12V/1A lineaire netvoeding met extreem lage ripple

[Kingpin]

Gebaseerd op mijn miniDSP LiPo voeding, nu in 220V~ uitvoering.





Moet nog even het DC kabeltje maken en dan kan het meten beginnen. Ripple van de miniDSP versie ligt zo rond de 4 a 5µV, 0 - 100kHz

[mr.crash]

Ziet er strak uit !!!
Ik wilde dat ook nog eens doen.
Maar dan met twee in 1 kast ook 1 met 5 Volt

[Kingpin]

Ziet er strak uit !!!
Ik wilde dat ook nog eens doen.
Maar dan met twee in 1 kast ook 1 met 5 Volt

Bedankt.
Ja dubbele uitgangstrafo zou je eventueel kunnen nemen en dan 2 stabilisatiebordjes maken.

[Kjelt]

Hi,
welke stabilisator gebruik je? LM78xx of LM317's ruisen nl wel enkele mV's en dit kun je vooral bij dynamische belasting goed zien (Blokgolf van een functiegenerator op een powerfet zetten die de voeding met een weerstand belast).
Al eens naar Sjostrom audio of Teddy Pardo gekeken? Die hebben hele mooie voedingen liggen, ook voor DIY (lege print) die wil ik ook nog een keer gaan bouwen. Maar ja tijd ontbreekt 

Als ik je nog een ongevraagde upgrade tip mag geven, bouw het in twee kastjes, eentje met de trafo, gelijkrichter en afvlakelco en een tweede waar je de DC stabiliseert of zet een metalen schot (dat je goed aard) tussen de trafo en de print voor afscherming van het strooiveld van de trafo.

[Kingpin]

Hi,
welke stabilisator gebruik je? LM78xx of LM317's ruisen nl wel enkele mV's en dit kun je vooral bij dynamische belasting goed zien (Blokgolf van een functiegenerator op een powerfet zetten die de voeding met een weerstand belast).

Ik maak gebruik van de TPS7A4700 ultra low noise LDO.
Eens een keer wat anders dan de standaard LDO ...

Al eens naar Sjostrom audio of Teddy Pardo gekeken? Die hebben hele mooie voedingen liggen, ook voor DIY (lege print) die wil ik ook nog een keer gaan bouwen. Maar ja tijd ontbreekt 

De TP DIY is inderdaad een hele mooi en zeker niet dure oplossing.
Heb ik naar gekeken, maar ik wil zien of deze nog een stapje verder gaat met deze voeding.

Als ik je nog een ongevraagde upgrade tip mag geven, bouw het in twee kastjes, eentje met de trafo, gelijkrichter en afvlakelco en een tweede waar je de DC stabiliseert of zet een metalen schot (dat je goed aard) tussen de trafo en de print voor afscherming van het strooiveld van de trafo.

Tips zijn altijd welkom. Aparte kastjes heb ik nu onderhand genoeg dus ik wil de voedingen liefst in 1 kast.
Daarnaast moet ik de aarding zoals die nu zit nog even rechtstreeks op de kast maken ivm eventuele brom.
Afscherming dmv metalen schot is inderdaad een goede, die bouw ik er nog even tussen als het weer stukken koeler is

[Kjelt]

Ik maak gebruik van de TPS7A4700 ultra low noise LDO.

Ziet er op papier zeker goed uit, wel een zeer lastige behuizing. Heb je zelf de print ontworpen, zelf ook gereflowed?
Gebruik je nog een pre regulator of alleen deze? (oftewel wat zit er onder het koellichaam? )

Eens een keer wat anders dan de standaard LDO

Ik heb zelf slechte ervaringen met standaard LDOs , ze zijn zeer kritisch op de uitgangscapaciteiten anders gaan ze oscilleren, heeft me al eens een schakeling gekost dat geintje. Oplossing is voldoen aan de ESR uit de datasheet en dan ook echt nameten.

Ik kan je schema niet zien, zie alleen dat je een paar elco's gebruikt. Let op je ESR want de datasheet schrijft specifiek MLCC X7 condensatoren voor (pagina 16 sectie 8.2.2.1: These LDOs are designed to be stable using low equivalent series resistance (ESR), ceramic capacitors at the input, output, and at the noise reduction pin (NR, pin 14).).
Wellicht dat je deze aan de onderkant van je print hebt zitten dan heb ik niets gezegd, zo niet zou ik die zeker toevoegen en de datasheet recommendations 1 op 1 overnemen, zeker als je er een duur apparaat achter op aansluit.
Er bestaat geen elco met een ESR zo laag als een MLCC maar dat weet je al.

Ben wel benieuwd naar je bevindingen , leuk project 

[Kingpin]

Ziet er op papier zeker goed uit, wel een zeer lastige behuizing. Heb je zelf de print ontworpen, zelf ook gereflowed?
Gebruik je nog een pre regulator of alleen deze? (oftewel wat zit er onder het koellichaam? )
Ik heb zelf slechte ervaringen met standaard LDOs , ze zijn zeer kritisch op de uitgangscapaciteiten anders gaan ze oscilleren, heeft me al eens een schakeling gekost dat geintje. Oplossing is voldoen aan de ESR uit de datasheet en dan ook echt nameten.

Ik kan je schema niet zien, zie alleen dat je een paar elco's gebruikt. Let op je ESR want de datasheet schrijft specifiek MLCC X7 condensatoren voor (pagina 16 sectie 8.2.2.1: These LDOs are designed to be stable using low equivalent series resistance (ESR), ceramic capacitors at the input, output, and at the noise reduction pin (NR, pin 14).).
Wellicht dat je deze aan de onderkant van je print hebt zitten dan heb ik niets gezegd, zo niet zou ik die zeker toevoegen en de datasheet recommendations 1 op 1 overnemen, zeker als je er een duur apparaat achter op aansluit.
Er bestaat geen elco met een ESR zo laag als een MLCC maar dat weet je al.

Ben wel benieuwd naar je bevindingen , leuk project 

Op m'n werk eerst een evaluatie board gekocht, daar zitten smd mlcc's op.
Beetje mee gestoeid, en wat rondgekeken want ik kan thuis niet meer etsen.
Heb een board gevonden die op het evaluatie board gebaseerd is met goede componenten erop (kze met idd erg lage impedantie) en een koellichaam die ze op de chip hebben weten te bevestigen dmv schroef en afstandhouder.
Eens kijken hoe zich dit qua warmteontwikkeling houdt. Volgens mijn berekeningen zou het goed moeten gaan en komen de input/output verhoudingen overeen met hetzelfde board welke ik voor mijn miniDSP gebruik, maar dan 5V output op een 7,2V LiPo input.
Daarnaast heeft de chip een shutdown bij te hoge temperatuur.
Ben zelf ook zeer benieuwd. De trafo en gelijkrichter zijn bewust groot gekozen ivm de berekening voor een lage ripple op de ingang wat een grote bufferelco en dito inschakelstroom met zich meebrengt.

[Kingpin]

Vandaag het DC snoer gemaakt (miniXLR <> dc plug) en de aardedraad even hard aan het chassic gelegd.
Als het meezit zal ik deze week er nog aan meten.
Gezien het geringe strooiveld van de trafo ga ik later even testen of een stukje mu-metaal zin heeft of niet op het uiteindelijke resultaat.

[johanbicke]

dat ziet er verdorie heel mooi uit
ik kan alleen maar zeggen....

[Kingpin]

Bedankt Johan.

[morca]

Dat is strak werk !!

[Kingpin]

Dat is strak werk !!

Bedankt!
Draden liggen nog los, als finish in touch zal ik de aanvoerdraden naar 1 kant leggen en vanaf de gelijkrichter naar de print verleggen, meer kan ik er weinig aan doen.
En dan is het spannende moment of deze net zo presteerd zoals ik in gedachten had.
Hoop dat ik deze week nog een gaatje kan vinden om 'm te testen.

[Kingpin]

Hij doet het in iedergeval

Met kleine belasting (ff 1k weerstandje op de uitgang):

Rode lijn is de afvlakcondensator uitgang.

Zal toch even een goede spectrum analyzer erbij moeten hebben om de ruis te bepalen ... de Picoscope trekt dat niet.

[RubenV.]

Gaaf  Volgmodus aan.

[Kingpin]

Nog een keer meten en checken is altijd goed Eric. Beter dan de lipo...... :O

Dit waren de metingen van vandaag.

0 - 20kHz meting

ripple (2,4µVrms):


Noisefloor (-126dBV):


0 - 100kHz meting

ripple (2,3µVrms):


noisefloor (-136dBV):


Morgen als ik tijd heb nog eens checken.
Dit is wel gemeten met een kleine belasting (12V/120mA).

[Kingpin]

Vandaag nog eens wat metingen uitgevoerd.

Spectrum analyzer op MAG gezet, AC, Narrow band, AVG en diverse tijdspan metingen verricht, en kom nagenoeg steeds op dezelfde waardes uit.

Afgerond:
~ 3µVpp ripple bij -130dB over een bereik van 0 - 100kHz.

[Kjelt]

Mooi resultaat, ik snap alleen die eerdere scope screenshot dan niet die geeft 20mV rimpel aan?

[Kingpin]

Mooi resultaat, ik snap alleen die eerdere scope screenshot dan niet die geeft 20mV rimpel aan?

20mV was de spanningsval over de afvlakelco (aan de ingang), gemeten met een Picoscope 2000 serie.
Die zijn niet geschikt voor echt nauwkeurig werk, maar voor algemeen werk best heel handig (ingebouwde functiegenerator, scope en analyzer).

[Kjelt]

Ok duidelijk.  Toch wel interessant om ook eens wat dynamisch gedrag te bekijken en bij verschillende belastingen al is het maar dat je later niet voor verassingen komt te staan 
Indien mogelijk kan het ook interessant zijn om eens met polymeer (el)co's te experimenteren vooral bij lage spanningen zijn die goed verkrijgbaar en hebben extreem lage ESR en lange levensduur maar dat weet je waarschijnlijk ook al wel 

[Kingpin]

Idd, ik wil ook met andere belastingen meten, maar had niet zo gauw wat voor handen.
Volgende week eens kijken.
Op dit moment zitten er Vishay condensatoren in, deze meten nagenoeg gelijk aan de polymeers qua ripple current en esr.
Ook niet echt goedkoop, maar ook niet overdreven duur.

[Kingpin]

Vandaag nog even een scan gedaan om te kijken waar de piek ligt wbt noise en ripple, en kwam idd mooi uit op de 50Hz zoals in de meeste gevallen dit is.
Viel me enigszins niet tegen, ripple ligt factor 4 hoger ( tegen de 10µV en noise lag op 126dB). Met de marker kan ik in kleine stappen de frequentieband af om te kijken hoe breedbandig deze piek is, maar die is nagenoeg nihil.

Heb daarna maar gelijk even een vergelijk gedaan tussen mijn miniDSP adapter en de LiPo voeding die ik hiervoor heb gemaakt.
Deze LiPo voeding gebruikt dezelfde LDO als in mijn 12V/1A netvoeding.
Maar die waarden  das wel even van een heel andere orde wbt ripple .... deze ligt op:
0 - 100kHz : 450nVrms / -137dB
0 - 1kHz : 130nVrms / -130dB

[Kjelt]

Denk je dat een LCR filter achter de afvlak elco nog wat kan toevoegen ?

[Kingpin]

Denk je dat een LCR filter achter de afvlak elco nog wat kan toevoegen ?

Het zou kunnen. De specs met de LiPo voeding op de ingang geven aan dat dit zich ook vertaald aan de uitgang.
Zie de verschillen bovenstaand en onderstaand, beide gelijk qua LDO regeling maar de 1 gevoed vanuit het net met emi/rfi filter aan de ingang en grote afvlakcondensator, en onderstaand de batterijvoeding:





Aan de andere kant, een L/C regeling kan ook ander ongewenste 'problemen' veroorzaken, daarnaast hebben beide voedingen zulke lage waardes dat je je kunt afvragen of we dit nog gaan merken op de aangesloten apparatuur.

[Kjelt]

ik kwam deze tegen van de analoge legende Jim Williams^*, ik wilde hem je niet onthouden, ook mooi hoe hij op het einde uitlegt hoe dit goed te meten.
https://www.youtube.com/watch?v=WxhjLIu-vPg


^*https://en.m.wikipedia.org/wiki/Jim_Williams_(analog_designer)

[Kingpin]

Bedankt, leuke uitleg.
Heb er zelf op het werk ook mee geexperimenteerd door een goede switching voeding te nemen en de output nog eens door een lineaire reg te laten lopen, werkt gewoon goed.
En idd ferrit. Ik gebruik ze op de Touch zowel op de ingang als uitgang van de reg, daarnaast nog 2 grotere op de dc kabels.

Wat betreft goed meten, dat maakt zeker een verschil.
Voor het snelle werk wil ik wel eens de groundklem gebruiken, om precies te meten de dop eraf halen en rechtstreeks contact maken, dat scheelt idd.