat ik ook al verhalen heb gehoord van mensen die maar 30 seconden hoeven te belichten. Ik moet t boeltje nog wel inbouwen in een oude scanner, maar: heb er zin an!

[nico verduin]

Je hebt kans dat die hoogtezonnen teveel licht geven. Ik heb zelf een bak met 4 kleine 15-20W UV buisjes erin. Ooit op marktplaats voor 2 tientjes gekocht. Doet het prima.

[SimonS]

Nico, inmiddels al meer info/ervaringen over de geschakelde voeding icm de buizenpreamp?

[nico verduin]

Heb hem draaien in een stereo buizen pre-amp voor mijn keyboard... houdt het prima vol. Moet alleen nog de stereo level regelaars in het schakel circuit doen dan is ie klaar.
Ben nu aan het uitzoeken hoe je 100-200mA eruit kan pompen... is wel wat ingewikkelder.

[Wilco]

Dat is nou toevallig Nico. Ben net bezig met dit soort "Nixie" SMPS's met het doel deze te gebruiken in een subminiatuur buizenversterkertje, beetje a la Nano Head.
Heb een zo'n schakelingetje in elkaar gezet en zal hem binnenkort (als de rest van het circuit gebouwd is) eens testen. Ik ben inderdaad benieuwd of er niet te veel herrie van het voedingscircuitje afkomt.
Heb jij een schemaatje of iets dergelijks van jouw gemodificeerde schakeling? Of beter nog, een schema en een PCB-layout? Ik ben benieuwd hoe je het precies in elkaar hebt gezet.

[nico verduin]

Ik heb er een source follower achter gezet. De capaciteit van die mosfet ruimt alle ruis op. Vwb. Schema en printlayout... krijg iedereen over me heen... staat teveel reclame op...:seriousf::seriousf:
Trouwens het is inmiddels een dubbelzijdige print geworden.

[Wilco]

Vindt men VE-2009 al teveel reclame voor jouw bedrijfje? Of mis ik iets?
En kun jij thuis zomaar dubbelzijdige prints maken? Hoe doe je dat, als ik vragen mag?

[nico verduin]

Vindt men VE-2009 al teveel reclame voor jouw bedrijfje? Of mis ik iets?

Ach ik heb geen zin meer dat gezeik erover.



En kun jij thuis zomaar dubbelzijdige prints maken? Hoe doe je dat, als ik vragen mag?
Ik kan wel dubbelzijdig maken, maar doormetaliseren niet. Dit printje ga ik laten fabriceren in China (groter volume). Dan is het gelijk af. En ik ben nog aan het kijken om gelijk een zooi van die printen als een geheel te laten fabriceren. Dat scheelt in de instelkosten.

[Negative K3 fan]

klinkt allemaal erg interessant...

[nico verduin]

klinkt allemaal erg interessant...
is het ook:seriousf: eerste setje printen is nu onderweg (microcontroller bestuurde optische channel switcher). Dus High-tech met vintage:seriousf:
Ligt nu op Changi (Singapore) airport.... schiet niet op...... @#$%^%$#$%

[Negative K3 fan]

en die gaat nog een commerciele toepassing vinden??

[nico verduin]

mogelijk... als ie het goed doet....

[nico verduin]

Nou ze zijn binnen. Ziet er erg mooi uit. 4 break-away printjes. Je krijgt ze met vertinde eilandjes. Volgende week testen.
http://www.verelec.com/tijdelijk/images/tn_100_2618.JPG