calcolo di alimentatore a tubi per amplificatore a valvole.

Spesso in amplificatori dalle elevate caratteristiche soniche e qualitative si usano alimentazioni a tubi, la loro progettazione, se analizziamo circuiti standard, non è affatto difficile, con questo metodo ve lo potete fare da voi mediante semplici grafici ed un po’ di pazienza, vediamo come.


Ad esempio si può calcolare un alim. per un amplificatore utilizzante come triodo finale una “2A3”. Procurarsi innanzitutto data-sheet di tubi termoionici di alimentazione, in questo caso considerando la corrente e tensione in gioco potremo pensare di usare una GZ34 o una 5U4G, in rete si possono trovare tutti D.S. che si desiderano.
Imponiamo i parametri di calcolo:
1. Corrente di picco del diodo raddrizzatore “Ip”
2. Resistenza totale Rt che sarà uguale alla somma di Rd+Rtr, dove Rd=res. del diodo, e Rtr=res. secondario del trasformatore di alimentazione.
3. Tensione di ingresso (efficace ) “Eac”.
4. Corrente “I” ( efficace ) che percorre il secondario del trasformatore.
5. Potenza del secondario del trasformatore.
6. Corrente “Io” occorrente per il funzionamento del nostro ampli nostro esempio ..
7. Tensione in continua che per una configurazione classica di 2A3 e di 250V anodica, -45V di tensione di griglia per 60mA di dissipazione.

Per prima cosa si pone la corrente di picco Ip ad un valore che è compreso tra 4 e 6 volte la corrente erogata in continuo dall’alimentatore, questa corrente rappresenta il picco che attraversa il diodo nell’istante della conduzione del medesimo, e deve essere controllata per evitare la distruzione del diodo a vuoto si prova a porre Ip= 60x6=360mA.
Ora si va determinare la Rd in base al grafico N°1, in questo grafico sono presenti delle rette contrassegnate con delle lettere a cui corrispondono le caratteristiche dei tubi raddrizzatrici in questo caso sceglieremo la retta parallela “E” della GZ34 perché copre il valore di Ip richiesto e, tracciando una retta orizzontale in corrispondenza della corrente Ip come in figura retta rossa troveremo la corrispondente resistenza del tubo in quelle determinate condizioni: Rd= 65hom.

 
 
Determinazione approssimativa della Rtr del trasformatore di alimentazione mediante il grafico N°2. si prende sulle ascisse la corrente erogata 75mA considerando 15mA di corrente occorrente allo stadio driver, andando ad interessare la parallela relativa a 250V anodica e troveremo,Rtr= 80hom

A questo punto possiamo trovare la resistenza totale Rt, che sarà Rt=Rtr+Rd, e cioè 145hom.

 
Calcoliamo adesso la resistenza Ro di carico con la legge di hom Vo/2Io nel caso di raddrizzatore ad onda intera= 250/2x0.075= 1666 questo valore ci serve per la verifica della corrente di picco Ip tramite il grafico N°3.
 

 
 
Sulle ascisse si trovano valori del rapporto Rt/nRo dove n nei raddrizzatori ad onda intera, come sopra è uguale a 2, quindi 145/3332= 0.04, nel grafico N°3 troveremo, come in figura 6,5, fattore moltiplicativo che non si discosta molto da quello ipotizzato per la corrente di picco Ip fatta all’inizio, il calcolo è quindi da considerarsi valido, se si verifica un valore molto diverso occorre rifare il calcolo con il nuovo fattore trovato.

Un’altra verifica da effettuare per la corrente di picco si fa calcolando la formula che si trova sopra la retta nel grafico N°3 dove n=2, Ro già nota, C=capacita indicata dal costruttore 60mf, in ogni caso il risultato dovrà essere superiore a 1,6 oppure a 8 nel caso contrario si dovrà aumentare la capacità o cambiare diodo raddrizzatore, nel nostro caso il risultato è di 9,99 quindi accettabile.
Determiniamo ora la tensione efficace di ingresso al diodo EAC, prendiamo in considerazione il grafico N°4 dove vediamo che la curva è funzione di Vo/EAC sulle ordinate e di Rt/2Ro sulle ascisse, il valore di Rt/2Ro è gia noto = 0.04 andando a prendere il valore 0.04 sulle ordinate troveremo il rapporto Vo/EAC= circa 1,22, risultato semplicissimo, per una tensione di 250V anodica dovremo avere una EAC= 250/1,22=204Vefficaci. Ora in base ai valori di EAC e di Rt a nostra disposizione controlleremo se il nostro diodo è in grado di alimentare il nostro amplificatore e per far ciò vi espongo questa tabella Tab°1 relativa a vari tubi di alimentazione.

 

 
Abbiamo quasi finito ora controlliamo la corrente efficace, riprendiamo sempre il valore Rt/2Ro=0.04 e lo proiettiamo sul grafico di seguito N°5 avremo circa 2,35, quindi la corrente sarà, I= Iox2,35=141mA, questo valore serve per il calcolo del diametro del filo del secondario del trasformatore di alimentazione.
 
 

Potenza finale del secondario sarà infine, P= (Rd+Ro)xIo2 = circa 6Watt per due sezioni sarà circa 12watt.

Ultimo valore da controllare definitivo ma non per questo poco importante è la verifica di Rtr del trasformatore, questa non deve essere inferiore a quella trovata con i grafici.
Si procede misurando la resistenza del primario Rp e quella del secondario Rs, relativa però, per raddrizzatore ad onda intera, ad un solo ramo del secondario, poi trovando il rapporto di trasformazione del trasformatore “n” n=1,13 si applica la seguente formula,
Rtr= Rs+n2 x Rp se questo valore è minore di quello trovato con i grafici si dovranno applicare due resistenze di protezione per arrivare al valore calcolato.
Un salutone a tutti e buon lavoro.