Napięcia przed i po prostowniku

[Przemysław Gierałtowski]

Szanowni Koledzy,
mam problem z określeniem wartości napięcia zmiennego wtórnego uzwojenia w toroidalnym transformatorze sieciowym, które po wyprostowaniu na krzemowym mostku Graetza ma zasilać anody lamp we wzmacniaczu OTL wg. Philips'a (800 omów). Wiem, że napięcie stałe na wyjściu, po redukcji na dwóch szeregowych rezystorach 51omów odfiltrowane trzema, kolejnymi kondensatorami elektrolitycznymi 47uF, powinno wynosić +350V przy obciążeniu 150mA. Transformator ma mieć dodatkowo dwa uzwojenia żarzenia 6,3VAC/1,52A i 6,3VAC/2,72A. W wyliczenia U X I wynika, że łączna moc pobierana na wyjściu transformatora to 79,212W. Poszukując odpowiedzi na moje pytanie w różnych źródłach znalazłem mało konkretne a często rozbieżne informacje, że w moim przypadku należy przyjąć współczynnik 1,41 dla napięcia wyprostowanego ale także opinię Pana Tomasza Szcześniaka, że w praktyce zmienne napięcie na wyjściu z transformatora powinno być równe napięciu stałemu po prostowniku. Muszę określić jednoznacznie tę wartość by podać ją nawijającemu transformator. Drugie pytanie do Szanownych praktyków to jaką moc transformatora toroidalnego wybrać w moim przypadku? 100 W czy więcej? Przepraszam Szanownych Moderatorów za uruchomienie tego tematu ale w swojej ignorancji nie potrafiłem go odnaleźć w historii Forum.
Pozdrawiam Kolegów
Przemysław Gierałtowski

[Karko]

Witam,
poprostu do 350v anodowego dodajesz spadek na filtrze CRCRC(~15v) + spadek na mostku(0.5-1v) i otrzymany wynik dzielisz przez 1.41...

[Przemysław Gierałtowski]

Bardzo dziękuję za tak szybką reakcję na mój problem. Z tego co napisałeś wynika, że przyjmując określone przez Ciebie założenia (spadku napięcia), napięcie zmienne na wtórnym uzwojeniu transformatora powinno być około 260V AC. To oznacza około 90V różnicy pomiędzy wartością napięcia zmiennego i napięciem stałym na wyjściu. Czy to napięcie (350V DC) nie "siądzie" pod obciążeniem 150mA do wartości poniżej tej pożądanej? Przepraszam, że o to pytam sam będąc laikiem ale jak to mówią, "saper myli się tylko raz" co w moim przypadku oznacza zamawianie kolejnego transformatora. Czy sądzisz, że dla uzyskania tych parametrów można nawinąć transformator na toroidzie 100W ?
Pozdrawiam

[Romekd]

Witam.

po prostu do 350v anodowego dodajesz spadek na filtrze CRCRC(~15v) + spadek na mostku(0.5-1v) i otrzymany wynik dzielisz przez 1.41...

To wyliczenie byłoby słuszne jedynie w przypadku dostarczania do mostka prostowniczego idealnego napięcia o przebiegu sinusoidalnym, ze źródła o bardzo niskiej oporności wewnętrznej. W rzeczywistym układzie źródło napięcia zmiennego, czyli transformator sieciowy, będzie miał pewną oporność uzwojeń i niezerową indukcyjność rozproszenia (w transformatorze z rdzeniem toroidalnym będzie ona dużo mniejsza niż w tr. z rdzeniem EI), przez co przebieg na uzwojeniu wtórnym będzie mocno odkształcony (będzie bardziej przypominał prostokąt niż sinus) i przelicznik "1,41" okaże się błędny, co spowoduje, że napięcie na kondensatorach będzie niższe od wyliczonego.. Są wzory, pozwalające określić wartość napięcia na filtrze zasilacza (również w pewnym przybliżeniu..), ale by je móc wykorzystać potrzebna jest znajomość parametry transformatora i pojemności użytych w filtrze kondensatorów.
Moc transformatora do wzmacniacza lampowego warto przyjąć z pewnym zapasem (nawet 50...100%), gdyż wówczas będzie się on mniej nagrzewał i ciszej pracował...

Pozdrawiam,
Romek

[gsmok]

...Czy to napięcie (350V DC) nie "siądzie" pod obciążeniem 150mA do wartości poniżej tej pożądanej? ...

W zasadzie to producent transformatora powinien uwzględnić i zapewnić odpowiednią "nadwyżkę" kompensującą spadek napięcia wynikający z pracy transformatora pod określonym przez zamawiającego obciążaniem. Na wszelki wypadek możesz tą kwestię podkreślić w zamówieniu.

[Przemysław Gierałtowski]

Uff... jestem już o krok dalej. Dziękuję Wam za dotychczasowe uwagi i sugestie ale jak dotąd mam jedynie pewność, że dla "wyliczonej" mocy 79W powinienem zastosować toroid 100W do 120W. Co do wartości napięcia zmiennego na jego wyjściu [tak by uzyskać po prostowniku Graetz'a i filtrze CRCRC (47uF/51R/47uF/51R/47uF) napięcie stałe 350V DC przy obciążeniu 0,15A] jak byłem głupi tak nadal jestem. Może ktoś z Kolegów miał kiedyś podobny problem w swojej praktyce i ma praktyczne doświadczenia dla transformatorów toroidalnych? Mój "nawijacz" toroidów niestety nie kuma mojego problemu i oczekuje konkretnych danych.
Pozdrawiam (i proszę o jeszcze!)

[Jado]

To może łatwiej byłoby w tym przypadku zamówić transformator z kilkoma odczepami na wyjściu anodowego?
Wyższe napięcie anodowe zawsze można zbić dodając większą rezystancję w prostowniku (ale wiąże się to z dodatkowymi stratami mocy wydzielanej w postaci ciepła), natomiast gdy napięcie jest za małe to ciężko już coś na to poradzić.
Kilka odczepów co 10-20V na końcu anodowego powinno rozwiązać problem praktycznie.

[Przemysław Gierałtowski]

Może to jest jakieś rozwiązanie? Dziękuję za zdrowy rozsądek. Jak się okazuje, w przypadku i tego problemu sentencja J von Goethe'go „Wszelka teoria jest szara, a zieleni się tylko złote drzewo życia” ma swoje potwierdzenie. Pomimo to nie tracę nadziei, że odezwie się ktoś, kto ma już za sobą taki problem.
Pozdrawiam

[Karko]

Albo możesz zastosować wyższe napiecie i zamiast filtru CRCRC zastosować stabilizator np, na mosfecie...
Pozdrawiam.

[Przemysław Gierałtowski]

To też jest jakieś rozwiązanie ale choć nie jestem jakimś zwariowanym "purystą" audio dla którego mieszanie półprzewodników z lampami brzmi jak świętokradztwo (stosuję krzemowy prostownik), to jednak jestem zwolennikiem rozwiązań najprostszych.
Dziękuję za myślenie o moim problemie i pozdrawiam.

[gsmok]

Skoro Twój "nawijacz" nie ma doświadczenia jakie zastosować poprawki na spadki napięć pod obciążeniem, to na Twoim miejscu martwiłbym się nie tylko napięciem anodowym, ale i napięciami żarzenia. Przysłowiowe kilka wolt na anodowym da się jeszcze przeboleć, ale jak Ci wyjdzie np. 5.5V zamiast 6.3V żarzenia pod obciążeniem, to już poważniejsza sprawa.
Według mnie trudno jest podać jakie zastosować dokładne nadmiarowe wartości napięcia na biegu jałowym, bo jakie spadki napięć wystąpią pod obciążeniem w znacznej mierze zależą od technologii wykonania transformatora i różne "przybliżone" zależności często nie sprawdzają się w praktyce. A to już wie tylko producent, który wprowadza korekty w liczbie uzwojeń na podstawie własnego doświadczenia. Stąd pomysł o odczepach jest chyba najrozsądniejszy i najbezpieczniejszy aby transformator nie poszedł do kosza. Jeśli odczepy nie są możliwe to lepiej już przedobrzyć i podać wartości zawyżone napięć. Aby nie podnosić zbytnio kosztów można też pomyśleć o pojedynczym odczepie na uzwojeniu pierwotnym - trzeba jednak pamiętać, że taki odczep ma wpływ jednocześnie na napięcia na wszystkich uzwojeniach wtórnych.

[Przemysław Gierałtowski]

Tak gsmoku Szanowny. Twoja opinia wydaje się być racjonalna w tej mieszaninie teorii z praktyką. Mam wrażenie, że przy dokładnym obliczaniu odpowiednich napięć i ilości zwojów należałoby uwzględnić tyle nieznanych parametrów, że i tak w dużym stopniu cala sprawa będzie loterią. Co innego gdy produkuje się dużą ilość identycznych transformatorów bo wtedy warto dobrać doświadczalnie najwłaściwsze parametry. W przypadku jednego egzemplarza sprawa się komplikuje a już na pewno podraża. Bardzo Dziękuję za poświęcony mi czas.
Pozdrawiam

[faktus]

Witam .W twoim transformatorze napięcie anodowe powinno wynośić około 270 V .Jeśli na wyjściu zasilacza uzyskasz ponad 350 V ,zmniejszysz je za pomocą opornika np. w filtrze. Ale sprawą ważniejszą jest jego wydajność prądowa . 150 mA ma być na wyjściu zasilacza anodowego, transformator musi mieć wydajność na poziomie minimum 200 mA ,dla napięcia anodowego .To samo dotyczy prądu uzwojenia żarzenia.Lepiej zamówić uzwojenia dostarczające odpowiednio 1,8 A , oraz 3 A . Zastanowiłbym się też nad zastosowaniem uzwojenia żarzenia symetrycznego , czyli 3,15 V- 0 - 3,15 V w celu minimalizacji przydzwięku .Inaczej przy założonym poborze prądu wystąpią zbyt duże spadki napięcia . Jeśli idzie o moc transformatora 80 W ,to jest moc jaka będzie pobierana z uzwojenia wtórnego według podanych parametrów. Dlatego 100 W transformator będzie na styk. Lepiej zastosować mocniejszy , np.150 W .

[Przemysław Gierałtowski]

Bardzo Ci dziękuję Faktus'ie za Twoje cenne uwagi. Widzę, że wynikają one z Twoich doświadczeń. Myślę, że masz rację sugerując większe wydajności prądowe zarówno uzwojeń żarzenia jak i anodowego. O ile napięcia żarzenia 6,3V AC są jednoznacznie określone to napięcie anodowe jest (przynajmniej dla mnie) jak wróżenie z fusów. Proponujesz napięcie zmienne dla zasilania anod na poziomie około 270V AC. Przyznam, że zawsze mnie zaskakiwała przy różnych rodzajach prostowników duża różnica między napięciem wejściowym AC i wyjściowym DC. To tzw. "podbicie" napięcia na elektrolitach po prostowniku to coś co mi trudno ogarnąć. Wchodzą tu w rachubę mało konkretne parametry takie jak tzw. sztywność transformatora, jego rdzeń, grubości drutu itp. Czy sądzisz, że pomimo zakładanej różnicy około 80V napięcie wyjściowe nie "siądzie" pod obciążeniem 0,15A do poziomu niższego niż zakładane 350V DC? Kompletnie nie mam tego rodzaju doświadczeń i muszę polegać na doświadczeniach takich życzliwych osób jak Ty. Co do Twojej sugestii symetrycznych uzwojeń żarzeniowych sprawa wygląda tak, że jedno z uzwojeń zamierzam symetryzować drucianym potencjometrem 100R a drugie nie może być "umasiane" ze względu na wysokie napięcie na katodach lamp EL86 bo grozi to przebiciem.
Bardzo Ci dziękuję za Twoje interesujące porady.
Pozdrawiam

[Einherjer]

Cała sprawa sprowadza się do tego, że gdy rezystancja uzwojenia wtórnego jest duża w stosunku do rezystancji obciążenia, napięcie stałe za prostownikiem nie musi wcale wynosić 1,41*Usk tylko mniej. W jednym z moich wzmacniaczy było to 1,3. Załączam wykres przedstawiający stosunek napięcia wyprostowanego do amplitudy napięcia zmiennego.