Powielacz napięcia

[91rok]

Witam. Czy układ powielacza, który załączyłem ma prawo działać i czy diody IN4004 będą odpowiednie? oraz czy za powielaczem mogę wstawić filtr RC ? czy napięcie nie spadnie zbyt mocno po podłączeniu zasilacza do dwustopniowego przedwzmacniacza lampowego? Z góry dziękuję za pomoc, rady i sugestie..oraz zaznaczam, że jestem laikiem i chcę się czego nauczyć, ale Wikipedia niewiele mi pomaga.

[tg3a]

91rok, źle podłączyłeś wyjście powielacza.
Zobacz sam:
Startując od Twojego "minusa" w lewo mamy kolejno:
- kondensator z minusem po lewej, a więc od Twego minusa schodzimy w dół
- następny kondensator z minusem po lewej - schodzimy dalej w dół
- jeszcze trzy następne kondensatory - schodzimy w dół o napięcia na tych kondensatorach
- źródło napięcia przemiennego wejściowego
i teraz zaczynamy posuwać się po górnych kondensatorach w prawo, aby dojść do Twojego "plusa":
- kolejne kondensatory z minusem po lewej, a więc napięcie zaczyna nam iść w górę - od osiągniętego sporego minusa i nałożonego napięcia przemiennego.
Okazuje się, że przy takim podłączeniu wyjścia to, co zyskałeś w gałęzi dolnej tracisz w gałęzi górnej. Nie skompensuje się to całkowicie, gdyż napięcia na wszystkich kondensatorach połączonych w te dwa łańcuchy są równe podwójnemu napięciu szczytowemu napięcia wejściowego z jednym wyjątkiem: kondensator w lewym dolnym rogu ładuje się tylko do pojedynczego napięcia szczytowego.
Tak więc przy Twoim podłączeniu uzyskałbyś tylko pojedyncze napięcie szczytowe wejściowe, dodatkowo z nałożonym napięciem wejściowym przemiennym.
Te informacje nie są zupełnie ścisłe, gdyż pominąłem spadki napięcia na diodach.
A teraz - jak to należy zrobić prawidłowo: trzeba "plus" i "minus" wyjściowy podłączyć tylko do jednego z tych dwóch łańcuchów kondensatorów. Prosty rachunek wskazuje, że do tego górnego, bo tam mamy dziesięciokrotność napięcia szczytowego wejściowego. Ponieważ, o ile nie jest inaczej zaznaczone, to wartości napięć przemiennych rozumie się jako wartości skuteczne, to wartość szczytowa napięcia 25 V wynosi ok. 35 V, i powielacz będzie dawał ok. 350 V.
Na razie nie zajmowałem się ścisłymi obliczeniami, i pominąłem napięcia przewodzenia diod, ale zaniżyłem również wartość pierwiastka z 2, więc mój błąd jest chyba niewielki.
Co do filtru, to wydaje się, że wartość opornika pomnożona przez pojemność wypadkową łańcucha kondensatorów (czyli w tym wypadku C/5) powinna być odpowiednio dużą wielokrotnością okresu napięcia wejściowego (jak się domyślam, chodzi o sieć 50 Hz, czyli okres wynosi tutaj 20 ms). Nie jestem pewien, czy jest to rzeczywiście konieczne, ale sądzę, że Rf*C/5 = 200 ms na pewno zagwarantuje prawidłową pracę powielacza.
Diody wymienione przez Ciebie są moim zdaniem bardzo dobre.
Aby uzyskać 250 V, trzeba:
- albo zmniejszyć ilość diod i kondensatorów do siedmiu (i wtedy wykorzystać dolny łańcuch kondensatorów, na którym jest 3 * 2 napięcia szczytowe + 1 * napięcie szczytowe = 7 * napięcie szczytowe)
- albo zastosować mniejsze napięcie na wejściu, czyli ok. 18 V
- lub też zastosować kombinację tych metod - jeszcze inna wartość napięcia, i odpowiednio do niej dostosowana liczba diod i kondensatorów w powielaczu
W przypadku użycia krótszego łańcucha kondensatorów odpowiednio zmienia się jego pojemność wypadkowa w zależności od pojemności kondensatorów składowych.
Nie wiem, jaki prąd pobiera stosowany przez Ciebie przedwzmacniacz, ale spadek napięcia zależy:
- po pierwsze od wielkości rezystora w filtrze
- po drugie od ładunku, jaki w ciągu okresu napięcia wejściowego powielacza (czyli tu zapewne 20 ms) pobiera zasilany układ, podzielonego przez wypadkową pojemność łańcucha kondensatorów w powielaczu. Przykładowo, jeśli przedwzmacniacz pobierałby 10 mA, a kondensatory, dajmy na to, że 4 w łańcuchu, miałyby wszystkie po 1000 µF, to ładunek pobierany przez przedwzmacniacz w ciągu 20 ms wynosiłby 100 µC. Pojemność wypadkowa łańcucha kondensatorów wynosi 1000 µF / 4 = 250 µF. Spadek napięcia w ciągu tych 20 ms wyniósłby 100 µC / 250 µF = 0,4 V.
Jest to spadek rozłożony w czasie, mający charakter przebiegu zbliżonego do piłozębnego, tak więc średnio w ciągu całego okresu spadek będzie dwa razy mniejszy.
Metoda, którą zaprezentowałem w tym przykładowym obliczeniu, jest przybliżona, i nie jestem do końca pewien, jak działa w przypadku powielaczy napięcia, ale myślę, że do orientacyjnych szacunków powinna wystarczyć.
Pozdrawiam.

[91rok]

Wydaje mi się, że zrozumiałem mój błąd, ale to się okaże dopiero po złożeniu układu. Znalazłem podobny układ kaskadowego powielacza napięcia, tyle że ten wydaje mi się poprawny, załączę go. Z pewnością przedwzmacniacz nie pobiera więcej niż 10mA, jest to prosty układ, z lampą EF86 w stopniu wejściowym i 6N1P w roli wtórnika katodowego.

[tg3a]

Rzeczywiście, tu już wyjście jest podłączone prawidłowo. Tylko ktoś przeciągnął z rozmachu przewód masowy i do drugiej końcówki wejściowej, robiąc w ten sposób zwarcie na wejściu (choć patrząc formalnie, nie ma narysowanej kropki na tym połączeniu zwierającym).
Gdyby te 220 V nie wystarczyło, można górny łańcuch kondensatorów wydłużyć jeszcze o 1 kondensator (i oczywiście ukośnie położoną diodę), a wyjście zrobić w ten sposób, żeby umasić nie dolną, a górną końcówkę napięcia wejściowego. Na dodatniej okładce tego ostatniego kondensatora w górnym łańcuchu będzie trochę powyżej 235 V względem tej nowej masy.
Opornik na wyjściu zasilacza powoduje rozładowanie kondensatorów po wyłączeniu zasilania i ostygnięciu katod lamp. Być może jest to korzystne dla kondensatorów (nie wiem, to tylko domysł), ale w każdym razie na pewno zmniejsza zagrożenie porażeniem w przypadku napraw serwisowych. Oczywiście w przypadku zastosowania takiego rozwiązania należy również go przenieść do górnego łańcucha kondensatorów.
Należy też sprawdzić, jeśli się ma dostęp do danych katalogowych, czy opornik rozładowujący ma dostatecznie dużą wartość maksymalnego napięcia pracy (nie chodzi tu o wartość wynikającą z mocy i oporności, tylko raczej o rodzaj napięcia przebicia między jedną końcówką a drugą, która jest związana z jego konstrukcją).
Albo na wszelki wypadek od razu zastosować dwa jednakowe oporniki połączone szeregowo - myślę, że maksymalne napięcie robocze równe 125 V to już każdy opornik posiada (nie jestem pewien, jak jest z SMD).
Zgodnie z tym, co napisałem poprzednio, spadek napięcia na kondensatorach związany z poborem prądu (a równocześnie i amplituda tętnień) będą tym mniejsze, im większa będzie pojemność kondensatorów.
Pozdrawiam, i życzę sukcesów.

[91rok]

Rzeczywiście, masa pociągnięta jest do wejścia, nie ma kropki iż była tam masa żarzenia, więc to mój błąd. Widziałem podobna konstrukcję u znajomego, kondensatory 5x220uF spokojnie wystarczą, choć to jeszcze będzie podlegało testom. Podobny opornik rozładowywujący napięcie na kondensatorach zastosowałem w kilku innych konstrukcjach zasilaczy i wytrzymywał, choć nie były to konstrukcje lampowe, płynął przez nie mniejszy prąd, niemniej dziękuję za radę o połączeniu dwóch takich oporników w szereg. Dziękuję za wyczerpujące odpowiedzi i pomoc. Pozdrawiam.