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Schema elettrico alimentatore GM70R

15/01/2022 tiziao GM70R

Introduzione

Trasformatore di uscita e induttanza
Trasformatore di uscita e induttanza

Quella che vediamo di fianco all’ imponente trasformatore di uscita è l’ induttanza di ingresso HT.

Dopo avere delineato la sezione di ingresso dell’ alimentatore HT ora ci servono:

  • schema a blocchi alimentatore generale
  • schema elettrico sezione HT

Schema a blocchi

Schema a blocchi alimentatore
Schema a blocchi alimentatore

Nella figura sopra vediamo una prima bozza dello schema a blocchi dell’ alimentatore.

Al momento ignoriamo l’ alimentazione dello stadio driver(1).

La rete luce passa attraverso un filtro EMC e di protezione dalle sovratensioni(2)

Il primo stadio collegato all’ avvolgimento da 1060 V e il circuito di raddrizzamento e filtraggio anodica.

Il secondo stadio è uno stabilizzatore ibrido da 970 V 0,1 A(3).

Questo stadio verra testato e si deciderà con Montreal se usarlo o implementare altre soluzioni di filtraggio.

Il blocco collegato all’ avvolgimento da 156 V è il negativo di griglia della GM70.

Circuito di raddrizzamento e filtraggio anodica

Anodica ingresso induttivo e filtraggio
Anodica ingresso induttivo e filtraggio

Nella figura sopra vediamo una prima versione del raddrizzatore che proveremo a banco.

I D1– D8 collegati a ponte raddrizzano la tensione proveniente dal secondario ad alta tensione.

Si tratta di diodi a tecnologia SIC da 1200 V con le relative resistenze di equalizzazione della tensione.

La tensione raddrizzata viene inviata a V1 diodo damper 6D22 che viene usato come elemento di ritardo sulla tensione anodica.

Quando a V1 viene appplicata la tensione di filamento inizia a condurre entrando a regime in 30-50 sec, la tensione sul suo anodo sale con una rampa.

La batteria di condensatori C1–C2–C5–C6–C9–C10 serve ad abbassare la tensione anodica e il valore andrà ottimizzato a banco.

L1 da 11 H è l’ induttanza dell’ ingresso induttivo che abbiamo dimensionato in precedenza. Con i condensatori C3–C7–C11 filtra la tensione proveniente dal ponte di diodi.

L’ induttanza L2 e i condensatori C4–C8–C12 formato un ulteriore filtro LC per abbattere il ripple in uscita.

L’ induttanza L4 e C22–C23–C24 sono un ulteriore filtro per la componente RF.

Schema elettrico revisione A

HT PSU GM70R_RevA
HT PSU GM70R_RevA

Il valore del condensatore di filtro dell’ ultima sezione era sbagliato, in realtà deve essere 47 nF da 2000 V.

Realizzazione fisica

Alimentatore HT cablaggio
Alimentatore HT cablaggio

Come si vede in foto è iniziata la realizzazione del tavolaccio usando legno e una specie di masonite (proveniente dagli imballaggi delle lamine SMD).

Lavorando con tensioni alte 1400 V tutto deve essere fissato e non volante per fare le misure in tutta sicurezza.

In questa fase nel ponte raddrizzatore si usano 1N4007 per difficoltà a reperire diodi SIC da 2000 V

Il lavoro prosegue…

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Saluti Tiziao

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Note

(1) Il blocco driver verrà definito durante il test finale e quindi non sono note le tensioni necessarie.

(2) Questo blocco lo realizzeremo quando l’ amplificatore sarà pronto per essere messo nel suo contenitore, la soluzione sarà custom.

(3) I valori sono ancora teorici in fase di test potranno subire variazioni e adattamenti.

Tag: Alimentazione, GM70R |

Alimentazione anodica GM70R

14/01/2022 tiziao GM70R

Introduzione

Iniziamo gli schemi dell’ alimentatore GM70R.

Vedremo i dimensionamenti e le simulazioni.

Il trasformatore alta tensione

GM70R trasformatore HT
GM70R trasformatore HT

Sopra vediamo il trasformatore di alta tensione originale con tutte le misure.

Per la simulazione servono le tensioni a vuoto e le resistenze dei singoli avvolgimenti.

L’ avvolgimento HT eroga 1080 Vac che equivalgono a circa 1500 Vdc dopo il raddrizzamento.

Questa tensione è troppo alta rispetto a quanto ci serve.

Come fare per abbassare la tensione senza rifare il trasformatore?

La soluzione potrebbe essere usare ingresso induttivo con un condensatore poliestere subito dopo il raddrizzamento.

Sono un poco restio ad usare un ingresso induttivo in quanto le induttanze per questa configurazione in passato sono finite nel bidone del ferro (causa incompetenza dell’ avvolgitore).

Mi fido della competenza di Mapelli e procediamo ricavando le caratteristiche dell’ induttanza.

Quali parametri servono:
– valore induttanza
– corrente che attraversa l’ induttanza
– tensione ac ai suoi capi
– frequenza di funzionamento

In questo tipo di circuito esiste un induttanza critica sotto cui non scendere il valore è dato dalla:

Henry = RL / 900
dove RL è la resistenza di carico equivalente data da tensione di uscita dell’ alimentatore e dalla corrente assorbita
980 / 0.1 = 9800 ohm

La corrente è stata arrotondata a 100 mA per comprendere anche la corrente ac.

Da cui abbiamo:
H = 9800 / 900 = 10,88 → 11H

La tensione rms ai capi dell’ induttanza la ricaviamo con una veloce simulazione del circuito VL = 295 Vrms → 300V

Frequenza di funzionamento 100 Hz della tensione raddrizzata.

Anodica ingresso induttivo
Anodica ingresso induttivo

Sopra vediamo il circuito usato per simulare il raddrizzatore con ingresso induttivo.

L’ induttanza

Le caratteristiche dell’ induttanza sono:

  • induttanza 11 H
  • corrente 100 mA
  • tensione applicata ai capi 300 Vrms
  • incapsulare e resinare

Conclusioni

Abbiamo visto come rimediare alla tensione anodica troppo alta e ricavato i dati dell’ induttanza.

Le simulazioni dettagliate e i conti del dimensionamento le lasciamo ad un futuro articolo o nel nascente libro STT.

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Saluti Tiziao

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Tag: Alimentazione, GM70R |

GM70R il punto di lavoro

12/01/2022 tiziao GM70R

Introduzione

Montreal vorrebbe usare l’ amplificatore per un sistema diffusore grande e complesso.

Il tutto pilotato in modo muscolare impiego poco adatto per un SE.

Un PP di KT120 risulterebbe più adatto, cosa possiamo fare con una GM70?

  • avere una buona erogazione di potenza scegliendo bene il punto di lavoro
  • realizzare un alimentatore abbastanza muscolare senza esagerare con il rischio di una gamma alta aspra
  • usare feedback 8/12 db per controllare meglio il carico
  • in fase di sviluppo prevedere anche il pilotaggio con un buffer

Vediamo di ricavare un punto di lavoro per il tubo GM70 che permetta di salvare almeno la parte alimentazione originale.

Datasheet Tubo

GM70 datasheet in inglese.

Simulazione

  • Dalle misure in origine la GM70 lavora:
  • corrente anodica 68 mA
  • tensione di alimentazione 1100 V
  • impedenza carico 12 K
GM70R 68mA 1100V 12K
GM70R 68mA 1100V 12K

Sopra possiamo vedere la simulazione del punto di riposo.


La valvola è in grado di dissipare 125 W con di una durata mille ore, un buon compromesso e lavorare a 80 W.


La simulazione è fatta usando curve captor il cui uso lo potete vedere nel video.


Con questo punto di lavoro otteniamo circa 25 W di uscita con un fattore di smorzamento di 7.

Il trasformatore risultante sarebbe:

  • 30 W input
  • 12 K impedenza primaria
  • Induttanza minima 60 H (per avere 30 Hz in basso)
  • frequenza ti taglio in alto almeno 20 KHz (la prima risonanza deve essere almeno a 40 KHz)
  • 6,3 Ohm impedenza di uscita

Osservando le richieste il trasformatore risulta piuttosto impegnativo

Nel caso si usassero nuclei EI si cade su un nucleo EI135*60.

Il nuovo punto di lavoro

Conveniamo con il cliente di lavorare attorno ai 1000 V e realizzare un amplificatore un poco più raffinato (e meno potente).

GM70 70mA 980V 9500R
GM70 70mA 980V 9500R

Dopo un poco di ragionamenti sulle curve anodiche della GM70 si decide il seguente punto di lavoro:

  • 980 V
  • 70 mA
  • Vgk -100 V
  • 9500 Ohm di carico
  • Av = 627 / 100 = 6,3

Abbiamo circa 21 W con 4 % di distorsione con 100 V in ingresso.

DF di circa 4

Ora dobbiamo definire le caratteristiche del trasformatore di uscita in modo preciso.

Il trasformatore di uscita

Con Montreal abbiamo convenuto di commissionare il trasformatore di uscita alla NORSE di Mapelli.

Ora cerchiamo un prodotto commerciale di alto livello.

Una breve ricerca sul sito Sowter ed ecco quello che cercavamo SA11 :

  • l’ impedenza di ingresso è di 10K molto vicina a 9.5K
  • da notare che danno la risposta di frequenza con carico 16 Ohm (con la migliore distribuzione della corrente nella loro configurazione dei secondari)

Dal sito ricaviamo I parametri fondamentali:
Lp = 60 H
Lsp = 10 mH
Zp = 9500 Ohm
Zs = 6.3
n = √ Zp / Zs = √ 9500 / 6,3 = 39
Ls = Lp × (1/n ) ² = 60 x (1/39) ² = 0.039 H

Il fattore di accoppiamento:
K= √ (1-1 / ( Lp / Lsp )) = √ (1-1 / ( 60 / 10 )) = 0.913

Due conti veloci e abbiamo i parametri per costruire un semplice modello spice del trasfo ad induttanze accoppiate.

SA11 Sowter
SA11 Sowter

Verranno fatte alcune simulazione che confermano quanto ipotizzato (ce ne occuperemo in una successiva puntata).

Trasformatore finale

Alla fine questi sono I dati di ordine del trasformatore di uscita:

  • 70H di induttanza primaria
  • potenza applicata 25W (possibilmente avere piena potenza a 25 Hz)
  • impedenza primaria 9500 Ohm
  • impedenza secondaria 6,3 Ohm
  • 40000 Hz a -3 dB in alto

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Saluti Tiziao

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