Problem z policzeniem optymalnego Raa dla PP EL34

[COB]

Staram się policzyć optymalne Raa dla układu PP na 2xEL34. Jako dane wejściowe mam napięcie anodowe (550V) i napięcie S2 (330V), gdyż zasilacz jest już gotowy i oferuje takie a nie inne wartości przy obciążeniu (bez wysterowania). Chciałbym poznać optymalne Raa w tych warunkach (o ile jest to możliwe) lub ewentualnie dowiedzieć się jaki bias (z tym raczej nie będzie problemu) i jaką moc osiągnę przy zadanym Raa (np. 4,6k vs 6,6k).
Niestety noty katalogowe lamp EL34 podają raptem dwa wykresy Ia=f(Ua) dla napięć S2 równych 250V i 360V, które różnią się bardzo mocno. Gotowce z noty katalogowej nie pokrywają wszystkich możliwości i co więcej brakuje wykresów Ia=f(Ua), więc nie bardzo jestem w stanie na nich poćwiczyć. Znalazłem tę stronę:
http://www.freewebs.com/valvewizard1/pp.html
i staram się rysować proste obciążenia na charakterystyce EL34 dla Raa/2 i Raa/4 odpowiednio dla klasy A i B, ale nie do końca potrafię ocenić, które Raa będzie optymalne przy zadanych warunkach. Brakuje mi również wspomnianego wykresu Ia=f(Ua) dla przyjętego napięcia S2.

[Thereminator]

http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/tom/ ... #Parametry

[COB]

Te dane, to przecież informacje spisane właśnie z noty katalogowej. Nie uwzględniają przypadku rozpatrywanego przeze mnie. Poza tym interesuje mnie sposób dojścia do tych wyników lub ich zweryfikowania, a nie gotowce.

Obecnie staram się operować na wykresie przy napięciu S2 = 360V. Narysowałem prostą obciążenia dla Raa proponowanego przez notę katalogową dla Ua = 350V. Prosta (niebieska) dotyczy klasy B i jest równa obciążeniu równemu 2800 / 4 = 700 omów.
Moc liczę ze wzoru:
P = (Ua-Vmin) * Imax / 2 = (350 - 80) * 0,38 /2 = 51W
Nota podaje 44W, ale różnica być może wynika z przybliżonego wzoru, 10V różnicy w U S2 i niedokładności rysunku. Poza tym nie wiem, czy wszystko zrobiłem poprawnie.
Pozostałe dwie proste dotyczą zasilania ~560V i Raa równego 4600 (zółta) i 6600 (zielona). Wszystkie trzy proste wychodzą poza dopuszczalną moc strat. Niestety nie wiem czy i w jakim zakresie jest to dozwolone. Powyższy wzór na moc daje wartości 80 i 90W. Niestety tutaj różnica U S2 między rzeczywistością jest znacznie większa, bo równa 30W, więc wykres z pewnością wyglądałby inaczej...

[AndrzejJ]

Ekhem, g*wno a nie specjalista ze mnie, ale przekraczasz maksymalny prąd anodowy i maksymalne straty w anodzie, lampy długo przy takiej pracy nie pożyją...
Pozdrówka.

[COB]

Tyle, że jedna z prostych - niebieska to proponowany w nocie punkt pracy i również wychodzi poza dopuszczalną moc strat. Narysowałem tylko proste dotyczące klasy B. Bez sygnału wejściowego lampy są w klasie A i prąd spoczynkowy jest w każdym przypadku na tyle mały, że dopuszczalna moc strat nie jest przekroczona. Oczywiście nadal nie mam pewności co do poprawności tych rysunków oraz tak jak napisałem napięcie S2 w moim przypadku jest mniejsze niż dla tego wykresu.

[OTLamp]

Ekhem, g*wno a nie specjalista ze mnie, ale przekraczasz maksymalny prąd anodowy i maksymalne straty w anodzie, lampy długo przy takiej pracy nie pożyją...

Ani jedno ani drugie nie jest przekroczone (dla linii niebieskiej). Maksymalny prąd anodowy i maksymalne straty w anodzie dotyczą wartości średnich, nie chwilowych. W klasie B/AB linia obciążenia praktycznie zawsze wychodzi poza hiperbolę mocy admisyjnej, moc strat liczy się z bilansu mocy, jako różnicę mocy pobranej ze źródła zasilania i mocy wyjściowej, przy czym moc strat wcale nie musi być największa przy maksymalnym wysterowaniu.

[COB]

Czy narysowane przeze mnie proste obciążenia są poprawne? Która rezystancja obciążenia będzie lepsza? Jaka rezystancja byłaby optymalna? Proszę o pomoc, bo na razie jestem w stanie wykonać tego typu rysunki, ale nie bardzo potrafię wybrać ten optymalny. Domyślam się, że w grę wchodzą jeszcze zniekształcenia, których nie da się tak łatwo odczytać, ale biorąc pod uwagę to, że będzie to wzmacniacz do gitary myślę, że nie są one aż tak istotne. Głównie zależy mi na dobraniu transformatora wyjściowego.
Czy istnieje jakiś sposób żeby otrzymać podobny wykres jako bazę do dalszych wyliczeń, ale przy napięciu S2 równym 330V?

[OTLamp]

Czy narysowane przeze mnie proste obciążenia są poprawne? Która rezystancja obciążenia będzie lepsza? Jaka rezystancja byłaby optymalna? Proszę o pomoc, bo na razie jestem w stanie wykonać tego typu rysunki, ale nie bardzo potrafię wybrać ten optymalny.

To zależy co chcesz osiągnąć. W przypadku linii żółtej z niezbyt dokładnych obliczeń (odczytane przybliżone wartości napięć i prądów) maksymalna moc strat wychodzi ok. 26W, co jest dopuszczalne (Philips podaje Pamax=27,5W dla stanu wysterowania). Osobiście wybrałbym linię zieloną, moc prawie taka sama (na ucho w zasadzie bez różnicy), a warunki pracy łagodniejsze.

Domyślam się, że w grę wchodzą jeszcze zniekształcenia, których nie da się tak łatwo odczytać, ale biorąc pod uwagę to, że będzie to wzmacniacz do gitary myślę, że nie są one aż tak istotne. Głównie zależy mi na dobraniu transformatora wyjściowego.

Możesz je oszacować na podstawie długości odcinków, na jakie dzielą prostą obciążenia poszczególne charakterystyki anodowe. Im więcej odcinków o równej długości, tym lepiej.

Czy istnieje jakiś sposób żeby otrzymać podobny wykres jako bazę do dalszych wyliczeń, ale przy napięciu S2 równym 330V?

Istnieje, trochę upierdliwy, bo trzeba przeskalować osie. Był o tym w wątek w dziale "Lampy elektronowe"

[COB]

Czy narysowane przeze mnie proste obciążenia są poprawne? Która rezystancja obciążenia będzie lepsza? Jaka rezystancja byłaby optymalna? Proszę o pomoc, bo na razie jestem w stanie wykonać tego typu rysunki, ale nie bardzo potrafię wybrać ten optymalny.

To zależy co chcesz osiągnąć. W przypadku linii żółtej z niezbyt dokładnych obliczeń (odczytane przybliżone wartości napięć i prądów) maksymalna moc strat wychodzi ok. 26W, co jest dopuszczalne (Philips podaje Pamax=27,5W dla stanu wysterowania). Osobiście wybrałbym linię zieloną, moc prawie taka sama (na ucho w zasadzie bez różnicy), a warunki pracy łagodniejsze.

W jaki sposób mogę obliczyć maksymalną moc strat?

Czy istnieje jakiś sposób żeby otrzymać podobny wykres jako bazę do dalszych wyliczeń, ale przy napięciu S2 równym 330V?

Istnieje, trochę upierdliwy, bo trzeba przeskalować osie. Był o tym w wątek w dziale "Lampy elektronowe"

Niestety o ile się nie mylę, do tego sposobu potrzebna jest charakterystyka Ia = f(Us2) przy stałym Ua i Us1. Niestety dla EL34 nie znalazłem takiego wykresu.

[OTLamp]

W jaki sposób mogę obliczyć maksymalną moc strat?

http://www.elektroda.pl/rtvforum/topic1644959.html

[COB]

Dzięki. Znalazłem tam sporo przydatnych wyliczeń. Zastanawia mnie jednak ostatni post, w którym jest informacja odnośnie szczytowej wartości prądu/napięcia, które mogą być użyte do obliczenia maksymalnej mocy strat. Czy za Ra powinienem podstawić Raa/4?
Podałeś te dwa wzory
Um=(2/Π)*Uzas
Im=(2/Π)*(Uzas/Ra)
Wychodzi mi znich:
Um = 350V
Im = 304mA i Im = 212mA w zależności od Raa
Czy aby obliczyć moc muszę pomnożyć Um przez Im i podzielić przez 4? Tylko wtedy dostaję wyliczone przez Ciebie 26W. 4 tłumaczę tym, że chodzi o wartości skuteczne oraz tym, że jedna lampa wzmacnia połowę sygnału.

W zasadzie do podstawowych wyliczeń potrzebuję jedynie krzywą zależności Ia od Ua dla Us1 = 0V. Wrysowałem zatem taką krzywą dla Us2 = 330V. Zrobiłem to biorąc kilka wartości prądu Ia dla odpowiednich napięć Ua z wykresów podanych dla Us2 = 250V i 360V przy Us1 = 0V. Obliczyłem różnicę w prądzie i przyjąłem, że zależność jest liniowa , co pozwoliło mi ustalić ile mA prądu anodowego przypada na 1V napięcia S2 w przedziale 250 - 360V. Mam nadzieję, że do zgrubnych obliczeń coś takiego wystarczy.
Widać, że moc dla obciążenia 6,6k w zasadzie nie spada, a dla 4,6k jest mniejsza o ok 10W.

Po testach zasilacza mam również obraz jak wyglądają napięcia/prądy przy obciążeniu w praktyce:
1.
Część anodowa (filtr LC):
U = 560V przy Ia = 56mA,
Część S2 i przedwzmacniacza (filtr C):
U = 330V przy I = 16,5mA
2.
Napięcie wejściowe zasilacza 500VAC (spadek 20V w wyniku obciążenia)
Część anodowa (filtr LC):
U = 525V przy Ia = 200mA,
Część S2 i przedwzmacniacza (filtr C):
U = 310V przy I = 15,5mA

Dorysowałem zatem kolejną aproksymację dla Us2 = 310V oraz dodatkowe krzywe obciążenia po spadku napięcia anodowego do 525V.

[OTLamp]

Czy za Ra powinienem podstawić Raa/4?

Tak.

Podałeś te dwa wzory
Um=(2/Π)*Uzas
Im=(2/Π)*(Uzas/Ra)
Wychodzi mi znich:
Um = 350V
Im = 304mA i Im = 212mA w zależności od Raa
Czy aby obliczyć moc muszę pomnożyć Um przez Im i podzielić przez 4? Tylko wtedy dostaję wyliczone przez Ciebie 26W. 4 tłumaczę tym, że chodzi o wartości skuteczne oraz tym, że jedna lampa wzmacnia połowę sygnału.

Nie. Maksymalna moc wytraci się w lampach przy wyliczonych przez Ciebie Im=304mA i Um=350V, a wiec przy mocy wyjściowej: Pwy=(350V*0,304A)/2=53,2W. W tym stanie ze źródła zasilania zostanie pobrana moc: Pzas=(2/Π)*(560V*0,304A)≈108,4W. W lampach wytraci się więc moc: Patot=Pzas-Pwy=108,4W-53,2W=55,2W. Na każdą z lamp przypadnie więc 55,2W/2=27,6W. Poprzednie 26W było liczone metodą "pi razy drzwi".

[COB]

Czyli dla Uzas = 560V mam dokładnie:
Um = 357V
Im = 304mA dla Raa = 4600, co daje Pwy ≈ 54,2W, Pzas ≈ 108,4W oraz Patot ≈ 54,2W
Pwymax ≈ 80,9W (przyjmując za prawidłową aproksymację dla Us2 = 330V)

Im = 212mA dla Raa = 6600, co daje Pwy ≈ 37,8W, Pzas ≈ 75,6W oraz Patot ≈ 37,8W
Pwymax ≈ 79,3W (przyjmując za prawidłową aproksymację dla Us2 = 330V)

Co ciekawe wzory te (pomijając maksymalną moc wyjściową) opierają się wyłącznie na Raa i Uzas.

Jednak biorąc pod uwagę to, że zasilacz będzie obciążony postanowiłem przeliczyć wszystko w momencie kiedy napięcie zasilania "siada" i dostaję odpowiednio:
Uzas = 525V
Im = 291mA dla Raa = 4600, co daje Pwy ≈ 48,7W, Pzas ≈ 97,3W oraz Patot ≈ 48,6W
Pwymax ≈ 66,5W (przyjmując za prawidłową aproksymację dla Us2 = 310V)

Im = 203mA dla Raa = 6600, co daje Pwy ≈ 34,0W, Pzas ≈ 67,9W oraz Patot ≈ 33,9W
Pwymax ≈ 64,7W (przyjmując za prawidłową aproksymację dla Us2 = 310V)

W zasadzie w obu przypadkach maksymalna moc wyjściowa jest zbliżona, ale Raa = 6,6k daje znacznie lepsze warunki lampom mocy. Pozostaje jeszcze pytanie, co dzieje się z mocą S2 i czy nie jest ona przekroczona?