Zasilacze laboratoryjne

Do prób i doświadczeń z lampami, budowania układów doświadczalnych, zdejmowania ich charakterystyk lamp bardzo przydatne są zasilacze laboratoryjne.

Najprostsze zasilacze laboratoryjne

Prosty amatorski zasilacz laboratoryjny opisany w Radioamatorze 12/1957.

Nawet bardzo prosty zasilacz wykonany z typowego transformatora od odbiornika radiowego uzupełnionego o prostownik i filtr da zaskakująco duże możliwości doświadczeń. Dostarczy on napięcia anodowego o wysokości około 250V i źródła zasilania dla paru lamp, co wystarcza nawet do dosyć złożonych eksperymentów. Nieco bardziej uniwersalne są układy ze specjalnie nawiniętym transformatorem, który posiada odczepy na uzwojeniu anodowym umożliwiające regulację napięcia i kilka uzwojeń żarzenia, przeznaczonych do zasilania żarzenia lamp o różnym jego napięciu. Tego typu układy były niegdyś publikowane w różnych poradnikach i prasie radioamatorskiej.

Większą elastyczność zapewniają zasilacze o regulowanym płynnie napięciu wyjściowym, na przykład od kilkudziesięciu do paruset woltów, a dostarczające prądu rzędu kilkudziesięciu miliamperów. Takie zasilacze można (i warto) zbudować na lampach - tym bardziej, że półprzewodniki źle znoszą nawet krótkotrwałe przepięcia i przeciążenia, a w układach lampowych, pracującymi z wysokimi napięciami o nie nietrudno. Można uzupełnić go o woltomierz i amperomierz otrzymując w ten sposób naprawdę użyteczny przyrząd.

W praktyce spotyka się całe spektrum konstrukcji, od stosunkowo prostych, aż do naprawdę złożonych przyrządów laboratoryjnych o bardzo dużej stabilności i dokładności.

Układ z prostownikiem na triodach

Prosty zasilacz regulowany z prostownikiem na triodach.

To chyba najprostszy z możliwych regulowany zasilacz napięcia anodowego. Można w nim zastosować praktycznie dowolne triody średniej mocy, a także pentody połączone w układzie triody. Z lampami 6S19P i przeciętnym transformatorem od odbiornika radiowego z prostownikiem lampowym da się uzyskać napięcie wyjściowe do około 300V przy prądzie rzędu 50 -70mA. Podwójny potencjometr 0.5-1MOhm powinien być odpowiednio duży, by wytrzymał napięcie kilkuset woltów. Ze względu na lepsze parametry przy zmianach obciążenia można zastosować filtr z wejściem indukcyjnym (jak na rysunku). Jeżeli zastosujemy filtr z wejściem pojemnościowym otrzymamy większe napięcie, ale i większe jego zmiany przy zmianach prądu obciążenia. W praktycznym układzie warto końcówki sekcji potencjometrów przyłączyć do anod połączyć przez oporniki, których wartość dobieramy tak, by cały zakres obrotu potencjometru pokrywał się z użytecznym zakresem zmian napięcia wyjściowego.

Zasilacze wtórnikowe

Osobna strona - zasilacze wtórnikowe

Stabilizatory parametryczne

Osobna strona - zasilacze parametryczne

Zasilacze stabilizowane

Osobna strona - stabilizatory szeregowe

Najprostszy stabilizator ze wzmacniaczem na pentodzie

Bardzo powszechnie stosowany był układ stabilizatora z lampą szeregową i wzmacniaczem błędu na pentodzie. Jako lampę szeregową najlepiej zastosować specjalną triodę do tego celu: 6S19P, 6S33S, 6080, 6AS7. Mogą być również inne triody mocy i pentody włączone w układzie triody, ale maksymalne uzyskane napięcie będzie trochę niższe. Jako pentody nadaje się większość pospolitych lamp, na przykład EF80 albo EF86. Ich punkt pracy dobiera się zwykle przy bardzo małym prądzie anodowym (poniżej 1mA). Napięcie anodowe często znacznie przekracza dopuszczalne katalogowe, ale w praktyce lampy to doskonale znoszą (pod warunkiem utrzymania odpowiednio niskiego napięcia na drugiej siatce).

Półprzewodnikowo

Układ bez napięć pomocniczych

Układ przedstawiony na schemacie charakteryzuje się użyciem tylko jednego tranzystora wysokonapięciowego i nie wymaga pomocniczych napięć zasilających. Przy napięciu na wyjściu prostownika rzędu 300V napięcie wyjściowe stabilizatora można ustawić do około 250V.

• Zabezpieczenie przeciwzwarciowe jest osiągnięte przez ograniczenie prądu układu LM317. Możliwości manewru mamy ograniczone: trzeba zastosować 100mA, bo większego prądu tranzystor raczej nie zniesie.
• Tranzystor regulacyjny powinien byc wysokonapięciowym tranzystorem Darlingtona. Ze względu na zjawisko powielania lawinowego powiniem miec duży zapas mocy - warto to dokładnie sprawdzić na charakterystykach tranzystora!
• Rezystor R1 zapewnia polaryzacje bazy tranzystora. Zbyt mała jego wartość powoduje duże straty mocy przy małych napięciach wyjściowych, z zbyt duża uniemożliwia ustawienie dużych napięć przy obciążonym stabilizatorze.

Zasilacze fabryczne

Reanimacja P307

Dwa labolatoryjne zasilacze typu P307 znalazłem w pudle na strychu. Wygląda na to, ze przez ostatnie czterdzieści lat były nieużywane. Zachowały sie w stanie dosyć średnim - lampy (4 sztuki 6L6 i dwie prostownicze) kompletnie zużyte, elektrolity "rozpuszczone", izolacja przewodów skruszała. Dobrze, że transformator i dławik przetrwały idealnie.Układ elektryczny zasilacza był dosyć prymitywny - wtórnikowy bez żadnej stabilizacji napięcia.

Początkowo zamierzałem odbudować przyrządy według oryginalnego schematu, ale w końcu zdecydowałem się na prostownik półprzewodnikowy, a w "pozyskanych" podstawkach lampowych zamontować [Desktop/WWW/eka/stab/index.html stabilitron] SG2S i wzmacniacz błędu na pentodzie. W ten sposób otrzymałem stabilizator ze wzmacniaczem na oktalowej pentodzie (6AC7), bliźniaczo podobny do opisanego powyżej. Cztery lampy 6L6 pracują równolegle w układzie triody i zapewniają prąd wyjściowy 200mA przy napięciu regulowanym w zakresie 200-500V.

Dosyć istotną wadą zastosowanego układu stabilizatora ze wzmacniaczem na pojedynczej pentodzie jest trudność uzyskania niskiego napięcia wyjściowego. Do tego nie posiadałem nadmiaru lamp 6L6, a miałem dużo EL34. W drugim zasilaczu zastosowałem układ z dwustopniowym wzmacniaczem błędu. Jako lampa szeregowa zamiast czterech 6L6 pracują trzy EL34. W zwolnionej podstawce zamontowałem pentodę 6AC7, a w podstawkach po lampach prostowniczych [Desktop/WWW/eka/stab/index.html stabilistor] SG3S i podwójną triodę 6SN7.

Zasilacz anodowy typ 2

Zasilacz anodowy typ 2 produkcji Biofiz z Poznania ma dwa wyjści napięcia anodowego: 300V i regulowane do 250V. Nie jest stabilizowany, ale ma bardzo prosty układ wtórnikowy. Do tego zapewnia ujemna napięcie siatkowe i kilka najczęściej spotykanych napięć żarzenia. Nie jest przyrządem laboratoryjnym z prawdziwego zdarzenia, ale służył do zasilania szkolnych zestawów demonstracyjnych. Jego parametry są (niestety!) wyjątkowo kiepskie - na przykład napięcie oznaczone Ua=300V przy zmianach obciżenia od minimalnego do maksymalnego zmienia sie od 440 do 310V... Jakość wykonania również nie jest rewelacyjna: niektóre elementy po prostu wiszą na drutach.

Wersja jednolampowa

Mimo, że zasilacze wyglądają identycznie i mają na płycie czołowej takie same napisy, różnią sie konstrukcją. Pierwsza wersja ma regulator na jednej lampie EL36 włączonej w układzie triody. Nie należy zbyt poważnie traktować dopuszczalnego prądu 60mA - przy małych napięciach wyjściowych już 35mA powoduje przekroczenie maksymalnej mocy lampy EL36, a przy dużych napięciach można bez obawy pobierać 90mA.

Wersja dwulampowa

Ta wersja różni się od poprzedniej tym, że zamiast jednej lampy EL36 są dwie, połączone równolegle. Umożliwia to czerpanie z zasilacza pradu 60mA, a przy większych napięciach ograniczeniem staje się prostownik na lampie EZ80. Po wymianie jej na EZ81 albo na prostownik półprzewodnikowy można przy wyższych napięciach pobierać prąd nieco powyżej 100mA. Jeżeli zastosujemy prostownik półprzewodnikowy, to pozostanie wolna podstawka novalowa - kusi by wstawić tam jakś pentodę i zbudować prawdziwy stabilizator.

Ulepszamy...

Wydaje się rozsądne wymienić lampę regulacyjną na większą. Da to możliwość pobierania maksymalnego prądu anodowego również przy małych napięciach wyjściowych. Transformator posiada zapas mocy żarzenia, bo umożliwia użyciepary lamp. EL36 (o dopuszczalnej mocy anodowej 8W) można zastąpić na przykład oktalową lampą 12E1 (35 W) albo bardziej pospolitą radziecką 6P7S (20 W). Lampy "głośnikowe" nadają się tu mniej, lepsze są te od odchylania poziomego, albo specjalne do stabilizatorów. E130L, często stosowana w układach stabilizatorów, ma trochę zbyt małe dopuszczalne napięcie siatki ekranującej by ją włączyć w układzie triody.