Klasyczny ultralinear, ale większy

[Ola Boga]

Święta, trochę wolnego, więc próbuję coś policzyć. Może się przyłączycie, tak dla zabawy?

Założenia są następujące:
-Para pentod/tetrod w układzie ultralinear 40%
-Polaryzacja automatyczna, klasa AB1

Znamy dwa super-klasyczne układy, przetestowane na każdą stronę przez każdego hobbystę i sprzedane w każdym kształcie obudowy przez każdego producenta.
-EL34, gdzie Ub=430V, Raa=6k, Rk=2x470R, Po=34W*
-KT88, gdzie Ub=500V, Raa=6k, Rk=2x600R, Po=50W*
W obu przypadkach proporcja mocy wyjściowej do mocy admisyjnej pojedynczej lampy wynosi ok. 1.4.
Myślę sobie zatem, że używając lampy o podobnych charakterystykach, ale odpowiednio większej, można w takim samym układzie uzyskać odpowiednio większą moc wyjściową. Mam tu na myśli nowy, jajowaty wynalazek KT150. Moc admisyjna wynosi w tym przypadku 70W, czyli z pary powinno udać się uzyskać ok. 100W mocy wyjściowej. Pozostaje jedynie obliczyć poprawne wartości elementów w układzie.
Niestety dane na temat KT150 są bardzo skąpe, więc przyjmuję optymistyczne założenie, że charakterystyki KT150 są wystarczająco zbliżone do KT88, tyle że z większymi wartościami dopuszczalnymi. Czy można tak zrobić? Jeżeli nie, to będzie zdecydowanie trudniej, bo nie mogę znaleźć charakterystyk anodowych KT150 dla Ug2 innego, niż 225V, a to trochę mało.

Tak, czy inaczej, algorytm obliczeń widzę następująco:
-Wybór napięcia anodowego i prądu spoczynkowego
-Ustalenie szczytowego prądu anodowego, biorąc pod uwagę minimalne napięcie na drugiej siatce wynikające z działania UL
-Wyznaczenie Raa na podstawie powyższych

Ua można chyba przyjąć na poziomie 600V, bo producent nie zaleca przekraczania tej wartości dla Ug2. Ia0 można przyjąć 2x100mA.
Licząc tak zupełnie na oko można by przyjąć ua(min)=60V, ia(max)=350mA, co w istocie powinno dać jakieś 95W mocy wyjściowej.
Co ciekawe, aby uzyskać takie wartości, Raa powinno wynosić mniej więcej 6k, czyli tyle samo, co w pozostałych wersjach.

Na koniec pozostaje problem Rk, czyli -Ug, a co za tym idzie, sumarycznego Ub.
Niestety ani dla KT150, ani dla KT88 nie mogę znaleźć charakterystyk dla wysokich Ug2. Zazwyczaj w takich sytuacjach korzystam z charakterystyk triodowych, ale nawet te sięgają tylko do 500V. Aproksymując na oko ołówkiem, -Ug powinno w okolicy 65-70V, czyli można by wstępnie przyjąć Rk=2x680R i Ub=675V, ale w rzeczywistym układzie pewnie trzeba by skorygować te wartości.

Czy taki sposób myślenia jest w ogóle poprawny? A może można zrobić to lepiej/inaczej?

*Posługuję się kartami Mullarda dla EL34 i GEC dla KT88. Inni producenci podają czasem odrobinę inne wartości, ale różnice nie są wielkie.

[Misiek13]

Karta katalogowa która znalazłem:
https://frank.pocnet.net/sheets/084/k/KT150.pdf
już na wstępie wydaje się podejrzana - podaje dla trybu triodowego dopuszczalne napięcie na anodzie 650V a na siatce 2 600V - nie potrafię sobie tego wyobrazić.
Nie podają żadnych danych dla trybu triodowego nawet współczynnika wzmocnienia.
Osobiście nie wybrałbym tej lampy z następujących względów:
- jest produkowana tylkow 1 fabryce w Rosji - chyba, że produkcję przeniesiono gdzieś indziej
- nie posiada żadnego zbliżonego nawet zamiennika
- watpliwa karta katalogowa.
Poza nietuzinkowym wyglądem ta lampa może być tylko źródłem problemów.
Na początku sprawdziłbym jej model:
https://www.diyaudio.com/community/thre ... 0/page-129
Prosta symulacja mogłaby rozwiać kilka wątpliwości. Jak znajdę chwilę to się tym zajmę.
Osobiście, jakbym chciał zbudowac taki duży wzmacniacz ul skłaniałbym się do zastosowania 4 KT88 na kanał - tą lampę produkują wszyscy.

[Ola Boga]

Karta katalogowa która znalazłem:
https://frank.pocnet.net/sheets/084/k/KT150.pdf

Tak, to chyba jedyna dostępna karta.

już na wstępie wydaje się podejrzana - podaje dla trybu triodowego dopuszczalne napięcie na anodzie 650V a na siatce 2 600V - nie potrafię sobie tego wyobrazić.

Możliwe, że to błąd i ma być odwrotnie, Ug2(max)=600V dla pentody i 650V dla triody. To by nawet miało więcej sensu.

Nie podają żadnych danych dla trybu triodowego nawet współczynnika wzmocnienia.
Osobiście nie wybrałbym tej lampy z następujących względów:
- jest produkowana tylkow 1 fabryce w Rosji - chyba, że produkcję przeniesiono gdzieś indziej
- nie posiada żadnego zbliżonego nawet zamiennika
- watpliwa karta katalogowa.
Poza nietuzinkowym wyglądem ta lampa może być tylko źródłem problemów.

Może dlatego, że z założenia ma to być odpowiednik KT88 o większej obciążalności, dlatego parametry małosygnałowe mają być zbliżone. Nie wiem...
Natomiast moje obliczenia są czysto teoretyczne, raczej nie mam zamiaru używać tej lampy.

Na początku sprawdziłbym jej model:
https://www.diyaudio.com/community/thre ... 0/page-129
Prosta symulacja mogłaby rozwiać kilka wątpliwości. Jak znajdę chwilę to się tym zajmę.

Dzięki, spice to nie moja bajka...

Osobiście, jakbym chciał zbudowac taki duży wzmacniacz ul skłaniałbym się do zastosowania 4 KT88 na kanał - tą lampę produkują wszyscy.

Zgadzam się w zupełności, szczególnie że KT88 można chyba wciąż kupić za mniej, niż połowę ceny KT150.

[Misiek13]

Dzięki, spice to nie moja bajka...

Nie bój się tego programu. Wystarczy podstawowa zanjomość obsługi komputera. Na forum jest bardzo wartościeowy wątek na temat LTSpice:
https://www.forum-trioda.pl/viewtopic.php?t=38302
Ten program nie dość, że jest za darmo to jeszcze daje się uruchomić pod Linuxem.

Statycznie dla modelu z linku:
Napięcie zasilania - 650V
Rk=680Ω
Ia=94,5mA
Ig2=4,4mA
Czyli z rezystorem strzał w 10

[Ola Boga]

Nie bój się tego programu. Wystarczy podstawowa zanjomość obsługi komputera.
Ten program nie dość, że jest za darmo to jeszcze daje się uruchomić pod Linuxem.

Hihi, na razie to wiem, że jest coś takiego, jak Linux. Może kiedyś nauczę się tej "podstawowej" obsługi komputera, ale chyba wcześniej na liście mam spawanie aluminium, albo prowadzenie autobusu

A wracając do wzmacniacza, przyszła mi do głowy jedna rzecz, która mogłaby obiektywnie przemawiać na rzecz użycia jednej pary dużych lamp zamiast wielu małych, mianowicie sprawność. Często zapominamy o tym, że do całkowitej sprawności wzmacniacza, oprócz mocy traconej w anodach, należy również wliczyć moc traconą na grzejnikach. Dla wzmacniacza stereo o mocy ok. 2x100W na KT150 będzie to ok. 50W. Dla KT88 (dwie pary na kanał) to już 80W, a dla EL34 (trzy pary na kanał) ponad 110W!

[Thereminator]

Hihi, na razie to wiem, że jest coś takiego, jak Linux. Może kiedyś nauczę się tej "podstawowej" obsługi komputera, ale chyba wcześniej na liście mam spawanie aluminium, albo prowadzenie autobusu

Skoro publikujesz tu posty, to raczej już znasz podstawową obsługę komputera. A linuksa zapewne używasz codziennie, bo go masz w telefonie (Android).

[Misiek13]

Hihi, na razie to wiem, że jest coś takiego, jak Linux. Może kiedyś nauczę się tej "podstawowej" obsługi komputera, ale chyba wcześniej na liście mam spawanie aluminium, albo prowadzenie autobusu

To że LTSpice działa pod Linuxem to tylko zaleta. Oryginalnie program jest w wersjach dla Windows i MacOS - pewnie któryś z nich używasz. Myślę, że schemat na komputerze umiesz narysować a jak już masz schemat to na schemacie dopisujesz tylko modele lamp i działasz.
Spawanie aluminium nie jest takie trudne, szybko się nauczysz. Musisz tylko "ogarnąć" TIG-a AC a reszta to już zabawa, oczywiście dotyczy to amatorskiego spawania.
Z autobusem to chyba najłatwiej zatrudnić się jako kierowca w ZTM-ie. Obecnie maja takie niedobory kadrowe, że finansują kursy dla kierowców
Wracając do LTSpice to tylko jak go zainstalujesz to zaczniemy symulacje.
https://www.analog.com/en/design-center ... lator.html

A wracając do wzmacniacza, przyszła mi do głowy jedna rzecz, która mogłaby obiektywnie przemawiać na rzecz użycia jednej pary dużych lamp zamiast wielu małych, mianowicie sprawność. Często zapominamy o tym, że do całkowitej sprawności wzmacniacza, oprócz mocy traconej w anodach, należy również wliczyć moc traconą na grzejnikach. Dla wzmacniacza stereo o mocy ok. 2x100W na KT150 będzie to ok. 50W. Dla KT88 (dwie pary na kanał) to już 80W, a dla EL34 (trzy pary na kanał) ponad 110W!

Tutaj masz rację. Jednak warto wrócić do początku i zadac sobie pytanie: Czy jest mi potrzebny taki wielki wzmacniacz? Ja używam wzmacniaczy lampowych o mocach od 18 do 35W i mi wystarczają.
Wzmacniacz na KT150 oczywiście można zaprojektować dla przyjemności projektowania, jednak nad używaniem go do codziennego słuchnia muzyki trzeba się mocno zastanowić. Mój wynalazek o mocy 35W pobiera 250W.

[Ola Boga]

Jednak warto wrócić do początku i zadac sobie pytanie: Czy jest mi potrzebny taki wielki wzmacniacz?

Mnie osobiście nie. Jedynie dla przyjemności liczenia.

Ja używam wzmacniaczy lampowych o mocach od 18 do 35W i mi wystarczają.

Wszystko zależy od tego, jakie się ma głośniki i w jakim pomieszczeniu. Ja mam takie: https://www.forum-trioda.pl/viewtopic.php?t=39579 więc wzmacniacz 15W, który mam obecnie, wystarcza z dużym zapasem. Ale jakby ktoś miał coś takiego: https://www.visaton.de/en/products/full ... rand-orgue ...?

[Misiek13]

Te Visatony rozbiły bank - efektywność 81dB przy 2W. Jednak jest sens budowy takich dużych wzmacniaczy.
Ja używam samoróbek BR na Tonsilach - efektywność na poziomie 90dB.

Mnie osobiście nie. Jedynie dla przyjemności liczenia.

No to liczymy. Na początek mocno uproszczony schemacik. W dalszej części wątku będziemy go modyfikować. Wartości elementów nie są optymalne. Dla niewtajemniczonych informacja, że ten referat po prawej części schematu to model lampy, linijki z gwiazkami na początku to komentarze i nie są brane pod uwagę przez symulator.

Zrzut ekranu z 2023-12-30 13-15-00.png

Transformator mniej więcej 6000Ω/8Ω odczep ul na 40%, rezystancja uzwojenia pierwotnego 100Ω, wtórnego 0,13Ω
Obciążenie 6Ω
Po 5 sek o uruchomienia uzyskujemy:

Zrzut ekranu z 2023-12-30 13-22-16.png

Zielone - przebieg na wyjściu, niebieskie przebieg na jednej z katod lamp.
Napięcie na wyjściu: 22,9 Vrms
THD: 1,34% Tego wyniku nie traktujmy zbyt poważnie.
Od razu muszę zaznaczyć, że nie zadałem sobie trudu sprawdzenia poprawności modelu lampy.

[Einherjer]

Referaty wygodnie jest trzymać w osobnych plikach tekstowych a na schemacie robić .include

[Misiek13]

Referaty wygodnie jest trzymać w osobnych plikach tekstowych a na schemacie robić .include

Kiedyś się nad tym zastanawiałem, ale bawiąc się na 3 komputerach działających lokalnie to się robi problem. Muszę pamietac o aktualizacji bibliotek. Z takim referatem wygodnie jest przenosić plik z komputera na komputer i taki plik można dodac jako załącznik na jakimś forum i będzie się dało go używać.

[Ola Boga]

Na początek mocno uproszczony schemacik.

A dlaczego 330R w katodach i 550V zasilania?

[Misiek13]

Szukałem optymalnego punktu pracy i stanąłem w miejscu.
W symulacji DC op pnt lampa jest dociążona "na maxa".
Uk=49,35V, Ua=542,6V, Ia=142mA, Ug2=547V, Ig2=7,56mA
Wa=70W, Wg2=3,8W
Dodatkowo zamiast rezystancji obciążenia 8Ω dałem 6Ω.
Teraz nowe wartości:

Zrzut ekranu z 2023-12-30 14-58-45.png

Zrzut ekranu z 2023-12-30 15-00-51.png

Zielone - napięcie na wyjściu
Niebieskie - prąd pobierany z zasilacza
Cerwone - napięcie na jednej z katod
Uwy- 24,3Vrms - układ nie jest w pełni wysterowany
I(V1)- 250mA wartość średnia prądu pobieranego z zasilacza
THD 3,8% - tym razem coś za dużo
Spoczynkowy prąd katody - 109mA
Moc spoczynkowa tracona w anodzie 61W

[Ola Boga]

W takiej symulacji dobrze by było zobaczyć co się dzieje, kiedy układ przechodzi nagle ze stanu spoczynku do ciągłego pełnego (albo dużego) wysterowania. Chodzi mi o to, jak na sygnał wyjściowy wpływa zwiększenie średniego prądu katody, a przez to przesunięcie punktu pracy.

[Misiek13]

Zrzut ekranu z 2023-12-30 15-38-32.png

Schemat jak poprzednio, wszystkie wartości takie same. Pierwsze 30ms pracy. Widać jak rośnie napięcie na katodzie, widać obcinanie sygnału na wyjściu Rdzeń prawdopodobnie się nasyca czego nie widać. Prąd średni pobierany z zasilacza 294mA.
Musimy znaleźć taki punkt pracy gdzie zmiana prądu pobieranego z zasilacza przy biegu jałowym i przy mocy maksymalnej będzie najmniejsza, moc będzie zbliżona do założonych 100W a zniekształcenia będą najmniejsze.