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Tubos Reguladores de Tensión  

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EA4ESF
Mensajes: 306
24 junio, 2021 22:30     #363964

TUBOS REGULADORES DE VOLTAJE.
Los tubos reguladores de voltaje se utilizan para estabilizar una determinada tensión que generalmente sirve para alimentar un circuito que , la variación de la tensión de alimentación, compromete la estabilidad del funcionamiento de dicho circuito. En las aplicaciones de radio, generalmente se suele estabilizar la alimentación de los osciladores.
Físicamente, se parecen a las válvulas, se trata de una ampolla de vidrio, que puede ser del mismo tamaño estándar de las que se emplean dependiendo la serie. Las series de válvulas van en función de la innovación de la época de la cual se diseño ,pero, digamos que conozco reguladores de tensión en la versión Standard Octal americana y la versión miniatura.
La diferencia principal de estos dispositivos con respecto a las válvulas convencionales, es que su principio no es termoiónico, es decir, no tienen caldeo. Suelen tener un cátodo sin sistema de caldeo y una placa circular que hace de ánodo. En vez de vacio, estos tubos suelen estar rellenos de un gas, generalmente noble, helio, argón,  que permite una ionización .
Para "encenderse" o cebarse  la ionización, necesitan una tansion superior del orden de un 15%, una vez encendido, su resistencia interna bajará cuando aumente el consumo del circuito alimentado, aumentando, si dicho consumo es muy bajo, aumentando asi la tensión a estabilizar.
Cuando se aplica suficiente voltaje a través de los electrodos, el gas se ioniza , formando una descarga luminiscente alrededor del electrodo del cátodo . El tubo estabilizador,  actúa entonces como un dispositivo de resistencia negativa ; a medida que aumenta la corriente a través del dispositivo, también aumenta la cantidad de ionización, lo que reduce la resistencia del dispositivo a un mayor flujo de corriente. De esta manera, el dispositivo conduce suficiente corriente para mantener el voltaje a través de sus terminales el valor deseado. Para que funcione correctamente, necesita una resistencia externa aguas arriba del tubo.  El tubo regulador luego conduce cualquier porción de la corriente que no fluya hacia la carga aguas abajo, manteniendo un voltaje aproximadamente constante a través de los electrodos del tubo. El voltaje de regulación del tubo regulador solo estaba garantizado cuando se conducía una cantidad de corriente dentro del rango permitido. En particular, si la corriente a través del tubo es demasiado baja para mantener la ionización, el voltaje de salida puede elevarse por encima de la salida nominal, hasta el voltaje de suministro de entrada. Si la corriente a través del tubo es demasiado alta, puede entrar en una descarga de arco. modo en el que el voltaje será significativamente más bajo que el nominal y el tubo puede dañarse.

Algunos tubos reguladores de voltaje contenían pequeñas cantidades de radionúclidos para producir una ionización más confiable, generalmente, Cobalto 60.
Un regulador de voltaje de hidrogeno, tuvo mucho éxito en 1925, llamado tubo Raytheon, que permitía hacer funcionar radios diseñadas para baterias con la corriente alterna suministrada por la red.
Hablando de Raytheon, fué una empresa fundada en EEUU en 1922.  Dos antiguos compañeros de habitación de la Universidad de Tufts , Laurence K. Marshall y Vannevar Bush , junto con el científico Charles G. Smith, fundaron la American Appliance Company en Cambridge, Massachusetts . Su enfoque, que originalmente estaba en la nueva tecnología de refrigeración , pronto se trasladó a la electrónica . El primer producto de la compañía fue un rectificador gaseoso ( helio ) que se basó en la investigación astronómica anterior de Charles Smith de la estrella Zeta Puppis .  El tubo de electrones fue bautizado con el nombre de Raytheon.("luz de los dioses" ) y se usó en un eliminador de batería , un tipo de fuente de alimentación del receptor de radio que se conectaba a la red eléctrica en lugar de baterías grandes . Esto hizo posible convertir la de corriente alterna de las casas  a corriente continua para las radios y por lo tanto elimina la necesidad de baterías, de corta duración. Raytheon siempre la asocio a tubos o válvulas de muy buena calidad y de echo, creo que aún fabrica cosas para la electrónica militar.
Cuando monté mi amplificador basado en Willianson con las 6n8P rusas, idénticas a las 6sn7, tuve un montón de problemas porque los tubos rusos que tenia, pese a que parecían nuevos sin uso, eran defectuosos, Un dia pude comprar un par de 6SN7GT de Raytheon de los años 40, que se les deshizo la caja al sacarlas, que me cambió el parecer sobre mi amplificador, sonaba como debía ser sin zumbidos ni ruidos.
Volviendo a los tubos reguladores, los tubos de este tipo en EEUU, se les marcó con un 0, que significa, tubo de catodo frio, por ejemplo, la 6L6, el primer 6, significa, cátodo caliente a 6.3v.
En Europa, se les marcó como Zxx, que significa, tubo relleno de gas.

Tubos de base octal, corriente de 5 a 40 mA :
0A3 - 75 voltios
0B3 - 90 voltios
0C3 - 105 voltios (la mejor regulación de estos cuatro)
0D3 - 150 voltios
Tubos en miniatura, corriente de 5 a 30 mA:
0A2 - 150 voltios
0B2 - 108 voltios (la mejor regulación de estos tres)
0C2 - 72 voltios
Tubos en miniatura, corriente de 1 a 10 mA:
85A2 - 85 voltios (equivalentes: 0G3, CV449, CV4048, QS83 / 3, QS1209)
Voltaje de referencia 1,5–3,0 mA de corriente:
5651 - 87 voltios (la referencia de voltaje más popular jamás hecha)
5651A - 85,5 voltios
Su funcionamiento básicamente es como el del diodo Zener. Pero, ojo, pueden generar cierto ruido eléctrico debido a la descarga ionizante.
Como media de protección, estos dispositivos suelen tner un puente interno entre 2 de las patitas para que en caso de sacar dicha válvula de su zócalo, se interrumpa el suministro eléctrico al circuito que generalmente alimenta, a fin, de no causar daños por sobretensiones.
En los receptores de comunicaciones  valvuleros es fácil encontrarselo.

Al fondo, una OB2 estabilizando la sintonia de mi National NC183D

73, Fran

Aprendiz de Sinhilista

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EA2SN
Mensajes: 3056
25 junio, 2021 19:03     #364007

Fran:

estupenda explicación sobre los tubos reguladores de tensión. El último equipo en el que hurgué que tenía de estos era la fuente de alimentación de un acordeón Hohner electrónico en el que los 12 tonos se generaban con sendos osciladores con transistores de germanio seguidos de divisores hechos con lamparitas de neón en circuitos alimentados a 300 V (estabilizados con 2 OA2 en serie), de los que adjunto un esquema -como curiosidad- del "General Electric Glow Lamp Manual" de 1963. El acordeón lleva más de 80 neones 🙂

divisor neon

Un saludo,

jon, ea2sn

Jon, EA2SN / AE2SN / ARRL-VEC VE / GLAARG VE

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EA4ESF
Mensajes: 306
25 junio, 2021 21:52     #364021

Hay una relación entre los neones y los VR.. voltage regulators que me falta por investigar. El funcionamiento es muy sencillo. El tubo absorbe la tension residual generando luz y calor. El cálculo de la R de carga es similar al circuito del Zener.  Quizás el zener haga menos ruido eléctrico.  Pero si... son tubos curiosos. Que mi intención con estos hilos es aprender de la electrónica a valvulas y yo , el primero.

73. Fran

Aprendiz de Sinhilista

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EA2SN
Mensajes: 3056
26 junio, 2021 09:17     #364043

Fran:

el manual lo tienes aquí: http://w5jgv.com/downloads/General%20Electric%20Glow%20Lamp%20Manual%202nd%20Edition.pdf

y, si aprovechas y te "subes" un nivel en esa web, vas a encontrar un tesoro 😉 😉

jon, ea2sn

Jon, EA2SN / AE2SN / ARRL-VEC VE / GLAARG VE

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  EA3SE me gusta
EA4ESF
Mensajes: 306
26 junio, 2021 23:53     #364082

Muchas gracias Jon.  

73. Fran

Aprendiz de Sinhilista

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EA1AWY
Mensajes: 452
30 junio, 2021 09:19     #364256

Gracias por tan detallada explicación y a Jon por contarnos la aplicación en el acordeón.

La última aplicación que conocí para estos tubos -en versión lamparita miniatura- era como indicadores visuales para encontrar los interruptores domésticos por la noche, pero incluso en esta aplicación se han visto sustituidos por los ubicuos diodos LED (al igual que pasó con los tubos nixie).

También con ese encapsulado, como protectores contra transitorios de tensión en la entrada de antena de transceptores antiguos. Actualmente se les encuentra para estas aplicaciones encapsulados en cerámica y denominados descargadores de gas. En estos últimos no es tan importante la precisión absoluta de la tensión de ignición como la capacidad de descarga instantánea, que puede alcanzar muchos amperios.

Creo que la principal diferencia con los diodos zener (aparte de que estos últimos los hay desde valores pequeños de tensión), es la ausencia de las dos tensiones (cebado y funcionamiento) en el caso de los diodos, y su bidireccionalidad. Para conseguir esta conducción en dos sentidos es necesario poner dos zener en oposición. Aunque supongo que en el caso de las válvulas reguladoras esta bidireccionalidad sólo es parcial, porque se diseñan con un electrodo con más superficie (disipación) que el otro.

Quizá el componente semiconductor que más se parezca a estas válvulas de gas sea el díac, aunque su empleo sea casi exclusivamente para disparar tiristores y triacs en dimmers y reguladores de velocidad de taladros manuales, aspiradoras y cosas así. También vi alguno de estos circuitos utilizando lamparitas de neón en lugar de díacs.

Un saludo.

Javier.

Javier Muriedas

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EA4ESF
Mensajes: 306
1 julio, 2021 14:41     #364332

Creo que la tensión de cebado se obtiene solo con que la tensión que se aplique a la resistencia de carga sea superior en un 15 o un 20 por cien. 

Tengo que tener en algún cajón tubos reguladores de recambio de mis receptores, tan fácil como montar uno en un zócalo y hacer que funcione con mi fuente de alimentación regulable para ver como funciona.

Ya lo probaré y lo comento.

73.Fran

Aprendiz de Sinhilista

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