Fusibile salta frequentemente alla disconnessione del carico su PSU lineare

[TheUser]

Sono alle prese con un vecchio (circa anni 80) alimentatore lineare 15V-0-15V 8A che ho rispolverato per dargli una sistemata e sbarazzarmene online dopo 20 che lo avevo accantonato.

Ad un certo punto 20 anni fa devo aver combinato qualche caxxata di cui non ho più memoria, fatto sta che spessissimo alla connessione ma anche alla disconnessione di un carico resistivo sulla linea da 15V salta il relativo fusibile da 16A a protezione della stessa.

Il circuito di regolazione è piuttosto semplice, tutti componenti discreti facilmente sostituibili.

 

Collegando la scheda incriminata all'alimentatore da laboratorio ho verificato che il fusibile salta a causa dell'innesco di un SCR che fa da crowbar mandando in corto tutto come è giusto che sia, inclusa una delle 2 "lattine di redbull" da 40000uF che fanno da condensatori di livellamento (povero fusibile, quando si dice essere tra l'incudine e il martello...).

Vabbè, nell'immagine allegata si vede chiaramente cosa succede sui morsetti d'uscita alla connessione del carico, a carico collegato e alla disconnessione dello stesso.

 

Come si vede ci sono 2 cose che non tornano sul +15: L'enorme ripple e i picchi di tensione che spesso raggiunge alla connessione/disconnessione di un carico.

Per quanto riguarda lo stato dei condensatori (e quindi capacità di filtraggio) dopo X decenni, direi che entrambe le schede (+15 e -15) sono +o- allo stesso livello di salute.

A parte diversi condensatori ceramici e al tantalio (peraltro Mil-SPEC), è presente 1 unico condensatore elettrolitico da 100uF per ogni uscita, quello sulla +15 fa 1.8Ohm ESR, mentre quello sul -15 fa pure peggio con 2.3!

 

Per farmi un idea, in modo ignorante e terra-terra ho provato ad iniettare un onda quadra (con il dovuto offset) a 200kHz sull'uscita di entrambe le linee, ottenendo pressoché la medesima attenuazione (lievemente migliore sulla linea +15 a causa della migliore ESR). Tutto questo per dire che il problema transienti/oscillazione del +15 non sembra essere riconducibile ad un deterioramento dei condensatori.

 

Qualche idea su cosa potrebbe causare quell'oscillazione ??

Modificato: 24 gennaio 2020 da TheUser

[tesla88]

Probabilmente il 100uF è l'unico condensatore sull'uscita e con 2 ohm di ESR non fa il suo dover, il regolatore serie probabilmente va in overshoot e a questo punto interviene il crowbar.

Inizierei a cambiare il 100uF su ogni uscita e se già non c'è gli metterei in parallelo un 0.1uF 

i 40.000uF saranno prima del regolatore, giusto ? 

[TheUser]

Sì, i 40000uF sono prima del regolatore e prima del fusibile.

Il problema dell'oscillazione continua l'ho risolto, si trattava di una cattiva connessione con il condensatore sopra. Nel sistemarlo mi sono accorto anche di aver preso una cantonata nella misurazione della tensione di input del regolatore di tensione, che non sono i 17.5Vdc che avevo misurato con lo stesso condensatore praticamente disconnesso ma bensì circa 24,5V, quindi tutto da testare nuovamente a 24,5V... 😤

 

Salendo da 17,5V a 24,5V non c'è verso di farlo funzionare. A 20-21V la tensione di uscita che dovrebbe essere 15V si attesta sui 15,6 e continua a salire all'aumentare dell'input: A volte sale in modo stabile e perfettamente lineare con l'input, altre è ballerino a va su e giù fino a raggiungere l'innesco dell'SCR.

Transistor, SCR, diodi e zener li ho controllati tutti fuori circuito, i transistor con il solito metodo del prova diodi, gli zener verificando Vz, ho rimpiazzato anche il condensatore sull'uscita con uno a bassa ESR. Rimarrebbero solo un paio di condensatorini al tantalio ermetici che segnano ok al capacimetro ma hanno esr intorno ai 1-2ohm. Cercando su digikey condensatori simili vedo che valori di ESR attorno al paio di ohm sono del tutto comuni.

 

Avevo individuato 2 vecchi transistor di segnale da rimpiazzare nonostante sembravano buoni e in effetti sostituendoli tutto sembrava essersi risolto e il regolatore lavorava alla perfezione quando collegato all'alimentatore esterno, sia a vuoto che sotto carico. Reinstallato il tutto nel suo alimentatore e dato corrente, è partito all'istante l'ennesimo fusibile e mi son trovato punto e accapo con l'output instabile che sale😞.

 

Magari quando riesco sarà il caso che posto uno schema perché sicuramente qualcosa mi sta sfuggendo.

Modificato: 30 gennaio 2020 da TheUser