Raddrizzatrici, valvole o diodi? Quando conviene?
Economicamente parlando, conviene sempre, elettricamente forse un pò meno, ammesso di apportare qualche modifica per non mettere in criticità il circuito, vediamo il perchè..
I prezzi delle raddrizzatrici hanno avuto un incremento dei prezzi di non poco conto negli ultimi tre anni. Ad essere colpite da questo aumento dei prezzi, sono quelle che spesso vengono utilizzate nelle radio come le 5Y3/4 e le 80, in particolar modo nel formato ST o, peggio, in bulbo Globe per le 80, ormai alle stelle. Se qualche anno fa era costoso comprare le 5U4, ora lo è sicuramente meno, lo spostamento degli audiofili verso i raddrizzatori allo stato solido ha fatto flettere il mercato di queste valvole, anche le GZ34 non godono più del prezziario che fu. Peccato che queste valvole raramente vengano utilizzate in ambito radio e spesso i 3A assorbiti dal filamento non consentono di usarle al posto delle sopra citate valvole a meno di non rischiare di compromettere il secondario a 5V del trasformatore di alimentazione, non troppo spesso sovradimensionato così tanto per uso continuo. Ecco che si presenta la possibilità di sostituire la valvola con componenti allo stato solido. Lungi da me il considerare tale sostituzione dal punto di vista di originalità o di riproduzione del suono, non è questo il punto che prendo in considerazione. I puritani del restauro storceranno il naso ma io sono convinto che è meglio una radio funzionante che una morta sullo scaffale, che preferisco un anziano in carrozzella ad uno ‘allettato’ e poi sono sempre convinto che se si presentasse nel nostro laboratorio un radiotecnico degli anni ‘40 e ci vedesse trafficare con le valvole ..beh se venisse a conoscenza dei componenti allo SS ci manderebbe tutti al tal paese; quindi, quando è a fin di bene o non è disponibile la sostituzione corretta.. ben vengano i diodi.
Specialmente per certe radio, quando dobbiamo affrontare la sostituzione di una raddrizzatrice esaurita, il costo della valvola va ad incidere non poco sul rapporto costo/valore, rapporto che nella bilancia della considerazione, ha sempre i piatti invertiti se la radio fa parte della nostra collezione oppure è di un ‘cliente’. E’ possibile salvare il salvabile e anche di più. E’ possibile fare in modo che la valvola sia ugualmente presente nel circuito, che non ci sia del tutto, oppure che ci sia solo lo zoccolo con una base di recupero contenente i diodi, sistema, quest’ultimo, che ci consente in futuro di sostituire la base allo stato solido con una valvola per ripristinare tutto come prima. Questi metodi, però, vanno usati comunque con cautela, infatti, se per la maggior parte delle volte non arrecano danno, possono nascondere insidie fatali, in seguito vedremo il perchè.
Caso 1: Valvola presente in circuito con diodi in supporto saldati sotto lo zoccolo
- E’ uno dei metodi che ho visto usare più spesso, economico, invisibile dall’esterno, di rapido intervento, i diodi vengono installati direttamente alla parte inferiore dello zoccolo e la valvola è installata. Sconveniente dal punto di vista elettrico perchè mantiene il consumo del filamento della valvola lasciando che il trasformatore si scaldi comunque. La B+ (tensione anodica) è aumentata rispetto all’uso della sola valvola, la bassissima caduta di tensione dei diodi va quasi a cortocircuitare la resistenza interna della valvola provocando l’aumento della tensione.
Caso 2 : Valvola assente, i diodi sono montati sotto lo zoccolo.
- Questo metodo è similare al caso 1, la differenza sta nell’assenza della valvola il che consente un certo risparmio di energia e di calore al trasfo di alimentazione.
Caso 3 : Valvola assente, al suo posto una base di recupero contiene i componenti allo stato solido.
- Al contrario del caso 2, ci consente di levare la base e inserire rapidamente al suo posto la valvola originale. Come nei casi 1 e 2, questo metodo aumenta la B+ per le ragioni già spiegate nel caso 1, a patto di non procedere con le dovute modifiche.
Tutti e tre i metodi sono economici, consentono di risolvere il problema in poco tempo ma hanno un punto in comune che spesso è trascurato ma che è invece molto importante, l’aumento della B+. La maggior parte delle volte questo aumento non provoca danni ma bisogna tenere ben presente che:
- La tensione di rete ormai raramente è 220V, più spesso oscilla dai 230 ai 237V provocando, di conseguenza, un aumento della tensione dei secondari del trasformatore di alimentazione;
- La caduta di tensione, ad esempio, della 5Y3 è di 60V a 125mA contro i circa 5V di una coppia di diodi;
- L’aumento di tensione anodica, se portato oltre i limiti, diminuisce la vita delle valvole;
- L’aumento della tensione anodica, e di concerto di quella delle griglie, fanno lavorare fuori dai parametri di fabbrica gli apparecchi;
- L’aumento delle tensioni può mettere in criticità i dielettrici dei condensatori portando all’invecchiamento precoce di quelli che si sono salvati, ovviamente i moderni MKT da 600V e oltre manco se ne accorgono;
- E’ stato verificato, in particolar modo nelle radio senza trasformatore di alimentazione, che l’immediata applicazione della tensione anodica, dovuta all’assenza del ritardo provocato dall’accensione della valvola, comporta un precoce deterioramento dei catodi che per un certo tempo vengono ’succhiati’ anzichè messi in circolo dall’emissione spontanea del catodo riscaldato.
Certo, la cosa non è così drastica da far pensare a un disastro, ma è bene pensare che spesso non si rilevano conseguenze per il fatto che gli apparecchi riparati, oggi, sono sottoposti ad un utilizzo limitato e non certo ad uso continuo come accadeva mezzo secolo fa. Pertanto, è bene considerare un ridimensionamento della tensione anodica, rispettando i canoni di progettazione originali del circuito. Inizio col dire che l’uso della base farcita con diodi deve essere adeguatamente completata con le resistenze di caduta che simulano la presenza del filamento della valvola, non sognatevi di cortocircuitare il filamento con uno spezzone di filo e da questo collegare i diodi, mandereste in corto il secondario del trasformatore della raddrizzatrice e tale conseguenza potrebbe portare a rendere inutilizzabile anche altri secondari per ..’cottura’. Bisogna utilizzare due resistenze la cui somma ohmica corrisponda al valore del filamento e di potenza tale da sopportarne la corrente ipoteticamente assorbita, tuttavia, due resistenze da 1W fanno il loro lavoro egregiamente e in sicurezza. Le resistenze di caduta per riportare al valore corretto l’anodica vanno inserite a valle dei diodi, in base alle dimensioni di queste (dovute al wattaggio) deciderete se sarà possibile ospitarle nella base completamente o se eseguire un montaggio verso il verticale, considerato che svilupperanno un certo tot di calore.
Una foto che ha fatto il giro del web dimostrando come creare un raddrizzatore allo stato solido in grado di sostituire una valvola (strutturalmente, ma non elettricamente, come vedremo dai calcoli in seguito)
Struttura equivalente di una raddrizzatrice (ma non elettricamente, come vedremo in seguito)
Omissione della valvola, collegamenti al trasfo di alimentazione
E’ chiaro, quindi, che il problema più importante da risolvere è, qualsiasi sia il metodo di sostituzione utilizzato, il riportare l’anodica (e tutto quanto deriva dalla B+) ai valori corretti. Qualche calcolo ci sarà di aiuto per risolvere il problema.
Prendiamo in esame la conosciutissima 5Y3. La caduta di tensione della valvola è di 60V a 0.125A, i diodi ci daranno una caduta al massimo di 5V, quindi dobbiamo far scendere la tensione di 55V a 0.125A. Calcoliamo con la legge di Ohm la resistenza, 55/0.125=440 Ohm. Una resistenza di 470ohm è ideale, anche in considerazione che qualche volt di meno non farà la differenza al funzionamento ma sulla vita dei componenti, ovviamente meno stressati. Ora è necessario occuparsi della potenza del resistore, quindi, 55X0.125=6.8W, personalmente sceglierei un resistore 470ohm, 10W.
Non è raro che rimuovendo circa 10W di fatica al trasformatore si abbia un ulteriore aumento della anodica, l’aver utilizzato un resistore di 30ohm più elevato del dovuto compenserà anche questa differenza.
Sostituendo, nell’esempio di cui sopra, i valori delle raddrizzatrici da sostituire, è facile ricavare il da farsi per aggiustare la B+. I valori si ricavano dai data sheets oppure dalle innumerevoli fonti di consultazione ormai presenti sul web.
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