Dobbiamo realizzare velocemente un alimentatore per stadi driver GM70 (alimentati a 400 V)
Usando uno stampato del nostro HT PSU Tube, è stato realizzato un video sul suo impiego:
La progettazione sarà un poco spannometrica, basata sull’ esperienza.
Lo stadio driver di 6E5P
Per definire il progetto del GM70U dobbiamo fare delle prove e velocemente serve una HT per lo stadio driver con 6E5P,come fare?
Il sistema piu veloce è usare uno stampato preesistente nato per queste emergenze.
Usando uno stampato del nostro HT PSU Tube ( PAF007 ).
Mostreremo la procedura per arrivare velocemente al risultato finale (1).
Lo stadio driver di 6E5P
Per funzionare correttamente la GM70U vanno pilotate con un segnale di giusta ampiezza.
Per fare questo impieghiamo uno stadio driver classico e semplice:
Lo stadio viene magistralmente spiegato da Pier in video:
La GM70 viene pilotata dalla 6E5P configurata a tetrodo.
L’ abbiamo impiegata in passato con lo stesso compito con un trasformatore interstadio per pilotare la solita GM70.
La 6E5P è molto quotata nei forum russi… ora sta avendo una discreta diffusione anche in occidente.
Dallo schema vediamo che può essere alimentata da 300–500 V variando una resistenza.
Schema a blocchi alimentatore
Lo schema a blocchi sintetizza l’ alimentatore nelle sue varie funzioni, nel resto dell’ articolo spiegheremo come dimensionarli.
Progettiamo l’alimentatore
Dovendo avere 400 V in uscita usiamo quattro zener in serie da 100 V.
Ipotizzando una tensione di drop di 40 V (caduta mosfet e margine per il ripple) avremo una DC in ingresso di 440 V.
Solitamente i trasformatori che usiamo nei valvolari hanno una caduta da vuoto a carico della tensione del 3%.
Quindi cacloliamo la caduta di tensione ( 440 x 3 / 100 ) = 13,2 V
La corrente I la poniamo a 0,06 A per alimentare due stadi 6E5P.
Ipotizziamo una corrente richiesta dal traformatore doppia quindi 120 mArms.
La resistenza riportata al secondario Rt vale 13,2 / 0,12 = 110 Ohm.
La capacità la fissiamo a 100 u 500 V, ora possiamo procedere alla simulazione:
Sulla scheda montiamo due condensatori da 220 u 400 V in serie (soluzione prevista dal PCB).
Che serve a verificare quanto ipotizzato e ricavare la tensione di uscita e di ripple a carico:
- Vout = 439 Vdc
- Vr = 1,3 Vrms
- Vdc generatore 480 V
La tensione del generatore della simulazione (che è quella a vuoto del trasformatore) si determina con diverse interazioni di simulazione (incrementando il generatore di step di 10 V).
Quindi 480 / 1,41 = 340,3 Vrms arrotondiamo a 341 Vac.
La corrente la dterminiamo sempre con LTS e risulta di 120 mA arrotondiamo a 130 mA.
Riassumendo i dati di questo avvolgimento:
- tensione secondaria 341 Vrms
- corrente secondaria 0,13 A
Parliamo di avvolgimento in quanto non sappiamo ancora come varranno realizzati i progetti dei trasformatori.
La simulazione porta a risultati buoni nella pratica, questo processo è stato utilizzato in centinaia di design (2).
Sapendo che per avere un buon andamento dell’ impedenza di uscita dell’ alimentatore la capacita vale la condizione C2 = 3-4 x C1. Fissiamo C2 a 330 u.
L’ induttanza la realizziamo con un giratore e precisamente il Giratore Light che possiamo vedere nella foro sotto.
Giratore Light
Si tratta di una schedina in tecnologia smd che viene impiegata per filtrare, alimentare, stabilizzare la tensione dei tubi.
Cosa potrà mai servire una simile scheda in smd… è piccola la si può mettere in spazi ristretti:
- per filtare alimentazioni rumorose
- per stabilizzare tensioni anodiche in apparecchiature valvolari antiche
- per sistemare immonde realizzazioni valvolari degli amici
Solitamente la si usa nei preamplificatori o negli amplificatori per cuffia dove gli spazi sono ristretti.
Sotto possiamo vedere lo schema generale, con poche modifiche possiamo ottenere:
- giratore
- stabilizzatore di tensione con feedback
- moltiplicatore capacitivo
La scheda dell HT PSU prevede un connettore per il montaggio del Giratore Light
Usiamo HT PSU Tube
Come abbiamo visto nello schema a blocchi prima, il filtro CLC è seguito da uno stabilizzatore a zener.
Procediamo ora al suo dimensionamento, sapendo di avere una tensione dal raddrizzatore di 298 V, ci teniamo 36 volt di margine.
Ricordiamo che il mosfet del giratore e dello stabilizzatore hanno bisogno di una Vds di almeno 8 V per funzionare correttamente.
Quindi fissiamo la Vout dell’ alimentatore a 400 V realizzabile con uno zener da 200 V e due da 100 V in serie. La tensione di uscita presenterà un minimo di tolleranza, per questo impiego 2 V di differenza sono trascurabili.
Come zener ad alta tensione un’ ottima scelta sono la serie Vishay da 1,5 W ZK4E facilmente reperibile da Farnell.
Gli zener ad alta tensione si trovano facilmente dai distributori a catalogo: un marchio diffuso è la CSC di Taiwan.
Fissando una corrente Iz di 5 mA e sapendo che la tensione di zener totale è di 400 V abbiamo che la tensione ai capi delle resistenza di caduta vale: 439 – 400 = 39 V
Applicando la legge di Ohm la resistenza di caduta vale: R = 39 / 0,005 = 7800 Ohm che realizziamo con due resistenze da 3900 Ohm in serie (previsto sul PCB).
La potenza dissipata vale: Pr = 39 x 0,005 = 0,19 W arrotondiamo a 0,5 W.
Filtraggio LC
Come si vede nello schema a blocchi sopra è previsto un filtraggio LC della tensione di uscita.
Mettiamo un induttanza da 30 H che realizzeremo con il Giratore Light.
Ora non resta che simulare il circuito:
Nella figura sopra possiamo vedere che l’ impedenza ha la risonanza a circa 4 Hz, fuori dalla banda audio.
Risposta in frequenza reg HT
Facciamo ora una veloce simulazione per verificare l’ andamento dell’ impedenza di uscita dello stabilizzatore.
Al variare della capacità di uscita come si comporta l’ impedenza nella parte alta dello spettro. La traccia blu risulta un ottimo compromesso… quindi metteremo in uscita un elettrolitico da 4,7 u.
Conclusioni
Ora che abbiamo tutti i valori dei componenti non resta che realizzare il prototipo e testarlo, ne parleremo in un altra puntata.
Dove procurarsi i PCB?
Il catalogo serve per una consultazione veloce dei kit disponibili.
Saluti Tiziao
(1)Trasformatore rimasto da un antico progetto e ora adibito agli esperimenti di laboratorio grazie ai vari secondari che lo rendono flessibile.
(2) Maggiori approfondimenti sugli alimentatori valvolari li trovate sul libro
