Hoogspanningsvoeding voor buizenversterkers
Deze netvoeding levert bromvrije en stabiele voedingsspanningen voor buizenvoor- en eindversterkers, inclusief een negatieve roostervoorspanning.
Een buizenversterker heeft een heel andere voeding nodig dan een transistorversterker. Hier stellen we een schakeling voor die bij onze lezer Nils Gohr zeer goed voldoet. Het concept leent zich uitstekend voor een eindversterker met KT66- of KT88-pentoden in een klasse-A/B pushpull-eindtrap. Daarvoor is een relatief hoge anodespanning (hier 420 V) vereist, alsmede een negatieve roostervoorspanning van -45 V voor de ruststroominstelling. Voor een eventuele met een dubbeltriode uitgeruste voorversterker zijn voorts twee van elkaar ontkoppelde anodespanningen van 250 V beschikbaar.
Figuur 1. De stabilisatie van de drie spanningen gebeurt met drie identieke spanningsregelaars.
Drie spanningen
Voor de schakeling is een nettrafo nodig met een 315-V- en een 45-V-wikkeling die op connector Xl worden aangesloten. Zoals het schema van figuur 1 laat zien, wordt elke spanning afzonderlijk gestabiliseerd. De drie daarvoor benodigde schakelingen maken alle gebruik van een instelbare spanningsregelaar van het type LM317 en zijn nagenoeg identiek van opzet. Alleen zijn in de beide hoogspanningscircuits softstartschakelingen met FET's (T1, T2) opgenomen, aangezien IC2 en IC3 zonder die toevoeging meteen het loodje zouden leggen door de hoge laadstroom van de bufferelco's aan de uitgang (C5, C7, C8).
De 420-V-stabilisatie werkt als volgt: De door B1 gelijkgerichte spanning van de secundaire 315-V-wikkeling wordt door C1 gebufferd en bereikt via FET Tl spanningsregelaar IC2. De gelijkspanning aan de ingang van de regelaar bedraagt ongeveer 444 V De gewenste uitgangsspanning van 420 V wordt op de Adjust-aansluiting met P1 ingesteld. De Adjust-spanning ligt altijd 1,2 V onder de uitgangsspanning. Dat houdt dus in dat over de serieschakeling R1/R2/P1 bijna 420 V valt. Parallel aan deze tak is ter buffering een elco (C2) van 10 mF/450 V toegevoegd. D1 zorgt dat de Adjust-spanning (door de aanwezigheid van C2) bij het uitschakelen positief kan worden ten opzichte van de door C5 gebufferde uitgangsspanning. Diode D2 beschermt op soortgelijke wijze de spanningsregelaar; deze verhindert dat de uitgangsspanning hoger kan worden dan de ingangsspanning.
Basis van de softstart-schakeling vormt het RC-netwerk R4/C4. C4 wordt relatief langzaam geladen via R4, waarbij de stroom door de FET proportioneel toeneemt. D10 verhindert dat de source/gate-spanning hoger dan 15 V kan worden. Let erop dat Cl, C2, C4 en C5 alle een werkspanning van 450 V dienen te hebben!
Dan de 250-V-stabilisering. Zoals te zien is deze op D5 ... D7 na identiek aan de 420-V-schakeling. De drie zeners houden de gatespanning van T2 en daarmee de ingangsspanning van regelaar IC3 op een waarde van ca. 268 V Aangezien de voorversterker doorgaans met een dubbeltriode uitgerust zal zijn, zijn de anodespanningen afzonderlijk ontkoppeld door middel van R8/C8 en R11/C7.
Tenslotte het rond IC1 opgebouwde 'laagspanningsdeel' dat voor de negatieve roostervoorspanning zorgt. Dit stabilisatiecircuit hoeft niet meer dan een paar mA leveren. Maar aangezien de uitgangsspanning negatief moet zijn ten opzichte van massa, is wel een afzonderlijke gelijkrichting vereist om de uitgang van de spanningsregelaar met massa te kunnen verbinden. P3 moet zo worden ingesteld dat de onderste referentiepotentiaal op 45 V ligt. Ook voor IC1 is een LM317 toegepast, maar vanwege de lage stroom kon hier worden volstaan met een L-versie.
Figuur 2. De royaal bemeten print van de auteur ziet er goed uit, maar de spoorafstand mocht hier en daar wat groter zijn.
Print-layout
De regelaars IC2 en IC3 hebben een T0220-behuizing en kunnen een uitgangsstroom van 1,5 A leveren. Met het oog op de dissipatie dienen deze IC's van koellichamen te worden voorzien, iets dat ook geldt voor de FET's T1 en T2. Op de in figuur 2 afgebeelde print-layout van de auteur is dit op een elegante manier opgelost, want zoals te zien zijn de T0220-behuizingen hier rug-aan-rug tegen een koelplaat van het type SK129 gemonteerd. Omdat de potentialen op de koelvinnen van de FET's en regelaars niet hetzelfde zijn, dient bij de montage wel isolatiemateriaal te worden gebruikt.
Helaas vertoont de layout ook wat minder elegante details. Bij dit soort hoge spanningen is een minimum spoorafstand van 0,9 mm voorgeschreven. Die afstand is hier weliswaar aangehouden, maar een beetje royalere scheiding had geen kwaad gekund. Nu lopen nietsvermoedende vliegen de kans dat ze geëlektrocuteerd worden als ze op de print neerstrijken.
