Un diseño de receptor de CA / CC es un estilo de fuente de alimentación de receptores de radio o televisión de tubo de vacío que eliminó el voluminoso y costoso transformador de red. Un efecto secundario del diseño fue que, en principio, el receptor podría funcionar tanto con una fuente de CC como con una fuente de CA. En consecuencia, fueron conocidos como "receptores AC / DC".
Aplicabilidad a la radio y la televisión tempranas
En los primeros días de la radio, la red eléctrica se suministraba a diferentes voltajes en diferentes lugares, y se suministraba corriente continua (CC) o corriente alterna (CA). Hay tres formas de alimentar equipos electrónicos. Los equipos de solo CA dependerían de un transformador para proporcionar los voltajes para los circuitos de placas y calentadores. El equipo de CA / CC conectaría todos los calentadores de tubo en serie para igualar el voltaje de suministro; un rectificador convertiría CA en la corriente continua requerida para el funcionamiento. Cuando se conecta a una fuente de CC, la etapa rectificadora de la fuente de alimentación no realiza ninguna función activa. El equipo de solo CC solo funcionaría con una fuente de CC y no incluía una etapa de rectificador. La CC ya casi nunca se usa en la distribución de energía de la red.
Se requerían diferentes modelos de aparatos de radio para el funcionamiento con CA, CC y batería . Por ejemplo, una radio Murphy de 1933 con esencialmente el mismo circuito tenía diferentes modelos para suministro de CA, suministro de CC y funcionamiento con batería. [1] La introducción de circuitos de CA / CC permitió que se utilizara un solo modelo en la red de CA o CC como punto de venta, [2] y algunos de esos modelos agregaron "Universal" a su nombre [3] (tales conjuntos generalmente tenían disposiciones de toma de voltaje configurables por el usuario para satisfacer la amplia gama de voltajes). [4]
El primer diseño de radio AC / DC fue el All American Five . El único objetivo del diseño era eliminar el transformador de red. [5] [6] El menor costo de los diseños sin transformador siguió siendo popular entre los fabricantes mucho después de que desapareciera la distribución de energía de CC. Se produjeron varios modelos que prescindían del transformador de potencia, pero tenían características de circuito que solo permitían el funcionamiento desde CA. [7] [8] Algunos de los primeros modelos estaban disponibles en versiones de solo CA y CA / CC, y las versiones de CA / CC a veces eran un poco más caras. [9]
Los receptores de televisión se vendieron comercialmente por primera vez en Inglaterra en 1936 para el nuevo "Servicio de televisión" emitido por la British Broadcasting Corporation . Todos los equipos anteriores a la Segunda Guerra Mundial usaban transformadores de red y, en consecuencia, eran solo CA. En 1948, Pye lanzó el primer receptor de televisión, el B18T, que empleaba el diseño de CA / CC [10] para eliminar el transformador de red cuando funcionaba con una red de 240 V. [11] Si bien era suficiente para la radio, el voltaje no era lo suficientemente alto para alimentar algunos circuitos de televisión, por lo que se recuperó energía durante el período de retorno del primario del transformador de salida de línea para proporcionar un suministro de alta tensión reforzado; [12] esto no fue posible con un voltaje de suministro de red más bajo, incluso 220 V era insuficiente. El material de marketing de Pye no mencionó la capacidad del aparato para funcionar con una fuente de CC, posiblemente porque no había fuentes de CC dentro del rango de recepción de la estación de televisión Alexandra Palace , entonces el único transmisor operativo de Gran Bretaña. Otros fabricantes adoptaron el diseño; ellos, y más tarde también Pye, los vendieron como conjuntos AC / DC; la técnica se utilizó durante muchas décadas.
Calentadores de tubo de serie
El equipo de tubos de vacío usaba varios tubos, cada uno con un calentador que requería una cierta cantidad de energía eléctrica. En los equipos AC / DC, los calentadores de todos los tubos están conectados en serie . Todos los tubos tienen la misma corriente (típicamente 100, 150, 300 o 450 mA ) pero a diferentes voltajes, de acuerdo con sus requisitos de potencia de calefacción. Si es necesario, se agrega resistencia (que puede ser un tubo de lastre ( barretter ), una resistencia de potencia o un cable de alimentación resistivo para que, cuando se aplique el voltaje de la red a través de la cadena, fluya la corriente de calentamiento especificada. [13] Algunos tipos de Las resistencias de balasto se construyeron en una envolvente como un tubo que era fácilmente reemplazable. [14] Con voltajes de red de alrededor de 220 V, la potencia disipada por la resistencia adicional y la caída de voltaje a través de ella podría ser bastante alta, y era común usar un cable de alimentación resistivo (cable de alimentación) de resistencia definida, funcionando caliente, en lugar de poner una resistencia caliente dentro de la carcasa. Si se utilizó un cable de alimentación resistivo, un reparador sin experiencia podría reemplazarlo con un cable estándar, o usar la longitud incorrecta, dañar el equipo y riesgo de incendio.
Transformador
Los equipos de CA / CC no requerían un transformador y, en consecuencia, eran más baratos, más livianos y más pequeños que los equipos de CA comparables. Este tipo de equipo continuó produciéndose mucho después de que la CA se convirtiera en el estándar universal debido a su ventaja de costo sobre la CA únicamente, y solo se suspendió cuando los tubos de vacío fueron reemplazados por componentes electrónicos de estado sólido de bajo voltaje.
Un rectificador y un condensador de filtro se conectaron directamente a la red. Si la red eléctrica era CA, el rectificador la convertía en CC. Si era CC, el rectificador actuaba efectivamente como conductor. Cuando se opera con CC, el voltaje disponible se redujo por la caída de voltaje en el rectificador. Debido a que una forma de onda de CA tiene un pico de voltaje que es más alto que el valor promedio producido por el rectificador, el mismo conjunto que opera en la misma raíz cuadrada media del voltaje de suministro de CA tendría un voltaje efectivo más alto después de la etapa del rectificador. En áreas que usan 110-120 voltios CA, un rectificador de media onda simple limitaba el voltaje máximo de placa que podía desarrollarse; esto era adecuado para equipos de audio de relativamente baja potencia, pero los receptores de televisión o los amplificadores de mayor potencia requerían un rectificador duplicador de voltaje más complejo o garantizaban el uso de un transformador de potencia con un voltaje secundario convenientemente alto. Las áreas con suministros de CA de 220-240 voltios podrían desarrollar un voltaje de placa más alto con un rectificador simple. Las fuentes de alimentación sin transformador eran factibles para los receptores de televisión en áreas de 220-240 voltios. Además, el uso de un transformador permitió múltiples fuentes de alimentación independientes de devanados de transformadores separados para diferentes etapas.
En un diseño AC / DC no había transformador para aislar el equipo de la red. Gran parte del equipo se construyó sobre un chasis de metal que se conectó a un lado de la red. [15] Debido a que no se utilizó ningún transformador de potencia, se requirió una construcción de "chasis caliente": una de las líneas eléctricas principales se convirtió en el lado negativo de la fuente de alimentación, conectada al chasis, y todas las partes metálicas en contacto metálico con él, como es común. "suelo". Con alimentación de CA, la línea neutra, en lugar de viva, debe conectarse al chasis; tocarlo, aunque es altamente indeseable, generalmente es relativamente seguro; el conductor neutro normalmente está en o cerca del potencial de tierra. Pero si se usa con un enchufe de alimentación de dos clavijas (o uno de tres clavijas incorrectamente cableado), cualquier metal que el usuario pudiera tocar era un peligro de electrocución, conectado a la red eléctrica. En consecuencia, el equipo se fabricó sin metal conectado al chasis expuesto incluso en situaciones anormales predecibles, como cuando una perilla de plástico se desprendió de un eje de metal o cuando los dedos pequeños se asomaban a través de los orificios de ventilación. El personal de servicio que trabaja en equipos energizados tuvo que usar un transformador de aislamiento por seguridad, o tener en cuenta que el chasis podría estar vivo. El equipo de tubo de vacío solo de CA utilizaba un transformador voluminoso, pesado y costoso, pero el chasis no estaba conectado a los conductores de suministro y podía conectarse a tierra, lo que garantizaba un funcionamiento seguro.
Los televisores de "chasis caliente" sin transformador se siguieron fabricando habitualmente mucho después de que la transistorización dejara obsoleto el diseño del chasis en directo en las radios. En la década de 1990, la inclusión de tomas de entrada de audio y video requirió la eliminación del suelo flotante, ya que los televisores debían ser interconectables con VCR, consolas de juegos y reproductores de discos de video. El reemplazo generalizado de los tubos de rayos catódicos por pantallas de cristal líquido después del cambio de milenio dio como resultado que los televisores utilizaran principalmente bajos voltajes, obtenidos de fuentes de alimentación conmutadas . El "chasis flotante" potencialmente peligroso ya no existía.
Variaciones regionales
En el pasado, 110–120 V no era lo suficientemente alto para aplicaciones de televisión y audio a válvulas de mayor potencia, y solo era adecuado para operar equipos de radio y audio de baja potencia, como receptores de radio. Los equipos de audio o televisión de 110–120 V de mayor potencia necesitaban voltajes más altos, que se obtuvieron utilizando una fuente de alimentación basada en un transformador elevador o, a veces, un duplicador de voltaje de CA , por lo que operaban solo con CA.
Algunos equipos de CA / CC se diseñaron para ser conmutables para poder funcionar con 110 V CA (posiblemente con un duplicador de voltaje) o 220-240 V CA o CC. [7] Se fabricaron receptores de televisión que podían funcionar con 240 V CA o CC. [8] El voltaje no era lo suficientemente alto para alimentar algunos circuitos, por lo que se recuperó energía durante el período de retorno del primario del transformador de salida de línea para proporcionar un suministro de HT (tubo de vacío) (alta tensión) reforzado . [16] En un televisor en color de tubo de vacío típico, la etapa de salida de línea tenía que aumentar su propio suministro de alta tensión entre 900 y 1200 voltios (según el tamaño y el diseño de la pantalla). [17] Las etapas de salida de la línea de transistor, aunque no requieren voltajes de suministro por encima del voltaje de la red rectificada, desarrollaron voltaje adicional sobre el riel de suministro normal para evitar complicar los circuitos de suministro de energía. Una etapa de transistor típica produciría entre 20 y 50 voltios 'extra'. [18] En una publicación técnica se describen algunos detalles de la forma en que el suministro de alta tensión nominal de 190 voltios se elevó a casi 500 voltios en el Bush TV22 de 1951. [19] Los televisores AC / DC se produjeron en la era del color y los semiconductores (algunos conjuntos eran híbridos de tubos y semiconductores).
Radios de transistores
Con la adopción generalizada del diseño de estado sólido en la década de 1970, los requisitos de voltaje y energía para los receptores de radio portátiles de sobremesa se redujeron significativamente. Un enfoque común fue diseñar una radio a batería (típicamente 6 voltios CC de cuatro celdas secas ) pero incluir un pequeño transformador reductor incorporado y un rectificador para permitir la red eléctrica (120 V o 240 V CA, según la región) como una alternativa al funcionamiento con batería.
Ver también
notas y referencias
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