Amplificador para gaita: dúvidas e diário de construção

[Alex Frias]

rick, leia muito bem o que escreveram acima...
O que você prefere? Usar o dinheiro para comprar um transformador ou seu caixão?!?

E olha que o caixão é bem mais caro!

[kem]

...Fiquei foi com medo e de todo jeito teria que comprar um transformador de choque. Por isto que resolvi publicar...

Huummm... você não esta confundindo as coisas?
Choque é um componente que parece um transformador, mas não é.
Realmente você pode montar seu amplificador sem usar um choque, mas nada tem a ver com transformador de força.

[Alex Frias]

Pois é, ele não tem nada a ver com levar choque!

É um indutor que ajuda bastante na filtragem da tensão de alimentação.

[blackcorvo]

Pois é, ele não tem nada a ver com levar choque!

É um indutor que ajuda bastante na filtragem da tensão de alimentação.

Exatamente.

A vantagem de se usar um indutor choque é que ele consegue realizar a tarefa de filtragem de um resistor de valor alto, mas sem a "desvantagem" da grande redução de tensão do resistor.

[Alex Frias]

Aproveito para perguntar ao Eduardo, ou quem se habilite a responder: seria o uso do choque uma forma prática de filtrar o sinal retificado por válvula, pois, entre outras coisas, o valor do primeiro capacitor tem um limite máximo?

[hgamal]

... o valor do primeiro capacitor tem um limite máximo?

Todos os retificadores valvulados tem uma limite para o valor do primeiro capacitor. A 5y3 por exemplo este capacitor tem que ser menor que 20uF se não me engano!

[xformer]

Complementando o que os amigos escreveram acima, é interessante ver graficamente o que ocorre quando se usa um filtro CRC e um filtro CLC (simulações do Power Supply Design):


Nesse desenho as linhas vermelhas são os pulsos de corrente que acontecem nos retificadores valvulados. Inicialmente com os capacitores descarregados, eles parecem com curto-circuitos e portanto demandam uma forte corrente (quase 0,9A de pico) para serem carregados, depois com o aumento da tensão (linha verde) somente são necessários pulsos de corrente de valor bem menor (pico de 150mA) para recarregar os capacitores (descarga pela carga de 5k ohms).  Vejam que há uma ondulação (ripple) bem visível sobre a tensão na carga.


Agora com o indutor de choque, pode-se notar o efeito na corrente de surto inicial sobre os retificadores (0,6A de pico) e uma melhorar (diminuição) na ondulação sobre a carga. O indutor se opõe à rápida variação de corrente no circuito, limitando a corrente de surto e fazendo uma melhor filtragem (o filtro com o indutor é de ordem mais alta que um filtro apenas com capacitores e resistor, isso significa uma atenuação mais acentuada de ondulações).
Vejam que usando a 5Y3 (já que foi citada), o primeiro capacitor fica limitado a 20uF para uma corrente máxima de 2,5A durante 0,2s.  Com 10uF na simulação, a corrente chegou a 0,9A. Se usássemos 100uF ou mais como usados com diodos semicondutores (nesse caso a corrente no diodo semicondutor passa de 5A), a corrente de surto seria muito alta e a válvula não aguentaria.

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Sobre a ideia de fazer a fonte sem usar um transformador de isolação, vamos entender o que acontece.  Um transformador de força ou de fonte (não serve um auto-transformador  tipo 110V-220V) é um dispositivo que faz o isolamento galvânico entre o circuito do primário (que vai na rede) e o circuito do secundário (que vai pra fonte e alimenta o amplificador por exemplo). Isolamento galvânico significa que não há qualquer caminho condutor elétrico entre o circuito do secundário e do primário, de forma que a energia é passada por meio magnético do primário para o(s) secundário(s). Assim a tensão obtida no secundário fica flutuante e sem referência à qualquer fiação da rede elétrica. Dessa forma reduz-se a chance de choque ao tocar-se em um ponto do secundário, por não haver condutor de retorno à rede elétrica. O que se faz é apenas aterrar o chassis ao terra mesmo, mas com total isolação da rede elétrica.
Quando não usamos um transformador de isolação, e usamos a energia diretamente dos fios fase e mais o neutro, sempre haverá uma ligação com a rede, que por conceito fornece quanta corrente for preciso (limitado apenas pelos fusíveis e disjuntores - em valor bem alto). Ao fazer isso, não podemos referenciar o terra do circuito eletrônico a nenhum dos dois fios (nem fase nem neutro - que não é terra, mas retorno do circuito), pois sempre haverá um caminho para a rede elétrica. No caso para um amplificador valvulado, teria que usar 220Vac, com um fase e o neutro e ponte de diodos. Não poderia haver o aterramento do circuito, pois vaporizaria instantaneamente os diodos retificadores (pois o neutro vai estar aterrado em algum ponto). Poderia deixar o circuito então sem aterrar, apenas com o positivo e o negativo do circuito e o circuito do amplificador. Isso funcionava antigamente pois rádios e televisões não tinham as conexões de entrada e saída que temos hoje em dia, e o chassis ficavam vivos/energizados  (dependendo de como se ligava o plugue na tomada) e sem acesso ou contato aos usuários (mas eu lembro que dava choque ao por o dedos nos parafusos pra prender o fio da antena). Mas com equipamentos onde você liga e faz conexão com outros aparelhos, isso não e´possível, pois ao ligar qualquer coisa que esteja aterrada, fatalmente vai queimar um monte coisas (em ambas partes) e você pode levar choque ao encostar no próprio "terra" do circuito sem transformador, pois como disse vai estar energizado. Lembrando que neutro não é terra e que nunca temos certeza de qual dos dois terminais é fase e neutro na tomada, não dá pra usar essa ideia.

[Eduardo]

Aproveito para perguntar ao Eduardo, ou quem se habilite a responder: seria o uso do choque uma forma prática de filtrar o sinal retificado por válvula, pois, entre outras coisas, o valor do primeiro capacitor tem um limite máximo?

Oi Alex

O Xformer deu uma ótima explanação sobre o caso, mas ainda dá para esclarecer uns pontos. Quando se coloca um capacitor numa fonte, a intenção é barrar a componente alternada que sobra após o retificador. Se o montador tentar fazer isso só usando capacitores, vai precisar de valores muito grandes para obter um efeito descente. O ideal é usar um filtro passa-baixas, composto por um circuito CRC ou CLC. O CLC (capacitor+indutor+capacitor) tem a vantagem óbvia de ser conservativo. Não há energia dispendida como calor. Porém o custo do choque é alto. No CRC o custo do resistor é baixo, mas há perda de energia no processo.

Você consegue obter os mesmos resultados finais com CRC ou CLC, bastando apenas usar os valores corretos, não importa se esteja usando uma válvula a vácuo ou um diodo de silício. Dá para conseguir níveis baixos de ripple com CRC, basta que R seja grande o bastante!

No caso dos circuitos clássicos de retificação a válvula, a escolha do CLC era óbvia por vários motivos. Primeiro a limitação da válvula quanto a corrente de pico, como o Xformer comentou. A 5Y3 vai só até 2,5A enquanto um 1N4007 suporta 30A. Segundo, na época das válvulas os capacitores de 16uF eram coisas enormes e caras. Apesar da 5Y3 suportar 20uF, o valor padrão era 8uF, por causa do custo. Com um capacitor tão pequeno, o filtro CRC seria inviável, pois o resistor teria de ser de valor muito alto. A solução CLC era obrigatória.

Hoje, com diodos de silício, capacitores de 100uF baratos e cobre custando sua alma, o filtro CLC fica inviável. É melhor usar um CRC com 100uF e um resistor baixo que usar 20uF com um indutor de 10H.

Eu gosto dos filtros CLC. Nos meus projetos uso o 1N4007 como retificador, capacitores de 100uF ou 220uF e um choque de 0,5H a 1H. Fica ótimo! Volume pequeno, baixo custo e ótima eficiência.

Abraços

Eduardo

[Ferro_Velho]

Aproveitando as explicações para ver se o que vou fazer é correto.

Estou montando um Fender Champ 5F1 com o layout da Tubedepot, e pretendo usar retificação à válvula e filtro de choke.

Então seria: Uma 5Y3GT => cap de 20uF => choke 5H 50mA => cap de 10uF => resistor de 20k 1W => cap de 10uF.

Ficaria dentro dos conformes o uso da 5Y3GT e do choke com esses valores de capacitores?


O transformador de força teria 640V ct.

Abraço.

[kem]

Aproveito para perguntar ao Eduardo, ou quem se habilite a responder...

KEM ia se habilitar, mas Eduardo e xformer foram mais rapidos.  
Já tive essa conversa com o Eduardo. Hoje em dia, usando retifficação com diodos, e com capacitores "baratos", não tem mais necessidade do uso de choque. Claro que sempre existe o mojo.
A opinião dele é menos radical (acima).
xformer, em Santos 220V é fase + fase... ia dar pra aterrar, mas também daria pra assar quem sem querer encostasse no lugar errado...  hehehe

[Guilherme]

Já que a diretoria não coíbe poluição braba de tópicos, vamos lá...

Já tive essa conversa com o Eduardo. Hoje em dia, usando retifficação com diodos, e com capacitores "baratos", não tem mais necessidade do uso de choque. Claro que sempre existe o mojo.

Agora usar choke em fontes DC está na categoria MOJO ? Convenhamos.

O que é melhor, 4000 ohms de XL @ 120Hz e, digamos, 90 ohms DC ou 1000 ohms DC e microohms de XL ?

Nelson Pass, parafraseando a turma da Idade do Ouro do Audio, diz que uma fonte CLC bem projetada denota o cuidado que o projetista tem com a qualidade final do amplificador.

Particularmente uso choke até em fontes para transistorizados : 10mH, 3A, air core, mais de 1kg de fio # 17AWG 

em Santos 220V é fase + fase... ia dar pra aterrar, mas também daria pra assar quem sem querer encostasse no lugar errado...  hehehe

Kem, você está falando sério ou é brincadeira ?

[kem]

Brincadeira Guilherme... pensando nos fogos de final de ano.

[Espanhol]

...em Santos 220V é fase + fase... ia dar pra aterrar, mas também daria pra assar quem sem querer encostasse no lugar errado...  hehehe

Se não me engano, em Santos o sistema trifásico é 380V, então, 220V seriam obtidos entre fase + neutro. Fase + fase seriam 380V... Acho que nem tem duas fases instaladas nas residências, seria um prato cheio pra acidentes domésticos.

[kem]

...em Santos 220V é fase + fase... ia dar pra aterrar, mas também daria pra assar quem sem querer encostasse no lugar errado...  hehehe

Se não me engano, em Santos o sistema trifásico é 380V, então, 220V seriam obtidos entre fase + neutro. Fase + fase seriam 380V... Acho que nem tem duas fases instaladas nas residências, seria um prato cheio pra acidentes domésticos.

Aqui são 3 fases + neutro.
Se quer 127V, fase + neutro.
Se quer 220V, 2 fases...

[Espanhol]

Você é de Santos Kem? Só pra tirar essa dúvida quanto ao sistema trifásico em Santos...

Aqui onde moro ( interior de SP) também temos sistema trifásico 220V, fase + fase 220V, fase + neutro 127V.