Monday, March 11, 2019

Układ "soft start" do B+ wzmacniacza lampowego bez lampy prostowniczej

Nie każdy wzmacniacz lampowy ma lampę prostowniczą do wysokiego napięcia B+ podawanego na anodę lampy elektronowej.
Czasem po prostu jest to niepraktyczne, czasem niemożliwe, czasem chodzi po prostu o oszczędności przy produkcji.

Zwykle lampa prostownicza wiąże się z dławikiem tłumiącym tętnienia wysokiego napięcią.

Lampa prostownicza nie pozwala na stosowanie dużego kondensatora pierwszego po prostowniku lampowym, gdyż może dojść do uszkodzenia lampy przy starcie przez duży chwilowy pobór prądu przez taki kondensator o dużej pojemności.
Zamiast stosować np. kondensatory 220uF/350V trzeba zastosować 32uF czy nawet 4uF, jak podają niektóre karty katalogowe lamp prostownicznych.
Skoro nie można filtrować tętnień napięcia po prostowniku dużą pojemnością kondensatorów, trzeba to robić dławikiem typu 5H, 10H czy nawet 20H, a to kosztuje i zajmuje dużo miejsca w urządzeniu.
Dlatego zazwyczaj mamy zwykły półprzewodnikowy mostek prostowniczy i potem filtrowanie C-R-C na dużych kondensatorach elektrolitycznych (w B+ "duży" oznacza zwykle 100uF-330uF/350V/500V)

Oznacza to, że natychmiast po włączeniu wzmacniacza, mamy podawane na jeszcze zimne lampy, wysokie napięcie na anodę, które wyrywa elektrony z zimnej katody lampy, znaczenie skracając jej czas życia.
Lampa prostownicza wraz z powolnym rozgrzewaniem się, stopniowo podwyższa napięcie B+ i ten proces potrafi trwać kilkadziesiąt sekund, co jest wystarczające dla innych lamp, żeby się rozgrzały.

Jak temu problemowi prostowników półprzewodnikowych zaradzić?

Jest kilka sposobów, ale najlepszym wydaje się układ opóźnionego startu B+ (30 sekund) połączony z układem stopniowo podwyższającym napięcie B+ (kolejne sekundy).

Taki układ znalazłem w postaci kitu DIY w amerykańskiej firmie K&K AUDIO:
http://www.kandkaudio.com/other-kits/#top

"Soft Start KIT". Ja wybrałem wersję "high current" dla prądu do 500mA.






Pomysłem jest zaaplikowanie kitu do mojego wzmacniacza Audio Note OTO SE Signature.

Mamy tutaj 4 lampy EL84, dwie lampy ecc83 i jedną lampę ecc82. Część RIAA/Phono jest zasilana z innego transformatora więc nie podlega regulacji przez jeden układ.

W sumie mamy pobór prądu z B+ około 4x55mA+2x1mA+2x8.5mA czyli w sumie około 240mA.

Układ wymaga zasilania napięciem AC od 6V do 12V, więc z grzania lamp.





Po dwóch godzinach pracy i bardzo precyzyjnym lutowaniu, układ jest gotowy. Jak się to już robiło wcześniej, to kolejna płytka PCB to 45 minut pracy lub krócej. Ja lubię wszystko sprawdzać dwa razy.

Wyzwanie, które mnie czeka, to niezwykle ciasna obudowa wzmacniacza. Może być problem z umieszczeniem układu w środku!

Jako, ze kupiłem dwa identyczne układy, jeden postanowilem wypróbować w wiekowym Audio Note P1SE mojego przyjaciela, który i tak trafił do mnie po awarii lampy EL84 i spalonych rezystorach.

Zainstalowałem płytkę w napięciu B+ po pierwszym kondensatorze fitrującym i rezystorze szeregowym 47ohm. To jeszcze część wspólna dla obydwu kanałów stereo.

żeby po wyłączeniu zasilania nie pozostawało napięcie na pierwszym kondensatorze fitrującym, dałem jeszcze 100k rezystor do masy (bleeder). Nie dało się włączyć z układem w tor B+ po drugim kondensatorze bez przecinania ścieżek sygnałowych na płytce PCB.
Działa to jednak dobrze po dodaniu rezystora do masy.

Testy:

Na filmie widać jeszcze pozostałe z poprzedniego włączenia niewielkie napięcie na B+



Samą płytkę przymocowałem to transformatora głośnikowego w najchłodniejszym miejscu wzmacniacza.
Rozstaw otworów w transformatorze był nieco inny niż na płytce soft-start, ale znalazłem rozwiązanie.
Dolny otwór jest mocowany na sztywnym metalowym słupku, górne mocowanie jest na słupku gumowym, elastycznym, używanym do tłumienia drgań.

Zasilanie płytki 6.3V idzie z grzania lamp mocy 6.3V AC.

Jak to działa?

Po włączeniu zasilania wzmacniacza, lampy się grzeją i po 30 sekundach przekaźnik włącza zasilanie wysokiego napięcia B+. W ciągu następnych około 8 sekund napięcie B+ rośnie do pełnej wartości ok 280V DC. Proces wzrostu napięcia zaczyna się wolno i potem znacznie przyspiesza.

Bardzo mi się podoba to rozwiązanie i na pewno zwiększy czas życia lamp!

3 comments:

  1. A myślałeś żeby np termistor NTC co zmniejszy prąd udarowy na dzień dobry albo od razu zrobić płytkę ze stabilizacją na mosfecie ?

    ReplyDelete
  2. Bardzo ciekawy artykuł. Warto było tutaj zajrzeć

    ReplyDelete