Alimentatore Stabilizzato 0~500volt 100mA da laboratorio

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EF80
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Alimentatore Stabilizzato 0~500volt 100mA da laboratorio

Messaggio da EF80 »

Progettando e sperimentando circuitazioni valvolari spesso viene la necessita’ di avere un’alimentatore d’anodica regolabile a piacimento con cui alimentare i propri circuiti sperimentali, girando su internet si trovano diversi schemi tutti basati su circuiterie a stato solido, alcuni anche parecchio complicate. Io ho provato a realizzare, nel tempo, diversi alimentatori ma dopo un po’ di uso mi sono accorto che non rispecchiavano le mie esigenze sopratutto transistor e FET risultano essere troppo “fragili” se messi a maneggiare alte tensioni, o meglio per un circuito statico o un circuito che pilota un carico fisso vanno benissimo i problemi sorgono quando devi andare ad alimentare circuiti ignoti, al minimo imprevisto (corto circuito o scarica di un condensatore, etc) ti saltano i finali, e allora vai smonta mezzo alimentatore e riparalo… e le protezioni da corto sono sempre troppo “lente” intervengono staccando tensione all’uscita ma il danno all’alimentatore e’ gia’ avvenuto. Inoltre i finali vanno dissipati generosamente con radiatori immensi.

Quindi a conti fatti per un’alimentatore affidabile bisogna per forza ricorrere a circuiti molto complessi da realizzare e quindi anche costosi, e non saprei dire fino a che punto ne possa valere la pena. Ho deciso quindi di fregarmene del trend tecnologico moderno e di fare a modo mio, fruttando la care valvole termoioniche nate per funzionare in alta tensione e che non si fanno troppi problemi di fronte a sovraccarichi momentanei, che non vanno dissipate e non hanno derive termiche.

Negli ultimi tempi ho smantellato molti apparecchi di varia natura ricavandone molti componenti tra cui diversi trasformatori e qualche induttanza, ho deciso cosi’ di sforzarmi per usare quanto piu’ possibile materiale di recupero per contenere le spese e contemporaneamente liberarmi di cose che difficilmente mi potrebbero tornare utili altrove ma che mi dispiace buttare via perche’ funzionanti.

Le valvole impiegate sono 4 PL504 e una piccola EF80, valvole TV facilmente reperibili anche nuove per pochi euro. Ho aggiunto anche un circuito a stato solido che monitorizza la corrente assorbita dal carico ed eccita 2 rele’ che scollegano la tensione quando la corrente supera una certa soglia impostata attraverso un potenziometro regolabile dall’esterno, costituendo cosi’ una protezione da sovraccarico.

La regolazione di tensione e’ tra 0 e 500volt e la soglia di intervento della protezione e’ tra circa 5 e 100mA, ho previsto reti di trimmer al posto di resistori fissi nella regolazione del tensione e della corrente per permettere di adattare il circuito anche a diversi trasformatori per diverse tensioni e correnti senza fare modifiche, inoltre il circuito di protezione va tarato.

Io ho previsto 4 PL504 per restare sotto ad una dissipazione di 16 watt per valvola quando la tensione e’ minima e la corrente e’ al limite (quindi dissipa circa 50watt sui 64 massimi consentiti dalle valvole), in ogni modo e’ possibile aggiungere altre PL504 a piacere purche’ si disponga poi di un trasformatore in grado di alimentarne i filamenti.

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Circuito di alimentazione anodica principale: Avevo a disposizione un trasformatore con uscita a 310-0-310, lavorando a doppia semionda avrei avuto una tensione troppo bassa rispetto a quello che desideravo, usando un ponte sui 620 con filtro CRC o simili avrei avuto una tensione troppo elevata da gestire sopratutto per il numero di condensatori che avrei dovuto mettere in serie, ho quindi optato per un raddrizzatore con ingresso induttivo per non aumentare troppo i 620volt. Il ponte e’ un graetz costituito da 4 bracci composti da 3 BY399 in serie cadauno, subito dopo il ponte c’e’ uno snubber che serve per smorzare gli spike in arrivo dall’enorme induttanza che potrebbero guastare i diodi, e dopo l’induttanza c’e’ una resistenza zavorra che impedisce alla tensione di aumentare troppo quando l’alimentatore e’ senza carico, questa sezione andra’ quindi adattata al trasformatore che avete a disposizione, l’importante che alla fine eroghi circa 580~600volt alle PL504.

Il trimmer R10 deve essere da 2,2 mega e andra’ tarato circa a meta’ corsa, cosi’ come R12 da 1 mega, la taratura fine andra’ fatta poi a circuito alimentato, agendo su questi 2 trimmer sara’ possibile impostare la tensione minima e massima che e’ possibile regolare attraverso il potenziometro di controllo.

Q1: e’ un fet BF256C io ne posseggo parecchi selezionati da me personalmente, ho scelto di usare uno scarto con IDDS basso a circa 11mA (poco sopra le caratteristiche dei BF256B).

LED2: non e’ messo li per far luce ma serve come riferimento di tensione per Q1, e’ un led rosso selezionato per 1,6volt, se avete dei BF256C con IDDS maggiore dovete aumentare la tensione di riferimento: ad esempio se avere un 256C pieno che arriva a 14mA di IDDS potete mettere un led verde con tensione di caduta di 2 volt, diversamente potreste trovarvi il FET a lavorare a ridosso dell’interdizione con conseguenti difficolta’ nel far funzionare bene il circuito di protezione. (o rega elettronica analogica a GOGO! :D ). Come riferimento sappiate che nel mio circuito sul Drain di Q1 avete circa 4volt quando in R15 non passa nessuna corrente e quasi 11volt quando su R15 passano 100mA, per monitorare correnti maggiori serve per forza un FET selezionato con IDDS alto per lavorare in una zona piu’ ampia delle curve e probabilmente va ritoccato il valore di R16. Si potrebbe anche rimpicciolire R15 ma questo renderebbe piu’ difficile la taratura.

T6 e T5 (BC337 e BC308) formano un SCR, e pilotano T4 (TIP107) che a sua volta pilota le bobine dei rele’ e il led di allarme. S2 e’ un pulsante NC che serve a resettare lo stato dell’SCR e a far ripartire l’alimentatore dopo l’intervento della protezione da overload. NOTA: talvolta, sopratutto quando la soglia di corrente e’ impostata molto bassa, e’ necessario tener premuto il tasto reset qualche istante perche’ la corrente di carica dei condensatori di uscita potrebbe far intervenire nuovamente la protezione. Questo non capiterebbe se vi fosse 1 solo rele’ che stacca esclusivamente l’uscita, ma ho preferito staccare anche tutto il circuito principale in modo che la protezione sia efficace anche su guasti di questo circuito, (la prudenza non e’ mai troppa).

R26 e’ un trimmer da 10k che andra’ tarato a circa 5,7k, mentre R18 e’ un 20k che va tarato a circa 7k, ritocchi successivi saranno eseguiti per centrare i limiti di intervento. Si mette una resistenza sull’uscita e si da tensione partendo dal basso poi si aumenta la tensione fino a raggiungere una corrente nota e si agisce sui 2 trimmer fino a far intervenire la protezione sulla soglia desiderata. Questa taratura rischiede un po’ di tempo e di calma ma si riesce a fare.

Ci tengo a precisare che tutto il circuito di protezione e il suo stadio di alimentazioni sono flottanti, appoggiati sulla tensione positiva che esce dal circuito anodico, quindi 580~600 volt. Bisogna quindi prestare massima attenzione agli isolamenti e a non toccare nulla mentre lo si tara.

Vediamo un po’ la fase realizzativa del mio esemplare, questo e’ primo abbozzo su tavolaccio:

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Questa e’ la sequenza di foto prese durante la costruzione dell’apparecchio definitivo (ho usato come supporto per il montaggio in aria delle basette 1000 fori stra-consumate, ormai da buttare, carteggiando via il rame in 5 minuti).

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Questo e’ il blocco con il rettificatore, lo snubber e la grossa induttanza di ingresso…

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Questo invece e’ il blocco con la EF80, il cuore di tutto il circuito, che permette la regolazione e la stabilizzazione della tensione erogata dalle finali. (al posto dei trimmer ho usato dei potenziometri recuperati da un vecchio oscilloscopio unahom anni 50 che ho smantellato alcuni mesi fa :D )

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Il tutto parzialmente assemblato dentro il cabinet che prima ospitava un precedente (e fallimentare) alimentatore a transistor smantellato…

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Il modulo di protezione:

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Apparecchio completato, ho previsto anche una 2^ uscita regolata tramite un semplice potenziomentro, di tensione negativa regolabile tra 0 e -150 con una corrente massima di 1~2mA, si sa mai che possa venire utile per una polarizzazione a bias fisso:

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sinuko
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Re: Alimentatore Stabilizzato 0~500volt 100mA da laboratorio

Messaggio da sinuko »

Mi riprometto di vedere con calma questo alimentatore...ma sembra molto interessante.
Ciao Paolo
eliazebe
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Re: Alimentatore Stabilizzato 0~500volt 100mA da laboratorio

Messaggio da eliazebe »

Secondo me hai fatto un lavoro fantastico!!! Sarebbe bello ricavare i pcb....avrei anche delle pl504...mi sa che ci faccio un pensierino.
Complimenti anche per le foto!
Meglio una valvola oggi o un amplificatore domani? :):)
EF80
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Re: Alimentatore Stabilizzato 0~500volt 100mA da laboratorio

Messaggio da EF80 »

per me fare pcb e' una perdita di tempo, se devi farne solo 1 pezzo...
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kagliostro
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Re: Alimentatore Stabilizzato 0~500volt 100mA da laboratorio

Messaggio da kagliostro »

Bel lavoro, complimenti

io mi sto organizzando un po' più sul semplice (ed ingombrante),

ho recuperato un po' di trasformatori ed alcuni variac (con varie potenze)

ho pensato di fare un circuito fisso per i filamenti e poi con trasformatori e variac (collegati sul primario dei trasformatori) fare la parte anodica e tensione di griglia (per poter far prove con valvole che usano tensioni di griglia basse rispetto l'anodica) per il bias un trasformatore ed un reostato sul secondario per la regolazione

per adesso è un'idea, ma i pezzi più o meno li ho recuperati

Kagliostro
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Re: Alimentatore Stabilizzato 0~500volt 100mA da laboratorio

Messaggio da EF80 »

ma poi tutte le tensioni sono soggette a cadute in base al carico, hai ripple (nel mio alimentatore con l'oscilloscopio non sono riuscito a misurar nessun ripple residuo in uscita), non hai protezione per te. Il mio schema e' abbastanza versatile per essere adattato, puoi usare qualsiasi pentodo di riga come regolatore. Hai solo da sbizzarrirti a vedere come usare i trasfi che hai, io ho usato 3 trasformatori di recupero per avere tutte le tensioni che mi servivano :) psu designer e' stato di grande aiuto e le batterie di condensatori sono recuperati da alimentatori da PC rotti :)
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Re: Alimentatore Stabilizzato 0~500volt 100mA da laboratorio

Messaggio da kagliostro »

Ciao GizMo

rispondo solo ora perchè sono stato via per le ferie (ci voleva proprio un periodo di riposo)

hai perfettamente ragione, ma l'effetto caduta di tensione non è sgradito per il tipo di realizzazioni che mi interessano (ampli da chitarra, dove l'effetto SAG è molte volte cercato volutamente), anzi, il problema sarà che con i mega trasformatori che ho la tensione sarà (in riferimento all'uso previsto) molto più stabile del dovuto, praticamente l'alimentatore mi servirà per testare dei circuiti sui quali poi andranno montati trasformatori adeguati come tensioni e correnti, la parte raddrizzatrice ed il filtraggio saranno quelli del circuito in prova e quindi varieranno da circuito a circuito

Resta il fatto che trovo, in ogni caso, il tuo alimentatore molto interessante e comodo per uso di laboratorio, forse non perfettamente adatto ai miei scopi, ma in ogni caso MOLTO utile

Grazie ancora per aver postato gli schemi e la documetazione fotografica

Kagliostro
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Re: Alimentatore Stabilizzato 0~500volt 100mA da laboratorio

Messaggio da EF80 »

secondo me sbagli approccio, non ha senso costruire un'alimentatore fallace perche' tanto ci devo alimentare circuiti che vogliono l'alimentazione ballerina, che tanto poi quando vai a costruire definitivamente l'amplificatore la sezione di alimentazione non e' uguale. Fai un'alimentazione fatto bene, se vuoi che balla metti una resistenza in serie al positivo.
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Re: Alimentatore Stabilizzato 0~500volt 100mA da laboratorio

Messaggio da kagliostro »

L'alimentatore cui faccio riferimento è già stato costruito e provato

un paio di anni fa su di un forum americano c'era la documentazione e riferimenti all'uso pratico

il mio sarebbe solo leggermente più complicato per il fatto che ho recuperato più di un Variac (anche se non per grandi correnti, a parte uno) e che mi interessa fare esperimenti con valvole che necessitano di tensioni di griglia basse

purtroppo non trovo più il link, di sicuro mi è rimasto da qualche parte lo schema cartaceo, ma lo stesso è, come avrai capito, di una semplicità unica

in ogni caso, ripeto, trovo il tuo alimentatore molto interessante per l'uso di laboratorio

Ciao

Kagliostro
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Re: Alimentatore Stabilizzato 0~500volt 100mA da laboratorio

Messaggio da EF80 »

si ho capito cosa dici tu, pero' secondo me diventa limitante perche' non puo' soddisfare tutte le necessita'... cioe' se io voglio un'alimentazione ballerina come dici tu metto una resistenza in serie, se tu una volta hai bisogno di un'alimentazione piu' hifi sei a piedi capito cosa voglio dire ? tanto che fai la fatica a costruire qualcosa costruisci qualcosa di definitivo :) anzi se uno volesse farlo hifi del tutto; la seconda batteria di condensatori elettrolitici dopo lo stabilizzatore si puo' mettere in parallelo a un bel condensatore al polipropilene da 40uf tipo. Cmq io i circuiti che provo da vivo sono sempre porzioni di schemi di cui voglio verificare alcune cose, tipo uno stadio di ingresso o un driver. Far andare in vivo la sezione di alimentazione non m'interessa perche' per quello c'e' PSU designer, per vedere il ballamento basta usare la funzione "steppered load", riesci anche a vedere se si verifica del ringing dopo l'induttore etc, considerando che poi tanto alla fine il risultato definitivo e' quello che hai quando ci metti il TA che ti sei fatto avvolgere per il tuo progetto...
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