NTC per limitare la corrente di picco

[Dom]

Mi sembra più conveniente aprire un Thread specifico dedicato all'approfondimento della questione.
Provo a riportare in ordine i post dove ne abbiamo iniziato a parlare così abbiamo un filo logico per chi comincia a leggere il thread.

[Dom]

FRANCO:

Durante la gita a Marzaglia stavo pensando ad un fatto, praticamente condensatori elettrolitici assiali ad alto voltaggio non se ne trovano più

E' vero che da Borgia ho visto qualcosa da 22uF e forse anche da 47uF ma non per tensioni molto elevate

Nel PS del Trumble pensato da Domenico per ovviare al problema di un'anodica a regime un po' più alta di 400V (e quindi più alta durante l'accensione) si sono usati condensatori in serie con resistenze in parallelo per la corretta distribuzione del potenziale elettrico

Quello che mi è venuto in mente è ......

Visto che l'anodica dovrebbe essere (a regime) un po' più alta di 400V dei condensatori da 450V sarebbero giusti giusti come capacità in tensione sopportata ma potrebbero stressarsi durante la fase di avvio ove è probabile che l'anodica sia più alta di quanto loro possano sopportare, almeno per un piccolo periodo

Mi sono ricordato che nei vecchi VOX AC50 ed AC100 al fine di evitare problemi di inrush current veniva installato un Brimistor CZ4 (componente ormai introvabile)

Qui un po' di documentazione

BRIMISTORS CZ1 - CZ12 (2).pdf

(70.38 KiB) Scaricato 12 volte

Una locandina d'epoca

circuiti alternativi al componente ??

Tube Amp Current Clamp (1).pdf

(22.48 KiB) Scaricato 12 volte

Altri circuiti

Brimistor (forse equivalente).png (7.61 KiB) Visto 178 volte

ScreenHunter_01 Apr. 29 18.36.gif (3.22 KiB) Visto 178 volte

Nuovi componenti che possono sostituire il Brimistror ??

NTC-(Brimistor Substitutes).pdf

(569.28 KiB) Scaricato 14 volte

Nel tempo ho raccolto questa documentazione ma non ricordo bene ciò che le sta dietro

Un circuito con Mosfet può sostituire il Brimistor ?

Una semplice NTC può assolvere il compito ?

Sarebbe interessante capire se anche solo una NTC potrebbe svolgere la funzione voluta e consentire di utilizzare elettrolitici non troppo sopra come voltaggio a quello dell'anodica a regime

Franco

[Dom]

Ciao, sì gli NTC sono fatti proprio per quello.

Ma che tipo si dovrebbe scegliere, in base a quali parametri ?

Ormai è passato del tempo e ho degli sprazzi di ricordi secondo i quali i Brimistor avevano caratteristiche particolari che, se non sbaglio, erano difficili da ritrovare in una NTC

Purtroppo la memoria non mi aiuta più di tanto

Franco

Ciao Franco,

ecco le linee guida. Bisogna deciderla dopo aver fissato gli altri parametri dell’alimentazione.
https://www.tdk-electronics.tdk.com/dow ... icl-an.pdf

Ciao, la scelta del NTC è semplice.
Bisogna tenere conto della corrente di picco che si vuole avere (determinata dalla tensione di alimentazione e dalla R25, cioè la resistenza a freddo del NTC), dalla corrente nominale di cui abbiamo bisogno in quel ramo dell'alimentazione (si sceglie la massima in modo che sia 2-3 volte superiore) e della capacità che dobbiamo caricare (cioè della potenza dissipata "a freddo").

Ma se usassimo un NTC da 20-40 Ohm sul primario?
Così limitiamo non solo l'anodica, ma anche il picco di corrente dei filamenti all'accensione.

Qui c'è un calcolatore:
https://www.ametherm.com/blog/inrush-cu ... hree-steps

Qui una lista parametri più chiara:
https://www.mouser.it/datasheet/2/18/1/ ... 315885.pdf

[Dom]

ROBI:

1 la minima resistenza. Che suppongo sia la resistenza massima che deve avere l'NTC a freddo.

Ciao, no per due motivi: il primo è che NTC indica NEGATIVE TEMPERATURE COEFFICIENT, cioè un resistore che ha un coefficiente negativo di resistenza in base alla temperatura: se la temperatura sale, la resistenza scende, quindi la resistenza minima è quella che serve a regime.
Ma il primo parametro è la resistenza MASSIMA, cioè R25, la temperatura a 25°C.

2 La "corrente di stazionamento". Che suppongo debba essere la corrente massima che vogliamo sia presente nel nostro PSU.

Anche qui non proprio: bisogna conoscere la corrente nominale del circuito. Nel nostro caso ci serviranno 120 mA circa a spanne mal contati, quindi prenderemo un qualcosa che abbia fra i 250 mA ed i 350 mA.

3 L'energia totale espressa in J

Qui è 1/2 x C x V^2 (espressi rispettivamente in Farad e Volt):

Per il punto 1 il calcolatore ci chiede di inserire come dati: la tensione e la massima corrente di picco che deve scorrere nel circuito.
Nel nostro caso e seguendo quello che ci ha spiegato Robi qualche post fa, noi dovremmo mettere almeno 3 volte la corrente massima stimata. Quindi presumo sia 100mA X 3 = 300mA. La tensione dovrebbe essere 400V come dato da inserire.
Quindi avremmo come primo dato 1.885 Ohm.
La resistenza a freddo ( con una temperatura ambientale di 25° ) del componente dovremmo trovarla di circa 1,8 Ohm / 2 Ohm.

Ti stai riferendo al link che ho postato, non al documento TDK che ho messo qualche pagina fa?
In ogni caso diffida sempre dei risultati che ottieni, e falli sempre a mano.
Questo calcolatore usa i punti e le virgole nel modo inverso di quello che pensi tu: i punti sono i divisori delle migliaia, le virgole sono i decimali.
Il valore che ottieni sono milleottocentottantacinque Ohm. Un resistore da 2 Ohm su 400V limiterebbe la corrente a 200 A.

Sul calcolo del secondo parametro, c'è qualcosa che non mi torna: Abbiamo bisogno di immettere il wattaggio, la tensione e l'efficienza teorica.
Io ho pensato di mettere 20 W ( 18W per la finale + 2W per tutto il resto tipo triodi e relays ), 400V come tensione e 80% di efficienza ( 0,8 ).
La "STEADY STATE CURRENT" mi viene calcolata come 40mA. Siamo sicuri?

Perchè 18 W la finale? Avevamo detto 80%, cioè 32 W. Poi ci sono a spanne 8 W per la ECC88 e 0,7 W per ogni 12AX7.
Facciamo 45 W per stare comodi, teniamo l'80% che dicevi tu e diventano 140 mA.

Sul calcolo del terzo parametro, ci chiede di mettere i volts di picco ( 400 X 1.414 = 565.6V ) e la capacità del primo ( presumo ) cap di filtro.
Quindi 100uF. L'energia sarebbe di 16J.

No, perchè se parli di una corrente continua, i volt di picco corrispondono ai volt dc, senza dover moltiplicare per radice due come si fa in corrente alternata. 1/2 x C x V^2 = 8 J

[Dom]

ROBI:

Ci sono in molti Fender e non solo. Guarda ad esempio qui (sul primario):
https://robrobinette.com/images/Guitar/ ... Manual.pdf

Solitamente non si fa dedicato ai filamenti perchè si fa sul primario, se si vuole coprire tutto.
Poi se si vuole si può ammorbidire ulteriormente la rampa dell'anodica.

Ho riportato il primo schema che mi è capitato sotto mano per l'uso dei NTC, ma se guardi gli schemi fender, ci sono in moltissimi di essi, sia rettificati a valvole sia a diodi. Un altro a caso: https://www.tangible-technology.com/sch ... Deluxe.pdf

In Hi-Fi si usano con un successivo bypass a relé una volta svolta l'azione della limitazione di corrente iniziale.

[Dom]

FRANCO:

Grazie per la condivisione Roberto

Interessante il fatto che sia con rettifica a vuoto che allo Stato Solido usino le NTC sul primario

Un motivo potrebbe essere che in tal modo possono usare NTC progettate per 240V o magari ne esistono che sopporterebbero anche l'anodica ?

Chissà, magari senza andare a scomodare un relè, si potrebbe fare con un componente allo stato Solido ?

Certo che adesso che mi hai mostrato questa soluzione sul primario, se fosse possibile usarla per evitare elettrolitici con tensione da 500V su questo progetto restando su quelli da 450V la cosa sarebbe molto interessante

Franco

[Dom]

DOM:

....cioè un resistore che ha un coefficiente negativo di resistenza in base alla temperatura: se la temperatura sale, la resistenza scende, quindi la resistenza minima è quella che serve a regime.
Ma il primo parametro è la resistenza MASSIMA, cioè R25, la temperatura a 25°C.

Beh si. Forse non mi ero spiegato proprio bene. Intendevo proprio la resistenza che deve avere il componente con una temperatura di 25 gradi.

....bisogna conoscere la corrente nominale del circuito. Nel nostro caso ci serviranno 120 mA circa a spanne mal contati, quindi prenderemo un qualcosa che abbia fra i 250 mA ed i 350 mA.

Ok. prendiamo 330mA anzichè 300mA.

Ti stai riferendo al link che ho postato, non al documento TDK che ho messo qualche pagina fa?
In ogni caso diffida sempre dei risultati che ottieni, e falli sempre a mano.
Questo calcolatore usa i punti e le virgole nel modo inverso di quello che pensi tu: i punti sono i divisori delle migliaia, le virgole sono i decimali.
Il valore che ottieni sono milleottocentottantacinque Ohm. Un resistore da 2 Ohm su 400V limiterebbe la corrente a 200 A.

Si mi riferivo proprio a quello. Che maledetto sto calcolatore!

Perchè 18 W la finale? Avevamo detto 80%, cioè 32 W. Poi ci sono a spanne 8 W per la ECC88 e 0,7 W per ogni 12AX7.
Facciamo 45 W per stare comodi, teniamo l'80% che dicevi tu e diventano 140 mA.

...Perchè sbadatamente avevo preso in considerazione il vattaggio in uscita della valvola anzichè la sua dissipazione!
Si, quindi. 32W / 33W per la finale. Ok 0.7W per ogni 12AX7, ma per la ecc88... 8W?

No, perchè se parli di una corrente continua, i volt di picco corrispondono ai volt dc, senza dover moltiplicare per radice due come si fa in corrente alternata. 1/2 x C x V^2 = 8 J

Giusto. Nell'esempio che si trova sulla spiegazione del calcolatore la tensione ( in questo caso / esempio ) è in AC.
Ok, ora è molto più chiara la cosa. Proviamo a calcolare una NTC per il primario?

Intendo calcolare i valori che ci servono per la scelta del componente giusto.



Cmq, il secondo parametro credo che non abbia senso neanche calcolarlo. Ci ho riprovato ora e mi da 90mA, ma lasciamo perdere.

Dalle simulazioni sappiamo che il totale sarebbe di 102mA. Per sicurezza mettiamo 110mA.
Se seguiamo la regola di scegliere un NTC che abbia almeno 3 volte il valore della corrente stimata da noi, possiamo subito mettere per buono 330mA come valore di riferimento del componente.

I parametri 1 e 3 sarebbero quelli che ci farebbe comodo trovare con il calcolatore.
Quindi R25 = 1713 Ohm. Possiamo prendere come valore 1.8k
400V su 1.8k ci danno una corrente limitata a 222mA circa.

Quindi, se volessimo trovare un NTC dedicato solo per il ramo dell'anodica:

1 = 1.8k
2 = 330mA
3 = 8J

[Dom]

ROBI:

Beh si. Forse non mi ero spiegato proprio bene. Intendevo proprio la resistenza che deve avere il componente con una temperatura di 25 gradi.

Ciao, non è così. La funzione dell'NTC è avere alta resistenza a freddo e bassa resistenza a regime. Non puoi calcolare la resistenza a freddo come se dovesse prendersi il triplo della corrente a regime.

Ok 0.7W per ogni 12AX7, ma per la ecc88... 8W?

Ogni nodo prende una determinata corrente. Una ECC88 prende 9-10 mA per triodo, che sono 18-20 mA presi sempre (alla fine) dall'anodica a 400V.
Ma qui secondo me è meglio calcolarsi direttamente la corrente.

Proviamo a calcolare una NTC per il primario? Intendo calcolare i valori che ci servono per la scelta del componente giusto.

Io ero in quel range di valori che scrivevo prima. Volendo anche inserendone due in serie.

[Dom]

DOM:

Ciao, non è così. La funzione dell'NTC è avere alta resistenza a freddo e bassa resistenza a regime. Non puoi calcolare la resistenza a freddo come se dovesse prendersi il triplo della corrente a regime.

Ciao Robi, Facciamo un esempio pratico altrimenti non credo di capire se stiamo dicendo la stessa cosa oppure no:
La tensione è 400V
La corrente massima stimata nel circuito è di 110mA.
Adottiamo 3 volte il valore della corrente massima del circuito = 330mA
Mettendo questi dati nel calcolatore abbiamo un risultato di circa 17k. E noi arrotondiamo a 18k per una migliore reperibilità.

Questo 18k è il valore della R25 ( resistenza che ha l'NTC a 25 gradi ) da prendere in considerazione sul datasheet?

Ogni nodo prende una determinata corrente. Una ECC88 prende 9-10 mA per triodo, che sono 18-20 mA presi sempre (alla fine) dall'anodica a 400V.
Ma qui secondo me è meglio calcolarsi direttamente la corrente.

Ok. Quindi dobbiamo sempre calcolare in base all'anodica. Io sommavo i Watt di ogni triodo calcolandoli in base al punto di lavoro di ognuno di essi.
Per esempio: sullo stadio ultimo ( recovery ) della Ecc88 calcolavo 110V X 13mA = 1.43W.

Io ero in quel range di valori che scrivevo prima. Volendo anche inserendone due in serie.

Ok. quindi teniamo per buono il valore di 20 / 40 Ohm. Vorrei cmq imparare a dimensionarli i valori corretti in base alle esigenze richieste.
Se posso nel weekend provo a fare un possibile calcolo nel caso si utilizzassero uno o 2 ( in serie ) NTC sul primario.

[Dom]

ROBI:

Ciao Dom,

R25 non si calcola sul triplo della corrente nominale.
Quando hai R25 non hai la corrente delle valvole, hai la corrente di carica dei condensatori (se lavori solo sull’anodica, altrimenti se lavori sul primario hai anche i filamenti).
Usiamo la NTC proprio per limitare quel picco lì, non per limitare la corrente nominale.

Inoltre come ti dicevo fai i calcoli a mano per capire cosa fa il calcolatore: 330 mA moltiplicati per 18 kOhm fanno 6 kV. Questo vuol dire che o immetti i dati sbagliati, o interpreti male i risultati, come ti dicevo prima.

Stessa cosa per la corrente: se devi calcolare la corrente di un circuito, anche se un componente dissipa una certa potenza, tu devi tenere conto di tutto il circuito, perché l’alimentatore alimenta anche i resistori di caduta e di carico di quello stadio.

Non tenere buono il valore di 20-40 Ohm, perché é un valore che ho buttato lì a mente. Non ho ancora fatto i calcoli giusti. Fai le tue valutazioni indipendenti da cosa ho scritto io. Tieni presente che io ho considerato di installarla sul primario.

Io per non saper né leggere né scrivere considererei: tensione di alimentazione, capacità da caricare a bassa impedenza, corrente filamenti. Nel Fender e nel nostro caso. Guarderei dove finirei come valori, e poi mi calcolerei a ritroso cosa succede all’ampli.

[Dom]

DOM:

R25 non si calcola sul triplo della corrente nominale.
Quando hai R25 non hai la corrente delle valvole, hai la corrente di carica dei condensatori (se lavori solo sull’anodica, altrimenti se lavori sul primario hai anche i filamenti).
Usiamo la NTC proprio per limitare quel picco lì, non per limitare la corrente nominale.

Inoltre come ti dicevo fai i calcoli a mano per capire cosa fa il calcolatore: 330 mA moltiplicati per 18 kOhm fanno 6 kV. Questo vuol dire che o immetti i dati sbagliati, o interpreti male i risultati, come ti dicevo prima.

Stessa cosa per la corrente: se devi calcolare la corrente di un circuito, anche se un componente dissipa una certa potenza, tu devi tenere conto di tutto il circuito, perché l’alimentatore alimenta anche i resistori di caduta e di carico di quello stadio....

Allora...era 1.8k non 18k. Infatti 0.33A X 1800 Ohm = 594V.
Quel dannato valore con la virgola che mi da il calcolatore mi inganna sempre!

Ma la confusione rimane.
Se non posso calcolare R25 sul triplo della tensione nominale allora la dovrei calcolare in base alla MASSIMA corrente di picco?

Posso solo simularla con ltspice. Non posso stimarla a spanne. Dal simulatore vedo che appena dai corrente al T.A., il picco di corrente massima che è presente sul primo cap di filtro è di circa 2A.

Se io calcolo una resistenza con questo calcolatore con una corrente di 2A, ho circa 300 Ohm ( con 420V di tensione senza carico stimata ).
300 ohm sulla R25 con una corrente di 2A fanno cmq 600V.

Ma questi 300 Ohm sono il valore di R25 quando il termistore non è attraversato da corrente e la sua temperatura è di 25°.
Il che significa che appena do corrente io avrei 420V : 300 Ohm = 1.4A di picco. Che mi sembra cmq un pò troppo alto.

D'accordo sul fatto di tenere conto di tutto il circuito, perché l’alimentatore alimenta anche i resistori di caduta e di carico, infatti non ho obiettato nulla. Ma sta maledetta R25 come la devo calcolare???