PILNE ! Skok napiecia przy braku obciazenia

[Adrian]

Witam ponownie szanownych Kolegow

Moje pytanie jest dzis takie - jak sobie radzicie ze skokami napiecia w nieobciazonym zasilaczu ?

Mam takie potezne trafo, 700W ponad, wyjscie dzielone, symetryczne, po 400V. Docelowo duodioda, kondensator 2uF/630V (chyba olejowy, bo w metalowym pudeleczku, hermetycznie zaspawanym). Na razie, do testow, zamiast duodiody, daje zwykle 1n4007.

Napiecie na kondensatorze bez obciazenia wynosi ok. 620V (nap. z trafa to jakies 450V) i jest bliskie jego napiecia przebicia, czyli 630V. Oczywiscie nie chce pracowac na granicy parametrow. Z kolei pod obciazeniem ok. 50W - 2 zarowki 220V/40W w szereg - napiecie spada do 510V, a to wystarczajaco daleko od napiecia pracy kondensatora. Skok napiecia bez obciazenia - srednio 120V.

Przy obciazeniu (a uklad bedzie pobieral ponad 250W mocy, czyli 5 razy tyle, co te zarowki do testow) - wszystko jest super. Bez obciazenia - niby tez OK, kondensator nie wylecial w powietrze, ale... No i teraz nie chce dawac 2 kondensatorow w szereg, bo bede je mial na 1200V (kosmiczna wartosc w stosunku do 500V), a tylko 1uF, czyli do osiagniecia potrzebnych mi 5uF bede musial zrobic spora baterie ! Do tego jeszcze majstrowac z opornikami wyrownawczymi napiecia na kondensatorach. Same minusy.

Pomyslalem, ze mozna to obejsc na 2 sposoby:

1) dzielnik napiecia jeszcze PRZED kondensatorem filtrujacym, gdzie "gorny" opornik (ten, PO ktorym odbierane jest napiecie, ze srodka dzielnika) bylby zwierany przekaznikiem w chwili wlaczenia obciazenia.

Wowczas - bez obciazenia napiecie na kondensatorze byloby utrzymywane na poziomie jakichs 600V, zeby zbyt sie nie przeformowal, a po zalaczeniu obciazenia - przekaznik zwieralby ten rezystor i podawal pelne napiecie na obciazenie.

Problem: cos sie dzieje z obiazeniem (np. przepala sie bezpiecznik) - rezystor dzielnika jest zwarty, napiecie wyzsze o >100V idzie na kondensator.

Rozwiazanie: jakis czujnik zaniku pradu (na malym oporze) i na tej podstawie rozlaczajacy zasilanie.


2) opornik balastowy rownolegle do kondensatora i obciazajacy go.
100 kOhm przy 500V to ok. 5mA, czyli jakies 2,5W (powiedzmy, ze 5). Spadek napiecia na "biegu jalowym" byl rzedu 10V, czyli napiecie na kondesatorze wynosilo ok 610V. Moge dac 50 kOhm, ale wtedy bede mial zapewne cos kolo 600V ale i kolejna grzalke (po lampach i ich opornikach redukcyjnych dla zarzenia). Poniewaz bedzie to polaczenie rownolegle balastu i obciazenia, ale obciazenie bedzie mialo 2-3 rzedy mniejszy opor, nie powinno odczuc tegoz balastu.

Zdaje sobie sprawe, ze na duodiodzie bedzie o wiele wiekszy spadek napiecia, niz na diodach krzemowych, ale... przezornosci nigdy za wiele. To sa za wysokie napiecia i za duze moce.

A jak Wy sobie radzicie z takimi problemami ?

Chyba, ze zeastosuje takie kondensatory, rownolegle: 1,5uF na 1kV. Ale to az 14 cm na dlugosc... a ja mam takie male "bloczki" 2uF/630... 10 w szereg i mam podobna dlugosc, a 20uF/630V...

[WitekJ]

Nic się nie bój, napięcie przebicia Twojego kondensatora jest znacznie wyższe niż te 630V. Nawet jeżeli podasz mu w sposób ciągły 700V to nic się nie stanie (poza utratą gwarancji producenta).

[Adrian]

Dzieki za odpowiedz, ale wyjasnij mi prosze, dlaczego akurat tak jest ? Czy podane napiecie jest napieciem pracy, zatem przewiduje sie jego skoki w obie strony ? Czy tez kondensatory olejowe sa po prostu bardziej wytrzymale ?

Faktyczne, cala noc bateria polaczonych rownolegle "olejakow" pracowala po napieciem 612V i nic - ani nie wybrzuszone, ani nie cieple, prad uplywu rzedu 10uA.

Na razie widze, ze raczej wytrzymaja, ale chcialbym wiedziec - dlaczego
Slyszalem tez, ze kondensator moze sie przeformowac - na to napiecie, pod ktorym "spedza" wiekszosc czasu. Jesli zatem przystosuje sie do 400V napiecia pracy, a potem nagle dozna szoku, gdy wlacze uklad, obciazenie bedzie wylaczone, poki nie nagrzeja sie lampy...

[tszczesn]

Dzieki za odpowiedz, ale wyjasnij mi prosze, dlaczego akurat tak jest ? Czy podane napiecie jest napieciem pracy, zatem przewiduje sie jego skoki w obie strony ? Czy tez kondensatory olejowe sa po prostu bardziej wytrzymale ?

Nie - podane napięice jest to napięcie które kondensator na pewno i w każdych warunkach wytrzyma. Testowane są kondensaotry w czasie produkcji na napięcie znamionowe + 50% - to jest graniczne napęcie które musi wytrzymać w czasie produkcji, ale nie jest gwarantowane jego utrzymanie w całym czasie eksploatacji kondensaotra, w dowolnych warunkach.

Na razie widze, ze raczej wytrzymaja, ale chcialbym wiedziec - dlaczego ;)
Slyszalem tez, ze kondensator moze sie przeformowac - na to napiecie, pod ktorym "spedza" wiekszosc czasu. Jesli zatem przystosuje sie do 400V napiecia pracy, a potem nagle dozna szoku, gdy wlacze uklad, obciazenie bedzie wylaczone, poki nie nagrzeja sie lampy...

To jest prawda, ale tylko dla kondensatorów elektrolitycznych.

[WitekJ]

630V to maksymalne napięcie przy którym w/g producenta kondensator może pracować. Jasne więc, że producent dając na to gwarancję musi się zabezpieczyć pewnym zapasem. Tak więc 630V to nie żadna magiczna granica, tylko napięcie, przy którym prawdopodobieństwo awarii kondensatora jest na założonym przez producenta poziomie.
Formowanie kondensatorów dotyczy tylko elektrolitów.

[Adrian]

Dzieki serdeczne za pomoc ! Mieliście, racje, kondensator wytrzymal, ale... "...drzwi puściły".

Problem zbyt wysokiego napiecia pozostal aktualny w kontekscie a) lampy prostowniczej b) kondensatora elektrolitycznego za dławikiem.

Kondensatora jeszcze nie mam ("robi sie" na allegro ), ale zmartwilo mnie zachowanie lampy... a skoro wiem, ze lampa tak sie zachowuje, to co bedzie z elektrolitem <rozpacz>

Otoz podlaczylem pod trafo tym razem duodiode (5c3s). To silna lampa, ma wysokie napiecie zwrotne - katalogowo 1700V. No i - za przeproszeniem - d...pa.

Ale po kolei. Najpierw zalaczylem sama lampe - i pod oscyloskop. Pierwsza ciekawostka - otrzymalem obraz, jak ponizej (podwojna krzywa na dole modułu sinusa, zauwazalnie migotajaca):



Gdy podregulowalem podstawe czasu okazalo sie, ze raz moduł sinus konczy sie na dole na jednym poziomie, a w nastepnym przebiegu - troszke wyzej i troszke inaczej. Czy moze to wynikac z asymetrii konstrukcji lampy (jedna dioda rozni sie od drugiej) ? Troche to wyglada jak jakas pojemnosc, ale jaka ? Przeciez chyba nie sondy 1:10 od oscyloskopu

Ale idzmy dalej - wszystko bylo fajnie, napiecie ok. 430V. Podlaczylem teraz kondensator (2u/630V). Napiecie skoczylo zgodnie z prawami fizyki do ok. 618V


I nagle - blysk w lampie ! Za chwile - znow... czym predzej wylaczylem zasilanie. Lampa przezyla, ale ten blysk to jak sadze zbyt wysokie napiecie wsteczne ! Ale.... moment - 2*620V to 1240V. Nawet gdyby bylo 1400V, to i tak ta lampa ma katalogowo 1700V !

1700V - 20%*1700V = 1360V. Czyli, gdyby nie dotrzymano 20% parametrow lampy, to i tak powinno jakos wytrzymac. A tutaj - blyskawice w srodku !

Po chwili, gdy sprawdzalem lampe juz bez kondensatora - wszystko bylo OK, prostowala nadal, czyli chyba zyje... Jak myslicie, bezpiecznie ja uzywac dalej ? Zarowke 40W zasilala ladnie...

No i teraz mam wiekszy problem - bo elektrolity, to ja sobie wlacze po dwa w szereg nawet, a lampa ?

Przeciez nie moge polegac na tym, ze anodowe bedzie wlaczane ROWNO (razem) z obciazeniem, bo niech cos nie zaskoczy, niech pojdzie bezpiecznik, nie zastartuje generator - cokolwiek ! i znow bede mial lampe plazmowa z duodiody

A to jeszcze nic, bo teraz jest jedna duodioda. Ale beda docelowo 3 sztuki (uklad moze pobierac ok. 250W w glebokiej klasie C), czyli opor wypadkowy bedzie 3 razy mniejszy, czyli mniejszy spadek na lampach, czyli jeszcze wyzsze napiecie.

I co teraz, panowie ? Nie mam mniejszego trafa, a odwijac zwoje z tego, co mam obecnie - niepodobna. Zalakierowane, zakrecone, pieknie oblozone papierem olejowym - ni chol... tam sie dostac. Pozostaje mi jakos zbijac to napiecie.

W niektorych wzmacniaczach (tu, na Fonarze) widzialem potezne oporniki - zaraz za trafem. To chyba opornik balastowe ??? Takie cylindry, ze konia zabic mozna. Jak sie nic innego nie da, to bede wstepnie obciazal trafo takim balastem.



To zielone, opornikowate, to chyba opornik ?

Ale moze macie inne metody, nie wiazace sie z robieniem zelazka ?

To sie robie powoli PILNE.... "Glupi zasilacz" niby...

PS: Niech sie jeszcze okaze, ze 6p45s nie wytrzyma 450V i po ptokach ;(

[WitekJ]

Oscylogram zniekształciły pojemności - obciąż prostownik opornikiem, będzie ładny "moduł".
Co do błysków w lampie - chyba jest wadliwa. Może to nowoczesny wyrób lampopodobny?

[Adrian]

Faktycznie, mielismy racje obaj - to pojemnosci

Troche obserwacji z mojej strony - moze na ich podstawie ktos mi jeszcze cos doradzi.

Postanowilem nie zbijac napiecia za dioda, tylko przed nia, zeby troche nizsze napiecie na nia szlo (i w konsekwencji nieco nizsze podwojone napiecie wsteczne). Zrobilem tak:

- miedzy oba konca uzwojenia 400V a srodek dalem opory 50kOhm / 10W. Zakladajac ok 500V dawaloby to ok. 10 mA. Grzeja sie te rezystory ze szok Ale prad faktycznie plynie ok. 11 mA.

Dalej idzie duodioda, kondensator 2uF i obciazenie - znow 50 kOhm (po prostu takie oporniki o duzej mocy mam pod reka na razie).

Napiecie wynosi teraz ok. 580V

No to dalej - dalem 33kOhm na trafo i zostawilem 50kOhm na wyjsciu. Napiecie na za dioda wynosilo juz ok. 400V (400-408), a na kondensatorze - nadal ok.570V.

Stad wnioslem, ze chyba nie ma sensu dalej wytracac uzyteczna moc na opornikach i to wystarczy.

Wykrylem, ze dioda blyska chyba wtedy, jak jest zimna. Nie mam na razie zadnego ukladu sterujacego zalaczaniem zarzenia i napiecia anodowego - to tylko prosta makieta probna. No i jak lampa zimna, to zdarza sie takie "PYK!", iskra. Ale jak sie lampa juz nagrzeje, to pracuje poprawnie. Na oscyloskopie widac ladny, ksiazkowy przebieg wygladzonego |sinx|

Jak dalem 33kOhm, to lampa juz wogole nie blyskala. A moze te wczesniejsze blyski to jakis etap "formowania" lampy

Na razie "zjadam" jakies 20-30 mA, co "pi razy oko" daje jakies 15W. Mysle, ze to da sie przezyc.

Moze jutro jeszcze sprobuje dac 10kOhm na trafie (50mA) i 33 kOhm na wyjsciu, za kondesatorem (15 mA), ale nie spodziewam sie juz lepszych wynikow. W sumie to juz tylko dla bezpieczenstwa.

Balast po stronie kondensatora moglbym jeszcze wylaczac jakims czujnikiem pradu (np. na trafie WN nawinac pare zwojow i sterowac tym jakas triodke, ktora - za pomoca filtru RC (wygladzenie impulsow) sterowalaby przekaznikiem wlaczajacym / wylaczajacym balast. Ale cos mi mowi, ze dla swietego spokoju powinienem zostawic oporniki przed dioda ("na trafie").

Pocieszam sie, ze napiecie anodowe bedzie podawane na wszelkie lampy dopiero po nagrzaniu sie pentod mocy, czyli po ok. 2 minutach (wylacznik czasowy), wiec moze jakos to bedzie...

Co sadzicie o moich doswiadczeniach ? Czy mozecie mi cos doradzic jeszcze ?

Kurcze boje sie, bo za pare dni na wyjscie trafi 1000uF/600V...... Jak te oporniki zawioda, to bede szukal zwitkow papieru po domu...

[WitekJ]

Kolego, za bardzo kombinujesz. Lampa 5C3S powinna wytrzymać napięcie trafa 2*450V i koniec. Zbijanie napięcia opornikami w układzie o takiej mocy nie jest ani praktyczne, ani eleganckie. Spróbuj inny egzemplarz lampy.
W ogóle przy tak dużym zasilaczu warto rozważyć filtr LC (prostownik>dławik>kondensator). Tylko że wtedy napięcie wyprostowane będzie dużo niższe.
Kondensator 1000mikro jest, moim zdaniem, co najmniej 10x za duży.
Mówisz, że lampa "błyska" gdy się rozgrzewa? Może to tzw. iskrzenie katody, czemu sprzyja jej niska temperatura. Przy sprawnej lampie chyba nie powinno to jednak mieć miejsca.

[Adrian]

Wiem, ze kombinuje, bo sytuacja mnie nieco zaskoczyla - jak mowilem, przy niskich napieciach takich problemow raczej nie mialem Za jakis czas pewnie bede podchodzil do tego bardziej chlodno

Zailacz wlasnie tak ma wygladac - prostownik, 15uF, dlawik 6H/1A (wiekszego nie mam a bardzo drogie sa), elektrolit. Co do kondensatora, to faktycznie, przesadzilem - ogladam wlasnie schematy zasilaczy roznych wzmacniaczy lampowych. Po prostu - te nawyki z niskonapieciowych ukladow, gdzie za to prady sa wieksze i te 1000uF to czesto stosowana wielkosc.

Co do lampy, to wg. katalogu powinan wytrzymac 2x500V ("stoi" jak byk) i chyba faktycznie nie bede sie wyglupial z tymi opornikami... To tak, jakby do czolgu dodawac balony, zeby nie ugniatal ziemi za bardzo...

Rozmawialem dzis z jednym znajomym elektronikiem. Stwierdzil, ze blyski w diodzie prostowniczej TEGO typu (5c3s, AZ4 - bezposrednio zarzona katoda - rozciagnieta na duzej przestrzeni w otaczajacej ja anodzie) moze miec 3 podloza:

1) wadliwy egzemplarz - katoda zbyt blisko anody - wada powstala podczas procesu produkcyjnego (kurcze, taka lampa to 15 zl jak nic)

2) gdy lampa zbyt dlugo lezala na boku - "obwisniecie" katody. Jesli wtedy lampa nie stoi idealnie pionowo, to katoda moze zblizac sie do anody (ile w tym prawdy - nie wiem, powtarzam, co slyszalem)

3) gdy lampa jest zimna, przedstawia soba zbyt duzy opor i spadek napiecia (roznica potencjalow) jest zbyt duzy - dochodzi do przebicia. Wraz z rozgrzewaniem sie katody, przewodnosc rosnie i roznica potencjalow maleje.

Dziekuje za wszystkie porady, szczegolne podziekowania dla WitkaJ

[OTLamp]

1) wadliwy egzemplarz - katoda zbyt blisko anody - wada powstala podczas procesu produkcyjnego (kurcze, taka lampa to 15 zl jak nic)

No ale oglądałeś czy katoda nie jest zbyt blisko anody? Mam kilka AZ1 w których katoda jest krzywo usytuowana. Żadnych błysków jednak nie stwierdziłem.

2) gdy lampa zbyt dlugo lezala na boku - "obwisniecie" katody. Jesli wtedy lampa nie stoi idealnie pionowo, to katoda moze zblizac sie do anody (ile w tym prawdy - nie wiem, powtarzam, co slyszalem)

Hmm, ale drut katody jest naciągany przez sprężyny. Obejrzyj dokładnie przy dobrym świetle tą lampę.

3) gdy lampa jest zimna, przedstawia soba zbyt duzy opor i spadek napiecia (roznica potencjalow) jest zbyt duzy - dochodzi do przebicia. Wraz z rozgrzewaniem sie katody, przewodnosc rosnie i roznica potencjalow maleje.

Mierzyłeś napięcie żarzenia tej lampy? Prąd iskrzenia gwałtownie maleje przy obniżaniu napięcia żarzenia.

[tszczesn]

3) gdy lampa jest zimna, przedstawia soba zbyt duzy opor i spadek napiecia (roznica potencjalow) jest zbyt duzy - dochodzi do przebicia. Wraz z rozgrzewaniem sie katody, przewodnosc rosnie i roznica potencjalow maleje.

Nie do końca tak. Oporność wartswy emisyjnej jest dość duża, i przy bardzo dużej emisji (ładowanie dużych, pustych kondensatorów) napięcie pomiędzy metalowym podłożem a powierzchnią emitującą jest na tyle duże, że dochodzi do przebicia, co się objawia właśnie takimi 'wybuchami' w katodzie. Pojedynczy wybuch nie uszkodzi lampy (może ją lekko zagazowac, ale getter działa), natomiast jest w stanie zerwać katodę.

[Adrian]

No, to chyba sie wyjasnilo.

Wywalilem wszystkie oporniki (poza obciazajacym) i dodatkowo napiecia nie sa wlaczane jednoczesnie. Najpierw wlaczam zarzenie, a jakies pol minuty pozniej, przyciskiem, poprzez przekaznik - napiecie anodowe.

I nic nie blyska, a napiecie na kondensatorze wynosi 602V.

Wzialem inna lampe, NOS (podobno ) z pudelka i wpialem ja na zimno. I - trzask, zablyslo w niej. Po chwili juz wszystko bylo dobrze. No to kolejna lampe - z innego pudelka, tez NOS. Ale ja najpierw podgrzalem (pol minuty) - podpialem pod napiecie - OK. No to teraz te poprzednia lampe - podgrzalem - i pod napiecie - OK.

Mysle zatem, ze jest to sprawa zimnej katody i efektu, ktory opisal Kolega tszczesn.

PS: do Kolegi OTLamp - poniewaz nie jestem elektronikiem "po szkole" (hobby po ojcu), zwykle staram sie bardzo dokladnie poznac uklad (stad moje nieraz irytujaco dociekliwe pytania ) i go "pomierzyć" w roznych miejscach. W tym ukladzie mam amperomierz i woltomierz na zarzeniu i to samo w ukladzie WN. Zarzenie - niemal przepisowe dla tej lampy ~5V (~3,1A).

Lampe wlasnie obejrzalem pod silnym swiatlem. Nic nie "klekocze", katoda wydaje sie byc naciagnieta prawidlowo, tzn nic nic "zwisa". Musze przyznac, ze te lampy, to mimo wszystko trwale sztuki raz tylko dostalem PY88 z urwanym grzejnikiem.

Przy okazji wyjasnilo sie, ze kondensatory faktycznie wytrzymuja napiecie, lampa juz nie "pyka" i teraz wiem (mam nadzieje) czemu

Dziekuje Wam za pomoc ! Wasza 'praca u podstaw' przynosi efekty

[WitekJ]

Jest jeszcze inna sprawa. Transformator ma dużą moc (za pomocą jednej lampy jej nie wykorzystasz) a więc mały opór wyjściowy. Wskutek tego prąd ładowania kondensatora jest większy niż w typowym zastosowaniu tej lampy i może powodować iskrzenie katody.
Rozwiązania są dwa - oporniki szeregowe z uzwojeniem wtórnym lub połączenie równoległe dwóch czy trzech lamp 5C3S.
Szkoda, że wcześniej nie pomyślałeś o zastosowaniu filtra LC (bez pierwszego kondensatora) - tam warunki pracy prostownika są lepsze. Niestety jest już za późno, wtórne napięcie trafa jest zbyt niskie.

[Adrian]

Alez to jeszcze nie jest gotowy projekt, ktorego nie moge modyfikowac.

To dopiero makieta (ale nie zadna prowizorka !), rozlozona na duzej plycie pazdziezowej (ja ja nazywam "paździochowa" ), jak uklad bedzie dzialal optymalnie, zaczne go montowac na powaznie i - do obudowy z plexi

Projekt zasilacza powstal juz dosc dawno, w jednym z tematow dot. generatora WN juz go pokazywalem.



Mozna tam znalezc:
- potezne trafo ~500W, z czego jednak ponad 30W idzie na zarzenie roznych lamp,
- 3 duodiody 5c3s (prad ciagly - ok. 220mA) rownolegle, Mam tez przewidziane dodatkowe gniazda na 4 lampy AZ4, gdybym nie mogl dostac w przyszlosci 5c3s.

- potezny dlawik od jakiegos radiowezla f-my Telos... Ma podobno kolo 6-7H, prad 0,5A Wyglada jak dobry, 100W transformator

Wzialem sobie tez do serca informacje, aby nie robic filtru C1 - L - C2, gdzie C1 to mial byc 15uF, a C2 - jakies 100-200uF, tylko od razu bedzie filtr LC.

Jak widac na schemacie, uklad posiada kilka dodatkow:

1) przekaznik czasowy (RTS 61), ktory pozwoli zalaczyc napiecia anodowe (w tym dudodiod i stopnia mocy) po 120 sek. (ustawiane) - lewy dolny rog schematu.

2) uklad ogranicznika udarowego pradu zarzenia dla lamp 5c3s. Dziala on tak, ze poczatkowo prad plynie przez odpowiednio dobrany opornik o wiekszej mocy, a po ok 10-15 sek. opornik ten jest zwierany przekaznikiem, zalaczanym przez lampe PY88. Lampa ta pelni role elementu czasowego.

Dodatkowy opornik w zarzeniu jednej z 5c3s bierze sie stad, ze juz wykorzystalem moc jednego z uzwojen 5V na 2 pozostale diody i tę musze zasilac z uzwojenia 6,3V. Dodatkowe przekazniki pelnia role automatyki - uklad sampodtrzymania. Jeden przekaznik jest nadmiarowy, bo jego towarzysz ma zbyt malo stykow.

Opornik przy elektrolicie na wyjsciu zasilacza sluzyc bedzie do rozladowania tegoz elektrolita (100k)

Tak, ze schemat jest "reality", scisle dopasowany do tego, co mam.

Niestety, machnalem sie w programie do kreslenia schematow na etapie projektowania elementu duodiody - ona ma katore BEZPOSREDNIO zarzona.

PS: serdecznie dziekuje Koledze Witkowi za cenne uwagi ! Faktycznie, po wlozeniu dlawika PRZED kondensator napiecie ladnie spadlo do ~530V i nic juz nie "blyska".

PS: ten opornik balastowy nazywa sie "bleeder" - wiedzialem, ze skads znam te nazwe: http://www.fonar.com.pl/audio/fotki/amp ... i_wr40.htm