consiglio per alimentatore con induttanza

[gluca]

E vi lascio immaginare cosa rispondono quando gli si chiede una swinging chocke!?

se mettono a cantà ...

** we are made of nothing but voices echoing from the past
and pointing their fingers to the future showing the direction. we will eventually follow that line **

[gserpentino]

Si , va bene tutti i ragionamento ma in origine io chiedevo lumi
per una induttanza per alimentatore a stato solido, quindi bassa tensione e alta corrente.
Inoltre doveva essere una induttanza per filtro CL non LC.

Quindi il thread ha cambiato binario....

[pimarzu]

Se ti può essere d'aiuto:

nella sperimentazione che ho fatto sulla Classe A e relativi alimentatori, ho provato innumerevoli combinazioni tra induttanze e condensatori, ed alla fine ho trovato - strumentalmente - che la migliore era quella a pigreco (CLC), con C=10.000 uF ed L=2,2 uH (o anche valori doppi); i due condensatori DELLO STESSO VALORE.
L'induttanza (almeno, per correnti di 1-2 A), non è critica: ne ho avvolta una (a mano, alla buona) sulla parte centrale di un pacco di lamierini ad "E" NON CHIUSI (a memoria, cm 10x6 h=2), con filo di rame smaltato da d=1,2 e non mi ronzava. Chiunque potrà fare di meglio!

Ma, con un filtraggio elettronico, è TUTTA UN'ALTRA COSA!

Gli spikes di commutazione (ed il ringing che segue), si eliminano con uno snubber RC.
Se metti solo il condensatore, l'oscillazione aumenta.

Pierluigi Marzullo

[gluca]

Per ingresso induttivo bisogna assicurare che la corrente attraverso la induttanza sia

Imin=(2*1.41*Vin)/(6*pi*pi*50*L)

dove Vin è in Vrms ed è la tensione PRIMA del ponte ed L la induttanza in questione. pi=3.14

la corrente di ripple attraverso la induttanza è

Iac=(0.6*Vin)/(2*pi*50*L)

La induttanza deve essere gappata per Idc+Iac, dove Idc è la corrente continua assorbita dall'amp.

I filtri LC attenuano (12dB/oct) a partire da una frequenza di

1/f=2*pi*radq(L*C)

che va posizionata sufficientemente in basso per abbattere i 100Hz della rettiicazione. Inoltre per smorzare criticamente il filtro si dovrebbe tendere ad avere

Q=1/R*radq(L/C)

prossimo a 0.5. R è la resistenza in continua della induttanza (+trafo+Rtipica del ponte+ESR dei cap)

Queste ultime due formule, associate al requisito che la induttanza sia traferrata per la corrente che assorbe l'amp, possono esserti d'aiuto per scegliere la induttanza ed il successivo cap per un filtro con ingresso capacitivo.

Ciao

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[pimarzu]

Nella mia precedente non avevo menzionato - ma è opportuno che lo faccia ora - che avevo dapprima seguito l'approccio classico, partendo dalla teoria, e ricavando i migliori valori teorici, supportati anche da simulazione CAD.

Quelle che ho riportato sono invece le conclusioni, dopo esaustiva sperimentazione pratica, e sono i migliori risultati ottenuti, al fine di minimizzare il ripple, anche se non si sposano bene con la teoria.
Bisogna tener presente che i componenti non sono virtuali, ma reali, e la reattanza di un condensatore reale NON è proprio = 1/(6.28 f C).

Pierluigi

P.S.
Con questo non intendo assolutamente negare la validità del metodo scientifico, o delegittimarlo, ma, nel caso specifico, richiedeva ulteriori approfondimenti, sia teorici che sperimentali, che avrebbero portato via molto tempo.
Un approccio più empirico mi ha permesso di raggiungere il risultato prefissato, e quindi mi sono accontentato.
Lavorandoci sopra, sarà sicuramente possibile ottenere ulteriori miglioramenti, con risultati anche più coerenti con la teoria; ma - nel mio caso - bastava.

Cordialmente

[gluca]

Beh ... da qualche parte bisogna pure partire. Tanto vale usare formulazze che ho postato (che poi sono vecchie come il cucco).

Come abitudine io misuro il ripple residuo e verifico che non ci sia motorboating (instabilità a bassa frequenza). Per quest'ultimo serve un oscilloscopio, per il primo basta un voltmetro rms.

Quando ho messo insieme i pezzi della PSU dell'attuale amp (a valvole single ended, per PP le cose sono diverse) mi sono tolto anche la curiosità di vedere come variava la tensione nell'ultimo cap con l'amp in funzione e con un segnale di 50, 100 e 200Hz in ingresso per ampiezze crescenti. In linea di massima se la cella è criticamente smorzata la perturbazione dovuta alla modulazione della finale è minore ... cioè la PSU fa il suo dovere mantenendo la tensione costante al variare della richiesta di corrente. Per celle sotto-smorzate la tensione ai capi dell'ultimo condesatore oscillava molto di più. Ecco uno stralcio degli appunti che avevo postato su AA


Spero possa esservi utile. Credo di aver postato anche qui da qualche parte i risultati, ma non ricordo.



Case #1
Prim: 220V, 2.6Ohm
Sec: 700V-0V-700V, 180Ohm
866A half wave
10H/80Ohm
50uF Motorrun
4H/65 Ohm
150uF Motorrun
Q11=1/DCR*SQRT(L/C)=1.2 (1st LC neglecting core losses and 866 DCR)
Q12=1/DCR*SQRT(L/C)=2.5 (2nd LC)
RC12=9.75ms (last cap time constant)
Hum: <5mV (much less)

Or case #2
10H/80Ohm
200uF Motorrun
Q2=0.62
RC2=73ms (last cap time constant)
Hum:560mV

Case #2 was quite close to a critically damped LC cell.

So, what’s going on during the experiment? The tube is sucking current from the reservoir capacitors and they are recharged at the same freq (100Hz) through the chokes and the tranny. How can the tube feel the PSU? Well, I am no expert, but the fluctuation in B+ can be interesting… that’s what you look at with PSUD.

FINDINGS.
In case 1 you can see (herr … the pic is not that clear … I need a new digital camera) the B+ shows a 350mVrms 100HZ triangular wave. Going down to 14Hz that wave gets bigger: 3Vrms. It goes slowly to zero increasing the freq as expected.

http://img95.imageshack.us/img95/6277/100hzlclc5tq.jpg

In case 2 that perturbation in masked by the hum. I included a pic taken at 105Hz to show clearly that the hum is modulated. BTW the effect on B+ is lower now: the hum+perturbation is 650mVrms at 100Hz (NB: the hum is 560mV here). That perturbation is smaller than case #1 at all freqs. Maximum effect on power supply was found to happen at 3Hz: 2Vrms circa.

http://img88.imageshack.us/img88/7223/105hzlc3tq.jpg

CONCLUSIONS.
The old rule, make the LC critically damped, does work. I’ll follow it.
I’ll also strictly observe the other rule to tune the LC at freqs (much) lower than the classical audio band limit 20Hz.
And, why not?, I’ll also follow the suggestion by Thorsten Loesch … make RC not greater than 40ms. Ok 73ms was the best compromise I could get with the irons/caps I have.

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[pimarzu]

Vorrei precisare che quanto sopra da me esposto è relativo ad

AMPLIFICATORI IN CLASSE A - STATO SOLIDO !

(d'altronde il post di GSerpentino si riferiva allo stato solido).

Le formule da te riportate sono "nate" per gli alimentatori valvolari ( e raddrizzatori a gas) ed in tale applicazione sono anche abbastanza riscontrabili.
Ma, con basse tensioni ed elevate correnti ...
almeno non c'è il motorboating!

Riprendendo il discorso di prima, l'induttanza critica che avevo calcolato per il mio circuito, risultava di 17 mH, valore proibitivo (per correnti di un paio di ampere).
Con i due condensatori da 20.000 uF e un'induttanza "casereccia" da 4,4 uH (qualche decimo di Ohm), il ripple si riduceva in uscita ad una perfetta sinusoide di circa 1 mV (con un abbattimento di 40 dB).
Abnorme ... ma sufficiente!

Saluti
Pierluigi

[gluca]

Però direi che quelle formule valgono sempre. Sia con i diodi a vuoto sia con i ponti a SS. Le misure e le relative considerazioni riportate nel succesivo post valgono invece per ampli asimmetrici (a tubi ed a SS).

Come altra indicazione direi che il ripple residuo è sufficientemente basso se ai morsetti di uscita dell'amp il rumore a 100Hz è inferiore a 2mVrms ... mio personalissimo criterio.

Dato che ci siamo, aggiungo qualche altra formulazza per filtri con ingresso capacitivo

VRpp=0.01*I/C (a 50Hz)

dove I è la corrente assorbita a valle del C. VRpp è il ripple residuo dopo il C ed è espressa come valore picco-picco. E' una formulazza per un risultato molto approssimato.

Il motivo per cui suggerivo di provare un filtro induttivo è che la forma d'onda della tensione a valle del C di filtro si presenta come una serie di impulsi più o meno brevi (a seconda della grandezza del C) che si traducono nella creazione di rumore a frequenze molto più alte dei 100Hz e che se ne vanno a spasso per il resto dell'elettronica. Un filtro LC successivo al primo condensatore di livellamento migliora la situazione di molto.

Invece un ingresso induttivo non genera questi impulsi ma piuttosto sinusoidi più regolari. Si aggiungano poi tutti gli snubber necessari, questi mitigano effetti del secondo ordine e cioè l'isorgenza di "spike" di tensione quando i raddrizzatori (SS o tubazzo) commutano. Io non ne ho avuto bisogno, dipende anche dalle resistenze delle induttanze, del trafo, del raddrizzatore etc...



Quindi Gabriele, se vuoi aggiungere un filtro LC che segua il C di livellamento di un amp a stato solido, la induttanza deve essere traferrata per la corrente continua che assorbe l'amp e sufficientemente grande in valore per posizionare la frequenza di taglio (in combinazione con il C seguente) a valori inferiori ai 10Hz. Attenzione inoltre alla Q del filtro, se si avvicina all'ideale 0.5 tanto meglio (si possono aggiungere R in serie all'induttanza per smorzare il filtro). La tensione a valle del filtro diminuirà a causa delle cadute per la resistenza in continua della L. Tipicamente questa induttanza non dovrebbe essere sottoposta a stress meccanici particolari (e quindi non genera vibrazioni). Misure al banco sono sempre necessarie come dimostrava Pierluigi.

Ciao
Gianluca





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[mrjam]

Guru io?
Grazie Luca, ma non sono assolutamente un guru ...Bob Pease è un Guru! The one and only Analog Guru!

Magari passo un po' più di tempo sui circuiti rispetto ad altri

un paio di link evergreen:
http://www.siteswithstyle.com/VoltSecon ... nging.html
http://www.siteswithstyle.com/VoltSecon ... xfmrs.html
http://www.siteswithstyle.com/VoltSecon ... ANK_Q.html


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Buon AudioFaidate!

Ciao
Roberto