Fonte de Alta Tensão Ajustável Valvulada

[A.Sim]

Matec, o pessoal "coloca" uma fonte de corrente em série com os zeners para estabilizar o ponto quiescente deles e, assim, conseguir uma tensão de referência mais estável. Quem está dando a referência para a tensão de saída são os zeners, não a fonte de corrente. Esse expediente da fonte de corrente é mais teórico do que prático; num circuito real, o acréscimo da fonte de corrente é injustificado e passa-se a topologias mais vantajosas como o uso de referências intrinsecamente estáveis ( TL431, por exemplo ) e amplificadores de erro. Aliás, ambos os circuitos mostrados podem ser melhorados significativamente apenas com um rearranjo de componentes.

[Matec]

Matec, o pessoal "coloca" uma fonte de corrente em série com os zeners para estabilizar o ponto quiescente deles e, assim, conseguir uma tensão de referência mais estável. Quem está dando a referência para a tensão de saída são os zeners, não a fonte de corrente. Esse expediente da fonte de corrente é mais teórico do que prático; num circuito real, o acréscimo da fonte de corrente é injustificado e passa-se a topologias mais vantajosas como o uso de referências intrinsecamente estáveis ( TL431, por exemplo ) e amplificadores de erro. Aliás, ambos os circuitos mostrados podem ser melhorados significativamente apenas com um rearranjo de componentes.

Sim eu acho que essa fonte de corrente ali não serve para estabilizar nada, muito pelo contrário.

Inclusive, nessa posição o transistor que deve suportar uma potencia de cerca de 1W, vai aquecer de tal maneira que em pouco tempo vai ser danificado.
 

[raphaelCoelho]

Entendi. Foi escolha tua. Poderias ajustar para uma corrente maior, mas como não precisa....
Eu uso esse esquema no sussex, mas quando testo uma valvula a tensão "arria", tá com algum problema, vou ter que separar umas horas pra depurar

Raphael
Veja que esse circuito faz a redução da tensão, mas ele não é um regulador de tensão. Caso a tensão da fonte antes do circuito caia, ou varie, a tensão após o circuito vai variar junto.
  

Matec, a fonte que tenho aqui, do sussex é quase igual (muda o valor dos resistores na saida) e é regulada sim.
Nessa fonte em específico o que controla a tensão na saida é o potenciometro e se tirares ele, o valor dos zeners vai ser obtido na saida. Se não me engano o resistor R9 determina a corrente maxima fornecida pela fonte...

A fonte do meu testador, que "arria" a tensão quando tem algum consumo consideravel tá com problema, ela não era assim, ela ficou assim 

[Matec]

Matec, a fonte que tenho aqui, do sussex é quase igual (muda o valor dos resistores na saida) e é regulada sim.
Nessa fonte em específico o que controla a tensão na saida é o potenciometro e se tirares ele, o valor dos zeners vai ser obtido na saida. Se não me engano o resistor R9 determina a corrente maxima fornecida pela fonte...

A fonte do meu testador, que "arria" a tensão quando tem algum consumo consideravel tá com problema, ela não era assim, ela ficou assim 

O que você diz "quase igual" pode fazer toda a diferença. O fato de utilizar Zeners transforma a fonte simples, em fonte regulada. O interessante seria que você postasse exatamente o circuito de sua fonte, para que fosse encontrado o problema. Fontes parecidas, não significam que trabalham igual. E à princípio eu estava comentando sobre estas fontes abaixo:

Spoiler (clique para mostrar ou esconder)

 

[hgamal]

10k e 5k são sempre os meus casos de teste.

 

Eu também não bebo, a figurinha pretende apenas mostrar que a discussão é a nível de uma conversa amigável.
 

Sempre amigão, sempre. Estamos tentando aprender algo, ciência pura, você e eu aprendemos juntos.
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Não se põe fontes de tensão em paralelo, a não ser que sejam idênticas. Nem no simulador, muito menos na vida real. Claro que o circuito se comportou bem; uma fonte "matou" a outra (e decerto ainda tinha uma fonte DC em paralelo com tudo ). Não sei por que o simulador não reclamou.

Experimenta fazer certo, colocando as duas fontes em série. Aí o colega vai ver como o circuito regula bem...

Você tem toda razão. Eu escrevi errado mesmo, eu quis dizer em série.

[Matec]

Ótimo HGamal!

Perfeito!

Agora deixe eu falar qual o problema desse circuito em especial:
O circuito está com uma tensão total de uns 550 v após a retificação, os zeners regulam a tensão até uns 300v.
O que acontece? A tensão máxima após o mosfet estará em 300v também. Até aí beleza. Tensão regulada.
Agora meça a potência dissipada pelo MPSA92, pelo menos 650mW o que já deixa esse componente no limite de colapso.

Pra fazer esse circuito, em vez dessa fonte de corrente, bastaria um simples resistor de 100k /2W que o resultado seria idêntico, e mais confiável.

Spoiler (clique para mostrar ou esconder)

Agora teste esse circuito com uma fonte de tensão ac de 180vac por exemplo.

O que ocorre nesse caso é que apesar da fonte de corrente, a tensão após o Mosfet ficará com os mesmos transientes que aparecem antes do Mosfet, mesmo considerando que ela vai ficar com 50% da tensão da fonte devido ao divisor de tensão de 500k+500k. Nesse caso, como os zeners param de funcionar acaba a regulação.

Minha tese, é que a fonte de corrente, para esse circuito proposto, é inútil.

Vamos lá! Conversar é bom!
 

[raphaelCoelho]

Matec, a fonte que tenho aqui, do sussex é quase igual (muda o valor dos resistores na saida) e é regulada sim.
Nessa fonte em específico o que controla a tensão na saida é o potenciometro e se tirares ele, o valor dos zeners vai ser obtido na saida. Se não me engano o resistor R9 determina a corrente maxima fornecida pela fonte...

A fonte do meu testador, que "arria" a tensão quando tem algum consumo consideravel tá com problema, ela não era assim, ela ficou assim 

O que você diz "quase igual" pode fazer toda a diferença. O fato de utilizar Zeners transforma a fonte simples, em fonte regulada. O interessante seria que você postasse exatamente o circuito de sua fonte, para que fosse encontrado o problema. Fontes parecidas, não significam que trabalham igual. E à princípio eu estava comentando sobre estas fontes abaixo:

Matec eu me referi a segunda fonte que tu mostrou no spoiler, que é a fonte que o Hgamal implementou.
A topologia da minha é idêntica, muda a tensão de entrada (300Vac), R7 e R9.
A minha fonte regulava 
Matec, obrigado por oferecer ajuda para identificar o problema na minha fonte, eu já identifiquei a causa (um duplo triodo que apresenta flash over e não mostra nada errado nos testes de curto leva o fusivel na entrada da fonte a queimar, e possivelmente tenha levado o mpsa92 junto).
Mas a minha primeira postagem aqui se refere exatamente a qual fonte teria sido implementada com sucesso, e é para outro projeto, um tube tester menor, mais barato, prático e dinâmico que o sussex (que é ótimo, e alterando a fonte tu consegue testar qualquer válvula).

[Matec]

Basicamente, meu problema com essa fonte, foi a colocação dos zeners, sem tirar o MPSA92, e componentes adjacentes. Pois realmente existe a possibilidade do transístor falhar.

 

[hgamal]

Matec,

se você observar as curvas dos zenners,  vai perceber que para uma dada corrente há uma tensão fixa. É este o motivo da fonte de corrente. Se você substituí-la por um resistor, você terá uma variação (pequena) na tensão zenner, uma vez que a corrente no resistor irá variar.

Nesta fonte, a intenção era alimentar o pré a partir da alimentação do power, como disse antes nunca passei de poucos miliamperes (30 ma para ser mais exato). A tensão de entrada do circuito simulado, no caso prático ela é por volta de 370 V - não tem as fontes em SÉRIE (obrigado A.Sim) que estão ai, para fins de avaliação do circuito.

Olha ela ai implementada:



Ela é usada neste meu experimento. Funciona a uns anos sem ter que trocar nenhum componente. (os capacitores que não aparecem na placa estão montados do lado de fora do chassis - JJ 50+50 uF)

Uma fonte para mais corrente e mais potência tem que ser pensada melhor, ou usar componentes mais robustos e com dissipador. Outra preocupação é que o dissipador não esteja com sua carcaça em alta tensão, como já vi por ai.

[raphaelCoelho]

Hgamal, muito legal e profissional a fonte, tem um resistor ao lado do led que parece ter esquentado, provavelmente efeito da foto.
Onde mandou fazer a placa? Nem sempre é fácil achar quem fabrique placas com furos metalizados no país, infelizmente. E quando se acha, é uma pequena fortuna...

Em tempo: a fonte do sussex que usa a mesma topologia e um mosfet da mesma familia mas menos parrudo (irf830), se não me engano, fornece até 300V por 150 ou 200mA.

[hgamal]

Hgamal, muito legal e profissional a fonte, tem um resistor ao lado do led que parece ter esquentado, provavelmente efeito da foto.

acho que 1/8 de watt ai é pouco mesmo, mas ele ainda está com 100k

Onde mandou fazer a placa? Nem sempre é fácil achar quem fabrique placas com furos metalizados no país, infelizmente. E quando se acha, é uma pequena fortuna...

China. não lembro qual, se foi a seeedstudio ou pcbway. Mas garanto que não passou de 10 dólares com frete.

Em tempo: a fonte do sussex que usa a mesma topologia e um mosfet da mesma familia mas menos parrudo (irf830), se não me engano, fornece até 300V por 150 ou 200mA.

Esse da foto é um irf840. O problema não é a tensão que ele fornece, mas o produto diferença de tensão entre sua fonte e seu dreno vezes a corrente que passa por ele.

[Matec]

Matec,

se você observar as curvas dos zenners,  vai perceber que para uma dada corrente há uma tensão fixa. É este o motivo da fonte de corrente. Se você substituí-la por um resistor, você terá uma variação (pequena) na tensão zenner, uma vez que a corrente no resistor irá variar.

Nesta fonte, a intenção era alimentar o pré a partir da alimentação do power, como disse antes nunca passei de poucos miliamperes (30 ma para ser mais exato). A tensão de entrada do circuito simulado, no caso prático ela é por volta de 370 V - não tem as fontes em SÉRIE (obrigado A.Sim) que estão ai, para fins de avaliação do circuito.

Olha ela ai implementada:

Ela é usada neste meu experimento. Funciona a uns anos sem ter que trocar nenhum componente. (os capacitores que não aparecem na placa estão montados do lado de fora do chassis - JJ 50+50 uF)

Uma fonte para mais corrente e mais potência tem que ser pensada melhor, ou usar componentes mais robustos e com dissipador. Outra preocupação é que o dissipador não esteja com sua carcaça em alta tensão, como já vi por ai.

Concordo que com 370vdc de tensão de fonte ela trabalhe tranquila.

 

[xformer]

Bom, como eu postei um dos esquemas da fonte aqui deste tópico e inclusive a montei, fui fazer um experimento da variação na tensão de entrada e ver o que acontecia com a tensão de saída.

Antes de tudo, eu tirei o MOSFET e coloquei um BUL38D (bipolar) com um MPSA42 formando um Darlington de alta tensão como elemento de passagem (o resistor de 10M virou 10k para alimentar a base do MPSA).  Os MOSFETs queimavam muito (tentei o 2SK1120 do esquema, o IRF840,  ambos não duravam).

Eu ajustei a saída para 200Vdc com carga de 3750 ohms (dois resistores de 7k5 10W em paralelo) e variei a tensão (com Variac) que alimenta o transformador de força de 100Vac a 130Vac (o secundário de 211 a 275Vac com capacidade para 270mA)  e na saída a tensão foi de 200Vdc para 202Vdc com a variação de 30% na entrada.  Eu acho que está aceitável.  Lembrando que existe um valor de tensão mínima na entrada do regulador (no caso aproximadamente 300Vdc).

[raphaelCoelho]

Hgamal, muito legal e profissional a fonte, tem um resistor ao lado do led que parece ter esquentado, provavelmente efeito da foto.

acho que 1/8 de watt ai é pouco mesmo, mas ele ainda está com 100k

Onde mandou fazer a placa? Nem sempre é fácil achar quem fabrique placas com furos metalizados no país, infelizmente. E quando se acha, é uma pequena fortuna...

China. não lembro qual, se foi a seeedstudio ou pcbway. Mas garanto que não passou de 10 dólares com frete.

Em tempo: a fonte do sussex que usa a mesma topologia e um mosfet da mesma familia mas menos parrudo (irf830), se não me engano, fornece até 300V por 150 ou 200mA.

Esse da foto é um irf840. O problema não é a tensão que ele fornece, mas o produto diferença de tensão entre sua fonte e seu dreno vezes a corrente que passa por ele.

Não tem como competir com os chineses mesmo. Um amigo aqui do site fez umas placas para pedais em um empresa chinesa e me mandou algumas, é surpreendente a qualidade das placas.
Quanto ao mosfet, a idéia é usar um transformador com secundário de 45Vac e 220Vac. O mosfet vai regular a saida em 50Vdc (quando usar o tap de 45Vac) e regular em 250Vdc (quando usar o tap de 220Vac).
O principal motivo pra isso é que a tensão da rede aqui na cidade varia muito dos 220V nominais, sempre pra menos. Como quero ter medidas precisas, preciso regular a fonte...

[A.Sim]

Olá.

Com relação à confiabilidade de MOSFETs de potência operando em regime linear, recomendo prestar atenção ao que se chama de " ruptura secundária ( second breakdown ) ". Apesar desse termo não ser correto para MOSFETs ( a ruptura secundária é característica de transistores bipolares ) há vários textos tratando do assunto. Recomendo AN-4161 da OnSemi e AN-1155 da IRF ( com um comentário bem-humorado na fig. II-3 ).

Na fonte mostrada em http://www.handmades.com.br/forum/index.php?topic=4852.msg189001#msg189001 usa-se dois MOSFETS IRF9640 em paralelo, com resistores de equalização, para contornar esse problema.