O lampach niezawodnych

[Alek]

Załączniki - artykuł pochodzi z 1963 r. z czasopisma "Przegląd Elektroniki". Autorką była pracownica ZWLE. Myślę, że zainteresuje on niektórych użytkowników forum.

[Lisor]

... ciekawe opracowanie, z którego można wysnuć praktyczne wnioski, że w przynajmniej w przypadku lamp PWLE /mam takie / korzystniej dla ich trwałości będzie niedożarzenie w granicach 3-5%.

[Romekd]

Czołem.
Dziękuję za ciekawy materiał - również przeczytałem z dużym zainteresowaniem. Kolejne wiadomości potwierdzające, że lepsze jest niewielkie niedożarzenie lampy, niż nawet niewielkie przeżarzenie. Staje się to szczególnie istotne, gdy nasze napięcie w sieci elektrycznej potrafi dochodzić przy pełnym słońcu do 252...260 V, przy którym to napięciu w urządzeniach lampowych (nawet w tych współczesnych, przystosowanych do zasilania napięciem 230 V) lampy są już mocno przeżarzone i ich trwałość gwałtownie spada... Okazuje się, że przy dopuszczalnym napięciu w sieci elektrycznej, mieszczącym się w granicach od 207 V do 253 V, stabilizacja żarzenia (oczywiście zrealizowana na półprzewodnikach) jest wysoce wskazana (lub nawet niezbędna), chyba że dana osoba mieszka bezpośrednio przy podstacji energetycznej, zasilającej domy bez zamontowanych na nich instalacji fotowoltaicznych, przez co zakres zmian napięcia sieciowego w gniazdkach jest zdecydowanie mniejszy i nie przekracza ±5%.

Pozdrawiam
Romek

[Lisor]

Czołem. Okazuje się, że przy dopuszczalnym napięciu w sieci elektrycznej, mieszczącym się w granicach od 207 V do 253 V, stabilizacja żarzenia (oczywiście zrealizowana na półprzewodnikach) jest wysoce wskazana (lub nawet niezbędna)

... Romku, moje szkiełko i oko w pełni podziela Twoją opinię. Jednak moje lampowe serce wskazuje na konieczność zastosowania bareterów .

Może jakaś mała dyskusja na ten temat Bo ja pierwsze próby praktycznego zastosowania mam już poza sobą... no i nie zapominajcie o stabiliwoltach, też fajne .

Taki układ mieszanej stabilizacji prądowo-napięciowej będzie pasował do mojego nowego wzmacniacza na lampie 300B, wersja MkIII o dumnej nazwie Anachronik.

[Romekd]

Czołem.

Czołem. Okazuje się, że przy dopuszczalnym napięciu w sieci elektrycznej, mieszczącym się w granicach od 207 V do 253 V, stabilizacja żarzenia (oczywiście zrealizowana na półprzewodnikach) jest wysoce wskazana (lub nawet niezbędna)

... Romku, moje szkiełko i oko w pełni podziela Twoją opinię. Jednak moje lampowe serce wskazuje na konieczność zastosowania bareterów .

Może jakaś mała dyskusja na ten temat Bo ja pierwsze próby praktycznego zastosowania mam już poza sobą... no i nie zapominajcie o stabiliwoltach, też fajne .

Taki układ mieszanej stabilizacji prądowo-napięciowej będzie pasował do mojego nowego wzmacniacza na lampie 300B, wersja MkIII o dumnej nazwie Anachronik.

Masz całkowitą rację - zastosowanie proponowanych przez Ciebie podzespołów spowoduje, że cały układ stanie się zgodny epoką lampową Przy niektórych typach lamp, szczególnie tych większych (niektóre triody mocy z bezpośrednim żarzeniem i katodą torowaną i nawęglaną), które będę chciał jeszcze wykorzystać w swoich przyszłych konstrukcjach, niestety będę musiał sięgnąć po półprzewodniki... Gdy Twoja konstrukcja z 300B powstanie, nie zapomnij pochwalić się nią na Forum, gdyż rozbudziłeś moją ciekawość, a pewnie i wielu innych Kolegów z zainteresowaniem się z nią zapozna

Pozdrawiam
Romek

[Lisor]

Czołem. Przy niektórych typach lamp, szczególnie tych większych (niektóre triody mocy z bezpośrednim żarzeniem i katodą torowaną i nawęglaną), które będę chciał jeszcze wykorzystać w swoich przyszłych konstrukcjach, niestety będę musiał sięgnąć po półprzewodniki...

... zakładam, że piszesz o lampach o współczesnych/?/,lampach przeznaczonych do audio- w rodzaju; 300B, 2A3, etc, które na mój nos mają taka katodę, chociaż Hennel pisze, że w lampach małej mocy będą tylko katody wolframowe ? Tak na oko to zgodziłbym się z opisem Hennela patrząc na swoje stare bańki, w których katody są z cienkiego drucika, zapewne wolframowego. Lampy współczesne, też bezpośrednio żarzone mają katodę grubszą, zapewne czymś pokrytą. Torem, węglem ?

I teraz przechodząc do sposobu stabilizacji żarzenia zapytam dlaczego krzemem ? Jak rozumiem ograniczenie prądu rozruchu /udaru / do wartości nominalnej za pomocą baretera z pewnością przedłuży czas pracy lampy, natomiast nie usunie tętnień jako-takich i dlatego w głośnikach będzie to doskonale słyszalne. Lepiej powinno być przy żarzeniu lampy prądem stałym, niestabilizowanym. Czyli filtr CRC + bareter na wyjściu. Mam rację, bładzę ?

Stabilizacja i ograniczenie prądu rozruchu ,,na krzemie,, z pewnością załatwi problem tętnień i udaru prądowego. Przy lampach z katodą pośrednią problem tętnień w praktyce nie istnieje i dlatego sam bareter jako ogranicznik prądu powinien w zupełności wystarczyć.

[Einherjer]

Tu nie chodzi tylko o prąd rozruchu, ale o napięcie żarzenia w trakcie pracy przy napięciu w sieci przekraczającym nawet 250 V.

[Lisor]

... zakładam pewną ,,kulturę,, zasilania.

Niektórzy tworzą układy zabezpieczające od wszystkiego, co akurat jest w pewnej sprzeczności z prostotą powszechnych/domowych układów lampowych, np wzmacniaczy akustycznych.

[Lisor]

Tu nie chodzi tylko o prąd rozruchu, ale o napięcie żarzenia w trakcie pracy przy napięciu w sieci przekraczającym nawet 250 V.

... no i jeszcze powinno się ten prąd rozruchu ,,odtętnić,, , bo przy lampach bezpośrednio żarzonych będzie brumiło w głośnikach. Sam DC niewiele pomoże. W układach z lampą pojedynczą /SE/ będzie słychać. W puszpulu podobnie, przynajmniej przy głośnikach wysoko skutecznych.

[OTLamp]

Żarzenie stabilizowanym prądem (za pomocą baretera lub innego źródła prądowego), zwłaszcza bezpośrednio żarzonych lamp z katodą wolframową torowaną, to delikatnie mówiąc kiepski pomysł. Podczas pracy lampy, stopniowo zmniejsza się czynny przekrój katody/włókna (w wyniku parowania materiału, rekrystalizacji). Źródło prądowe, wymuszając stały prąd będzie powodować wzrost temperatury katody w miarę jej zużywania, co oczywiście na jakiś czas zapewni podtrzymanie emisji i parametrów, ale jednocześnie spowoduje jeszcze szybsze zużycie - proces ma charakter dodatniego sprzężenia zwrotnego. Ponadto włókno ma charakter nieliniowy i niewielkie odchyłki prądu dają znacznie większe odchyłki napięcia żarzenia, a w konsekwencji, większe odchyłki mocy (temperatury). Nie bez przyczyny dopuszczalna tolerancja głównego parametru żarzenia jest kilkukrotnie mniejsza dla żarzenia szeregowego (prąd) od tej dla żarzenia równoległego (napięcie). Dlatego, jeśli nie ma absolutnej konieczności, by lampy żarzyć szeregowo, najlepszym rozwiązaniem jest żarzenie lamp równolegle stabilizowanym napięciem, a nie prądem.

[Lisor]

Żarzenie stabilizowanym prądem (za pomocą baretera lub innego źródła prądowego), zwłaszcza bezpośrednio żarzonych lamp z katodą wolframową torowaną, to delikatnie mówiąc kiepski pomysł. Podczas pracy lampy, stopniowo zmniejsza się czynny przekrój katody/włókna (w wyniku parowania materiału, rekrystalizacji). Źródło prądowe, wymuszając stały prąd będzie powodować wzrost temperatury katody w miarę je zużywania, co oczywiście na jakiś czas zapewni podtrzymanie emisji i parametrów, ale jednocześnie spowoduje jeszcze szybsze zużycie - proces ma charakter dodatniego sprzężenia zwrotnego. Nie bez przyczyny dopuszczalna tolerancja głównego parametru żarzenia jest kilkukrotnie mniejsza dla żarzenia szeregowego (prąd) od tej dla żarzenia równoległego (napięcie). Włókno ma charakter nieliniowy i niewielkie odchyłki prądu dają znacznie większe odchyłki napięcia żarzenia, a w konsekwencji, większe odchyłki mocy (temperatury). Dlatego, jeśli nie ma absolutnej konieczności, by lampy żarzyć szeregowo, najlepszym rozwiązaniem jest żarzenie lamp równolegle stabilizowanym napięciem, a nie prądem.

... jak zrozumiałem- zastosowanie bareteru do ograniczenia udaru prądowego podczas włączenia zimnej lampy bezpośrednio żarzonej będzie szkodliwe dla niej mimo, że faktycznie prąd nie wzrośnie powyżej wartości prądu stabilizacji baretera.

A jak przedstawia się sprawa żarzenia lampy z katodą pośrednią napięciem przemiennym? Taki sposób będzie szkodliwy dla samej lampy w dłuższym okresie czasu ? Pamiętam, że żarzyłem lampę w obwodzie z bareterem i amperomierzem. Prąd nie przekraczał wartości nominalnej z baretera.

Chyba też żarzyłem lampę 6S4S /bezpośrenio żarzona- prąd żarzenia 1 A / prądem przemiennym, w której obwód żarzenia wpiąłem bareter 1A. Prąd w momencie włączenia płynnie narastał i nie przekroczył wartości 1A. Wydawało mi się to korzystne dla samej lampy. W założeniu, że bareter jest wpięty w szereg z włóknem żarzenia, nawet jak katoda odparuje to jest oporność się zwiększy, a więc prąd nie powinien wzrosnąć, tym samym i temperatura.
Chyba, że bareter zmniejszy własną oporność- ale to chyba nie możliwe, bo jest z drutu stalowego, a nie z półprzewodnika.

Zawsze wydawało mi się, że takie rozwiązanie będzie korzystne dla lampy, jednak nie zastosowałem tego w praktyce. Żarzenie prądem przemiennym z bareterem w szeregu pomimo lekkiego rozruchu samej lampy da negatywne skutki w głośniku- brum .

A jak rozpatrywać problem sygnalizowany przez OTLap-a w założeniu zasilania włókna żarzenia lampy bezpośrednio żarzonej napięciem stałym, niestabilizowanym z włączonym w szereg bareterem ? Prosty układ; prostownik, kondensator, rezystor, kondensator, bareter, a na końcu lampa, np 300B ? Takie zasilanie przyniesie negatywne skutki ?

Przez ostatnie 6 lat żarzę 300B prądem stabilizowanym, ale bez udziału baretera, okresowo zmieniam biegunowość żarzenia. W udary prądowe nie wnikam. Jednak do zabawy fajnie byłoby zaprosić do bareter . Wtedy to wzmacniacz powinien zasłużyć na nazwę Anachronik.

[OTLamp]

... jak zrozumiałem- zastosowanie bareteru do ograniczenia udaru prądowego podczas włączenia zimnej lampy bezpośrednio żarzonej będzie szkodliwe dla niej mimo, że faktycznie prąd nie wzrośnie powyżej wartości prądu stabilizacji baretera.

Prąd nie wzrośnie powyżej wartości znamionowej baretera o ile całe napięcie zasilania obwodu żarzenia mieści się w przedziale, w którym bareter stabilizuje prąd. Taki sposób żarzenia jest nie tyle szkodliwy dla lampy, co po prostu mniej optymalny, bardziej wrażliwy na rozrzut parametrów samego żarnika. Udar prądowy w chwili włączenia, o ile zachodzi taka konieczność, można zniwelować termistorem.

Pamiętam, że żarzyłem lampę w obwodzie z bareterem i amperomierzem. Prąd nie przekraczał wartości nominalnej z baretera.

A dlaczego miałby przekraczać, skoro jest stabilizowany?

W założeniu, że bareter jest wpięty w szereg z włóknem żarzenia, nawet jak katoda odparuje to jest oporność się zwiększy, a więc prąd nie powinien wzrosnąć, tym samym i temperatura.

No więc zastanów się. Skoro zwiększy się oporność, a prąd pozostanie ten sam (bo jest stabilizowany), to co się stanie z napięciem? A co za tym idzie, z mocą?

[Lisor]

Prąd nie wzrośnie powyżej wartości znamionowej baretera o ile całe napięcie zasilania obwodu żarzenia mieści się w przedziale, w którym bareter stabilizuje prąd. Taki sposób żarzenia jest nie tyle szkodliwy dla lampy, co po prostu mniej optymalny, bardziej wrażliwy na rozrzut parametrów samego żarnika. Udar prądowy w chwili włączenia, o ile zachodzi taka konieczność, można zniwelować termistorem.

... reasumując- rozwiaząnie wg Lisora- ograniczanie prądu rozruchu lampy bezpośrednio żarzonej nie będzie optymalne, nie będzie szkodliwe, będzie anachroniczne ze szczyptą egzotyki .

Wnioskuję, że lampa w zasadzie poza skrajnymi przypadkami nie ucierpi, za to do wzmacniacza przybędzie nowa lampa.
Tak mam, że lubię wymyślać i iść własną drogą.

Podobnie ze stabilizacją neonową napięć zasilających anody. Wiem, że to bez sensu, bo niczego nie daje. No może poza tym, że świeci, chociaż efektem ubocznym było ustabilizowanie się zmieniającego się przy zmianie napięć zasilania wzmacniacza w sieci punktu pracy lampy AD1.
Miałem przewymiarowany transformator zasilający do układu z lampą 300B, zasilacz dawał sporo powyżej 400 V pod obciążeniem. Zastosowałem stabilizację neonową i napięcie Uak nie przekroczyło dopuszczalnych 250 V. Na grzanie i światło poszło ze 12 W, ale kto to by się czymś takim przejmował? Chyba, że byłby to Wielki Nieobecny, zbanowany ... i jego uczeń.

W sumie fajnie jest wymyślać jakieś dziwactwa. Nieszkodliwe to, a lampa niezawodnie popracuje dłużej .

[OTLamp]

Nieszkodliwe to, a lampa niezawodnie popracuje dłużej .

No raczej nie. Jeśli coś jest nieoptymalne, to nie przyczynia się raczej do wydłużenia czasu pracy. W najlepszym wypadku znacząco go nie skróci. Najmniejszy wpływ takiego sposobu żarzenia będzie w pośrednio żarzonych katodach tlenkowych, a największy - w czysto wolframowych. Dlatego w radiach uniwersalnych z bareterem najprędzej przepalają się żarówki skali, a nie lampy. Natomiast w katodach wolframowych torowanych nawęglanych, jak np. 845 wpływ też może być znaczący. Dlatego, jak napisałem wcześniej, takiego sposobu żarzenia należy w miarę możliwości unikać.

[Romekd]

Czołem.
Lisor
Problem wynika z obiązywania prawa Ohma. Podczas pracy żarówek i lamp z katodą wolframową lub wolframową torowaną następuje stopniowe odparowywanie drucika katody, co powoduje wzrost jego rezystancji. Przy stabilizowanym napięciu żarzenia pobierana przez katodę bezpośrednio żarzoną moc będzie spadała, bo prąd będzie spadał, natomiast przy zasilaniu katody ze źródła prądowego moc pobierana przez taką katodę będzie cały czas wzrastała, a więc będzie wzrastała temperatura katody, co doprowadzi katodę do zniszczenia. W rozmowie z OTLampem dowiedziałem się, że w lampach z katodami wolframowymi wzrost mocy przy zasilaniu katody stałym prądem może wynieść nawet +17%, natomiast przy zasilaniu katody stałym napięciem w podobnych warunkach moc tracona na katodzie może spaść o ok. 5%. Zawsze lepiej nieco niedożarzać niż przeżarzać katodę

Wiele lat temu pokazywałem na naszym Forum (albo było to na ECCLab... ) wykresy, które pokazywały jak zmienia się temperatura katody przy wzroście napięcia i wzroście prądu żarzenia. Obecnie nie potrafię tamtej wypowiedzi znaleźć, ale pamiętam, że podobny co do wartości przyrostu prąd jest dużo bardziej dla lamp niebezpieczny, niż porównywalny z nim wzrost napięcia.

Pozdrawiam
Romek