COMMUTAZIONE AUTOMATICA DI TENSIONE

[gianniniivo]

Ciao Bruno. Probabilmente non riesco a capire come dovrebbe comportarsi il circuito, riferisco quel che vedo, se poi i comportamenti della macchina sono anomali rimango sorpreso anch'io e mi dispiace. Che dipenda dai contatti non collegati del relè? Forse no. Ma se il relè si eccita al rilascio del carico forse non è strano. Chiedo: potrebbe dipendere dall'aumento di tensione dopo il rilascio del carico, a causa della precedente caduta per l’intervento della limitazione?
L'automatismo non è banale e la soluzione tecnica è complessa, ma a rendere tutto più difficile da realizzare gioca un ruolo importante anche la distanza è l'interposta persona, la mia...

[gianniniivo]

...Quindi, dai tuoi ultimi post mi sembra di capire che stia funzionando correttamente: all'attraversamento dei 40V della tensione di uscita, se la corrente di uscita è maggiore di 10A, la tensione non va oltre 40V e con P1 oltre metà corsa, se la corrente si riduce sotto 10A, la tensione continua ad essere plafonata a 40V confermi?
L'unica stranezza, da quello che capisco, è che per un attimo si eccita il relè ma poi resta diseccitato come deve essere, corretto?

Mah, confermo in parte perché ho scoperto che se metto e tolgo il carico più volte, il comportamento del relè non è costante e coerente.

Questa è una prova che prima non avevo fatto.

A volte, togliendo il carico, il relè si eccita e si diseccita da solo, altre volte rimane eccitato senza carico, altra e ultima scoperta è quando il relè rimane eccitato anche riapplicando il carico. Ripetendo più volte l'applicazione e la rimozione del carico il risultato è random. Come vedi, il dispositivo si comporta come se seguisse la variazione di più condizioni logiche di origine ignota, ignota almeno per me. Questa situazione di incoerenza mi porta a darti informazioni difformi perché se il risultato cambia in modo incomprensibile è inevitabile darti delle informazioni discordanti.

Ultima notizia: ho notato che il relè fa un breve scatto anche all'accensione dell'alimentatore ma si diseccita subito. Questo se sull'uscita è collegato il carico da 3,5A. Senza carico sembra che non si ecciti.

[BrunoValente]

Bel dilemma!! comincio a sospettare che durante le brusche variazioni della corrente possano insorgere delle oscillazioni... e se è così sono cavoli amari! Soprattutto senza oscilloscopio.

I collegamenti tra il nuovo circuito e il vecchio sono molto lunghi?

[gianniniivo]

Beh, la basetta duplicatore l'ho ideata in verticale rispetto all'alimentatore in piano. La lunghezza dei collegamenti non è uniforme ma la più lunga sarà di 10/12cm, più o meno... Però se non sono autooscillazioni potrebbero essere disturbi dall'esterno, è tutto volante...

[claudiocedrone]

Ivo, penso tu lo sappia già* ma una cosa che devi guardare tu che hai il cablaggio sotto mano, non è tanto la lunghezza in sé dei collegamenti quanto se tra conduttori tra loro a diverso potenziale (per esempio anche la alimentazione della bobina del relè etc.) vi è dello spazio in quanto la induttanza che in tale caso si viene a generare è proporzionale all'area racchiusa dai due conduttori, quindi tale area va minimizzata in caso twistando tra loro i conduttori in questione.
(Il discorso ovviamente vale anche per le piste dei PCB anche se queste non possono essere twistate )

*Anche se già lo sai repetita iuvant... sed *scocciant

[gianniniivo]

Ciao Claudio. Ti ringrazio ma la bobina del relè è lontana dagli opamp, ci sono vicini condensatori e resistenze, poi arriva qualche diodo e transistor. I cavetti li ho attorcigliati un po' dove possibile ma per lasciarli corti ho attorcigliato poco. Comunque la PCB è un'ipotesi ancora lontana. Al momento credo sia preferibile un millefori anche se il cablaggio è meno ordinato...

[BrunoValente]

Dunque provo a fare il punto cercando, per quanto mi è possibile, di ipotizzare quale possa essere la causa dello strano comportamento del circuito così come lo ha descritto Ivo e provo anche a suggerire una prova da fare per verificare se l'ipotesi sia corretta.

Come ho già accennato temo che il circuito sia poco stabile, cioè che sia incline ad oscillare... ovviamente, non essendo possibile una verifica oscillografica, è solo un'ipotesi.

L'instabilità credo si manifesti con la presenza di oscillazioni smorzate della tensione di uscita ogni volta che si ha una brusca variazione di corrente nel carico, in modo particolare quando il carico viene staccato dall'uscita.

In un normale alimentatore quando il carico viene staccato dall'uscita la corrente va bruscamente a zero ma la tensione, se la regolazione di tensione è attiva e se la compensazione è ben dimensionata, dovrebbe variare poco e per poco tempo.

Per dare un'idea negli alimentatori fatti con LM317 con una variazione brusca di corrente da zero a 1.5A, che è il valore massimo per quell'integrato, la tensione varia del 10% per un tempo di 5us.

Load transient response LM317.png (22.35 KiB) Osservato 3115 volte

Se la compensazione di un alimentatore, così pure di un amplificatore o di qualsiasi altro circuito retroazionato, non è ben dimensionata, può capitare che, in concomitanza delle brusche variazioni di corrente in uscita, si manifestino delle variazioni della tensione molto più accentuate e per un tempo molto maggiore o addirittura delle oscillazioni smorzate molto ampie della tensione che si estinguono solo dopo un certo numero di cicli.

Se l'alimentatore in questione fosse affetto da questo tipo di problemi, a mio avviso, lo strano comportamento evidenziato da Ivo si spiegherebbe: se togliendo il carico la tensione rimanesse pressoché invariata, il circuito di gestione delle commutazioni che Ivo sta testando credo funzionerebbe, invece se al disinserimento del carico la tensione iniziasse ad oscillare ampiamente, ecco che l'uscita di IC3A durante le oscillazioni potrebbe commutare continuamente resettando a volte il circuito bistabile e generando il malfunzionamento random evidenziato.

Le cause della compensazione mal dimensionata potrebbero essere varie: l'alimentatore potrebbe essere così dall'origine e gli effetti potrebbero non essersi mai manifestati esplicitamente durante il normale uso e soprattutto perché immagino nessuno sia mai andato a fare le pulci.

Oppure la stabilità potrebbe essere stata compromessa delle modifiche apportate successivamente allo schema originale di Elektor, in particolare dall'aver modificato i transistor di potenza aumentandone il numero e soprattutto avendo aggiunto uno stadio al collegamento Darlington degli stessi transistor.

La velocità dei transistor finali, così modificati, sicuramente si è ridotta e questo a mio avviso ha provocato senz'altro una riduzione del margine di fase, quindi della stabilità.

Comunque, se le cose davvero stanno così, occorrerebbe anzitutto sistemare l'alimentatore ma io non lo andrei a fare per due buoni motivi: anzitutto è difficile mettere mano alle compensazione senza prendere fischi per fiaschi , poi a distanza e senza oscilloscopio la vedo un'impresa davvero disperata.

Dico solo che per sistemare il loop di tensione forse andrebbero cambiati i valori di C6 e C7 e dei loro gemelli nel nuovo circuito C103 e C104 e per sistemare il loop di corrente forse andrebbe modificato il valore di C8 e del suo gemello nel nuovo circuito C100... e mi fermo qui.

La prova che invece farei è quella di rallentare i transistor del nuovo circuito rendendoli più sordi alle brusche variazioni dei comandi perché così, se le uscite dei due operazionali, a causa delle presunte oscillazioni "sblaterassero", i transistor, forse, non se ne accorgerebbero.

Ivo, tradotto in pratica aggiungerei brutalmente dei condensatori da 1uF collegandoli tra base ed emettitore dei transistor TR102, TR103, TR104, TR105 e TR106... per vedere di nascosto l'effetto che fa .

Poi andrebbero rieseguiti i test descritti al [657].

Se tutto andrà bene dovrebbe rimanere solo il problema della rapida eccitazione e diseccitazione del relè all'accensione dell'alimentatore, forse peggiorato, ma per ora non diamogli importanza.

Ovviamente il contatto del relè deve essere scollegato.

[gianniniivo]

Ciao Bruno, scusa il ritardo ma abbiamo avuto dei problemi in famiglia, capita…

Allora, dopo l’aggiunta dei condensatori ho fatto la nuova prova ma con il carico; quella senza carico la farò domani, adesso è tardi. Dunque:

Alimentatore spento e potenziometro della tensione a zero
Regolatore di corrente portato a ¾ (a spanne)
Carico 3,5 Ohm
Acceso alimentatore:
Nuovi led spenti
Aumentata tensione gradualmente ma questa non sale oltre i 39,29V.
La tensione non sale più anche portando a fondo corsa P1.
Il relè non si eccita e la corrente è di 11,2 Ampere.
Il led di limitazione nativa non si è acceso.
A 39,29V non si accende nessun nuovo led.
Togliendo il carico si eccita il relè, la tensione sale a 54,3V, corrente zero volt e i nuovi led non sono accesi.
Arretrando con il potenziometro, a (circa) 34,8V si diseccita il relè e continuando ad arretrare il potenziometro, la tensione di uscita va a zero.


TEST SULLE USCITE DEIGLI OPERAZIONALI:
Con tensione di uscita a +39,29V, carico da 3,5 Ohm e relè non eccitato, l’uscita di IC3A è di +2,00V mentre l’uscita di IC3B è di -8,21V. Confermo che la prima misurazione è positiva e la seconda è negativa.

Togliendo il carico, il relè si eccita, la tensione di uscita sale a +54,3V, l’uscita di IC3A è di -8,21V mentre l’uscita di IC3B è di +14,08V. In questo caso la prima misurazione è negativa e la seconda è positiva.

Se riapplico lo stesso carico senza toccare nient’altro, il relè si diseccita, la tensione scende a 36,7V, la corrente va a 10,5 Ampere, si accende il nuovo led della corrente, la limitazione di corrente nativa non interviene, l’uscita di IC3A è di +14,10V mentre l’uscita di IC3B è di +1,91V. In questo caso la prima misurazione è positiva e la seconda è positiva.

Con tensione di uscita a zero volt, le uscite di IC3A e IC3B, hanno entrambe un'uscita di +14,13V, entrambe positive e i nuovi led restano spenti..

Per quanto concerne il problema della rapida eccitazione e diseccitazione del relè all'accensione dell'alimentatore, adesso noto che in realtà si accende e si spegne soltanto il led in parallelo al relè ma il relè non fa nessuno scatto. A questo punto non sono più sicuro che, prima, oltre al led scattasse anche il relè…

Non so cos'altro aggiungere ma penso che queste rilevazioni potrebbero preludere ad un deciso miglioramento ma attendo il tuo parere…

Adesso vado a nanna per qualche ora...

[BrunoValente]

Ok Ivo va tutto bene tranne che, togliendo il carico, la tensione non sarebbe dovuta salire oltre 40V e il relè non si sarebbe dovuto eccitare: è il circuito bistabile che non sta funzionando e dovremmo indagare meglio su questa cosa.

Spegni l'alimentatore e procedi come segue:

1) Togli il carico.
2) P1 ad inizio corsa.
3) P2 a 3/4 della corsa.
4) Accendi.
5) Ruota lentamente P1 fino a far intervenire il relè e continua a ruotare fino a 3/4 della corsa.

In queste condizioni tutti i led dovrebbero essere spenti tranne quello del relè e la tensione di uscita dovrebbe essere intorno a 50V.

6) Ora non toccare più nulla a cortocircuita per un attimo con uno spezzone di cavo il collettore con l'emettitore di TR100.

Dopo aver rimosso il corto, se tutto funzionasse, si dovrebbe accendere il nuovo led della tensione, si dovrebbe diseccitare il relè e la tensione di uscita dovrebbe scendere a 40V e tutto dovrebbe rimanere così.

7) Se fin qui tutto ok, ruota indietro il potenziometro P1 fino a scendere sotto metà corsa.

Se tutto funzionasse si dovrebbe spegnere il nuovo led della tensione.

8) Se tutto ok torna a salire con P1.

Se tutto funzionasse, superati i 40V si dovrebbe eccitare il relè come all'inizio, non si dovrebbe accendere nessun led e la tensione dovrebbe salire oltre 40V seguendo la rotazione di P1 fino a oltre 50V.

Fammi sapere

[gianniniivo]

Ciao Bruno.
Ho ripetuto la prova con il carico anche se hai detto che non funziona perché ho voluto verificare la replicabilità dell’esperimento. Non funzionerà ma se non altro sembra non esserci più il fenomeno della randomizzazione.

Poi ho eseguito il test, ultimo, che hai richiesto e non va bene.

Funziona tutto fino al punto 5 ma al punto 6 non si verifica niente di quello che hai previsto. Cortocircuitando collettore ed emettitore di TR100 non cambia niente, il nuovo led della tensione non si accende, il relè non si diseccita e la tensione rimane sempre a circa 50V. Da questo punto in poi ho interrotto il test perché mi è sembrato inutile proseguire.

A te la prossima mossa...