Antes del tiempo en que los diodos semiconductores, tiristores y otros dispositivos similares de potencia pasas a ser adoptados universalmente en circuitos de potencia, como fuentes, existían algunas válvulas que ejercían las mismas funciones. Conocer estas válvulas puede ser interesante tanto cuando tratamos de la recuperación de equipos antiguos como también por motivos históricos. En este artículo abordamos algunas de ellas.
Válvula Tungar
Esta era una válvula rectificadora de gas usada en fuentes de alimentación antiguas.
Se trata de una válvula llena del gas argón destinada a la rectificación de altas corrientes bajo baja tensión. Muy común en cargadores antiguos de baterías, que se creó en 1916.
En la figura 1 tenemos el aspecto de esas válvulas, ya bastante raras en nuestros días.
Observe la base de la válvula similar a la de una lámpara incandescente común.
Estas válvulas tienen como equivalente moderno el diodo de silicio. En una aplicación, basta con descubrir la tensión y la corriente para que la sustitución sea directa.
En la figura 2 tenemos un antiguo cargador de baterías usando dos de estas válvulas.
En la figura 3 el aspecto de este antiguo cargador de baterías con capacidad de 2 A.
Otras válvulas rectificadoras
Diversos tipos de válvulas de gas con la función de rectificar altas tensiones y altas corrientes se pueden encontrar en equipos antiguos.
A continuación damos algunos ejemplos:
Kenotrón
Válvula rectificadora de alto vacío utilizada en circuitos rectificadores de alta tensión. Esta válvula fue creada en 1914 por GE.
En la figura 4 tenemos un ejemplo de válvula de este tipo, recordando que en la época los circuitos valvulados utilizaban altas tensiones en su alimentación y había equipos de transmisión cuyas tensiones de alimentación llegaban a miles de volts.
Excitrón
Esta era una válvula rectificadora de mercurio para alta potencia. Formada por un ánodo y un cátodo en un bulbo de vidrio.
Esta válvula fue inventada en 1902, y por su capacidad de trabajar con corrientes intensas y altas tensiones era empleada en locomotoras y en radios transmisoras de la época.
Fanotron
Válvula diodo de gas con catodo caliente. Válvula creada en 1939 usada en rectificado.
En la figura 5 tenemos el símbolo de esta válvula
Diodos semiconductores que sustituyen las válvulas
Válvulas rectificadoras, tungar y otras ya no son tan simples de encontrar.
En el caso específico de válvulas rectificadoras, usadas en fuentes de alimentación, es posible hacer su sustitución por diodos rectificadores de tensiones por encima de 400 V como los 1N4007 o incluso BY127.
La figura 6 muestra cómo usar dos diodos en lugar de una rectificadora de onda completa. Vea que el enrollamiento de filamento se mantiene libre, ya que ya no necesitará ser usado.
En la figura 7 mostramos cómo identificar los pines de una válvula. Mirando por debajo, empezamos desde el espacio en el sentido de las agujas del reloj. Esto es válido para todas las válvulas. En aquellas en que no existe el espacio, encontramos una marca que indica dónde debe comenzar la cuenta.
Válvulas reguladoras de tensión
Un tipo de válvula encontrado en equipos antiguos y que puede considerarse un componente de potencia es la válvula reguladora de tensión a gas.
Podemos decir que este componente es el equivalente antiguo de los diodos zeners actuales, por los cuales pueden ser reemplazados.
Cuando se somete a una tensión, que provoca la ionización del gas, conduce la corriente, pero mantiene constante la tensión entre sus terminales, exactamente como en el caso de un zener.
Los tipos antiguos se especifican de acuerdo con la tensión, siendo dado un ejemplo en la figura 8.
En la figura 9 tenemos una válvula VR105 de 105 voltios.
El circuito presentado en la figura 12 utiliza válvulas reguladoras de gas que son equivalentes del tiempo de las válvulas de los diodos zener. Cada válvula regula la tensión en 150 V.
La corriente es baja, del orden de algunos cientos de miliamperios y el choque de filtro se puede hacer con un transformador de 110 V x 6 V x 300 mA aprovechando su bobinado primario.
Observe la tensión de los condensadores de filtro y que el único resistor debe ser de hilo con 10 W de disipación.
En la figura 10 el circuito completo de la fuente.
Tiratrón o Thyratron
Los tiratróns o thyratron, o las válvulas tiratrón son dispositivos de disparo cuyo funcionamiento es equivalente al SCR.
Es un control de potencia que consiste en un tubo con tres electrodos, lleno de gas, como muestra la figura 11.
Una tensión se aplica entre el ánodo y el cátodo, manteniendo el dispositivo en el umbral de la conducción. Para que él conduzca es necesario aplicar un reloj en el electrodo de comporta, para ionizar el gas interno.
El dispositivo, como los SCR, permanecerá en intensa conducción incluso después de que el reloj desaparece.
Para apagar la válvula tiradora es necesario que la tensión entre el ánodo y el cátodo caiga por debajo del valor de mantenimiento.
Estas válvulas todavía se encuentran en aplicaciones de control de motores de alta potencia como en ferrocarriles, máquinas industriales antiguas, etc.
El circuito mostrado en la figura 12 sirve para demostrar el funcionamiento de este tipo de dispositivo, así como para comprobar su funcionamiento.
Con el cursor en el punto B, llega el instante en que se alcanza la tensión de disparo y luego la válvula conduce encendiendo la lámpara.
La lámpara es del tipo de 220 V con 4 o 5 W de potencia.
Una fuente simétrica de 170 V debe ser usada para alimentar el circuito.
