TRAFO->TUBO->FILTRO HOW TO

[gluca]

In un altro 3D, tra alterne vicende e diversi argomenti, sono nati diversi ed interessanti spunti circa la realizzazione delle PSU basate su tubi.

Come dimensionare il filtro? Come scegliere la C a valle della raddrizzatrice? Piccola o grande? Od andare direttamente con una induttanza?

E quali sono i limiti da tenere a mente per i vari componenti (trafo, tubo, C ed L)?

Meglio eletrolitici o film oppure motor run. Toroidali? EI?

Esiste PSU di Duncan, bello e facile da usare. Ma, sicuramente per me, ci vuole un pò di scienza in più.

La parola a chi sa più di me che sono i più.

Ciao
Gianluca

---------> DISCLAIMER: ooops credo di aver detto una fesseria ... scusate <---------

[marziom]

troppe domande a cui risponderò in maniera semplicistica:

negli alimentatori a tubi uno dei parametri importanti è la corrente massima della raddrizzatrice, questa ti vincola nel caso di un CLC (o CRC) la grandezza della prima capacità.
cambiando tipologia (LC) si riduce molto il problema della corrente di picco ma si abbassa il valore della tensione di uscita (circa uguale a quella nominale del trafo)
per il resto gli altri componenti di filtro si scelgono in base al ripple voluto e stando attendi a non causare oscillazioni sulle variazioni di carico.....e in questo ti è sicuramente di aiuto PSU.

marzio

[Andrea80]

Ciao gluca,

in merito al valore che deve assumere il primo condensatore del filtro a p-greco (quello subito dopo la raddrizzatrice) deve essere scelto in base alle caratteristiche della valvola. Sui datasheets ne viene indicato il valore massimo. Di solito si aggira da 20-50uF, non molto di più.

Saluti,
Andrea

[gluca]

Si era sentita la necessità di un 3D che raccogliesse tutte le info sull'argomento "a futura memoria" dato che interessantissimi spunti di discussione sono venuti fuori... quindi un post di tanto in tanto potrebbe arricchire l'argomento che non può essere esaurito in un singolo paragrafo.

Ad esempio si notava come la scelta del primo C sia in effetti legata alla max corrente che la valvola può gestire.

Ciao
Gianluca

---------> DISCLAIMER: ooops credo di aver detto una fesseria ... scusate <---------

[nebbioso]

Vedo che nessuno se la sente di "condividere" le proprie conoscenze. Io sono sicuramente il meno indicato per disquisire di alimentatori a tubi, visto che uso raddrizzatori a stato solido da piu' di 35 anni, ma il poco che mi ricordo (comprese le cognizione errate) provo a metterlo a disposizione, compatibilmente col (poco) tempo che ho disponibile.
Comincio con le banalita' (ma non mi tacciare di paternalismo, per favore): questo sito -caso encomiabile e, purtroppo, abbastanza raro- mette a disposizione una eccellente biblioteca, almeno per cio' che riguarda la tecnologia delle valvole termoioniche: consultala. Per gli alimentatori con raddrizzamento a tubi, in particolare, io ti raccomando vivamente il capitolo del Radiotron intitolato "Rectification" (capitolo 30). E' composto da poche (31) ma chiarissime pagine, ricche di esempi. Buona parte delle curve relative alle caratteristiche delle varie topologie di rettificatori, calcolate da Schade nel 1943 sono ancor oggi utilizzate, con poche o zero varianti, in libri che trattano circuiti di raddrizzanmento a stato solido scritti nel nuovo millennio.
Seconda banalita': si trovano nel web simulatori SPICE in versione gratuite (tipo LTSpice) o a basso costo (meno di molte rettificatrici NOS). Fai un investimento -sopratutto di tempo- ed impara ad usarne uno. Nessun simulatore ti dara' la certezza che tutto funzioni bene al primo colpo (specialmente se sbagli una saldatura...), ma qualche (costosa) fumata te la fara' evitare. Modelli di valvole se ne trovano parecchi sul web: usa san Google.
Mi scuso per il mezzo OT e passo ad alcuni argomenti piu' centrati.
Principio basilare: i rettificatori a vuoto *devono* lavorare in regime di carica spaziale. Questo vuol dire che estrarre dal tubo una corrente pari a quella che il filamento puo' emettere, danneggia, piu' o meno rapidamente, il filamento stesso. Ovviamente a questo si puo' affiancare una sovradissipazione delle placche, che peggiora le cose (oltre ad essere insana di per se stessa, ovviamente), come vedremo dopo. La sovradissipazione -in genere- si vede; il primo fenomeno no; se ne vedono le conseguenze ma quando e' normalmente troppo tardi. La fine arriva in genere con una bella scarica che distrugge il tubo.
La causa del danno quando si lavora in zona di "corrente limitata termicamente" (come la chiamano gli anglosassoni) viene spiegata col fatto che, mancando la carica spaziale sparisce la protezione del filamento dal bombardamento degli ioni generati dai residui di gas nel tubo.
Queste collisioni saranno tanto piu' distruttive quanto:
a) e' alta la tensione anodo-catodo (maggior energia cinetica degli ioni);
b) maggiore e' la presenza di gas residuo , come avviene quanto la dissipazione di placca porta queste ad una temperatura superiore a quella ammessa.
Come al solito, i catodi ad ossido sono quelli piu' facilmente e rapidamente danneggiabili.
La prevenzione del fenomeno e' ovvia ma non sempre facile. In funzionamento normale la cura e' di limitare la corrente di picco limitando il valore del condensatore di filtraggio e/o aumentando il valore delle resistenze in serie al condensatore stesso. Adesso dovrebbe essere chiaro perche' c'e' un limite al primo condensatore di filtro e i datasheet completi delle raddrizzatrici forniscano spesso piu' curve, con diverse coppie Rs/Cl a diverse tensioni di trasformatore. Piu' aumenta il condensatore di filtro, piu' si deve aumentare la resistenza in serie, con l'obbiettivo di tenere l'angolo di conduzione largo a sufficienza da evitare lo svuotamento della nuvola elettronica (sempre restando, ovviamente, nei limiti di corrente media ed efficace del dispositivo, cioe' nella massima dissipazione). Questa e' una situazione in cui l'utilita' delle curve di Schade sovra citate e' impagabile: permette al progettista di usare valori di Rs e Cl non tabulati senza sovrastressare il tubo, e di calcolare, con sufficiente approssimazione pratica, sia la riduzione del ronzio residuo che il peggioramento del fattore di regolazione.
Ovviamente, se hai e sai usare SPICE e il tubo e' uno di quelli il cui modello si trova sul web (i piu' comuni ci sono tutti), ti puoi sbizzarrire.
Piu' dura e' evitare lo stress all'accensione, quando il filamento non si e' scaldato, e il condensatore, completamente scarico, appare un cortocircuito. Se il circuito prevede condensatori di filtraggio piccoli (diciamo non oltre i 30uF effettivi) insieme a tensioni basse (<250vrms) e correnti limitate rispetto al rating della raddrizzatrice, il problema e' limitato: te ne accorgi tu se il tubo e' durato un 10-20% di meno del teorico? Io no. Milioni di radio sono state costruite su questo principio.
Se parliamo invece di alimentatori alta tensione e/o alta potenza la riduzione di vita puo' essere drammatica. Mi ricordo di teste per chitarra di una marca italiana che facevano certe catastrofi improvvise... . La soluzione "professionale" era quella di inserire l'anodica dopo che il filamento fosse andato a regime, tramite un rele' termico ritardato, alimentato dalla tensione di filamento della raddrizzatrice, e di verificare che le resistenze in serie alla raddrizzatrice (inclusa la sua resistenza interna) limitassero il picco di corrente entro la "peak hot-switching transient plate current" (nota che il termine "hot" si riferisce al filamento); c'e un paragrafo dedicato nel citato capitolo del Radiotron. Questo parametro e' riportato, normalmente, nei fogli dati dei raddrizzatori professionali (specialmente quelli di alta tensione e potenza). I rele' termici ritardati sono, al giorno d'oggi, praticamente introvabili, ma fare un circuito a scatto (a transistor!) che chiuda un rele' industriale dopo un tempo prefissato non mi sembra una grande impresa (attenzione ai ratings dei contatti del rele', piuttosto).
Un'ultima nota: nei fogli dati si trovano spesso dei valori di condensatori assolutamente fuori standard al giorno d'oggi; non dimenticare tuttavia che le tolleranze per l'epoca erano per gli elettrolitici, tipicamente, -10% +50% (e arrivavano al +100%), e oggi sono, generalmente, +/-20%, almeno quelli di buona qualita'. Mettere un 47uF moderno al posto di un 40uF di data-sheet dovrebbe essere assolutamente accettabile (casomai sarebbe da verificare la Rs del condensatore, al giorno d'oggi 10 o 100 volte inferiore a quelli dell'epoca).
Ci sarebbero ancora tante notiziole utili che mi vengono in mente, ma non mi piace lo sguardo che il moderatore sta gettando a quel nodoso manganello... se hai voglia di altre informazioni dillo pure. Dato il poco tempo disponibile e' possibile che ci metta dieci giorni prima di risponderti, ma rispondero' (basta che prima tu convinca il moderatore).

Ciao.

Antonino

[nullo]

Ciao, Gluca, chiedo ospitalità, in effetti il PSUII lascia qualche perplessità a chi non è abituato alle simulazioni, in più non prevede una configurazione come quella che segue, che in realtà è piuttosto usata. Riposto qui perchè mi sembra inerente un post precedentemente postato in un altro 3D:

Ciao, ho guardato nei vari cassetti e dopo una conta, ho visto che è possibile per me costruire un alimentatatore come da allegato.

Qualche anima pia, potrebbe dirmi se ho correttamente valutato i parametri tramite PSU-II?

Se ho ben interpretato il tutto, dovrebbero esserci circa 300volt per le 2 6SN7 (oguna delle quali ha le due metà parallelate), con circa 16mA totali a riposo.

Piergiorgio mi chiedeva di tentare un filtro induttivo, le forme d'onda su PSUII non mi sembrano bellissime, sopratutto quella relativa alla I nel trasformatore, ho preso un abbaglio?

Roberto
PS dimenticavo, grazie Antonino!

[marziom]

ringrazio antonio dell'esauriente spiegazione e lo invito a continuare....dubito che ci sarà qualcuno a fermarlo...
per quanto riguarda la simulazione di psuII credo che puoi simulare un ramo alla volta magari mettendo una resistenza che simula il ramo omesso.

marzio

[gluca]

Thanks Antonino ... notizie preziose e cose che leggendo il Radiotron/Jones non mi erano del tutto chiare.

Spero che anche qualcun'altro od ancora tu possa continuare con altre info sulla materia.

@ Nullo ... credo che si possa simulare con PSU come se ci fosse solo il primo filtro imponendo la corrente totale dei due rami per trovare la V1, poi potresti simulare con i due filtri e corrente di un solo ramo e valutare il ripple. Credo che il ripple che trovi così possa essere indicativo del circuito reale mentre per la tensione di uscita dalla PSU devi farti un pò di conticini partendo dal V1 e sottraendo la caduta di tensione nel secondo filtro.


Ciao
Gianluca

---------> DISCLAIMER: ooops credo di aver detto una fesseria ... scusate <---------

[nebbioso]

Ciao, Gluca, chiedo ospitalità, in effetti il PSUII lascia qualche perplessità a chi non è abituato alle simulazioni, in più non prevede una configurazione come quella che segue, che in realtà è piuttosto usata.

OMISSIS - OMISSIS - OMISSIS

Roberto



Originariamente inviato da nullo - 17/01/2006 :  20:20:03

Roberto,
potresti gentilmente darmi i dati dettagliati del trasformatore della tua simulazione, e cioe':
- resistenza ommica del primario
- numero e tipo dei secondari (se piu' di uno), con la loro resistenza ommica
- carico reale (previsto) dei secondari e se DC o AC.

Appena avro' qualche ora libera nelle prossime *settimane* vedro' di buttar giu' qualcosa sui filtri post raddrizzatore e magari anche sul prima raddrizzatore.
Il tuo circuito potrebbe essere un esempio su cui ragionare.

Beninteso se capiro' come si fa un upload di un file o di un'immagine e come agganciarle nel messaggio... .

Ciao e grazie.

Per Gianluca: tutto quello che mi ricordo cerchero' di postarlo. La mia limitante principale e' il tempo disponibile, per cui una settimana fra un documento e l'altro sarebbe -per me- un target high-speed; dovrai (dovrete) portar pazienza (e tanta).

Antonino

P.S. Quando foste stufi, fatemelo sapere subito!

[nullo]

Mah.. pensavo fosse un argomento interessante, sopratutto per chi non è "sgamato", come me del resto, ma nessuno si fa avanti.


Io gluca ho fatto così, ho considerato le ultime 2 induttanze in parallelo ( da 10 a 5 HY), così i 2 cap (da 140 a 280) e così le correnti. Il mio cruccio era arrivare ai fatidici 300V, il ripple mi sembrava sempre contenutissimo.

Poi (grazie a Dio potendo), ho verificato alimentando direttamente a 220V un trasformatore per i filamenti delle valvole ( compreso la raddrizzatrice) e quello delle anodiche attraverso un variac (così da non far danni).

Siamo entro il 5/10% sul previsto da PSUII, poi il tutto si può registrare agendo sulla R ( e sul primo Cap in minima parte, o almeno Radd. permettendo).

Quali danni faccia o possa fare al suono quella R proprio non lo so....

Spero in qualche giorno di ricavare le impressioni d'ascolto fra il PSU con il regolatore seguito da filtro LC e questo, così, per quel che può valere, vi dirò cosa è cambiato per le mie orecchie.

Roberto

[nullo]

opps Antonino, ci siamo "sovrappos..tati"!

Domani ti farò avere quel che chiedi, anche perchè il discorso mi sembra importante per tutti come principio,

Roberto

[nullo]

Come anticipato, alcune impressioni d'ascolto, per quello che possono valere, sulle influenze sul suono determinate dai due PSU.

La raddrizzatrice addolcisce un pocoma... gli attacchi sembrano più lenti, i piatti sembrano meno presenti e più lontani, la chitarra folk è demolita, i bassi profondi spariti.

Il prezzo da pagare è enorme sulla dinamica e secondo me anche sulla timbrica.

Sordo io?.. eppure tanti sembrano prefrirla....

Roberto

PS Vale le pena provare una 5r4 (che ho), al posto della 6X5 per vedere se sia meno limitata come erogazione?..la resistenza in serie da 1,5K, può essere all'origine o concorrere alla bassa performance dinamica?

[gluca]

Quali due?

Uno è quello postato poco sopra, l'altro è a SS?

I C da 140uF che tipo sono?

Ciao Gianluca

---------> DISCLAIMER: ooops credo di aver detto una fesseria ... scusate <---------

[nullo]

Questa è la alimentazione messa a confronto Gluca.

In entrambi i casi i c di uscita sono in polipropilene da 104uF 450v, due bei barattoli di birra,di Aloiana provenienza.

Li ho lasciati uguali proprio perchè non influissero sulla prova.

Roberto

Dimenticavo, il regolatore e seguito da un filtro a L con bobina da 30Hy ed il cap da 140uF.