Równoległe łączenie lamp prostowniczych

[Krzysztof_74]

Przy równoległym łączeniu lamp prostowniczych, który układ połączeń jest "bardziej" właściwy ?

[kubafant]

Układy są właściwie równoważne. Częściej spotyka się układ z diodami w bańce połączonymi równolegle, zapewne ze względu na prostszy układ połączeń, ale układ konkurencyjny ma tę zaletę, że w razie nierównomiernego zużycia się jednej lampy (w skrajnym wypadku nawet jej wyjęcia z podstawki) nie pojawi się przydźwięk 50 Hz, trudniejszy do odfiltrowania niż 100 Hz.

Pozdrawiam,
Jakub

[AZ12]

Witam

Częściej spotyka się układ z diodami w bańce połączonymi równolegle, zapewne ze względu na prostszy układ połączeń, ale układ konkurencyjny ma tę zaletę, że w razie nierównomiernego zużycia się jednej lampy (w skrajnym wypadku nawet jej wyjęcia z podstawki) nie pojawi się przydźwięk 50 Hz, trudniejszy do odfiltrowania niż 100 Hz.

Spowoduje to również dość silne nagrzewanie się transformatora wywołane powstaniem składowej stałej pola magnetycznego w rdzeniu.

[Krzysztof_74]

Hmm... Fascynujące, a wydawało mi się, iż pierwszy układ będzie przeciążał katodę.
Dziękuję.

[kubafant]

Dlaczego? Katoda będzie pracowała z taką samą gęstością prądu niezależnie od fazy napięcia przykładanego do anody.

Pozdrawiam,
Jakub

[Krzysztof_74]

Ponieważ na schemacie widzę jedną katodę, a gdy przed chwilą chwyciłem lampę w dłoń ujrzałem dwie.

[Tomek Janiszewski]

Ponieważ na schemacie widzę jedną katodę, a gdy przed chwilą chwyciłem lampę w dłoń ujrzałem dwie.

No i? Skoro tak - to nie powinno być wątpliwości że obciążenie katod przy obu sposobach połączenia lamp jest identyczne. Różnica jest tylko taka że w pierwszym układzie równocześnie pracują obie katody w jednej z lamp, podczas gdy w drugiej obie w tym czasie leniuchują, w przeciwnym zas półokresie sytuacja się odwraca. W drugim zaś układzie - bez względu na półokres przewodzi jedna (i tylko jedna) z katod w każdej z lamp.
Po prawdzie to nie jest mi znana dwuanodowa lampa prostownicza która faktycznie miałaby tylko jedną katodę, wspólną dla obu systemów. Lampy bezpośrednio żarzone (AZ1, AZ12 etc) mają dwa osobne systemy diodowe, jedynie obie taśmy katodowe są połączone (szeregowo, choć możliwe byłoby też połączenie równoległe, zmieniłoby się przy tym napięcie i prąd żarzenia). Lampy pośrednio żarzone (np. EZ80) mają niby to jedną długą katodę, ale tak naprawdę jej połówki objęte poszczególnymi anodami pracują niezależnie od siebie, tak więc można ją uważać za dwie zintegrowane katody uszeregowane jedna za drugą. Aby duodioda prostownicza miała faktycznie wspólną katodę - w wersji bezpośrednio żarzonej trzeba by sobie wyobrazić rozcięcie anody wzdłuż płaszczyzny, i wówczas każda z połówek stałaby się osobną anodą. Anoda zaś lampy pośrednio żarzonej mogłaby się składać z dwóch gęsto na siebie zachodzących, ale nie stykających się spiral. Wówczas elektrony emitowane z każdej z partii katody płynęłyby do tej z anod która w danej chwili ma potencjał dodatni. Teoretycznie poprawiłoby to warunki pracy katody: przy niezmienionym prądzie szczytowym (a ten parametr jest dla termokatody krytyczny) dostarczałaby ona dwukrotnie większego prądu średniego, równego użytecznemu prądowi wyprostowanemu. Niestety, komplikowałoby to znacznie konstrukcję lampy, a przy żarzeniu pośrednim rosłaby wydatnie średnia odległość jaką muszą przebyć elektrony, co zwiększałoby spadek napięcia na lampie oraz moc traconą w anodzie. Więc mimo korzystniejszych warunków pracy katody podobnych lamp prawdopodobnie nie ma.
A jeżeli już tak się troszczysz o dobrostan lamp - to pamiętaj odtąd że oba przytoczone układy są delikatnie mówiąc dalekie od doskonałości. Żarzenie bezpośrednie duodiod prostowniczych powinno być symetryzowane Ponieważ, jak sam zauważyłeś w lampie są faktycznie dwie katody i to połączone szeregowo (można wówczas użyć grubszej za to krótszej taśmy katodowej) to warunki pracy diody niepołączonej bezpośrednio z wyjściem prostownika stają się zależne od fazy napięcia żarzeniowego względem anodowego. Jeśli fazy napięć na katodzie i anodzie są zgodne, to lampa przewodzi mniejszy prąd niż gdy fazy okażą się przeciwne. W wyniku powyższego obciążenie każdej z połówek lamp okazuje się niejednakowe, a w obciążeniu pojawia się składowa 50Hz. Taka sytuacja ma miejsce w prostowniku z pojedynczą duodiodą, oraz w drugim z przytoczonych układów. W pierwszym układzie co prawda nie pojawia się 50Hz w obciążeniu, ale i tam połówki lamp nie są obciążone jednakowo: jeżeli do końcówek żarzenia nie połączonych z wyjściem prostownika doprowadza się napięcie w fazie przeciwnej względem napięcia na anodach, to połówki od strony tych końcówek są bardziej obciążone, jeżeli zgodnej - to mniej. Negatywnym efektem jest także nierównomierne nagrzewanie katod przez prąd anodowy, różny w poszczególnych połówkach lamp.
Symetryzację żarzenia która wyeliminuje wszystkie te negatywne zjawiska można zrealizować na różne sposoby. Najkorzystniej jest gdy uzwojenie żarzenia ma odczep w połowie. Gdy go brak - można dołożyć dwa rezystory (albo jeden rezystor drutowy z ruchomą obejmą ustawioną pośrodku). Jeżeli będzie on miał np. 100 omów (2 x 50 omów) - to dociążenie uzwojenia żarzenia 5V prądem 50mA wielkiego znaczenia mieć nie będzie. Podobnie jak wtrącenie obwód prostowania szeregowej rezystancji 25 omów (rezystory symetryzujące dla prądu wyprostowanego są połączone równolegle): sumaryczna rezystancja uwzględniająca rezystancję transformatora i ewent. dławika będzie wielokrotnie większa. Jeżeli zaś dławika przed pierwszym elektrolitem nie ma - to polepszy ona warunki pracy lamp. zmniejszając prąd szczytowy. Wreszcie, są i takie lampy które mogą służyć zarazem za symetryzator. Przykładem jest AZ21 mająca podobnie jak AZ1 czy AZ11 dwie szeregowo połączone bezpośrednio żarzone katody ale w przeciwieństwie do nich wyprowadzony na cokół punkt ich połączenia. I z tego właśnie punktu należy czerpać prąd wyprostowany. Uboczną korzyścią z symetryzacji żarzenia będzie możliwość symbolicznej korekty napięcia wyprostowanego, gdyby zaszła taka potrzeba. Przy przeciwnych fazach napięcia żarzeniowego i anodowego na każdej z połówek lamp napięcie wyprostowane okaże się o kilka woltów wyższe niż przy fazach zgodnych.
Moźna by jakoś przeboleć powszechny brak symetryzacji bezpośredniego żarzenia lamp prostowniczych w radiach z najniższej półki takich jak np. Mazur gdzie i tak występował silny przydźwięk z uwagi na słabą filtrację napięcia anodowego, a lampa prostownicza dysponowała sporą rezerwą obciążalności. Jednak oba przytoczone układy miały zastosowanie w sprzęcie dużo poważniejszym, na co wskazuje równoległe łączenie lamp, wysokie napięcia robocze oraz dławiki w filtrach. I tu brak symetryzacji usprawiedliwić dużo trudniej.

[Krzysztof_74]

Fantastyczny wykład

Dziękuję Panie Tomku.

[OTLamp]

Dokładnie, tylko autor tego fantasy zapomniał, że połówki uzwojenia anodowego mają zazwyczaj różne rezystancje i cudowna, pieczołowita symetryzacja na nic się zda, jeśli chodzi o jednakowe obciążenie prądowe katod. Zresztą i tak nie ma to większego znaczenia, bowiem lampy bezpośrednio żarzone mają dodatkowo na tyle dużą rezystancję wewnętrzną, że wpływ wartości chwilowej napięcia żarzenia (przy braku symetryzacji) na prąd przewodzenia mieści się w zakresie normalnego rozrzutu parametrów tych lamp. Dlatego w przeważającej większości odbiorników nie stosowano symetryzacji żarzenia lamp prostowniczych, co więcej, nie stosowano jej nawet w najwyższej klasy odbiornikach, z automatycznym strojeniem i innymi bajerami.

[kubafant]

Dobra praktyka inżynierska to dobra praktyka inżynierska. A praktyka produkcji masowej to po prostu cięcie kosztów na każdym możliwym drobiazgu, i tyle.

[OTLamp]

Dobra praktyka inżynierska to dobra praktyka inżynierska

Już ja znam tę waszą dobrą praktykę inżynierską, czyli wszystko co sami wymyślicie lub pasuje do waszej ideologii.

A praktyka produkcji masowej to po prostu cięcie kosztów na każdym możliwym drobiazgu, i tyle.

Tak, tak. Iżynierowie firmy Korting zapewne byli zdruzgotani, gdy ze względu na cięcie kosztów nie pozwolono im zastosować symetryzacji żarzenia lamp prostowniczych (choćby za pomocą oporników) w tych odbiornikach:
https://www.radiomuseum.org/r/korting_u ... 60w_1.html
https://www.radiomuseum.org/r/korting_u ... 8360w.html

Dziewięcioobwodowe superheterodyny z dwustopniowym wzmacniaczem p.cz. i wzmacniaczem przeciwsobnym m.cz.

Albo w tych:
https://www.radiomuseum.org/r/korting_transmare_38.html
https://www.radiomuseum.org/r/korting_t ... 0wk_1.html

Ośmioobwodowe superheterodyny z automatycznym strojeniem silnikiem i dodatkowo z automatycznym dostrajaniem heterodyny lampą reaktancyjną, oraz przeciwsobnym wzmacniaczem m.cz..

Podobne konstrukcyjnie do ww. Telefunkeny:
https://www.radiomuseum.org/r/radiotechn_amerigo.html (też z lampą reaktancyjną)
https://www.radiomuseum.org/r/radiotechn_big_ben.html

Żeby było śmieszniej, transformator w tym ostatnim ma cztery oddzielne uzwojenia żarzenia: trzy do lamp odbiorczych i czwarte dla lamp prostowniczych. Tylko uzwojenie żarzenia dla lamp prostowniczych nie ma wyprowadzonego środka...

No i na koniec kultowa Saba:
https://www.radiomuseum.org/r/saba_980wlk.html

Automat z silnikiem sterowanym z dyskryminatora, czyli z funkcją przeszukiwania całej skali i dostrajania się do stacji.



No tak cięli koszty, że zabrakło kasy na dwa oporniki

[Tomek Janiszewski]

A tu luksusowa 3 + 1 lampowa trzyzakresowa sześcioobwodowa superheterodyna Orion:
https://www.oldradio.pl/foto_schematy/0 ... G_1660.JPG

Co prawda tutaj oporników ani odczepu na uzwojeniu 4V nie było potrzeba z uwagi na użycie lampy AZ21, ale przecie można było zaoszczędzić przynajmniej na pobielaniu jednego kontaktu przy podstawce lampowej, względnie pociągnąć prąd wyprostowany z końcówki uzwojenia transformatora jeśli ten był bliżej elektrolitu niż lampa prostownicza która z uwagi na wysoką temperaturę pracy powinna być odsunięta od elektrolitów tak daleko jak to tylko możliwe. Dołożenie opornika wyrównującego rezystancje połówek uzwojenia anodowego transformatora sieciowego (o ile rzeczywiście znacząco się różnią) też nie powinno być wielkim problemem, jeśli nie chce się mieć lampy prostowniczej w połowie sprawnej a w połowie zużytej.

[OTLamp]

ale przecie można było zaoszczędzić przynajmniej na pobielaniu jednego kontaktu przy podstawce lampowej, względnie pociągnąć prąd wyprostowany z końcówki uzwojenia transformatora jeśli ten był bliżej elektrolitu niż lampa prostownicza

No popatrz:

Skoro to było takie ważne, dlaczego w nowszej AZ41 nie zastosowali tego odczepu?

[Tomek Janiszewski]

Jeden woli wąchać kwiatki a drugi jak mu skarpetki śmierdzą...

Post zgłaszany do moderacji, jako wypowiedź nie na temat. Tym razem jednak bez szyderstwa i złośliwości, więc w koszu nie wyląduje. Proszę jednak w przyszłości używać bardziej merytorycznych argumentów!
[R.]

[OTLamp]

Jakże prawdziwie inżynierski argument, jak na prawdziwych inżynierów od dobrej praktyki inżynierskiej przystało

Zapytałem wcześniej, praktycznie retorycznie, dlaczego nie zastosowano odczepu w nowszej AZ41. Żeby było śmieszniej, on tam od zawsze był, tylko to ukryto w kartach katalogowych, podpisując pozostałe wyprowadzenia jako "internal connection", nierzadko z adnotacją, że pozostałe łączówki podstawki nie mogą być wykorzystywane. Powstawał tam naturalnie, po prostu wykorzystywano dodatkowe nóżki jako wsporniki, a że nie było zamierzonym tego wykorzystywać, w zależności od producenta występował na różnych nóżkach. Cóż za marnotrawstwo, tak istotna sprawa, wyprowadzenie powstawało niejako przy okazji, w procesie technologicznym, bez dodatkowego nakładu pracy, czasu, materiałów czy pieniędzy, a i tak z tego dobrodziejstwa nie skorzystano.