GM70

HT MOS Alim e Giratore

07/05/2025 tiziao Designer

Abbiamo diversi amplificatori con GM70 da terminare, per pilotare lo stadio driver ci serve una tensione stabilizzata.

Ci siamo chiesti se è il caso di realizzare un nuovo alimentatore⁽¹⁾?

Decidiamo di esagerare e realizzare su una unica scheda lo stadio stabilizzatore e il giratore in caduta:

tensione massima di ingresso 700 V
tensione di uscita massima uscita 600 V
corrente 100mA massimi
raddrizzamento a ponte o doppia semionda (con presa centrale)
filtraggio CLC
raddrizzamento con diodi SIC in TO220 (possibilità di montare diodi tradizionali)
compatta per uso in un rack 1U montata verticale
stabilizzatore a zener con generatore di corrente
giratore a mosfet in caduta al regolatore
dimensioni 37*160 mm
mosfet in contenitore TO247

Lo schema elettrico

Sopra possiamo vedere lo schema elettrico completo.

La tensione secondaria viene applicata ai terminali TP4-TP5 e mandata al ponte di diodi.

D1-D2-D6-D7 sono dei diodi SIC di tipo STPSC2H12D e costituiscono un ponte raddrizzatore completo.

Montando i soli diodi D1-D2 e collegando la presa centrale a TP7 possiamo realizzare un raddrizzatore a doppia semionda.

I pad dei diodi sono di diametro 1,7 mm per cui possiamo adattare anche diodi di tipo tradizionale.

C1-C2-C10-C11 servono a filtrare i transitori di commutazione dei diodi e vanno scelti in base alla tecnologia del diodo impiegata.

C7-C14 sono i condensatori di filtraggio di ingresso, abbiamo previsto condensatori snap-in D = 18 mm; questo permette di usare condensatori da switching di facile reperibilità.

R4-R13 sono le cosiddette resistenze di “bleeder” che servono ad equalizzare le tensioni fra i due condensatori (e a scaricarli allo spegnimento).

Fra TP1-TP2 possiamo collegare un induttanza esterna di tipo tradizionale per migliorare il filtraggio.

C6-C4-R3-C15-C12-R14 realizzano il secondo banco di filtraggio.

Volendo in alternativa possiamo inserire un induttanza opportuna che con C6-C15 costituisce un passabasso per i disturbi.

L’ alta tensione viene poi applicata allo stabilizzatore a striscia di zener costruito attorno a Q1.

D5-D9-D10 servono a stabilizzare la tensione di uscita dal mosfet; la loro combinazione permette di realizzare la tensione desiderata.

Q3-R7 realizzano un generatore di corrente costante per alimentare gli zener.

In questo caso non serve la resistenza di limitazione.

D4 serve a proteggere il mosfet all’ accensione.

C22 e i condensatori in parallelo agli zener sevono a filtrare il rumore degli zener.

La cella R11-C18-R12 introduce un drastico filtraggio alla tensione applicata al gate di Q1.

R6-D7 proteggono il gate del mosfet.

C5-C3-R2-C17-C19-R15 filtrano la tensione in uscita dallo stabilizzatore.

Q2 è il cuore di un classico giratore (link).

C8-R8-C20-R16 con il giratore realizzano un filtro LC passabasso.

C9 serve a linearizzare l’ impedenza di uscita.

Lo stampato

Sopra vediamo il master del PCB (in arrivo da JLCPCB) venuto piuttosto compatto.

Per rimanere compatti nonostante gli isolamenti si sono impiegati componenti tradizionali e SMD.
Le resistenze di bleeder sono previste sul lato B come nei capacitor bank.

Conclusioni

Aspettiamo il PCB per i test finale e le piccole ottimizzazioni che si renderanno necessarie.

Saluti Tiziao

Note

(1) Il giratore per filtrare le alimentazioni valvolari ha dato ottimi risultati nella pratica quotidiana.

Introduzione

Ci sono molte richieste per farsi SE di GM70 e schemi relativi.

Alcuni Elettronici Entusiasti si sono comprati i PCB disponibili e si sviluppano la loro versione.

Vediamo un attimo di fare il punto dei progetti del forum PAF.

Stato dell’ arte

GM70R e GM70C hanno molto in comune e siamo vicini alla realizzazione finale.

I PCB sono arrivati tutti, ora va fatta la revisione finale dei progetti.

Progetti GM70

Attualmente in sviluppo abbiamo:

GM70R Blog, Forum
GM70U Blog Forum
GM70C Blog Forum
GM70 PP

Articoli su GM70

Tutti gli articoli sono raccolti in questa pagina.

GM70R

Revisione di apparecchio di un cliente personale…. sta nascendo un apparecchio complesso e di grandi prestazioni (nelle premesse).

Tutti gli stadi sono pronti il passo successivo è iniziare il debug del prototipo.

GM70U

Apparecchio di buone prestazioni a prezzi umani, lo scoglio maggiore era un il trasformatore di uscita.

Un TU da 10K di buone prestazioni e prezzo abbordabile è merce rara.

Lo scoglio sembra superato con il TU024.

GM70C

SE di GM70 dual mono di un forumer.

Come TU usiamo TU024 e alcuni PCB del forum.

Gli schemi sono alla revisione finale.

GM70 PP

Questo è un progetto in divenire ci sono solo schizzi sulla carta da “pescivendolo”

Saluti Tiziao

Designer Alim. HT Lin. Giratore

27/04/2022 tiziao Designer

Con un mosfet e una manciata di componenti possiamo avere un induttanza di alto valore.

Il giratore viene spesso usato per filtrare alimentazioni ad alta tensione negli apparecchi a tubi.

Comodo per upgrade e modding di apparecchiature esistenti.

Impiegato anche in apparecchiature commerciali di fascia alta per filtrare le alimentazioni.

Schema elettrico e PCB

Questa scheda è in uso nei nostri laboratori da anni, e non è mai presentata.

Da questo PCB sono poi derivate decine di versioni e varianti di alimentatori per tubi termoionici.

Sopra abbiamo lo schema dove si vedono i pochi componenti che servono per realizzare il giratore.

Quelli segnati come NF non vanno montati.

Il mosfet Q1 è il componente principale per gestire la potenza.

La rete R2-R3-C2-R1 realizza la funzione di giratore dove C2 è l’ elemento reattivo.

R10-D1 servono a proteggere il gate da tensioni pericolose.

D5-D6 sono diodi di protezione del mosfet.

Il condensatore poliestere C3 da 100 n, migliora l’ andamento dell’ impedenza nella parte alta dello spettro audio e a cortocircuitare a massa le componenti RF.

Alim HT Lin Giratore disposizione componenti

La disposizione componenti, vanno montati solo i componenti in verde.

Visto che nel giratore viene impiegato un solo polo in entrata e uno in uscita, va collegata anche la massa.

Si può rinunciare alle morsettiere e saldare direttamente i fili.

Nella foto sopra possiamo vedere il giratore assemblato, con I pochi componenti che servono.
Il dissipatore montato non è quello previsto, quindi è stato fatto qualche aggiustamento per fissarlo.

Il mosfet è stato isolato per non avere l’ alta tensione sul dissipatore.

Sul lato saldature, la vite di fissaggio viene abbastanza vicina alla pista; conviene isolarla una rondella di plastica.

In realtà lo stampato non era previsto per uso di una vite M3, ma per la saldatura dei perni del dissipatore .

L’ induttanza equivalente è data dalla:

L = R1 x R3 x C2

L = 330000 x 15 x 10 x 10^-6 = 50 H

La resistenza di uscita è data dalla:

Rout = R1 x (1 + R2 / R3)

Rout = 15 x (1 + 330000 / 330000) = 30 Ohm

Nel dimensionamento sopra si calcola il giratore per avere un induttanza di 50H e la sua resistenza serie è di 30 Ohm e simuliamo con LTspice.

Il circuito rappresenta una situazione abbastanza tipica di impiego dove:

R2 è la resistenza equivalente vista verso il raddrizzatore
C2 è la prima capacità di filtro dopo il raddrizzatore
I1 è un carico a corrente costante di 200 mA
C1 è la capacità di filtro di uscita
.

Simulando si vede che il picco di risonanza si mantiene attorno ai 5 Hz.

Dal diagramma possiamo vedere che I 100 Hz sono attenuati e le armoniche in pratica vengono bloccate.

Il circuito che sarà possibile scaricare prevede il possibile step dell’ induttanza e del condensatore di uscita.

Variando la capacità di C1 in pratica si ha un minimo cambio del picco di risonanza.
Un ottima strategia è evitare condensatori con capacità enormi per C1 e distribuire dei 22u nei punti dove l’ utilizzatore assorbe maggiore potenza.

Come ad esempio nelle vicinanze delle valvole finali. Il 22u 450V è un 15 x 25 p = 10 mm è piccolo permette di fare dei collegamenti corti e si inserisce facilmente in apparecchiature compatte.

GM70 LoSfizio impedenza alimentatore con giratore

Sopra vediamo un altra applicazione pratica si tratta dell’ alimentatore di un amplificatore GM70 che eroga circa 750V e una corrente di 0.1 A per canale.
Il filtraggio di ingresso C1-L1-C2 e di uscita L2-C3 sono stati ottimizzati al massimo.

Durante lo sviluppo ci si è chiesti perchè non usare un giratore per la seconda sezione?
Nello schema possiamo vedere che L3 50 H rappresenta l’ induttanza equivalente del giratore e C4 22 uF valore adatto per questo valore di L3.

GM70 LoSfizio impedenza alimentatore con giratore grafico

Sopra possiamo vedere le risposte in frequenza delle due sezioni a confronto:
V(a) filtraggio con componenti tradizionali che presenta una risonanza a 5 Hz ed è correttamente dimensionato
V(b) filtraggio con giratore presenta un picco maggiormente accentuato a 5 Hz, dopo un attenuazione maggiore di circa 8dB rispetto all’ altra soluzione.
Nelle simulazioni sono state inserite anche le resistenze serie.
In questa applicazione con il giratore abbiamo ottenuto una buona riduzione di spazio occupato e la capacità è diminuita di 1/4.
Visto che il circuito lavora a 750V meglio impiegare un mosfet da 1000V quale IRFPG40 in TO247.

Resta sottinteso che I condensatori dovranno essere della tensione adeguata.

Sopra il circuito del giratore, in pratica con la corrente di 0,1 A abbiamo una potenza dissipata di 0.92 W.

La caduta ai capi del mosfet è di circa 11 V e conoscendo la corrente richiesta in uscita possiamo facilmente calcolare la potenza dissipata e di conseguenza il dissipatore.

Articoli e video relativi al giratore

Come si diceva ad inizio articolo questa scheda ha dato inizio alla saga dei giratori.

Sotto link di una versione doppia

Dove procurarsi i kit e i PCB?

Per avere il PCB o il kit

Il catalogo serve per una consultazione veloce dei kit disponibili.

Saluti Tiziao

GM70U l’ amplificatore SE umano

31/10/2021 tiziao GM70U

Un amico passato in laboratorio ha visto il tavolaccio dell’ amplificatore GM70R:

Chiede se fosse possibile realizzare un amplificatore GM70 diciamo umano come costi e dimensioni.

La GM70 come tubo ha un enorme fascino e invoglia a costruirsi un amplificatore.

Persone con poca esperienza vogliono cimentarsi e tentarle di scoraggiarle si ottiene l’ effetto contrario.

Siamo in presenza di tensioni pericolose letali e di costi impegnativi.

Il solo kit magnetico dovrebbe essere di 600/700 € sicuramente economico rispetto al GM70R dove i soli trasformatori di uscita costano 900€.

Il contenitore è impegnativo in quanto le parti magnetiche sono pesanti.

Riusciranno i nostri eroi nell’ ardua impresa.

Lo schema elettrico di partenza

In realtà ad una realizzazione simile pensavamo da tempo, avendo anche una traccia come schema elettrico.

Nel mitico libro russo sulle valvole abbiamo trovato il seguente schema:

Lo schema è piuttosto interessante e utilizza soli due stadi:

driver di 6E5P connessa a tetrodo. Lo stadio deve generare 120-150 Vpp restano dubbi sulla distorsione prodotta.
il tubo finale GM70 lavora con una tensione di 850 V non è chiaro il punto di lavoro (lo ricaveremo strada facendo)
il collegamento dei filamenti è piuttosto interessante anche se nessuno ne ha spiegato in modo chiaro il funzionamento (forum russi compresi)

Il trasformatore di uscita

Il componente più impegnativo in termini di costo e prestazioni è il trasformatore di uscita.

A memoria ci sembra di ricordare che l’ avvolgitore di fiducia ha avvolto un trasformatore adatto all’ uso.

Siamo in attesa della risposta dell’ avvolgitore sull’ esistenza di un prototipo TU024, in alternativa lo avvolgiamo altrove.

Si tratta di un vecchio progetto di trasformatore per questa classe di amplificatore mai costruito in pratica.

Frutto di un enorme lavoro di dimensionamento e simulazione deve solo essere concretizzato.

Come sviluppare il GM70U

La realizzazione di un prototipo non risulta difficile basta accroccare e adattare le varie parti disponibili.

TU024 trasformatore di uscita

Basta ritirarlo dall’ avvolgitore e verificarne le prestazioni poi si decide come procedere.

Stadio driver 6E5P

Del driver abbiamo disponibili il PCB.

Il circuito è stato presentato in video da Pier:

La valvola deve solo essere cablata.

Alimentatore

GM70 occorre decidere che soluzione adottare va un attimo meditato
Alimentazione driver come possiamo vedere dalle foto esistono diverse soluzioni
Filamenti da provare in AC, nel caso di DC ci sono diverse soluzioni disponibili anche con stabilizzatore

Tirando le somme

Vanno raccolte le idee e i materiali e poi si può procedere con il prototipo.

Dove procurarsi i PCB?

Il catalogo serve per una consultazione e acqusito dei kit disponibili.

Saluti Tiziao

GM70 Progetti Indice

6080 Stabilizer 970 V 0,1 A

30/10/2021 tiziao GM70R

Introduzione

Durante lo sviluppo dell’ amplificatore GM70R prende vita uno strano stabilizzatore ibrido.

L’ alimentatore è in grado di erogare 980 V 100 mA, indispensabili per uno stadio mono di GM70.

Andiamo ora a svelare il tutto.

Schema elettrico

Lo spunto iniziale arriva da una application note di Linear Technology dove viene mostrato lo schema di figura:

Il prototipo è stato presentato in due video:

Schema di Partenza

Sopra vediamo lo schema di base da cui si è sviluppato il progetto.

Simulazione

6080 Stabilizzatore risposta all' impulso — 6080 Stabilizzatore risposta all’ impulso

Sopra vediamo la risposta dell’ alimentatore ibrido all’ impulso.

La simulazione è stata fatta con LT6080 in quanto il modello LTS funziona correttamente (a differenza dei modelli 317).

Sotto possiamo vedere lo schema elettrico completo dello stabilizzatore.

Sopra possiamo vedere anche lo stampato di generose dimensioni visti gli isolamenti.

RT1, RT2 e RT3 ntc che servono a limitare la corrente dell’ inrush.
Sono in serie visto che si lavora con una tensione di ingresso superiore ai 1000 V.

RV1 ha una tensione di intervento di 1200 V protegge la scheda dai picchi di tensione presenti in ingresso.
I condensatori elettrolitici da 150 uF 400V C3, C4 e C9 filtrano la tensione di ingresso.

R6, R11 e R17 sono le resistenze di bleeder che servono ad equalizzare la tensione ai capi dei condensatori elettrolitici.
C2 serve a filtrare I residui di rumore e RF.
V1 triodo 6C19 è il cosiddetto elemento serie nella versione a bassa tensione dello stabilizzatore.
V2 doppio triodo 6080 viene usato nella versione ad alta tensione in alternativa a 6080.
R1, R2 e R3 sono le resistenze di griglia che vanno montate vicino al tubo e permettono di abbattere I potenziali disturbi che entrano nel tubo.

R5, R10, R15 e R19 costituiscono un minimo carico per la tensione all’ ingresso del regolatore di tensione LT1085.
U1 è il cuore del sistema si tratta di un regolatore a 3 pin variabile di produzione Linear Technology.
RP1 serve a regolare finemente la tensione di uscita.
R7 e RP1 costituiscono la resistenza “alta” del partitore di regolazione di tensione.
R12, R16, R20 e R22 sono la resistenza bassa del partitore di regolazione.

Il trimmer solitamente lo si mette nella resistenza bassa in questo caso abbiamo preferito il contrario per avere poca tensione ai suoi capi.
Le resistenze sottoposte ad alto potenziale sono state frazionate in serie per avere maggior sicurezza evitando componenti speciali.
R9, R15 e R21 non vengono usate sono state messe per futuri sviluppi.
C7 serve a migliorare la reiezione del ripple ed eventualmente giocare sul tempo di salita del regolatore.
D1 serve a proteggere il regolatore LT1085 da picchi pericolosi ai suoi capi.
C1, C6 e C10 servono a filtrare la tensione di uscita del regolatore.
R4, R13 e R18 sono le relative resistenze di bleeder
R8, C8 servono a linearizzare l’ impedenza nella parte alta dello spettro audio; vanno determinati in modo sperimentale
D3 protegge l’ alimentatore dai carichi induttivi.
C5 serve a stabilizzare il regolatore e a rendere bassa l’ impedenza di uscita per la RF

Sopra possiamo vedere la scheda in fase di montaggio… dopo passeremo al collaudo.

Assemblaggio Scheda

Nel caso si usi un tubo 6080 i filamenti vanno collegati con due corti spezzoni di filo.

Impedenza di uscita

L’ impedenza di uscita viene simulata in questo articolo ed molto lineare in funzione della frequenza.

Dove procurarsi i PCB?

Per avere il PCB o il kit.

Il catalogo serve per una consultazione veloce dei kit disponibili.

Saluti Tiziao

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