Stabilizacja prądu anodowego "diabła"

[Pyra]

Jakiś czas temu wpadło mi w "łapy" kilka rzeczonych lamp.
Zacząłem pomiary i .... no właśnie słyszałem o dużej niestabilności tej lampy, a pomiary wykazały, że to prawda.
Potem wpadłem na pomysł.... chodzi o zastosowanie przekładnika prądowego. Otóż, włączamy w szereg z uzwojeniem anodowym (niestety pojedynczej lampy) uzwojenie pierwotne odpowiednio obliczonego trafa - przekładnika.
Zgodnie ze sztuką obciążamy wtórne rezystorem, na którym płynący prąd spowoduje spadek napięcia. Tyle tylko, że będzie to napięcie wprost proporcjonalne do prądu anodowego.
Gdybyśmy dodali owo napięcie (oczywiście też ujemne) do ujemnej polaryzacji siatki, uzyskali byśmy swego rodzaju sprzeżenie zwrotne stabilizujące prąd anodowy lampy 6C33C.
Oczywiście napięcie to musiało by wcześniej być wyprostowane i przefiltrowane.
Zastanawia mnie tylko stała czasowa filtra tętnień, powinnna być na tyle duża, aby nie reagować na bas, ale z drugiej strony, na tyle mała, by układ miał sens......

Czy ktoś może próbował już czegoś takiego?
Wydaje mi się to sposób mniej "energożerny" od rezystorów w katodzie.

Pozdrawiam

[Teslacoil]

Może się mylę, ale tu jeśli już, to składową stałą Ia należałoby stabilizować. Przekładnik transformatorowy więc odpada.

[Romekd]

Witam.
Sprawa nie jest tak prosta, jakby się mogła wydawać. W układach pomiarowych stosuje sie dwa rodzaje przekładników prądowych. Najprostszymi z nich są przekładniki prądu zmiennego, które są niczym innym jak specjalnie zaprojektowanymi transformatorami, pracującymi w warunkach zbliżonych do zwarcia (ich uzwojenie pomiarowe potrafi stanowić ułamek zwoju). Niestety, nie można nimi mierzyć prądów stałych. Są co prawda budowane specjalne przekładniki prądowe pozwalające mierzyć prądy stałe, ale ich zasada działania oparta jest na wykorzystaniu transduktora, przez uzwojenie wtórne którego przepuszczany jest prąd zmienny, którego wartość jest uzależniona od poziomu nasycenia rdzenia, który skolei jest zależny od poziomu prądu stałego przepływającego przez uzwojenie pomiarowe. Tak więc stosowanie przekładnika do układu kontroli prądu spoczynkowego lampy 6C33C wydaje się pomysłem dość kontrowersyjnym.

Pozdrawiam,
Romek

[WitekJ]

Przekładnik to lekka przesada - wystarczy dać opornik katodowy o małej wartości (praktycznie nie wpływający na działanie lampy) i zbierać z niego napięcie jako sygnał wejściowy regulatora polaryzacji siatki tej lampy.

ich uzwojenie pomiarowe potrafi stanowić ułamek zwoju

Liczba zwojów jest zawsze całkowita. Jeden zwój to po prostu przewód przewleczony przez okno rdzenia przekładnika. Jest to typowe rozwiązanie stosowane chociażby w rozdzielniach NN przy pomiarze prądu od kilkudziesięciu amperów w górę.

[Pyra]

Romekd.
Ja chciałem go włączyć przed prostownikiem, więc przepływał by przez niego właśnie prąd przemienny.
Biorąc pod uwagę, że lampę mocy zasila się z osobnego uzwojenia, gdyż sterowanie wymaga wyższych napięć zasilania (z reguły) to mamy praktycznie pomiar Ia lampy końcowej.
Teslacoil
No właśnie o stabilizację składowej stałej mi chodzi...
WitekJ
Też mi się tak na początku wydawało, okazało się jednak, że ten opornik to by musiał być całkiem spory, aby uzyskać rozsądne napięcie sterujące.
Zwój to 360 stopni, prosty odcinek przewodnika to ułamek zwoja.....

Widziałem kiedyś rozwiązanie polegające na zastosowaniu szeregowych diod zenera w ukłądzie polaryzacji, które to diody zwiększały wachania napięcia sterującego, przy zmianach napięcia zasialania, ale to rozwiązanie uniezależniało prąd anodowy tylko względem napięcia sieci, ja chciałem pójść dalej.

Nagryzmoliłem taki uproszczony schemacik....
Ponadto wydaje mi się, że sam filtr anodowy (tutaj C5) zapewnia wystarczającą stałą czasową, aby układ nie reagował na wzmacniane dźwięki a tylko na pływanie prądu podczas pracy.

Pozdrawiam

[Romekd]

Witam.

Liczba zwojów jest zawsze całkowita. Jeden zwój to po prostu przewód przewleczony przez okno rdzenia przekładnika. Jest to typowe rozwiązanie stosowane chociażby w rozdzielniach NN przy pomiarze prądu od kilkudziesięciu amperów w górę.

W znaczeniu elektrycznym tak oczywiście jest, choć wizualnie to zwój ten wygląda jak literka "C", lub prosty odcinek drutu przechodzący przez rdzeń przekładnika.
W cewkach, których rdzenie nie są magnetycznie zamknięte, można stosować "ułamkowe" ilości zwojów, więc ogólne stwierdzenie, że "liczba zwojów jest zawsze całkowita" jest w ich przypadku błędne.

Ja chciałem go włączyć przed prostownikiem, więc przepływał by przez niego właśnie prąd przemienny.
Biorąc pod uwagę, że lampę mocy zasiala się z osobnego uzwojenia, gdyż sterowanie wymaga wyższych napięć zasialania (z reguły) to mamy praktycznie pomiar Ia lampy końcowej.

Przepraszam, nie doczytałem dokładnie . Wydaje mi sie jednak, że pomysł i tak nie jest najlepszy, gdyż na wyjściu tak włączonego przekładnika będziesz otrzymywał napięcie, którego wartość będzie ulegała bardzo dużym zmianom podczas wahań napięcia sieci elektrycznej (przeładowywanie się kondensatorów filtru). Dodatkowo napięcie z przekładnika będzie silnie zniekształcone na skutek "impulsowego" działania diod w prostowniku, oraz będzie zawierało wszelkie śmieci o częstotliwościach różniących się od 50Hz, których niemało jest w sieci. Obawiam się, że zakłóceń tych nie da się w skuteczny sposób wyeliminować (chyba że zastosujesz filtr o bardzo dużej stałej czasowej).

Pozdrawiam,
Romek

[Pyra]

No tak, o śmieciach nie pomyślałem
Tym nie mniej duża stała czasowa, jest "wpisana" w zasadę pracy tego rozwiązania. jeśli w przyszłym tygodniu znajdę chwilę, to może uda mi się wykonać jakiś prototyp i pomierzyć parametry.

Obawiałem się tylko dobrania "odpowiedniej głębokości sprzężenia" ale myślę, że dobranie odpowiedniego Rp powinno załatwić sprawę, jeśli nie, to może dam równolegle potencjometr?.....

na wyjściu tak włączonego przekładnika będziesz otrzymywał napięcie, którego wartość będzie ulegała bardzo dużym zmianom podczas wahań napięcia sieci elektrycznej

Ale zauważ Romku, że przy wahaniach napięcia sieci, zmieniać się będzie również prąd anodowy, co min. ma kompensować ten układ.

W zasadzie można by chyba ten układ nazwać ujemnym sprzężeniem zwrotnym dla składowej stałej..... tak myślę...

Pozdrawiam

[Romekd]

Niestabilność ("pływanie") prądu spoczynkowego lampy 6C33C (ta związana z nagrzewaniem się jej elektrod) jest tym większa, im mniejszą opornością wyjściową charakteryzuje się zasilacz napięcia anodowego. Najgorzej sprawa przedstawia sie w sytuacji, gdy do zasilania diabełka wykorzystujemy napięcie stabilizowane (stabilizator o bardzo małej impedancji wyjściowej) i sztywną polaryzację lampy przy pomocy minusa siatki. Najmniej "kaprysy" lampy dają się we znaki przy polaryzacji automatycznej, zrealizowanej przy pomocy rezystora katodowego (niestety duże straty mocy), lub (i) przy zasilaniu wzmacniacza z zasilacza, posiadającego rozbudowane filtry RC lub LC, które jak wiadomo znacznie podnoszą jego oporność wyjściową dla składowej stałej.
Jeżeli ktoś zamierza zasilać lampę napięciem stabilizowanym, to powinien wziąć pod uwagę możliwość zastosowania układu automatyki, który analizując składową stałą, odkładającą się na małej wartości rezystorze katodowym (np. 1R), będzie odpowiednio korygował wartość ujemnego napięcia siatki, zapewniając w ten sposób stałą wartość prądu spoczynkowego. Można też zastosować do stabilizacji prądu odpowiednio zaprojektowany zasilacz o ustalonej (minimalnie wyższej w stosunku do potrzeb) wartości napięcia wyjściowego i ograniczniku prądu, stabilizującym prąd wyjściowy na wartości odpowiedniej do potrzeb układu, w którym pracuje lampa 6C33C.
Ja w pierwszym wzmacniaczu zastosowałem rozwiązanie pośrednie – zasiliłem lampę napięciem anodowym stabilizowanym, a w obwód katody włączyłem precyzyjne źródło prądowe, zablokowane dla składowej zmiennej kilkoma kondensatorami, a dla zmniejszenia strat mocy w źródle prądowym zastosowałem dodatkową polaryzację siatki lampy napięciem ujemnym, którego wartość dobrałem w taki sposób, by na źródle w katodzie uzyskać napięcie 15V. Układ działał bardzo stabilnie zapewniając lampie prąd spoczynkowy o wartości 220mA, z dokładnością dużo lepszą od 1%.

Pozdrawiam,
Romek

[Pyra]

Brałem te rozwiązania pod uwagę.
Do zastosowania automatycznej polaryzacji zniachęciły mnie dość spore straty mocy, które i tak przy tej lampie są duże.

Źródło prądowe wpięte w katodę jest dość atrakcyjnym rozwiązaniem z wielu powodów, ale..... półprzewodniki. do tej pory starałem się ograniczyć ich obecność do prostownika. Ale brałem takie rozwiązanie pod uwagę.
Wszelkie układy automatyki odrzuciłem z powyższych względów od początku (może dlatego że mam tego dosyć w pracy )

Romku, co do pierwszej części wypowiedzi, to właśnie zauważyłem, że podczas pomiarów lampa zachowywałą się inaczej przy zasilaniu klasycznym, a inaczej przy zasilaniu ze stabilizatora, tutaj faktycznie pływanie było większe.
Muszę się przyznać, że wyciągnąłem takie same wnioski. Zauważyłem, że duża rezystancja wyjściowa zasialcza powoduje spadek napięcia zasilania przy zwiększeniu poboru prądu przez lampę, co trochę ogranicza zjawisko pływania.
Zauważyłem też inne zjawisko, a mianowicie wpływ obciążenia trafo prądem anodowym, na zmiany napięcia polaryzującego. Zmiany te są dość małe tym niemniej pogłębiają jeszcze efekt niestabilności. Początkowo chciałem napięcie polaryzacji uzyskiwać z oddzielnego transformatora, ale to też nie załatwiało całości problemu. Wpadłem więc an taki pomysł.
Ze względu na to, że jest to swego rodzaju ujemne sprzężenie zwrotne, więc myślę, że nie powinno być większych problemów przy uruchamianu. Ale zawsze "diabeł" tkwi w szegółach
Myślałem też że ktoś może spotkał się z takim rozwiązaniem, i że "wyważam otwarte drzwi" .....

Pozdrawiam

PS: Myślałem o czymś takim

[Romekd]

Układ wydaje się być całkiem sensowny. Dla obniżenia poziomu "śmieci" można by za mostkiem prostowniczym, a przed kondensatorem zastosować dławik. Zresztą układy zasilające wzmacniacze triodowe SE powinny mieć bardzo dobrą filtrację tętnień, co bez dławika (ewentualnie stabilizacji) jest dość trudne do osiągnięcia. Zastanawiam się nawet, czy nie dałoby się wykorzystać samego dławika do realizacji Twojego pomysłu. Gdyby np. nawinąć na nim dodatkowe uzwojenie i dobrać odpowiednio pierwszy kondensator filtru CLC, to napięcie wyjściowe z tego dodatkowego uzwojenia byłoby proporcjonalne do napięcia tętnień na pierwszym kondensatorze filtru (zakładam, że na drugim poziom tętnień byłby znikomy), a tętnienia te byłyby w pewien sposób proporcjonalne do wartości prądu pobieranego z zasilacza. Może dałoby się to wykorzystać?

Pozdrawiam,
Romek

[Pyra]

Oczywiście filtr anodowy na moim schemacie jest uproszczony do minimum, nie on był celem
Dzięki za podpowiedź z dławikiem. Nie pomyślałem na początku o tym, choć zakładam użycie dławików do filtracji zasialania.
Według moich przemyśleń, pierwszy kondensator musiał by być stosunkowo mały a drugi proporcjonalnie większy, wtedy tętnienia prądu mogły by mieć wystarczającą amplitudę.
A może wyjściem by było zastosowanie układu z dwoma dłąwikami. No tak ale to znowu konieczność stosowania sporych dłąwików...
Na razie jednak nie wiem jakie parametry uzwojeń dławika były by odpowiednie.

Zastosowałem takie umieszczenie trafka, gdyż mógłbym zastosować zwykłe trafko sieciowe małej mocy, nie była by wymagana szczelina. A na razie nie chcę popadać w zbędne koszta......

Pozdrawiam
Sławek

PS: gdyby układ działał,...... a nikt go przedtem nie wymyślił.... może byłby to mój mały wkład w "lampiarstwo"

[Piotr]

Jakoś nigdy nie pojawiły mi się problemy z tą lampą, chociaż istotnie, parametry bardzo pływają.
Domyślam się, że chodzi o pojedynczy stopień klasy A.
Wystarcza polaryzacja z opornika katodowego, przynajmniej częściowa. Również półprzewodnikowe źródło prądowe uważam za dobre rozwiązanie. Przecież nie wchodzi ono w tor sygnałowy, jeżeli jest zablokowane kondensatorem. Strata mocy nie jest aż tak dotkliwa, przynajmniej dla mnie.
Dodatkowo zasilacz o sporej rezystancji wenętrznej, który w klasie A nie powoduje żadnych zaburzeń w pracy układu.

Rozumiem jednak, że niektórzy nie chcą poprzestać na klasycznych, sprawdzonych rozwiązaniach, co im się z resztą chwali.
Co do porzedstawionego pomysłu - Mam pewne obawy co do jego stabilności. Kiedyś próbowałem regulować w podobny sposób punkt pracy pentody mocy (tyle, że parametrem sterującym był poziom wysterowania) i skutki nie były warte zachodu...
Zwróćcie uwagę, że prąd rzeczywistego stopnia w klasie A wcale nie jest stały w funkcji poziomu wysterowania.

Tyle głosu konserwatywnego.
Powodzenia w poszukiwaniach

[Pyra]

Oczywiście, mam zamiar to zastosować do pojedynczej lampy w klasie A, tam wzrost prądu w stosunku do obciążenia jest stosunkowo niewielki, ponadto odpowiednie stałe czasowe powinny załatwić sprawę..... mam nadzieję.
Ja też się boję braku stabilności, ale to tylko na początku...
Mam zamiar najpierw troszkę policzyć, a potem zastosować nadmierowe parametry, z potencjometrami, aby mieć możliwość regulacji.
Wydaje mi się, że najtrudniejsze będzie ustalenie proporcji pomiędzy napięciem stałej polaryzacji a tym zależnym od prądu anody.

Pozdrawiam.

PS: Dzięki za słowa zachęty

[Piotr]

Właśnie stałe czasowe niepokoją mnie najbardziej.
Zwróć uwagę na to, że sygnał sterujący pobierasz sprzed filtra zasilacza, który wprowadzi bardzo duże rozmycie czasowe. Czy przypadkiem nie za duże? Stałe czasowe filtrów zasilania liczy się przecież często w minutach

[Pyra]

Zastanawiałem się też nad tym, ale mam nadzieję, że będą porównywalne z rytmem pływania prądu.
W końcu dibełek to spora lampa i ma dość dużą bezwładność.
Mam też zamiar zastosować filtry CLC, co myślę, skutecznie przefiltruje składową przemienną, przy rozsądnych stałych czasowych.....
Jeśli się nie powiedzie, spróbuję rozwiązania, które zaproponował Romek - z dławikiem o dwu uzwojeniach. Powinno ono wyeliminować przynajmniej pierwszy kondensator, choć poziom "sygnału użytecznego" będzie napewno dużo mniejszy.....

Pozdrawiam