Tentando desenvolver Preamp Valvulado de Baixa Tensão

[RafaS]

Boa tarde!

Tomei para mim um desafio, consiste em construir um preamp valvulado. Em mãos temos:

1 Válvula 12AT7
1 Válvula 12AU7

E um transformador 24+24V 2A, genérico.

Em tese consigo 66Vdc após os diodos retificadores para dispôr aos ânodos (que certamente serão menos do que isso no contexto do circuito).
(O power amp é solid state e já está feito, a única preocupação é fazer um preamp legal com válvulas que já estão aqui e um transformador barato).
Possível?

Os amigos estariam dispostos a acompanhar esse projeto oferecendo críticas e sugestões à medida que ele se desenrola?

A moderação fique à vontade para remover o tópico caso julgue necessário (o que certamente está nas prerrogativas dos cavalheiros).

Creio que como não há um esquemático pronto neste momento. Suponho que o aconselhável seja começar pela fonte, prevendo alimentação para os filamentos e ânodos.


Segue abaixo:



Onde:
D1-D2 1N5403 foram escolhidos em função da corrente que toleram. (desculpem, comi um número no esquemático)

Uma primeira estimativa (bem pressimista) chutei 1200mA de demanda de corrente.

Para esta mesma estimativa foi selecionado o capacitor, C1, a 5% de ripple (3,39V) = 3000uF. Um filtro adicional "só porque sim" em C2 foi adicionado.

Estimada demanda de corrente de 150mA por válvula, ergo 300mA (cfe Datasheets em geral para 12AU7 e 12AT7), parece razoável usar um 7812 para os filamentos (alimentados com DC) operando portanto a cerca de 30% da corrente suportada pelo regulador. Seria um caso de um resistor limitador de corrente antes do regulador e em série com o mesmo, ou um divisir de tensão, ou seria exagero?

Algo me escapou? Vale a pena seguir adiante com os cálculos?

Aguardo críticas, obrigado!

[kem]

Ta errado o esquema.
Para conseguir os 65V, tem que ignorar o CT e usar os fios das extremidades (44VAC) + retificação em ponte. Do jeito que ta você vai conseguir 33V.
E o 7812 explode com 65V na entrada...  
De uma olhada no esquema da fonte do HB-1. Acho que você pode usar algo parecido nesse seu projeto.

[xformer]

O 7812 não aguenta uma tensão de 65Vdc na entrada.  Pra alimentar os filamentos talvez uma opção seja usar um dos enrolamentos de 24Vac do transformador e ligar os filamentos (12,6V) em série.

[kem]

O 7812 não aguenta uma tensão de 65Vdc na entrada.  Pra alimentar os filamentos talvez uma opção seja usar um dos enrolamentos de 24Vac do transformador e ligar os filamentos (12,6V) em série.

Do jeito que ta não vai dar 65V...
Quanto aos filamentos, isso + dobrador no HT... igual no HB-1...

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...
Uma primeira estimativa (bem pressimista) chutei 1200mA de demanda de corrente.

Para esta mesma estimativa foi selecionado o capacitor, C1, a 5% de ripple (3,39V) = 3000uF. Um filtro adicional "só porque sim" em C2 foi adicionado.

Estimada demanda de corrente de 150mA por válvula, ergo 300mA (cfe Datasheets em geral para 12AU7 e 12AT7), parece razoável usar um 7812 para os filamentos (alimentados com DC) operando portanto a cerca de 30% da corrente suportada pelo regulador. Seria um caso de um resistor limitador de corrente antes do regulador e em série com o mesmo, ou um divisir de tensão, ou seria exagero?
...

Como você passou de 300mA para 1.2A?  

...
Um filtro adicional "só porque sim" em C2 foi adicionado.
...

Pra ser um filtro adicional, tem que colocar um resistor entre C1 e C2. Do jeito que esta, você só colocou 2 capacitores em paralelo...

[xformer]

Sim, eu sei que não vai dar 65V do jeito que está (eu li sua mensagem). Apenas avisando se ele adotar sua sugestão de retificação em ponte (e assim teria 65V).

[RafaS]

Ta errado o esquema.
Para conseguir os 65V, tem que ignorar o CT e usar os fios das extremidades (44VAC) + retificação em ponte. Do jeito que ta você vai conseguir 33V.
E o 7812 explode com 65V na entrada...  
De uma olhada no esquema do HB-1. Acho que você pode usar algo parecido nesse seu projeto.

Nota mental 1: ler TODO o datasheet dos componentes.
Obrigado por me alertarem.

E sobre a tensão resultante, de algum lutar eu tirei que somaria cada diferença de potencial em relação ao center tap e adicionaria lá na frente. Pelo visto não e a tensão RMS resultante seria "apenasmente" o produto de cada extremidade referenciada ao CT *raiz 2.

O CT me tapeou, não tivesse ele no transformador eu teria ido reto pra retificação em ponte. Preciso rever esse conteúdo com o professor.

***

O que é HB-1 de que falam?

***

E a idéia em torno de usar então um divisor de tensão antes do 7812? Vai apenas dissipar potência atoa no resistor, ou até que funciona? O Datasheet dá 35V como Vmax para até 18V de regulaçaõ.

***

Como você passou de 300mA para 1.2A? 

Posso ter feito uma salada.
Estimei para cima uma possível demanda de corrente total sobre o transformador, mesmo que aparentemente salvo os filamentos, a corrente sobre a valvula é bem menor.
Exagerei muito?

...
Um filtro adicional "só porque sim" em C2 foi adicionado.
...

Pra ser um filtro adicional, tem que colocar um resistor entre C1 e C2. Do jeito que esta, você só colocou 2 capacitores em paralelo...

Esse filtro adicional sequer é necessário?

[kem]

Queimar esse tanto de energia em resistor... vai dar pra fritar uns ovos no seu pré...
HB-1: http://www.handmades.com.br/forum/index.php?topic=3559.0
Olhe o esquema da fonte. Servirá bem pro seu pré, e vai te dar um HT de uns 125V.
O filtro é necessário sim. E seria melhor você diminuir o valor de C1.

[RafaS]

HB1 de Hundred Buck!

Vou dar uma boa olhada.
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Queimar esse tanto de energia em resistor... vai dar pra fritar uns ovos no seu pré...
HB-1: http://www.handmades.com.br/forum/index.php?topic=3559.0
Olhe o esquema da fonte. Servirá bem pro seu pré, e vai te dar um HT de uns 125V.
O filtro é necessário sim. E seria melhor você diminuir o valor de C1.

Hum... ter calculado para 5% de tensão de onda foi muito?

O que seria uma faixa saudável de operação?

[marcioulguim]

Buenas

Como alternativa, um dobrador de tensão de onda completa.

[RafaS]

Sobre a fonte do HB-1, os pares RF1-CF3, RF2-CF4, RF1+RF3-CF5...

... formam algum tipo de filtro passa baixa?

Ou o seu princípio de funcionamento seria com os resistores agindo como divisores de tensão? Nesse caso os capacitores são para filtrar AC pra GND, ou possuem função de acumular carga pra suavizar a ripple?

Estou procurando bastante o cálculo envolvido mas até agora sem sucesso (não saber o que botar na chave faz dar muitas voltas).

[kem]

Buenas

Como alternativa, um dobrador de tensão de onda completa.

http://dc622.4shared.com/img/jbVq2arJba/s24/1566be9c650/Captura_de_Tela__3_?async&rand=0.6343509059769825

Foi o que eu usei no 100Buck (antecessor do HB-1). Quando o Plautz foi fazer o layout para PCB, ficou claro que a falta de referência dos filamentos para o HT fazia falta. Por isso mudamos para dobrador de meia onda, que permitia deixar o terra comum ao HT e aos filamentos.

RafaS... pesquise por "filtro RC em fontes".
E a idéia é fazer um pré simples, com um canal, ou mais complexo, com 2 canais, send/return, etc?

[RafaS]

Buenas

Como alternativa, um dobrador de tensão de onda completa.

http://dc622.4shared.com/img/jbVq2arJba/s24/1566be9c650/Captura_de_Tela__3_?async&rand=0.6343509059769825

Foi o que eu usei no 100Buck (antecessor do HB-1). Quando o Plautz foi fazer o layout para PCB, ficou claro que a falta de referência dos filamentos para o HT fazia falta. Por isso mudamos para dobrador de meia onda, que permitia deixar o terra comum ao HT e aos filamentos.

RafaS... pesquise por "filtro RC".
E a idéia é fazer um pré simples, com um canal, ou mais complexo, com 2 canais, send/return, etc?

Dois canais, clean e drive, EQ e loop série (ou paralelo se eu conseguir refinar o design).
Antes de chegar lá creio que há todo o trabalho de bias e etc. A princípio vislumbrei 3 estágios de ganho e um seguidor, com um bypass do segundo estágio (por relé quem sabe? Se o Dumble usava, não pode ser tão má idéia) para timbres mais limpos.

Estou indo por blocos, e assim construindo o conhecimento pra isso.

Estudo Mecatrônica e ainda não estou na metade do curso. Tive fundamentos da eletrotécnica, e agora em julho entramos em processamento de sinais. Algumas coisas consigo entender de imediato e outras preciso de alguma referência pra olhar, acho que isso explica porque as vezes coisas obvias me passam despercebidas e outras menos óbvias eu consigo entender. Nossas noções de eletronica são mais dedicadas a essa área então, para expandir, só batendo a cabeça mesmo.

Realmente pareceram filtros RC. Calculei eles aos pares como estão ali, e o que obtive foram resultados 13Hz, 0,2 e 0,4 Hz respectivamente. Achei estranhos os valores mas é o que encontrei calculando eles em separado.
-----Estou estudando aqui e conseguindo compreender melhor o dobrador de tensão (caramba, que coisa maravilhosa... e até onde vi se chega ainda mais que o dobro, mas tem de ter algum sacrifício, não? Creio que na corrente suportada pelo transformador pensando em termos de uma relação de potência em que aumentada a tensão, reduz a corrente para obter a mesma potência do transformador... acho).

Até então a lógica empregada na fonte (lá no primeiro desenho) era com base no capacitor estimado sobre a tensão de onda (8,33 * Imax/Vonda). Pelo que vejo a lógica do dobrador, a partir do terceiro capacitor, é outra, baseada em filtrar frequências da ripple em vez de acumular carga para suavizar (procede?) como é o caso de C1 e C2 do HB1 (e do meu rascunho anterior lá).

Espero que as perguntas estejam fazendo sentido e valendo o tempo empregado em responder.

[kem]

O funcionamento de filtros RC é simples, mas a teoria é extensa.
De uma olhada nos primeiros links: https://www.google.com.br/?gfe_rd=cr&ei=WAyqV4veLsvK8gfNkIawCA#q=power+supply+rc+filter
Tem até calculadora de filtro RC.
Procure entender a fonte pra depois desenhar o resto do esquema. Ta facil...
Quanto ao dobrador, não existe criação de energia. Se você vai dobrar a tensão, vai diminuir pela metade a corrente (pra bem menos que a metade por conta da eficiência do dobrador).

Ps. Depois de entender como a coisa funciona, baixe o programa PSU Designer II. Ele simula bem fontes e filtros. Só não tem dobrador de meia onda (só tem de onda completa) mas da pra ter ideia de como a fonte vai ficar depois de pronta.

[RafaS]

O funcionamento de filtros RC é simples, mas a teoria é extensa.
De uma olhada nos primeiros links: https://www.google.com.br/?gfe_rd=cr&ei=WAyqV4veLsvK8gfNkIawCA#q=power+supply+rc+filter
Tem até calculadora de filtro RC.
Procure entender a fonte pra depois desenhar o resto do esquema. Ta facil...
Quanto ao dobrador, não existe criação de energia. Se você vai dobrar a tensão, vai diminuir pela metade a corrente (pra bem menos que a metade por conta da eficiência do dobrador).

Ps. Depois de entender como a coisa funciona, baixe o programa PSU Designer II. Ele simula bem fontes e filtros. Só não tem dobrador de meia onda (só tem de onda completa) mas da pra ter ideia de como a fonte vai ficar depois de pronta.

Olá Kem!

Eu sempre calculei filtro RC com f=1/2.Pi.R.C pra encontrar a frequência de corte. Já fiz EQ e um drive e aí usei essa fórmula para filtros passa alta e passa baixa.

Estou sendo chatão para poder entender a teoria por trás o papel deles na fonte. Vou ler os links com cuidado. A princípio, o que está parecendo é que:

a) Uma corrente contínua "ideal" (sem ripple) tem frequência de 0Hz.

b O propósito destes filtros é direcionar para o aterramento o máximo em dB dessas frequências de modo a "filtrar" essa C.C. o melhor possível. Motivo o qual, quando calculei as frequências dos pares de resistor-e-capacitor na fonte do HB-1, achei frequências próximas a zero em pelo menos dois pares (e outro 13Hz, também bem baixo).

Bate? Vou ler os links igual.

Sobre o dobrador, havia dado uma meditada desde ontem, e hoje tirei dúvidas com o professor na aula.

Entendemos que sim, ao dobrar a tensão, temos metade da corrente disponível (para uma carga inalterada), uma vez que a potência que o transformador pode entregar permanece a mesma. Logo se um transformador pode dar uma potência de 12Watt, a 12V e 1A, se dobramos a tensão que ele pode ofertar para 24V, como P=V.I, logo 12=24.I, e I=500mA.

Mas você diz "bem menos da metade" e parece que isso deve ao fato de que há aqueles dois capacitores ali no dobrador, juntos ao diodo, que precisam ser carregados a cada alternância de ciclo, ergo, eles formam uma demanda de corrente em seu próprio direito. Ou seja, o transformador vai enviar corrente para a carga E para os capacitores, logo a corrente que ele pode suprir é 1/2 menos a que carrega os capacitores (e o quanto, creio, deve estar ligado à sua capacitância, isso é, o quanto são capazes de acumular carga elétrica e consequente demanda do transformador).

Para estimar isso tenho que estimar a carga que o capacitor pode acumular?

(Já vi algumas calculadoras mas quero conseguir fazer o máximo possível na ponta do lápis pra ganhar domínio do tema, desculpa se estou sendo pentelho!)

[kem]

Leia os links... tem um bem ilustrativo do ValveWizard...
E de uma olhada nessa tabela também. Não tem dobrador, mas mostra a eficiência dos retificadores.
http://s13.postimg.cc/5ww7yfd4n/retificadores.jpg
Preste bem atenção nas denominações.