Przeciwsobny SRPP - kompensacja

[Jarosław]

Witam.
Od jakiegoś czasu chodzi po mojej głowie przeciwsobny SRPP na EL86 z wykorzystaniem typowego, toroidalnego, taniego transformatora halogenowego 230V/12V.
Piotr kiedyś zapodał taki pomysł w wątku:
viewtopic.php?f=8&t=7510&hilit=przeciwsobny+srpp
Jeszcze ktoś inny potem robił doświadczenia z różnymi transformatorami sieciowymi.
Transformatory toroidalne podobno się całkiem nieźle sprawowały
I teraz mam takie pytanie, bo mój baniak nieco wymięka: jakie macie pomysły na skompensowanie tego układu (aby nie nasycać rdzenia)?
Poniżej dwa rysunki. Wartości elementów z prawej strony te same co po lewej (lustrzane odbicie).
Po prostu nie chciało mi się ich kopiować
Tak na chłopski rozum, czy stosując wspólny rezystor katodowy dla dolnych lamp jestem w stanie coś osiągnąć?
Czy raczej trzeba dążyć do kompensowania w jakiś sposób źródeł prądowych (górne lampy)?

[Jarosław]

A może taki wariant?

[Tomek Janiszewski]

Zdecydowanie nie tędy droga. Taki mostek ma przecież dwukrotnie większą impedancję dopasowania niż pojedynczy układ SRPP, więc wymaga większej przekładni transformatora. Zważ przy tym że klasyczny układ SRPP (połówka każdego z ramion mostka) dostarcza do obciążenie nawet mniej mocy (4,8W) niż pojedyncza lampa EL86 w klasycznym transformatorowym układzie SE (5,6W), zużywając przy tym aż 20,7W mocy. Powodem tak marnego wykorzystania, zarówno lamp jak i mocy zasilającej są straty mocy sygnału wyjściowego w rezystorach zasilających siatki drugie (które wskutek powyższego nie mogą być zbyt małe) jak i niekorzytny spadek napięcia stałego na tych rezystorach (przez co nie mogą być za małe). Stosując mostek z dwóch takich układów SRPP możesz liczyć tylko na moc wyjściową 9,6W, przy zapotrzebowaniu na moc zailacza anodowego ponad 40W. I kosztem zaangażowania aż 4 lamp EL86 na kanał.
Lepiej jest pozostać przy dwulampowym układzie SRPP, z pojemnościowym sprzężeniem transformatora z lampami. Zarazem zadbać o takie zasilanie siatek ekranujących aby uniknąć zarówno strat mocy sygnału, jak i napięcia stałego. W tym celu należy zastosować transformator mający dwa uzwojenia pierwotne (np. sieciowy na 115/230V) i włączyć je na miejsce rezystorów siatek drugich. Przy właściwym sfazowaniu napięcia sygnału każdej z lamp będą się sumować, a prądy stałe siatek ekranujących - kompensować. Wtedy uzyskasz moc zbliżoną do 10W, ale z zasilacza anodowego taki wzmacniacz będzie pobierał tylko trochę ponad 20W. I potrzebne będą tylko 2 lampy EL86. Oczywiście, głośnik należy włączyć do uzwojenia wtórnego transformatora, a optymalna rezystancja widziana ze strony pierwotnej powinna wynosić ok. 800 omów.
Zamiast toroidów (o ile nie ma takiego z dzialonym uzwojeniem sieciowym) można użyć transformatorów TS40 lub TS50 na rdzeniach CP (dwucewkowych) lub starego transformatora TS18/6. Ten ostatni wygląda jak poczciwy TG2,5, a więc całkiem przyzwoicie

[AZ12]

Zdecydowanie nie tędy droga. Taki mostek ma przecież dwukrotnie większą impedancję dopasowania niż pojedynczy układ SRPP, więc wymaga większej przekładni transformatora. Zważ przy tym że klasyczny układ SRPP (połówka każdego z ramion mostka) dostarcza do obciążenie nawet mniej mocy (4,8W) niż pojedyncza lampa EL86 w klasycznym transformatorowym układzie SE (5,6W), zużywając przy tym aż 20,7W mocy. Powodem tak marnego wykorzystania, zarówno lamp jak i mocy zasilającej są straty mocy sygnału wyjściowego w rezystorach zasilających siatki drugie (które wskutek powyższego nie mogą być zbyt małe)

Możnaby zastosować zamiast rezystorów dławiki, które można zlinić na rdzeniach od małych transformatorów sieciowych, albo specjalne układy na tranzystorach krzemowych.

[Tomek Janiszewski]

Osobne dławiki, z których każdy podlega podmagnesoaniu prądami siatek drugich - bez sensu. Dławik dwuuzwojeniowy na jednym rdzeniu pozwoli skompensować składowe stałe, i w tym momencie (o ile oczywiście nie ma się głosnika 800 omów jakie były najczęściej stosowane w układach SRPP) aż się prosi dowinąć jeszcze uzwojenie wtórne, i nie trzeba będzie stosować osobnego transformatora wyjściowego. Jeden rdzeń niepodmagnesowany lub trzy, z których dwa pracują przy podmagnesowaniu - wybór powinien być oczywisty. Analogi dławików na tranzystorach krzemowych w tym akurat zastosowaniu (i całe szczęście! - pod rozwage zaśmiecaczom ) - leżą i kwiczą. Żaden taki układ nie jest zdolny pełnić swej roli, gdy biegunowość napięcia na nim w szczytach wysterownia ulegnie zmianie na przeciwną niż w spoczynku. Chyba że się będzie je zasilać nie z zasilacza anodowego, lecz z osobnego zasilacza o napięciu 3/2 napięcia wyjsciowego. To już kompletny absurd, chyba że chodziłoby o układ pomiarowy do zdejmowania charakterystyk lamp, a nie uzytkowy do słuchania.
Gdy chciało się uniknąć strat napięcia i mocy w obwodach zasilania lamp pracujących w ukladzie SRPP, nie uciekając się do użycia MOSFETów lub innych elementow których wtedy nie było - zasilalo się siatkę ekranującą dolnej lampy z prostego stabilizatora lub raczej aktywnego dzielnika napięcia zawierajacego jedną triodę w układzie wtórnika katodowego, siatkę zaś lampy górnej - z układu bootstrap, realizowanego przez włączenie w miejsce rezystora głośnika wysokoimpedancyjnego, lub pierwotnego uzwojenia transformatora wyjściowego, godząc się na przepływ niewielkiej składowej stałej przez cewkę głośnika, lub lekke podmagnesowanie rdzenia. Moja propozycja jest w istocie udoskonaleniem tej ostatniej koncepcji, bowiem nie tylko załatwia się problem zasilania siatki dolnej lampy eliminując wtórnik katodowy, ale i unika się jakiegokolwiek podmagnesowania rdzenia. Wydawałoby się że ceną za to jest konieczność zastosowania dwóch uzwojeń o dużej liczbie zwojów zamiast jednego - ale w zamian za to można użyć drutu o dwukrotnie mniejszym przekroju, dla sygnału bowiem te uzwojenia połaczone są równolegle. Przy czym współczynnik sprzężenia między nimi, odmiennie niż ma to miejsce w normalnym ukkladzie przeciwsobnym klasy B lub AB - zupełnie nie jest krytyczny, jako że przez obydwa uzwojenia przepływa nieodkształcony prąd sygnału a nie jego poszczególne półokresy. Nawet wtedy gdy lampy stopnia SRPP pracują w klasie B lub AB, co jednak wymagałoby użycia osobnego układu odwracającego fazę (lampy lub transformatora) zamiast sterowania górnej lampy z wyjścia dolnej.

[Einherjer]

Przepraszam, że robię wykopki, ale nurtuje mnie jeden problem w związku z tego typu układami. Załóżmy, że w układzie SRPP z siatkami drugimi zasilanymi przez rezystory transformator ma uzwojenie pierwotne liczące n zwojów. Teraz chcę nawinąć transformator dla układu z dwoma uzwojeniami pierwotnymi włączonymi w obwody siatek drugich. Ile zwojów mają mieć te uzwojenia? Dwa razy po 1,41*n? Co z wymaganą indukcyjnością?

[Tomek Janiszewski]

Załóżmy, że w układzie SRPP z siatkami drugimi zasilanymi przez rezystory transformator ma uzwojenie pierwotne liczące n zwojów. Teraz chcę nawinąć transformator dla układu z dwoma uzwojeniami pierwotnymi włączonymi w obwody siatek drugich. Ile zwojów mają mieć te uzwojenia? Dwa razy po 1,41*n?

Nie, każde z nich ma mieć po n zwojów, tj. po tyle samo co pojedyncze. Za to można użyć drutu 1,41 raza cieńszego, tj o dwukrotnie mniejszym przekroju, i wymagane miejsce w oknie rdzenia nie zmieni się, oczywiście pomijając nieco gorsze zapełnienie drutem za sprawą izolacji.
Co z wymaganą indukcyjnością?
Indukcyjność nie zmieni się, mimo równoległego (dla sygnału) połączenia uzwojeń. Te równolegle połączone uzwojenia są bowiem z sobą sprzężone.
Trzeba jeszcze zważyć że po zastąpieniu oporników siatkowych uzwojeniami transformatora wyjściwego zmaleje obciążenie lamp (oporniki siatkowe bocznikowały obciążenie, pochłaniając znaczną część mocy dostarczanej przez lampy, toteż można zmniejszyć Ra, uzyskując dzięki temu większą moc wyjściową. Przyjmując za punkt wyjścia standartowy układ SRPP dla lamp EL86 ( http://www.r-type.org/pdfs/el86.pdf , strona D2) mamy tam Ra=1k, połączone równolegle z dwoma rezystorami 5.6k. Wypadkowa Ra wynosiła zatem 737 omów, i pod taką Ra należałoby projektować transformator. Moc wyjściowa wyniesie nie 4,5W lecz 6.1W. W rzeczywistości sytuacja okaże się jeszcze korzystniejsza, unikamy bowiem strat napięcia zasilającego siatki drugie (silnie rosnących wraz z z wysterowaniem): Ug2 zawsze są tu równe połowie napięcia zasilania, spadek napięcia na rezystancjach uzwojeń pierwotnych transformatora można tu pominąć. Lampa EL86 w takim układzie będzie się zachowywała tak jak ta sama lampa w klasycznym transformatorowym układzie SE zasilanym z napięcia 150V i obciążonym dwukrotnie większą Ra (z uwagi na równoległe połączenie dla sygnału dwóch lamp pracujących na wspólne obciążenie). Katalogowe warunki robocze (dla bliźniaczej lampy UL84) przewidują Ua=170V i Ra=2,4k oraz moc wyjściową 5,6W. Przyjmując w ukłądzie SRPP Ua=300V (na więcej nie pozwoli izolacja grzejnika) należy spodziewać się mocy wyjściowe w pobliżu 8W. Zwiększanie w układzie SRPP rezystancji obciążenia do 1,2k (przez analogię do podanego wyżej punkru pracy dla SE) wydaje się niecelowe, zwiększy się bowiem zawartośc trzeciej harmonicznej.

[_idu]

Tak na chłopski rozum, czy stosując wspólny rezystor katodowy dla dolnych lamp jestem w stanie coś osiągnąć?

Nic sensownego. Problemem takiej koncepcji jest to że góna lampa pobiera odwrócony sygnał wzmocnony przez dolną lampę. Nieliniowość ogranicza dodatkowo moc maksymlaną. Lepsze osiągi ma zastosowanie normalnego inwertera fazy ale i tak jest potrzebny bootstrap. Należy podąząc drogą zenwnerznego inwertera i bootstrapu któy wyeliminuje różne warunki wysterowania lamp mocy.

Problemem z pentodami jest utrzymanie stałości napięcia Ug2. Uzyskuje się to najprościej przez dobranie odpowiedniej stałęj czasowej układ RC zasilającego g2 - ma być dwiesięciokrotnie wysza niż wynikająca z dolnej cześtoliwości granicznej. Układy zasilania siatek g2 obciążaja niestety wyjście - pierwszy wniosek przy takiej ich polaryzacji wskazane są lampy strumieniowe których Ig2 jest bardzo niskie względem Ia.
Rozwiązaniem oferujaćym lepsze osiągi jest zastosowanie oddzielnego zasilania ("pływającego") siatki g2. Komplikujemy owszem zasilacz ale niska impedancja wyjściowa jest ogromną zaletą pozwalajaca na znaczne obniżenie kosztów trafa wyjściowego. Zysk na trafie wyjściowym - niższe koszty wykonania - będzie większy niż koszt dodatkowej komplikacji zasilacza. Trafo sieciowe to b. niski koszt (wyrzucane masowo trafa toroidalne od likwidowanych halogenów zastęowanych LED'ami) zaś głosnikowe wysoki (dobrych jakościowo blach jak na lekarstwo - transformatory sieciowe to przestarzałe elementy i popyt na nie maleje zaś głośnikowe... to obecnie tylko do radiowęzłowych rozwiązań napędzanych półprzewodnikami - czyli niske przekładnie).

Układ mostkowy. Ulubiony w świecie krzemu w samochodzach gdzie probleme jest niskie napięcie zasilania. Ma swoje zalety i wady. Zyskiem jest teoretycznie 4 krotnie większa moc wyjściowa (dwukrotnie rosną amplitudy napięcia i natężenia prądu).
Aby to miało sens to trzeba maksymalnie zwiększyć efektywność samego stopnia szeregowego - czyli rezygnacja z samoodwracania fazy, stosowanie bootstrapu i oddzielnych zasilaczy g2.



Mostkowy - nie popieram wysoka komplikacja takze zaislacza. Ale SRPP jest dobrym wyborem aby uzyskać dobre przenoszenie wzmanciacz pomimo jakośc trafa głośnikowego. Trafo oczywiścnie nie potrzebuje szczeliny.

[Einherjer]

Dziękuję, Tomku, za odpowiedź. Czyli w zasadzie w transformatorze z podwójnym uzwojeniem pierwotnym nawijam tyle samo zwojów co w równoważnym klasycznym transformatorze PP? Zysk jest jak rozumiem taki, że mogę je nawinąć cieńszym drutem i ich sprzężenie jest niekrytyczne.

[Tomek Janiszewski]

Dziękuję, Tomku, za odpowiedź. Czyli w zasadzie w transformatorze z podwójnym uzwojeniem pierwotnym nawijam tyle samo zwojów co w równoważnym klasycznym transformatorze PP? .

W zasadzie można tak powiedzieć. W zasadzie - ponieważ lampy w układzie SRPP siłą rzeczy pracują przy niższym napięciu niż wynosi optymalne napięcie sla tych samych lamp w klasycznym układzie PP (z uwagi na ograniczoną wytrzymałość izolacji grzejników. Stąd niższe Ra.

Zysk jest jak rozumiem taki, że mogę je nawinąć cieńszym drutem i ich sprzężenie jest niekrytyczne

Własnie tak: wykorzystanie przekroju drutu w uzwojeniu pierwotnym jest lepsze ponieważ każda z połówek pracuje w obu półokresach, podczas gdy w transformatorze PP - naprzemiennie (lub musi przewodzić dużą składową stałą gdy klasyczny uikład PP pracuje w klasie A). Warto przeczytać:
http://bee.mif.pg.gda.pl/Oktoda/index.php/SEPP
Jak również zapoznać się z tematem:
viewtopic.php?f=18&t=23780&hilit=ale%C5 ... strap+jest
Interesujące może być użycie (przynajmniej do pierwszych prób) gotowego transformatora sieciowego TS18/6. Ma on dwie niezależne połówki uzwojenia pierwotnego (przystosowanie do napięć 220V/110V). Wygląd - identyczny jak TG2,5