Przedwzmacniacze_lampowe_5(1).pdf

S P R Z Ę T

Lampy mocy, część 2

W serii artyku³Ûw opisuj¹cych

zasady konstruowania

audiofilskich wzmacniaczy

lampowych przedstawiamy kolejny

temat: podstawowe zasady

eksploatacji prÛøniowych lamp

mocy oraz najprostsze sposoby

ich polaryzowania.

WiÍkszoúÊ naturalnych uszkodzeÒ

lamp sprowadza siÍ do:

a) utraty emisji katody,

b) przepalenia w³Ûkna øarzenia,

c) pogorszenia prÛøni w†lampie,

d) zwarcia lub uszkodzenia izolacji

miÍdzy elektrodami.

dyskretne úwiecenie wewnÍtrznej po-

wierzchni samych anod jest zjawiskiem

naturalnym i†nie úwiadczy o†nieprawid-

³owym funkcjonowaniu lampy. Bardzo

korzystne jest wymuszanie ch³odzenia

za pomoc¹ ma³ego wentylatora. Dla tet-

rod i†pentod niebezpieczne jest od³¹-

czanie napiÍcia anody przy istnieniu

napiÍcia na siatce ekranuj¹cej. Ca³y

pr¹d, ktÛrego wiÍksza czÍúÊ trafia zwyk-

le do anody (Is2 = 0,15..0,3Ia), p³ynie

wÛwczas przez siatkÍ ekranuj¹c¹ i†jeøe-

li w†jej obwodzie nie ma dostatecznie

duøej opornoúci, wydziela siÍ na niej

znaczna moc, powoduj¹c wzrost jej tem-

peratury, a†tym samym wydzielanie siÍ

gazu z†materia³u, z†ktÛrego jest wyko-

nana, co oczywiúcie pogarsza prÛøniÍ.

Bywa, øe siatka ekranuj¹ca ulega sto-

pieniu.

W†tym miejscu trzeba wspomnieÊ

o†koniecznoúci stosowania prze³¹czni-

ka Standby . Jego obecnoúÊ, umoøliwia-

j¹ca ok. 1-minutowe nagrzewanie siÍ

katody i†wszystkich wewnÍtrznych ele-

mentÛw bez przep³ywu pr¹du przez

lampÍ, znacznie przed³uøa jej øywot-

noúÊ. NajczÍúciej jego rola polega na

odciÍciu napiÍcia zasilaj¹cego, zarÛwno

anody jak i†siatki ekranowej, choÊ wy-

starcza tylko odciÍcie zasilania siatek

ekranowych. Z†powodÛw wyøej opisa-

nych, z³¹ metod¹ realizacji funkcji

Standby jest od³¹czanie wy³¹cznie na-

piÍcia anodowego. Nie naleøy rÛwnieø

zbyt d³ugo zostawiaÊ wzmacniacza na

ìbiegu ja³owymî! Uszkodzenie lampy

wskutek przegrzania drugiej siatki jest

zjawiskiem doúÊ czÍstym we wzmac-

niaczach gitarowych. Niedopuszczalne

jest od³¹czenie ujemnego napiÍcia siatki

steruj¹cej przy normalnych napiÍciach

Ua i Us2. Prowadzi to do natychmias-

towego uszkodzenia lampy na skutek

gwa³townego przegrzania anody i†wy-

dzielenia siÍ gazÛw okluzyjnych.

Rg2

470R

+430

470R

Rg2

Rys. 1. Konfiguracja typu

“ultralinear”.

Maksymalna temperatura baÒki nie

powinna przekraczaÊ 220 o C, o†ile nie

podano dla danego typu lampy innej

wartoúci, przy temperaturze otoczenia

20 o C. Nadmierny wzrost temperatury

elementÛw lampy prowadzi do elektro-

lizy szk³a i†izolacji grzejnika, uwalnia-

nia siÍ tzw. gazÛw okluzyjnych zawar-

tych w†czÍúciach metalowych, ktÛrych

juø úladowe iloúci pogarszaj¹ prÛøniÍ,

a†w†formie jonÛw, bombarduj¹c katodÍ,

szybko skracaj¹ jej trwa³oúÊ. Tzw. bom-

bardowanie jonowe jest szczegÛlnie na-

silone po przekroczeniu dopuszczalnych

napiÍÊ anody i†siatki ekranowej. Sygna-

³em wskazuj¹cym na spadek prÛøni

w†lampie moøe byÊ pojawienie siÍ wo-

kÛ³ katody delikatnej zielononiebieskiej

poúwiaty. Ostatni¹ desk¹ ratun-

ku moøe byÊ natychmiastowe od-

³¹czanie napiÍcia anodowego

i†siatki ekranuj¹cej przy utrzy-

manym napiÍciu øarzenia

i†umoøliwienie znajduj¹cemu siÍ

wewn¹trz lampy poch³aniaczo-

wi (tzw. getter - lustrzana po-

w³oka wewn¹trz kulistego wierz-

cho³ka) wychwycenie szkodli-

wych jonÛw. Lampa, ktÛra utra-

ci³a prÛøniÍ jest bezuøyteczna.

Tu trzeba wspomnieÊ, øe b³Í-

kitne úwiecenie (ang. blue glo-

wing) na powierzchni (wewnÍt-

rznej) szklanej baÒki, szczegÛl-

nie w†miejscach leø¹cych na-

przeciw otworÛw w†anodzie oraz

2k2

100n

470k

Ub/a

Rg2

-Ug1

470k

100n

2k2

Rys. 2. Polaryzacja typu “fixed bias”.

Elektronika Praktyczna 1/2000

S P R Z Ę T

Przy stosowaniu we wzmacniaczach

w†klasie B†lub AB lamp o†duøym nachy-

leniu charakterystyki Sa , opornoúÊ up³y-

wowa Rs siatek steruj¹cych powinna byÊ

minimalna. Zwi¹zane jest to z†pojawie-

niem siÍ pr¹du tych siatek w†chwili, gdy

amplituda sygna³u steruj¹cego przekra-

cza bezwzglÍdn¹ wartoúÊ ujemnego na-

piÍcia siatki. Ma to miejsce szczegÛlnie

przy sterowaniu sygna³em sinusoidal-

nym. Pr¹d ten bÍdzie ³adowa³ konden-

sator separuj¹cy do pewnego napiÍcia,

przesuwaj¹cego niebezpiecznie punkt

pracy w†prawo. W†skrajnych przypad-

kach pr¹d katody moøe narastaÊ lawi-

nowo doprowadzaj¹c do uszkodzenia

lampy. St¹d sta³a czasowa RC w†obwo-

dzie siatki steruj¹cej lampy mocy powin-

na byÊ mniejsza niø 0,02. NiektÛrzy pro-

ducenci stosuj¹ sta³¹ RC = 0,01! We

wzmacniaczach, w†ktÛrych w†sposÛb za-

mierzony przesterowujemy stopieÒ mo-

cy naleøy stosowaÊ rezystory Rs =100k

nych w†katalogach. Dotyczy

to rÛwnieø napiÍcia øarzenia,

ktÛre nie powinno rÛøniÊ siÍ

o†±5% od wartoúci 6,3V. Za

ma³e napiÍcie øarzenia jest

powodem ìzatruwaniaî kato-

dy gazami szcz¹tkowymi, tym

znaczniejszego im niøsza jest

jej temperatura. Z†takim zja-

wiskiem naleøy siÍ liczyÊ

w†przypadku wzmacniaczy

fabrycznie wyposaøonych

w†prze³¹czniki ìdodaj¹ceî

pewn¹ liczbÍ zwojÛw do

uzwojenia pierwotnego trans-

formatora sieciowego. Jest to

ìsztuczkaî nawi¹zuj¹ca do

eksperymentÛw E. V. Halena

z†zasilaniem ca³ego wzmac-

niacza obniøonym napiÍciem za pomoc¹

autotransformatora (Variac). Zwyczajo-

wo, na tylnej úciance znajdujemy wtedy

prze³¹cznik Variac Mode lub Spongy/

Bold. Z†kolei podwyøszenie napiÍcia øa-

rzenia juø o†10% podnosi jej tempera-

turÍ o†ok. 3%, powoduj¹c jednoczeúnie

2..3-krotne skrÛcenie jej trwa³oúci.

Przekroczenie dopuszczalnego pr¹du

katody jest rÛwnoznaczne z†przekro-

czeniem dopuszczalnego pr¹du emisyj-

nego, okreúlanego w†mA/cm 2 , ktÛry dla

wiÍkszoúci spotkanych lamp wynosi

20..150mA/cm 2 oraz wzrostem oporu

skroúnego warstwy emisyjnej katody.

Przyk³adowo, przy umiarkowanych

gÍstoúciach pr¹du emisyjnego trwa³oúÊ

katody wynosi ok. 5000 godzin. Po prze-

kroczeniu 200mA/cm 2 maleje ona gwa³-

townie, spadaj¹c do kilkudziesiÍciu go-

dzin. Analiza wielu rÛønych schematÛw

fabrycznych wzmacniaczy wiedzie do

wniosku, øe powsta³y one w†czasach,

w†ktÛrych nie liczono siÍ z†problemem

dostÍpnoúci lamp! Lampa prawid³owo

eksploatowana we w³aúciwie zaprojekto-

wanym i†wykonanym obwodzie, w†spo-

sÛb naturalny, po kilku tysi¹cach godzin

pracy, traci zdolnoúÊ do prawid³owego

funkcjonowania wskutek utraty emisji

katody, spadku nachylenia charakterys-

tyki, pojawienia siÍ pr¹du jonowego siat-

ki steruj¹cej. W†przypadku wzmacniaczy

wyj¹tkowo ostro eksploatowanych, szcze-

gÛlnie gdy koÒcÛwka mocy jest g³Ûwnym

ürÛd³em ìprzesteruî, lampy mog¹ ìpaúÊî

juø po 100..200 godzinach! Przyjmuje

siÍ, øe obniøenie parametrÛw o†10..25%

czyni lampÍ niezdoln¹ do dalszej eks-

ploatacji. Wymiana powinna obejmowaÊ

ca³y komplet, gdyø pozostawienie np.

jednej pozornie dobrej lampy moøe spo-

wodowaÊ przyspieszone zuøycie pozo-

sta³ych. Ponadto zachwiana zostanie bar-

dzo istotna dla uk³adu przeciwsobnego

symetria. W†przypadku nieposiadania

lamp firmowo dobieranych w†pary (ang.

matched tubes), ale przynajmniej z†jed-

100n

2k2

470k

Rg2

-Ug1

470k

Ub/g2

Ub/a

100n

2k2

Rys. 3. Polaryzacja typu “fixed bias” − zasilanie

z dwóch źródeł wysokiego napięcia”.

Ω

i†kondensatory sprzÍgaj¹ce o†wartoúci

22..47nF (vide Marshall Super Lead).

Rezystory blokuj¹ce siatki steruj¹ce, jak

i†siatki ekranowe powinny byÊ przylu-

towane bezpoúrednio do podstawki. Re-

zystory w†obwodzie zasilania siatek ek-

ranuj¹cych musz¹ byÊ obliczone na doúÊ

duøe obci¹øenie. Siatka S2 lampy EL34

moøe oddawaÊ moc do 12W, dlatego,

ze wzglÍdu na moøliwoúÊ sta³ego prze-

sterowania lamp koÒcowych, najlepiej

jest stosowaÊ osobne rezystory dla kaø-

dej siatki, o†wartoúci 470..1000

nej serii, od jednego producenta i†gdy

nie dysponujemy odpowiednim mierni-

kiem (np. P-508), moøna je zgrubnie

ìrozstawiÊî poprzez pomiar napiÍcia na

rezystorze katodowym, np. 10

/1%, przy

ustalonym, jednakowym ujemnym na-

piÍciu na siatkach steruj¹cych. Zasad¹

moøe byÊ (w przypadku czterech lamp)

wstawienie np. do ìwewn¹trzî dwÛch

lamp o†najwiÍkszym pr¹dzie katody, a†na

ìzewn¹trzî o†najmniejszym. Z†kolei

w†parze po stronie np. prawej powinny

siÍ znaleüÊ lampy o†wiÍkszym pr¹dzie,

a†po stronie lewej o†mniejszym. Taka

konfiguracja umoøliwi ustawienie przy-

zwoitej symetrii i†rÛwnomiern¹ dystry-

bucjÍ oddawanej mocy. RÛønica suma-

rycznego pr¹du na biegu ja³owym oby-

dwu par nie powinna przekraczaÊ

5..10mA. Asymetria powyøej 10mA za-

owocuje wyraünie s³yszalnym przy-

düwiÍkiem 100Hz. W†amatorskich kon-

strukcjach moøna z†powodzeniem stoso-

waÊ ca³¹ gamÍ lamp, zwykle nie spo-

tykanych w†konstrukcjach profesjonal-

nych. Od ma³ych, typu trioda - pentoda:

ECL (PCL) -82, -85, -86 oraz pentod EL

(PL) 81, E84L, EL86, po duøe, stosowane

jako wzmacniacze odchylenia poziome-

go w†starych typach telewizorÛw, EL

(PL)36, EL(PL)500, -504, E130L czy ro-

syjsk¹ 6P45S. Te ostatnie s¹ - w†prze-

ciwieÒstwie do EL34 - lampami ìpr¹do-

wymiî o†znacznym dopuszczalnym pr¹-

dzie katody, siÍgaj¹cym nawet 400mA!

Posiadaj¹ one takøe wyprowadzon¹ na

wierzcho³ku baÒki anodÍ, co czyni je

odpornymi na przebicie izolacji coko³u,

przy wysokich napiÍciach anodowych.

Schematy na rys. 1..3 ilustruj¹ wy-

brane konfiguracje stopnia mocy dla

lamp EL34. Jak widaÊ, s¹ to uk³ady

zarÛwno o†polaryzacji automatycznej

(rys. 1), jak i†sta³ej - zewnÍtrznej (rys.

2, 3). Dla lamp innych typÛw moøna

z†powodzeniem stosowaÊ te same kon-

figuracje.

Tomasz Wojkowski

5..10W. DziÍki nim podczas przestero-

wywania powstaje, niejako automatycz-

nie, znaczny spadek napiÍcia zasilaj¹-

cego te siatki, przesuwaj¹cy punkt pra-

cy w†lewo, tym samym ograniczaj¹cy

oddawan¹ moc. Takie rozwi¹zanie jest

szczegÛlnie korzystne w†przypadku pra-

cy w†trybie triodowym, gdy S2 jest przy-

³¹czana przez ten rezystor do anody

i†bierze bezpoúredni udzia³ we wzmoc-

nieniu sygna³u. Ten mechanizm jest

rÛwnieø odpowiedzialny za powstanie

s³ynnej ìlampowejî kompresji. Nie jest

zalecane montowanie wspÛ³czeúnie pro-

dukowanych lamp w†pozycji poziomej

lub pionowej ìdo gÛry nogamiî. Zwyczaj

ten utrwali³ siÍ w†czasach (ok. 1972 ro-

ku), kiedy firma Fender stosowa³a

w†swoich produktach tetrody 6L6GC-

STR, specjalnie dla niej opracowane, wy-

trzymuj¹ce napiÍcie anody do 500V i†ce-

lowo do takiego montaøu przystosowa-

ne. Jako ciekawostkÍ warto wspomnieÊ

fakt, øe pierwszy model lampy 6L6 (po-

wsta³ w†1936r.) posiada³ metalow¹ obu-

dowÍ i†moc zaledwie 12,5W. W†przy-

padku samodzielnego konstruowania

wzmacniacza lampowego naleøy úciúle

przestrzegaÊ zasady nieprzekraczania do-

puszczalnych parametrÛw, napiÍÊ i†pr¹-

dÛw poszczegÛlnych elektrod, okreúlo-

Elektronika Praktyczna 1/2000

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: