Zendbuizen voeding, daar komt iets meer bij kijken
We gaan een nieuw project starten, een zendbuizen voeding. Na de teleurstellende ervaring met de 807 buis gaan we met een spiksplinternieuwe buis experimenteren. Een 6146B.
Dat is een zogenaamde beam tetrode, een buis die op zijn sloffen 25 watt zendvermogen moet kunnen leveren.
Daarnaast staat er voor de iets langere termijn een project voor een 80 watt zender met een 4-125A zendbuis in de planning.
NOS buizen (new old stock)?
De 807 buizen die ik had voor zender experimenten waren zogenaamde NOS buizen. Oftewel buizen uit oude voorraden die nooit eerder gebruikt zijn.
Pas op!
De 807 buis wordt al 30 jaar niet meer geproduceerd! Oude voorraden die al zo lang ongebruikt op het schap liggen, die bestaan niet. Eerlijke leveranciers die zo’n buis aanbieden als NOS, zulke leveranciers vermelden in de kleinere lettertjes zoiets als “Test as NOS”.
Dan weet je genoeg. Dit zijn buizen die fllink wat speeluurtjes acher de rug hebben! Nog betere leveranciers vermelden in de kleine lettertjes: “True NOS? No”.
Maar helaas veel leveranciers vermelden alleen NOS en dat kan dus niet voor de 807 en nog zo een aantal buizen. Dat laatste wist ik ook niet. Door schade en schande word je wijs ☹.
Maar dit terzijde. Die 807 buizen kunnen op de kast gaan staan als muzeumstuk. Nu met echt nieuwe buizen aan de slag.
Zendbuizen hebben een gevoelige gloeidraad
De 6146B wordt nog wel gemaakt. Een Chinese fabrikant doet er zijn best op. Over die fabrikant (Shu Guang) en deze buis van hem lees ik heel positieve verhalen en ook negatieve recensies.
Duik je daar in dan zie je dat de positieve verhalen komen van bouwers van gitaarversterkers. De negatieve verhalen van audio kwaliteit fanaten. Nu hoef ik in een AM zender geen HIFI kwaliteit dus ik geef deze fabrikant het voordeel van de twijfel.
De gloeidraad van deze buis gaat normaal zo’n 1000 uur mee. Dat lijkt veel maar als je zoals vrienden van mij, een AM muziekstation runt dan kom je daar snel aan.
Reken maar mee, 12 uur zenden per dag dan kom je uit bij 85 dagen. Dat is elke twee maanden een nieuwe buizen set.
Maar die buis kun je een langer leven geven.
Opstarten van een buis is namelijk de grootste sloper van zijn levensduur. Nemen we als voorbeeld die 6146B. Die verbruikt normaal 1,25A gloeistroom. Maar bij het opstarten, als die buis koud is, dan is de weerstand van die gloeidraad veel lager dan in warme toestand.
Die buis kan bij het opstarten wel een stroomstoot trekken van ruim 10A. En het is die stroomstoot die de buis op de langere duur de das om doet. Hij warmt op die wijze wel snel op. Binnen één minuut. Dat dan weer wel.
Maar als je een stroombegrenzer gebruikt, die bijvoorbeeld niet meer dan 1,8A stroom toestaat, dan duurt het opwarmen misschien wel 10 minuten. Maar je buis leeft wel veel langer.
In deze zendbuizen voeding gaan we zo’n stroombegrenzer toepassen.
De anode spanning matigen helpt ook
Neem ik als voorbeeld weer de 6146B buis dan kom je op Internet veel schema’s tegen waarbij die buis 600-750V anodespanning krijgt aangeboden. Zo'n zender zou dan 50 watt zendvermogen produceren.
Maar de ontwerpers van deze buis (firma RCA) adviseren maximaal 500V anodespanning. Bij die spanning kan de buis maximaal 42 Watt vermogen produceren. Dus ik neem genoegen met 500V.
Iets soortgelijks geldt voor de 4-125A. Die kan bij 950-1000V anodespanning al ruim 80 Watt vermogen leveren. Hij kan wel 300 Watt leveren en daar heb je dan tot 3000 Volt voor nodig. Niet nodig toch?
Ook deze gematigde anode spanningen dragen bij aan een substantieel langere levensduur.
Een Zendbuizen voeding
omschakelbare hoogspanning 500V of 1000V
Is zo’n omschakelbare hoogspanning 500V of 1000V nuttig?
Niet als je één voeding moet samenstellen voor één zender en dat is het.
Wel als je regelmatig experimenteert en graag verschillende buizen, vermogens en zendconcepten wilt uitproberen en/of verbeteren.
Een gloeistroom voeding
met stroombegrenzer voor zendbuizen
Is zo’n gloeistroom voeding met stroombegrenzer voor zendbuizen nuttig?
Nou nee, vaak niet.
Voor de gemiddelde amateur die experimenteert met schakelingen is de beschikbaarheid van een krachtige gloeidraadvoeding zeker nuttig. Maar gelijkstroom, dat hoeft niet en een stroombegrenzer is ook niet per se nodig.
Wel als je een voeding maakt voor een buizenzender die intensief operationeel gaat zijn zoals bij vrienden met een populaire wijkzender. De levensduur van die buizen gaat er echt op vooruit.
En dan, vond ik het leuk om met deze gelijkstroom voeding voor zendbuizen met stroombegrenzer te experimenteren en goed werkend te krijgen?
Absoluut. Leuk en leerzaam.
Kortom de doorsnee amateur kan heel goed uit de voeten met het onderstaande schema van een Zware Zendbuizen Voeding, hoogspanning 500 en 1000V en gloeidraadvoeding 6.3V 9A en 5V 6A
Wil je meer? Lees dan verder.
De uitdaging voor mijn Zendbuizen Voeding
Mijn eerder gebouwde zwaardere universele voeding voor buizen levert 600V hoogspanning. Geen 500V en geen 1000V. Daarnaast levert hij 6,3V met een capaciteit van 6A en ook 5V CT voor de 4-125A maar geen stroombegrenzer.
Kortom, er moet een tweede zendbuizen voeding komen die wel en 500V en 1000V kan leveren en ook een stroombegrenzing kent.
Zendbuizen voeding, 500V, 1000V en 6,3V met stroombegrenzer
Mijn keuze viel op de 373BX trafo van Hammond. Die zou deze prestatie aan moeten kunnen. Het eerste experiment is met de 6146B in de PA dus de begrenzer start met een instelling voor 1,8A en de mogelijkheid om 3A (twee buizen parallel) te begrenzen.
Een begrenzer voor 5V 6,5A voor de 4-125A behoort in de toekomst tot de mogelijkheden met de schakeling die ik heb bedacht.
Ps. Is dit je eerste zware buizen voeding? Neem dan de 373HX trafo. Dan ben je in één keer klaar.
De stroombegrenzer, vloeken in de kerk
Deze stroombegrenzer is uitgerust met transistoren. Ik weet het …
Maar de waarheid is, met buizen is dit een praktisch onmogelijke klus. En ter verontschuldiging, ik heb hem bedacht met transistoren. Dat zijn eigenlijk een soort van triodes maar dan zonder gloeidraad.
En er is nog een groot verschil. Ze reageren op stroom, terwijl buizen op spanningen reageren.
Wat mij over de streep trekt is dat je met transistoren net als met buizen de werking van een circuit nog kunt doordenken. En in een apparaat opgebouwd met transistoren kun je de werking nog controleren en als het niet werkt de fout opsporen.
Dat onderscheidt een schema met transistoren van een schema met IC onderdelen. De werking van die zwarte doosjes is niet meer te traceren. Hij doet het of hij doet het niet. Basta. Zelf nadenken is niet nodig.
Voor de stroombegrenzer val ik terug op een schema dat ik eerder bedacht. De eenvoudige gestabiliseerde voeding voor 12Volt.
De gloeidraad van de zendbuis gaat met deze zendbuizen voeding gloeien op basis van gelijkstroom.
Het schema van die voeding is iets aangepast. De zenerspanning is nu lager om bij 6,3V gloeispanning uit te komen. Het schema wordt uitgebreid met een kleine tor, de BC108C in combinatie met een heel klein weerstandje (0,33 ohm). Het kan ook een andere NPN tor zijn, de keuze is niet kritisch.
Wanneer er nu stroom loopt door dat weerstandje van 0,33 ohm gaat daar spanning over staan. Wanneer die stroom richting 1,8A gaat is de spanning die over de weerstand valt 0,6 Volt.
Die spanning, 0,6V, laat de BC108C open gaan. De collector van deze transistor gaat stevig stroom trekken en daarmee snoept hij stroom weg van de basis van de BD139. Die transistor gaat daardoor minder geleiden en daarmee krijgt de 2N3055 minder stroom, minder aansturing.
Die 2N3055 gaat daardoor minder stroom leveren en dus zakt de stroom die aan de uitgang van het circuit wordt geleverd.
Deze situatie blijft net zolang bestaan tot de belasting (de 6146B) minder stroom trekt dan 1,8A. Dan slaat de BC108C weer dicht en kan het circuit ongestoord leveren wat er gevraagd wordt, zolang dat maar onder de 1,8A blijft.
De Zener is 8,2V. Over voormeld weerstandje gaat bij 1,25A ruwweg 0,41 Volt verloren en ook de beide transistoren leveren samen 1,3V stuurspanning verlies op. Dat betekent dat er afgezien van allerlei onzekere toleranties ongeveer 6,5V over blijft aan de uitgang van dit circuit.
Met deze gelijkspanning blijven we met onze zendbuizen voeding binnen de tolerantie grenzen die voor de 6146B liggen tussen 6V en 7,5V.
Je werkt dit schakelingetje eenvoudig af op een vero strip boardje (zie afbeelding links).
Een wisselschakelaar (schakelaar S3 op het schema) maakt de keuze voor één van beide stroombegrenzingen eenvoudig. Waarschuwingsledjes indiceren welke keuze ingesteld staat.
Transistor instellingen voor deze stroombegrenzer
Als vuistregel gaan we er met een ruime marge van uit dat om maximaal 3 ampère stroom uit de 2N3055 te krijgen zijn basis 300mA voeding nodig heeft en de BD139 op zijn beurt 20mA voeding op zijn basis nodig heeft.
Om zeker te zijn van voldoende voedingsspanning en -stroom voor de BD139 koppelen we de 5 Volt winding van de trafo aan de 6,3 Volt winding. We nemen de midden aftakking van die 5 volt en voeren zo ruim 9 volt wisselspanning toe aan de brug-gelijkricht-cel.
Het circuit belast met 3 Ampere levert dat een gelijkspanning op van 9,6 Volt. Op het moment dat de BD139 20mA basisstroom vraagt blijft er richting zener 8,35V over. Dat is voor die zener van 8,2V net genoeg.
Koeling
De gelijkrichtcel wordt heet bij een belasting van meer dan 2 ampere. Je moet hem daarom tegen het aluminium chassis monteren.
Ook de 2N3055 heeft koeling nodig. bij 3 ampere verstookt deze transistor ongeveer 7 watt energie. Ook hij wordt heet maar stevig gemonteerd op het chassis blijft het onder de 60 graden celcius. Dat is voor deze transistor geen probleem.
Gaan we later 5 Volt 6 ampere van de voeding vragen dan neemt het vermogensgebruik in deze transistor toe tot een watt of 14. Dat zit tegen de grens van zijn kunnen aan. We kunnen dan een zwaardere koeling kiezen of twee transistoren paralel schakelen.
De hoogspanning in deze zendbuizen voeding
De 373BX van Hammond die we kiezen voor deze zendbuizen voeding levert 700 Volt CT ofwel in twee delen van 350V met een gemeenschappelijk centraal punt.
Gaan we 700V wisselspanning gelijkrichting dan krijgen we een gelijkspanning van 700*1,41= 987V gelijkspanning. Bij een stevige belasting kun je zeker rekenen op 970V.
Een 350V wikkeling gelijkgericht levert 493,5 V gelijkspanning op. Een operationele spanning van 485V kan daarom geen probleem zijn. Beide spanningen voldoen voor 98,7% aan mijn gewenste spanning en daar doen we het voor.
Een tuimelschakelaar (schakelaar S2 op het schema) maakt de keuze voor één van beide spanningen eenvoudig. Waarschuwingsledjes indiceren welke keuze ingesteld staat.
Ook de schakeling met de afvlakcondensatoren werken we af op een vero print board. De schakeling van de PA sectie in de zendbuizen voeding bevat verder geen bijzonderheden.
Let op!
Ik heb voor de omschakelaar 500V of 1000V een gewone wisselschakelaar gebruikt. Geen probleem mits je hem niet onder spanning omschakelt. Doe je dat wel dan trek je een flinke vlamboog in de schakalaar. Als je zekering goed is gekozen dan sneuvelt die nu.
Doe je dit een paar keer dan kun je de schakelaar weggooien. Dus eerst spanning uit. Daarna pas omschakelen.
De zekering
De hoofdzekering heb ik aangebracht in de primaire kant van de trafo (de 230V kant. De zekering daar is een snelle zekering van 1 Ampere.
Het Chassis ontwerp
Het chassisontwerp van onze zendbuizen voeding is redelijk eenvoudig. We maken weer gebruik van een aluminium basis chassis van André van Beynum.
Het ontwerp voor de gaten en gaatjes die je nodig hebt om alle onderdelen netjes te monteren zie je in onderstaande afbeelding.
Met dit extra universele voedingsapparaat op de werkbank kunnen we weer leuke nieuwe zenderexperimenten starten.
Zendbuizen Voeding Praktijkfoto's
Tot zover, vragen of opmerkingen, je weet me te vinden.
-
Koos Overbeeke
Terug van Zendbuizen Voeding naar de Radio Amateur Zenders
Reactie van Site volgers
René
Leuk ontwerp maar hoe ga je 5V en 6 ampère maken met deze schakeling?
..Koos
Hallo René,
Dat vraagt enkele kleine aanpassingen in de begrenzer van deze zendbuizen voeding. Het ‘regel’ weerstandje moet nu 0,1 ohm zijn, de Zener wordt 6,8V en aansluiting op de trafo gaat terug naar 6,3V.
Ik gebruik dan de 369HX van mijn universele voeding want die kan 6A leveren in de 6,3V.
Heb je die universele voeding niet neem dan inplaats van de 373BX de 373HX trafo voor deze voeding. Die laatste kan 9A leveren in de 6,3V wikkeling. De rest van je zender kun je er dus ook mee voeden. Dan ben je in één keer klaar.
Succes 😊, wat ga je er mee doen?
Jurgen
Koos, ik zie op deze site veel stand-by schakelaars. Niet in deze schakeling. Ik zou dat wel doen.
..Koos
Mee eens Jurgen. Aanvankelijk dacht ik dat die stand-by schakelaar niet nodig was i.v.m. de beperkte anodespanningen die ik wil gebruiken. Het risico van Cathode Stripping is dan niet aan de orde.
Maar, ik heb de gewoonte om tijdens experimenten de hoogspanning uit te zetten en de gloeispanning aan te laten staan. Stand-bye schakelen dus. Dit om te frequent aan/uit zetten van die gloeidraden te voorkomen.
Die stand-bye schakelaar ga ik dus nog toevoegen. Zie schema.
