jueves, 22 de noviembre de 2012

Estabilizador de alta tension y filtrado con mosfet


Una parte muy importante de un amplificador de válvulas es la fuente de alimentación. Es crucial para la calidad de todo el sistema. La mayoría de estos amplificadores tienen problemas como zumbidos o ruido de fondo que en ocasiones puede llegar a ser bastante molesto. Pero para resolver esos problemas podemos añadir un poco de filtrado un tanto especial. Pongamos por ejemplo una fuente de alimentacion de las que se usan normalmente en amplis valvulares.

estabilizador-6.jpg

La entrada de la FUENTE DE ALIMENTACION se muestra en el diagrama del circuito utiliza cuatro diodos 1n4007, como rectificadores para proporcionar a todas las etapas la corriente continua (DC) necesaria. Alimentados con 360 V CA produce la alta tensión principal (HT) de aproximadamente 515V. El conjunto de condensadores electrolíticos, C3, C4, C5 y C6, están dispuestos en dos series de condensadores conectados en serie. La razón para esta conexión en serie es porque cada uno de ellos tiene una tensión nominal de 400 V y sin embargo la HT de la alimentación es de 515V. Mediante la conexión de los condensadores en serie el voltaje de trabajo se duplica hasta 800 V, pero al mismo tiempo el valor efectivo queda reducido a la mitad, es decir el conjunto de condensador formado por C3 y C4 tendría un valor de 165 UF y soportaría una tensión de 800 v después hay instalados otro par idéntico de forma paralela para conseguir 330 UF en total con un voltaje de 800V.


Como norma de seguridad se han colocado R3 y R4 de 220k por las cuales se descargan los condensadores de la tensión de trabajo cuando el amplificador se desconecta. El tiempo de descarga al ser una capacidad tan grande pude tardar unos tres minutos aproximadamente, y como norma no se debe de manipular ninguna parte del amplificador sin haber esperado como mínimo 5 minutos ya que se pude producir una descarga eléctrica en muchos casos mortal.
Pero como podemos observar en esta imagen la tension de salida por muchos condensadores que pongamos siempre tendriamos un pequeño rizado.

IMG00128-20120307-0059.jpg

Para resolver esto tenemos el siguiente circuito el cual está basado en un MOSFET de canal N para entregar un voltaje estable y prácticamente libre de hummm a las etapas de previo y de potencia de amplificadores de válvulas (y otros, por supuesto).
Con un diseño de circuito bastante simple y con un costo bastante reducido comparado con filtros en base a circuitos CLC, CRC, con choques que son bastante pesados y costosos.
Aquí esta el esquema:

estabilizador-1.jpg

El voltaje rectificado y filtrado de la etapa anterior (+HT)
Por medio de R2 de 56k y la cascada de diodos zener DZ2 DZ3 y DZ4 se establece un voltaje de referencia y se filtra por C1 y C2.
Por otro lado, R2, C1 y C2 también aseguran que la tensión de referencia y a su vez la tension de salida se eleva poco a poco a la tensión deseada, cuanto mas grande sea el condensador c1 c2 y mas grande sea la resistencia mas tiempo tarda en alcanzar la tension en la salida, solo cabe señalar que no se debe de sobrepasar la resistencia en mas de 470k, ya que el circuito podria hacerse inestable.
En el siguiente grafico de una simulación del circuito se muestra como la tensión se va elevando poco a poco evitando dañar las válvulas por los picos de tensión en el momento del encendido.

estabilizador-2.jpg

El voltaje de referencia alimenta la Puerta del MOSFET a través de R1. La tensión de T1 por lo tanto, está fijado a un voltaje de aproximadamente la tensión de referencia, menos el voltaje del umbral de GS del MOSFET ,es decir, el voltage de salida sera igual a la suma de los zener ,menos unos 2 voltios , asi por ejemplo si ponemos los zener a 400 voltios la tension de salida será unos 398 voltios estabilizados y filtrados.
D1 es necesario para asegurar que el voltaje máximo de GS del Mosfet nunca se supere, limitando la corriente de R3 a través de DZ1 en caso de cortocircuito.
El voltaje de salida en este esquema está ajustado por la combinación de DZ2 DZ3 y DZ4 a 510V.
C17 y C16, aseguran una buena acumulación de tensión de reserva para cuando la etapa de potencia la necesite, sobre todo para realzar los graves.
Aquí la simulación del circuito.
El voltaje de entrada, en el cual se ve el rizado de la tensión y los picos producidos por la carga y descarga de los condensadores de filtro.

estabilizador-3.jpg

Y en este otro, después del MOSFET, en el cual se ve que es totalmente limpia.

estabilizador-5.jpg

Os pongo un circuito para cualquier tension, es decir sin estabilizar, para utilizarlo sobre todo en amplificadores valvulares de guitarra, aunque en la simulacion es para unos 190V,  podremos utilizarlo con cualquier tension que soporte el mosfet utilizado.


Dibujo-3.jpg