K ochraně vláken elektronek pro sériové žhavení 100 mA
Napsal: 23 úno 2022, 12:10
Nevím, jestli obohatím něčím neznámým, nebo jen připomenu něco starého. Počítám spíše s druhou možností, ale já jsem to neznal.
Elektronky žhavené proudem 300 mA, jaké známe z televizorů, bývají při zapnutí přístroje proti přepálení vláken mezi trubičkou katody a kolíkem nebo počátečnímu nerovnoměrnému nažhavení elektronek různých typů chráněny negastorem sériově včleněným do žhavicího okruhu, tedy rezistorem s neobvykle silnou zápornou teplotní závislostí odporu a s dostatečně velkou tepelnou kapacitou. Při zapnutí je negastor studený a svým velkým odporem dostatečně omezuje proud v okruhu. Ten po zapnutí jen pomalu stoupá, přitom katody všech elektronek postupně absorbují dost energie ke svému šetrnému ohřátí a zvýšení odporu vláken uvnitř.
Nemohl jsem si podle nákupů z Aukra nevšimnout, že u významného podílu elektronek pro sériové žhavení 100 mA dojde k náhodnému přepálení ještě tenčího a choulostivějšího žhavícího vlákna dříve, než je elektronka opotřebována zeslábnutím katody a případně čerpací schopnosti getru. Přitom jsem si nevšiml, že by se pro sériový okruh 100 mA vyráběl a používal vhodný negastor. Možná protože se rozhlasové přijímače se sériovým žhavením, jako dnes módní Talismany a jiné, vyráběly dříve, než byly negastory obecně k dispozici. Nebo nebylo ekonomické se ochranou elektronek zabývat. V současné době jsou historické elektronky do těchto přijímačů vzácnější a pravděpodobně jejich mizející zásoby už nikdo nedoplní novou výrobou. V této situaci mi při renovaci připadá jako přijatelný zásah do originálního zapojení historického přijímače.
Pokusil jsem se proto najít vhodný způsob ochrany žhavicího okruhu 100 mA. Výchozí situace je typicky taková, že je žhavicí okruh rozdělen na dva segmenty, které se podle voliče síťového napětí zapojí sériově nebo paralelně. V každém segmentu je žhavení několika elektronek a malý předřadný rezistor. Předřadný rezistor může být částečně nebo úplně nahrazen ochrannými prvky. V porovnání se speciálním ochranným negastorem pro žhavicí okruh 300 mA mají negastory z produkce Pramet určené pro obecné použití výrazně menší teplotní závislost. U dostupných typů je i méně příznivý vztah uvolňovaného tepla k povrchu a přípustný rozsah provozních teplot. Jako asi nejvhodnější se mi ukázal negastor NR121 470 Ohm obalený vhodnou tepelnou izolací, dostupný zde:
https://ferity.cz/polovodice/termistory ... 0000039833
Výsledek ale není tak dobrý, jak bych si přestavoval. K úloze lze přistoupit i opačným směrem. Namísto prvku se zápornou teplotní závislostí a velkou tepelnou kapacitou použít prvek se silnou kladnou teplotní závislostí a velmi malou tepelnou kapacitou. Ze stylových důvodů nejlépe prvek dostupný už v době výroby příslušných elektronek a přijímačů. Tedy žárovku s tenkým wolframovým vláknem. Nebo lépe více žárovek zapojených paralelně, protože vlákna pro menší proud mají příznivější poměr objemu a povrchu, rychleji se tedy rozžhaví. Při zapnutí jsou sice vlákna studená a proudový náraz je větší, než s originálním předřazeným rezistorem, ale rozžhaví se do pro ně normálního jasu dříve, než se stihnou výrazněji ohřát choulostivé úseky žhavicích vláken elektronek. Tím řádově stoupne odpor vláken žároviček a účinně tak omezí proud sériovým žhavicím okruhem, jen o desítky procent pak přesahující jmenovitou hodnotu. S postupným šetrným ohříváním katod elektronek proud klesá a v ustáleném stavu žárovky jen slabě oranžově žhnou, dále se neopotřebovávají a úbytek napětí na nich vyhovuje originálnímu rozpočtu přístroje. Po vypnutí přístroje jsou okamžitě připraveny k ochraně při novém zapnutí. Při pokusech s jedním segmentem žhavicího okruhu 100 mA pro přibližně 100V se mi pro dostatečnou ochranu osvědčila trojice paralelně spojených telefonních žároviček POLAM T6,8 48V/50mA dostupných skoro zdarma zde:
https://www.hadex.cz/k700-100-zarovka-t ... eni-100ks/
Patice žároviček lze spojovat opatrným pájením, není třeba používat hůře dostupné a rozměrné objímky s potenciálně nespolehlivými kontakty. Samotné žárovičky v rozpočtu segmentu žhavicího okruhu typického přijímače nahradí předřazený rezistor svým úbytkem napětí v ustáleném stavu jen částečně. Je proto možné do série s nimi zařadit ještě negastor uvedený výše. Celkově tedy ve dvou segmentech žhavení v přijímači budou dva negastory a při potřebné vzájemné elektrické izolaci je vhodné je umístit do společné tepelné izolace. Použití samotných žároviček je pro ochranu elektronek sice dostatečně účinné a stylovější, negastory jsou dražší a méně stylové, ale kombinovaná ochrana je ještě dokonalejší, protože je omezen i počáteční krátký proudový náraz.
Jistě lze polemizovat o vhodnosti zásahů do renovovaných historických přístrojů. Ale klesající dostupnost a rostoucí cena náhradních a rovněž historických elektronek k tomu dříve či později nějak motivuje. Dočasnou alternativou by pak mohlo být včlenění nějakých ochranných prvků do patice polovodičové náhrady usměrňovací elektronky.
Elektronky žhavené proudem 300 mA, jaké známe z televizorů, bývají při zapnutí přístroje proti přepálení vláken mezi trubičkou katody a kolíkem nebo počátečnímu nerovnoměrnému nažhavení elektronek různých typů chráněny negastorem sériově včleněným do žhavicího okruhu, tedy rezistorem s neobvykle silnou zápornou teplotní závislostí odporu a s dostatečně velkou tepelnou kapacitou. Při zapnutí je negastor studený a svým velkým odporem dostatečně omezuje proud v okruhu. Ten po zapnutí jen pomalu stoupá, přitom katody všech elektronek postupně absorbují dost energie ke svému šetrnému ohřátí a zvýšení odporu vláken uvnitř.
Nemohl jsem si podle nákupů z Aukra nevšimnout, že u významného podílu elektronek pro sériové žhavení 100 mA dojde k náhodnému přepálení ještě tenčího a choulostivějšího žhavícího vlákna dříve, než je elektronka opotřebována zeslábnutím katody a případně čerpací schopnosti getru. Přitom jsem si nevšiml, že by se pro sériový okruh 100 mA vyráběl a používal vhodný negastor. Možná protože se rozhlasové přijímače se sériovým žhavením, jako dnes módní Talismany a jiné, vyráběly dříve, než byly negastory obecně k dispozici. Nebo nebylo ekonomické se ochranou elektronek zabývat. V současné době jsou historické elektronky do těchto přijímačů vzácnější a pravděpodobně jejich mizející zásoby už nikdo nedoplní novou výrobou. V této situaci mi při renovaci připadá jako přijatelný zásah do originálního zapojení historického přijímače.
Pokusil jsem se proto najít vhodný způsob ochrany žhavicího okruhu 100 mA. Výchozí situace je typicky taková, že je žhavicí okruh rozdělen na dva segmenty, které se podle voliče síťového napětí zapojí sériově nebo paralelně. V každém segmentu je žhavení několika elektronek a malý předřadný rezistor. Předřadný rezistor může být částečně nebo úplně nahrazen ochrannými prvky. V porovnání se speciálním ochranným negastorem pro žhavicí okruh 300 mA mají negastory z produkce Pramet určené pro obecné použití výrazně menší teplotní závislost. U dostupných typů je i méně příznivý vztah uvolňovaného tepla k povrchu a přípustný rozsah provozních teplot. Jako asi nejvhodnější se mi ukázal negastor NR121 470 Ohm obalený vhodnou tepelnou izolací, dostupný zde:
https://ferity.cz/polovodice/termistory ... 0000039833
Výsledek ale není tak dobrý, jak bych si přestavoval. K úloze lze přistoupit i opačným směrem. Namísto prvku se zápornou teplotní závislostí a velkou tepelnou kapacitou použít prvek se silnou kladnou teplotní závislostí a velmi malou tepelnou kapacitou. Ze stylových důvodů nejlépe prvek dostupný už v době výroby příslušných elektronek a přijímačů. Tedy žárovku s tenkým wolframovým vláknem. Nebo lépe více žárovek zapojených paralelně, protože vlákna pro menší proud mají příznivější poměr objemu a povrchu, rychleji se tedy rozžhaví. Při zapnutí jsou sice vlákna studená a proudový náraz je větší, než s originálním předřazeným rezistorem, ale rozžhaví se do pro ně normálního jasu dříve, než se stihnou výrazněji ohřát choulostivé úseky žhavicích vláken elektronek. Tím řádově stoupne odpor vláken žároviček a účinně tak omezí proud sériovým žhavicím okruhem, jen o desítky procent pak přesahující jmenovitou hodnotu. S postupným šetrným ohříváním katod elektronek proud klesá a v ustáleném stavu žárovky jen slabě oranžově žhnou, dále se neopotřebovávají a úbytek napětí na nich vyhovuje originálnímu rozpočtu přístroje. Po vypnutí přístroje jsou okamžitě připraveny k ochraně při novém zapnutí. Při pokusech s jedním segmentem žhavicího okruhu 100 mA pro přibližně 100V se mi pro dostatečnou ochranu osvědčila trojice paralelně spojených telefonních žároviček POLAM T6,8 48V/50mA dostupných skoro zdarma zde:
https://www.hadex.cz/k700-100-zarovka-t ... eni-100ks/
Patice žároviček lze spojovat opatrným pájením, není třeba používat hůře dostupné a rozměrné objímky s potenciálně nespolehlivými kontakty. Samotné žárovičky v rozpočtu segmentu žhavicího okruhu typického přijímače nahradí předřazený rezistor svým úbytkem napětí v ustáleném stavu jen částečně. Je proto možné do série s nimi zařadit ještě negastor uvedený výše. Celkově tedy ve dvou segmentech žhavení v přijímači budou dva negastory a při potřebné vzájemné elektrické izolaci je vhodné je umístit do společné tepelné izolace. Použití samotných žároviček je pro ochranu elektronek sice dostatečně účinné a stylovější, negastory jsou dražší a méně stylové, ale kombinovaná ochrana je ještě dokonalejší, protože je omezen i počáteční krátký proudový náraz.
Jistě lze polemizovat o vhodnosti zásahů do renovovaných historických přístrojů. Ale klesající dostupnost a rostoucí cena náhradních a rovněž historických elektronek k tomu dříve či později nějak motivuje. Dočasnou alternativou by pak mohlo být včlenění nějakých ochranných prvků do patice polovodičové náhrady usměrňovací elektronky.