Regulowany zasilacz stabilizowany układów lampowych 110 - 350 VDC / 0,25 A

[JerzyO]

Regulowany zasilacz stabilizowany układów lampowych 110 - 350 VDC / 0,25 A

            Muzyki słucham odkąd pamiętam można powiedzieć, iż jestem początkującym melomanem przynajmniej od czterdziestu lat. Przez te wszystkie lata przewinęło się przez moje ręce wiele sprzętu audio. Były to urządzenia zarówno rodzimej produkcji takich firm jak Radmor, Unitra, Diora, Tonsil jak i wielu zagranicznych. Lecz nigdy nie miałem szczęścia być posiadaczem urządzenia lampowego. Pewnie ze względu na cenę tego typu fabrycznych konstrukcji.

            Pewnego dnia urodził się pomysł aby może tak samemu stworzyć coś lampowego. I tak też się stało. Pierw były to bardzo proste konstrukcje. Można powiedzieć, że były to układy edukacyjne aż w końcu zbudowałem pierwszy prawdziwy wzmacniacz lampowy w układzie SE. Już wtedy zauważyłem, iż pływające napięcie zasilania mocno utrudnia uruchomienie i wręcz uniemożliwia wykonanie właściwych pomiarów w powtarzalnych warunkach pracy. Ta zła sytuacja w moim przypadku była dodatkowo spotęgowana niestabilnym napięciem sieci 230 V, które potrafi się u mnie wahać w granicach od 198 do 224 V. Co przekłada się na jeszcze większe wahania napięcia na uzwojeniu wtórnym transformatora zasilającego wzmacniacz. Taki stan rzeczy jest spowodowany w moim przypadku starą przeciążoną podstacją energetyczną.   Następnie przyszedł czas na konstrukcje bardziej zaawansowane, lecz cały czas gnębił mnie wyżej wymieniony problem.

            W pewnym momencie pomyślałem, iż rozwiązaniem będzie zbudowanie stabilizatora napięcia. O ile skonstruowanie dobrego liniowego stabilizatora niskiego napięcia nie stanowi większego problemu to już budowa takiego układu zdolnego dobrze stabilizować napięcia rzędu 200 – 500 VDC jest już nie lada wyzwaniem.

            Pierwsza konstrukcja była bardzo prosta i oparta o jeden tranzystor unipolarny a za napięcie wyjściowe były odpowiedzialne szeregowo połączone diody Zenera. Niestety ze względu na bardzo duży dryf napięcia wyjściowego, szum, oraz bardzo słabą zdolność tłumienia tętnień pochodzących z sieci 230 V odrzuciłem całkowicie tego typu rozwiązanie. Następnie zbudowałem stabilizator parametryczny z wykorzystaniem układu LR8N3-G. Ten układ spełnił już w 80% moje oczekiwania i od ponad roku spisuje się doskonale zasilając jedną z moich konstrukcji – wzmacniacz PP na EL84. Pozostałe 20% to brak płynnej regulacji napięcia wyjściowego, brak kompensacji napięcia wyjściowego w stosunku do obciążenia, itp.

Opisany w dalszej części Regulowany Zasilacz Stabilizowany napięcia anodowego jest pozbawiony wszystkich ww. wad.

Poniżej w załączeniu pełna dokumentacja zasilacza.

 

 

Regulowany zasilacz stabilizowany układów lampowych.pdf

[Gieneq]

@JerzyO Dziękuję za podzielenie się tym projektem 🙂 

Przeczytałem PDF i przyznam, że konstrukcja jest imponująca. Niestety nie jestem na tyle kompetentny aby wnikliwie przedyskutować jej aspekty - w elektronice analogowej niestety nie jestem biegły, ale staram się nadrobić braki aktualnie intensywnie się dokształcając.

Mam kilka pytań, pewnie niektóre będą trywialne, ale trudno, jak zaznaczyłem aż tak się nie znam:

1. Czy jedynym zadaniem R1 jest bycie częścią filtru? Czy istnieje sposób aby jakoś się go pozbyć? Przy 250mA 3W strat wydają mi się duże, ale może to jest pomijalnie mało.
2. Jestem zaskoczony rozmiarami cewki L2, jak szukałem jej na PCB to myślałem że będzie to większy element na sporą moc. Mógłbyś napisać coś wiecej o tym filtrze na wyjściu?
3. Jakie jest zadanie diody D10, chyba akurat o niej nie jest za wiele napisane. Widziałem podobny układ z diodami (tak jak D5-D7) tworzącymi napięcie odniesienia, w których sygnał napięciowy jest odbierany spomiędzy diody a rezystora. Jak na to patrzę to wygląda jakby dioda D10 była elementem regulacji - jeżeli napięcie na katodzie jest większe od napięcia referencyjnego na anodzie to dioda nie przewodzi i na katodzie narasta napięcie przenoszone na bazę przez dzielnik. A jak w tym wszystkim ma się prąd emitera T4 i w jakiej sytuacji T4 się nasyci?

Jeżeli pytania są trywialne to przepraszam, ale chciałbym się czegoś nauczyć 🙂 

[JerzyO]

6 godzin temu, Gieneq napisał:

...w elektronice analogowej niestety nie jestem biegły, ale staram się nadrobić braki aktualnie intensywnie się dokształcając.

O! Widzę, iż mamy wiele wspólnego. Mój aktualny poziom wiedzy w temacie układów programowalnych oceniam na 10. Ale w skali od 1 do 1000 😂 

Mam jednak nadzieję, iż z czasem, z waszą pomocą, się to choć trochę zmieni.

OK, wróćmy do tematu.

6 godzin temu, Gieneq napisał:

Czy jedynym zadaniem R1 jest bycie częścią filtru?

Tak, R1 wraz z C6 tworzy filtr RC i to jest jego główne zadanie. Może również, równocześnie posłużyć do obniżenia zbyt wysokiego napięcia na wejściu zasilacza. Np. potrzebujemy na wyjściu 150 V_dc / 20 mA. Niestety dysponujemy transformatorem sieciowym gdzie na uzwojeniu wtórnym jest 230 V_ac. Wtedy odpowiednio zwiększamy wartość R1. Wówczas "wytraci" się na nim nadmiar napięcia, jednocześnie wzrośnie dobroć filtra RC. Oraz, a w zasadzie przede wszystkim ograniczymy wydzielaną się moc na elemencie czynnym stabilizatora, którym jest tranzystor T3.

6 godzin temu, Gieneq napisał:

Czy istnieje sposób aby jakoś się go pozbyć?

Oczywiście! Wystarczy w jego miejsce wlutować zworę. Wzrosną wówczas znacząco tętnienia na C6, co docelowo spowoduje również wzrost tętnień na wyjściu zasilacza, lecz tutaj wzrost ten będzie niewielki. Ponadto po usunięciu R1 podczas obliczania potrzebnych parametrów uzwojenia wtórnego transformatora sieciowego w rachunkach nie uwzględniamy odkładającego się na R1 napięcia, ponieważ R1 = 0 Ω. Natomiast gdybyśmy chcieli uzyskać prawie idealne parametry napięcia na C6 wówczas zamiast rezystora R1 stosujemy dławik tworząc w ten sposób filtr LC (w układzie prostownik - C - LC). Lecz przy zastosowaniu kompensacyjnego stabilizatora napięcia stosowanie dławika jest bezzasadne. Dlaczego? Otóż taki dławik jest duży, ciężki a co za tym idzie drogi. 

Przykładowe dławiki.

6 godzin temu, Gieneq napisał:

Przy 250mA 3W strat wydają mi się duże, ale może to jest pomijalnie mało.

Nie, nie jest to mało. Jako R1 należy użyć porządnego rezystora o mocy nie mniejszej niż 5 W. Jego obudowa powinna być odporna na wysokie temperatury, ponieważ w pewnych sytuacjach potrafi się rozgrzać do ponad 100°C. Ponadto w tej aplikacji musi to być rezystor który jest przewidziany do pracy z "wysokim" napięciem. 

6 godzin temu, Gieneq napisał:

Jestem zaskoczony rozmiarami cewki L2, jak szukałem jej na PCB to myślałem że będzie to większy element na sporą moc. Mógłbyś napisać coś wiecej o tym filtrze na wyjściu?

Rzeczywiście oznaczenie "L1" i "L2" może wprowadzać w błąd. Nie jest to "cewka" jaką przeważnie spotykamy w przetwornicach czy zasilaczach impulsowych. Jest to ferromagnetyk Ni-Zn, który redukuje zakłócenia o częstotliwościach radiowych. A skąd tu zakłócenia radiowe? Otóż tranzystor T3 nie pracuje tutaj w trybie włącz-wyłącz (PWM) tylko w obszarze liniowym swojej charakterystyki. Ponadto lubi czasem na moment wyskoczyć z dopuszczalnego SOA. Wybacz, ale temat jest bardzo obszerny i wymagałby mnóstwo klikania w klawiaturę. Mówiąc prosto, dzięki L1 układ się nie wzbudza i pracuje stabilnie.

6 godzin temu, Gieneq napisał:

Jakie jest zadanie diody D10...

Głównym zadaniem D10 jest rozładowanie kondensatora C9 po zaniku napięcia zasilania.

[Jerzk]

Jestem staruszkiem który zajął się ponownie naprawami starych odbiorników lampowych niekiedy bardzo drogich (taka moda ) . Dwukrotnie w ciągu roku spotkałem sie ze spalonym transformatorem sieciowym i ....uszkodzoną lampą prostowniczą EZ80 . Podejrzewam zwarcie pomiedzy żarnikiem a katodą . Wywaliłem lampy i ....musiałem zastosować diodę i rezystory oraz układ opóżniajacy załaczanie napięcia anodowego aby nie przekraczać 300V co sie niestety zdarzało . Z wielką przyjemnoscia i zaiteresowaniem spotkałem ten artykuł i opracowany schemat . Postaram się go zbudować i zastosować . Bardzo Panu dziękuję . Pewnie mogę to uczynić . Zyczę duzo zdrówka .

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[JerzyO]

Cała przyjemność po mojej stronie. Gdyby była potrzebna pomoc proszę śmiało pisać - jerzyavt@gmail.com