Как работает стабилизатор накала для ламповых усилителей. Какие преимущества дает использование стабилизированного питания накала ламп. Какие компоненты входят в схему прецизионного стабилизатора накала. Как правильно собрать и настроить стабилизатор накала для лампового УМЗЧ.
Принцип работы стабилизатора накала для ламповых усилителей
Стабилизатор накала является важным компонентом качественного лампового усилителя мощности звуковой частоты (УМЗЧ). Его основная задача — обеспечить стабильное напряжение питания нитей накала ламп независимо от колебаний напряжения в сети. Это позволяет:
- Увеличить срок службы ламп
- Снизить уровень фона и шумов
- Улучшить стабильность работы усилителя
- Повысить качество звучания
Принцип работы стабилизатора накала основан на использовании регулирующего транзистора, который изменяет свое сопротивление в зависимости от выходного напряжения. Это позволяет поддерживать напряжение на нагрузке (нитях накала ламп) на заданном уровне.
Преимущества использования стабилизированного питания накала ламп
Применение стабилизатора накала в ламповом УМЗЧ дает ряд важных преимуществ:
- Повышение надежности работы усилителя за счет защиты ламп от перенапряжений
- Снижение уровня фона переменного тока в выходном сигнале
- Увеличение срока службы ламп благодаря отсутствию скачков напряжения накала
- Улучшение стабильности режимов работы ламп
- Возможность точной настройки оптимального напряжения накала
Все это в комплексе позволяет повысить качество звучания лампового усилителя и сделать его работу более стабильной и надежной.
Основные компоненты схемы прецизионного стабилизатора накала
В состав схемы прецизионного стабилизатора накала для лампового УМЗЧ обычно входят следующие основные компоненты:
- Силовой регулирующий транзистор (например, IRF540)
- Операционный усилитель для схемы управления
- Источник опорного напряжения на стабилитроне
- Делитель напряжения для задания выходного напряжения
- Фильтрующие конденсаторы
- Защитные диоды
Правильный подбор этих компонентов очень важен для обеспечения стабильной и точной работы стабилизатора накала.
Особенности сборки и настройки стабилизатора накала
При сборке и настройке прецизионного стабилизатора накала для лампового УМЗЧ следует учитывать некоторые важные моменты:
- Силовой транзистор необходимо установить на радиатор достаточной площади
- Все соединения должны быть как можно короче для минимизации наводок
- Выходное напряжение настраивается подстроечным резистором в цепи обратной связи
- Необходимо проверить отсутствие самовозбуждения схемы на всем диапазоне нагрузок
- Рекомендуется установить защиту от перегрузки по току
Правильная настройка позволит получить стабильное выходное напряжение с минимальными пульсациями и шумами.
Применение стабилизатора в различных типах ламповых усилителей
Схема прецизионного стабилизатора накала может применяться в различных типах ламповых усилителей:
- Однотактных усилителях на триодах
- Двухтактных усилителях на пентодах
- Предварительных усилителях и корректорах
- Усилителях для наушников
- Гитарных усилителях
При этом мощность стабилизатора подбирается исходя из суммарного тока накала используемых ламп. Для маломощных усилителей достаточно стабилизатора на 1-2 А, для мощных может потребоваться до 5-10 А.
Альтернативные варианты питания накала ламп
Помимо схемы на дискретных компонентах, для стабилизации напряжения накала ламп могут использоваться и другие решения:
- Готовые модули импульсных стабилизаторов
- Линейные стабилизаторы на микросхемах серии LM317
- Стабилизаторы на полевых транзисторах
- Схемы с ШИМ-регулированием
Каждый из этих вариантов имеет свои преимущества и недостатки. Выбор конкретного решения зависит от требований к стабильности, уровню шумов и стоимости.
Заключение
Использование прецизионного стабилизатора накала позволяет значительно улучшить характеристики лампового усилителя. При правильной реализации такая схема обеспечивает стабильное напряжение питания ламп с минимальными пульсациями. Это положительно сказывается на качестве звучания и надежности работы усилителя в целом.
Простой, удобный прецизионный стабилизатор накала для лампового УМЗЧ
Конструируя блок питания для лампового усилителя мощности звуковой частоты (УМЗЧ) высокого качества, вопросам выбора, проектирования блока питания (БП) следует уделять также значительную часть своего времени и внимания, особенно, это касается однотактных выходных каскадов, где сигнальные токи проходят и через элементы БП.
Хороший способ повысить параметры усилителя – применение стабилизации напряжений питания. В усилителях мощности это позволит менее зависеть от сетевых капризов, снизить уровень фона, безопасно использовать лампы в режимах близких к предельным, уменьшить массу и габариты прибора. В некоторых специальных малосигнальных усилителях ЗЧ (например, микрофонных, предварительных или усилителях-корректорах для воспроизведения грамзаписи), часто, стабилизация питания – единственный способ получит приемлемый уровень шумов. Следует, однако, помнить, что необходимо стабилизировать все напряжения питания (а минимум их два — в триодном каскаде с автоматическим смещением — +Ua, и напряжение накала). В противном случае, при изменении сетевого напряжения изменится и нестабилизированное напряжение (а часто забывают именно о стабилизации напряжения накала), что вызовет изменение других важных параметров лампы. При этом есть хорошие шансы на выход лампы за предельно допустимые режимы, не говоря о расчетных. Т.е. следует стабилизировать и накал ламп.
Помним, что прямонакальные лампы с катодом-нитью рекомендуют нагревать переменным током, так они равномернее изнашиваются и ресурс их выше. При питании накалов таких ламп постоянным током, при каждом включении прибора лучше менять его полярность.
С лампами маломощными, в предварительных каскадах усилителя, обычно преотлично управляются классические КРЕН-LM. Нити накаливания парных или просто одинаковых ламп удобно соединить последовательно и использовать напряжение -12.6 В. «Вольтдобавка» к стандартным напряжениям микросхем получается включением кремниевого (+0,6…0,8 В) или германиевого (+0,2…0,3 В) диода в разрыв среднего вывода микросхемы. Тем не менее, у этих микросхем есть ряд недостатков ограничивающих их применение, особенно для ламп выходных каскадов с токами накалов выше 1 А.
Представленный несложный стабилизатор накала взят с сайта Клаусмобиль и свободен от многих недостатков присущих аналогам.
-Входное напряжение (переменное) 11 .. 24 V
-Минимальное падение напряжения зависит только от сопротивления канала (до 0.07 В/А с IRFP150. Впрочем, это уже не режим стабилизации)
-Предельный ток нагрузки — практически, зависит только от теплоотвода.
-Выходное сопротивление по постоянному току (включая 30 см проводки сечением 0.5кв.мм.) 0.01 Ом
-Схема стабильна на любые реальные нагрузки
-Мягкий старт (задержка включения 0.5с + плавное нарастание до 12В за 1с)
-Шум на выходе — не смог обнаружить (ток нагрузки 1А, падение на транзисторе 0.5В, мультиметр 200мВ, 4 знака)
В реальной схеме номиналы изменены: C03, C04 1000мкФ 35В, С05 2200 мкФ 25В, R2 1kOm 1Вт. Заземляться может как выход 0V, так и +12V, и средняя точка накальных нитей, и вывод (не силовой!) +6V. Как с шумами в схеме получится, так и заземлять. Диоды главного моста — 10 А, диоды умножителя — любые 100В, 1А минимум.
Что потребовалось для работы.
Набор инструментов и материалов для изготовления печатной платы (ПП), набор инструментов для электромонтажа, измерительные приборы, мелочи.
Печатная плата стабилизатора разработана в программе Sprint-Layout. Было изготовлено две отдельных платы стабилизаторов +12.6 В (последовательно соединенные накалы выходных ламп, последовательно соединенные накалы маломощных ламп) устанавливаемых на общем радиаторе. Оба имеют одинаковую конструкцию и элементы, только второй экземпляр с несколько измененной топологией для более удобного монтажа R6-R8, С7,С8. Размеры и компоновка плат определялись их расположением в конструкции. Регулирующие транзисторы – IRF540 смонтированы навыворот, со стороны печатного монтажа и при установке на радиаторе охлаждения прижимаются к нему спиной — металлическими фланцами. Все выводы схемы для внешнего сообщения с усилителем сделаны с учетом одностороннего доступа к плате.
ПП получилась простой и без SMD элементов, при ее изготовлении применен ручной способ нанесения лакового защитного рисунка – стеклянным рейсфедером.
Заготовка фольгированного стеклотекстолита зачищалась от окислов, на нее накладывался и закреплялся (отгибы, липкая лента с обратной стороны) рисунок дорожек, центры отверстий накернивались, рисунок удалялся. Заготовка сверлилась сверлом ø1,0 мм, отверстия для более крупных элементов рассверливались сверлом 1.5 мм, для крепежа ø3 мм. Просверленные отверстия зачищались некрупной наждачной бумагой от заусенцев.
Рисунок наносил битумным лаком, высохший ретушировал шилом, травил в растворе хлорного железа.
Защитный лак после травления удалил ацетоном, дорожки залудил.
Сборка платы.
Большой оксидный конденсатор (С1,С2) положил на бочок и закрепил двумя скобочками из нетонкой луженой проволоки. Для уменьшения общей высоты платы. Многие двухвыводные элементы устанавливал торчком, это кроме прочего позволило иметь удобные точки для внешнего подключения (учитывая трудность доступа к обратной, печатной стороне).
Регулирующий транзистор установлен со стороны печатного монтажа, металлическим фланцем к радиатору. При установке платы, винты крепежа (по оси пластиковой части транзистора) надежно прижимают его к теплоотводу.
Пробное включение.
В собранной плате проверил правильность монтажа, подключил к штатному трансформатору будущего усилителя. На холостом ходу переменным резистором R5 установил 12 В, затем подрегулировал под нагрузкой. Ею послужила ГУ-50 с кривой электродной системой (накал 12 В). Никаких неожиданностей не было, все работает штатно. При токе накала около 700 мА нагрев железки в районе установки транзистора – едва заметен на ощупь.
Сборка блока выпрямителей-стабилизаторов.
Для натурного макета усилителя собрал блок выпрямителей-стабилизаторов. Радиаторы штатные, крепления (боковые стенки) пока упрощенные. Для установки на деревянное шасси и испытаний-настройки. После отработки схемы, ее придется разобрать для отделки элементов, изготовления и монтажа дополнительных декоративных. Попробую изобразить некую техническую фантазию.
Платы стабилизаторов накала и плата с двумя стабилизаторами анодного напряжения размещены на разных, но одинаковых алюминиевых игольчатых радиаторов. Размещение с учетом высоты элементов плат, так, чтобы уменьшить толщину сборки. Под металлические фланцы регулирующих транзисторов подкладывается слюдяная пластинка, с двух ее сторон – чуток КТП-8.
Две временных боковых стенки вырезаны из оцинкованной стали, в торцах оснований радиаторов просверлены по три глухих отверстия 2.5 мм, нарезана резьба М3. Все как обычно – два номера метчиков, оборот вперед-пол оборота назад для скалывания стружки. При нарезании резьбы в алюминии, в качестве смазки используется керосин. Метчики удобно отчищать от забившейся мелкой стружки старой зубной щеткой.
Блок стабилизаторов будет стоять на верхней панели усилителя рядом с сборкой трансформаторов (в кожухе). Они одинаковой высоты. Трансформаторы (накал сверху, внизу анодное) применены на однотипных магнитопроводах, они удобно ставятся друг на друга и свинчиваются через крепежные отверстия.
Babay Mazay, май, 2020 г.
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.Усилитель для ноутбука на радиолампах
Однотактный усилитель изготовлен с использованием лампы 6Ф5П, она очень удобна, поскольку эта лампа содержит в себе фактически две лампы, одна для предварительного каскада и другая для оконечного. Лампа имеет хорошие характеристики и на ней можно собрать усилитель мощностью около 5 Ватт. (в переводе на китайские ватты, это где то их 12-20 Ватт). В качестве источника питания использован так называемый «электронный трансформатор», который используется для питания 12 вольтовых галогенных ламп для освещения интерьеров. В качестве выходных трансформаторов использованы подходящие трансформаторы, приобретенные на ресурсе istok2.com там можно выбрать из нескольких вариантов, подороже и получше, и подешевле со средненькими характеристиками. Там же приобретены радиолампы и ламповые панельки. Остальные детали приобретены в магазинах радиодеталей, они широко распространённые. Корпус было решено использовать от корпуса внешнего накопителя HDD.
Для проекта была выбрана следующая схема, только печатная плата была разработана другая, сразу на 2 канала:
Печатная плата разрабатывалась с помощью программы Sprint-Layout-6-0 свободно распространяемой тут.
Сама схема является классикой, особенностей не имеет, используется без изменений с 50-х годов прошлого века, а вот источник питания для нее имеет ряд особенностей, поскольку как сказано выше используется импульсный источник. Во первых, выход электронного трансформа имеет такие параметры: Переменный ток 12 Вольт, 5 Ампер (для 60 ваттного трансформатора), что более чем достаточно для данного усилителя. А во вторых, частота напряжения у него от 50 до 100 кГц (у разных моделей). Проще всего использовать те модели, которые имеет выходной трансформатор на кольце, хотя практически можно использовать любой. На кольце использовать удобнее, вторичная обмотка на нем намотана первой, а вторичная поверх. Высокая частота выходного напряжения вызывает затруднение в измерении и требует использование в выпрямителе высокочастотных диодов. (а они дороже обычных на 1-2 рубля). Да, важное дополнение, трансформатор без нагрузки не запускается вообще, что именно в нашем проекте очень полезно.
Был использован такой электронный трансформатор:
Питание организовано следующим образом. Поскольку нить накала радиолам рассчитана на 6,3 вольта, а трансформатор выдает 12 вольт, было решено соединить обе накальные части ламп последовательно, высокая частота напряжения для питания нити накаливания для ламп не имеет никакого значения. Питание на накал подается непосредственно с электронного трансформатора. Для анодного питания лампы 6Ф5П требуется напряжение 220 — 300 вольт. Для получения этого напряжения был использован нестандартный метод. Предыстория: в ходе экспериментов с одним из электронных трансформаторов он «взорвался», однако выходной трансформатор остался цел. Он и был доработан, удалена старая вторичная обмотка, первичная обмотка была домотана тонким проводом МГТФ с помощью челнока до заполнения. А бывшая вторичная обмотка с таким же количеством как раньше витков была намотана проводом ПЭЛ-0.8 поверх первичной. Бывшая вторичная обмотка стала первичной и подключена к выходу электронного трансформатора. На выходе в итоге было получено напряжение в 250 вольт переменного тока. После монтажа было принято решение для испытания концепции вообще, и, что бы не нести рисков в качестве выходных трансформаторов использовать дешевые китайские трансформаторы для радиоточек. Вот первый стенд:
Хорошо видно устройство электронного трансформатора. В ходе прослушивания, был выявлен фон переменного тока, осциллографом установлена его частота – 100 Гц, т.е удвоенная частота сети переменного тока. После исследования интернета, была найдена схема так называемого «электронного дросселя», он был изготовлен на дополнительной макетной плате и установлен после выпрямителя. После его установки фон пропал. Вообще не было слышно включен или не включен усилитель даже на максимальной громкости. Схема электронного дросселя очень простая:
Установленную монтажную плату можно увидеть в левом верхнем углу монтажной платы (зеленого цвета, транзистор установлен на самодельном радиаторе). Уже после прослушивания и устранения фона были заменены выходные трансформаторы и установлены в окончательном варианте. Итог не разочаровал.
А теперь этапы изготовления: сбор деталей:
Предварительное макетирование:
Макетирование показало, что проект может быть реализован и имеет право на жизнь.
Начало изготовления корпуса:
Монтаж:
И оконечный вариант:
Усилитель используется совместно с колонками производства ГДР марки RFT мощностью 20 Ватт, полностью их раскачивает и имеет яркий бас и сбалансированный частотный диапазон.
РА на лампе ГУ-13, 6П45 или ГК-71, ГУ-50 — Усилители мощности ВЧ
Многие радиолюбители сейчас работают на импортных трансиверах с применением случайных антенн, имеющих входное сопротивление в несколько раз(бывает в десятки раз) отличное от вых/входного сопротивления трансивера.Чтобы трансивер удовлетворительно работал с этими антеннами, необходимо между трансивером и антенной ставить дополнительное согласующее устройство. Это устройство называется «Антенный тюнер».
Хотя устройство простое, но требует дополнительных финансовых затрат и времени при перестройке РА с диапазона на диапазон. Да и зачем делать антенный тюнер, когда входной и выходной «П» контура усилителя можно с успехом использовать как на передачу, так и на приём.
Предлагаемый мною усилитель прост и не вызовет у р/любителя, средней квалификации особых затруднений. Было собрано и испытано 4 варианта РА. Все варианты очень хорошо показали себя в работе и, особенно, это было заметно в тестах.
Я остановился на варианте «б» по причине достаточного количества ламп ГУ-13 в моём домашним складе.
Были опробованы варианты:
а) на одной лампе ГУ-13 с отдаваемой мощностью 400-500 Ватт
б) на двух лампах Гу-13 с отдаваемой мощностью 850-900 Ватт
в) на двух лампах ГК-71 с отдаваемой мощностью 850-1000 Ватт
г) на 4х лампах Гу-50 с отдаваемой мощностью до 360 Ватт
(измерения производились на эквиваленте DL-2500 = 50 Ом)
Краткое описание усилителя.
Режим ТХ. (здесь и далее я говорю о лампе (лампах)ГУ-13, но всё сказанное абсолютно верно и для ламп ГК-71, ГУ-50 и т.д.)
На входе усилителя стоит трансформатор 1:4, трансформирующий выходное сопротивление трансивера в 200 Ом, и отсекающий ёмкость кабеля от входной ёмкости «П» контура.
И ещё – входное сопротивление усилителя с ОС изменяет своё входное сопротивление в течение работы (почему это происходит можно прочитать в любом учебнике по усилителям). В результате изменения входного сопротивления усилителя во время передачи, встроенный тюнер трансивера начинает отслеживать эти изменения и пытается подстроится.
Неопытные операторы удивляются, почему это автоматический тюнер в трансивере во время передачи постоянно включается и начинает «скакать». Включение трансформатора 1:4 по входу РА уменьшает изменения КСВ по входу усилителя во время передачи. Тюнер в трансивере успокаивается и более не включается.
Трансформатор 1:4 является важным элементом конструкции и выполнен на 2х склеенных ферритовых кольцах проницаемостью 2000НМ и диаметром 35-40мм (другая марка феррита не желательна). Обмотки имеют 8-10 витков, уложенных равномерно по всему диаметру кольца. Перед намоткой трансформатора необходимо взять четыре куска провода марки МГТФ-0.75, слегка его скрутить, а после намотки трансформатора, попарно запараллелить. Начало обмоток обозначены точкой.
Сигнал с трансивера, проходя через трансформатор 1:4, поступает на входной «П» контур усилителя и через разделительный конденсатор, и реле Р3 поступает в катод лампы ГУ-13 (ГК-71).
Входные «П» контура особенностей не имеют и в конструкциях Я.С. Лаповка описаны подробнейшем образом.
Так как входной «П» контур усилителя имеет двойное предназначение, то в режиме RХ контур нагружается на резистор 200-350 Ом и его частотная характеристика не изменяется.
То, что входное и выходное сопротивление «П» контура приблизительно равны, то частотная характеристика такого контура получается симметричной, с крутыми скатами. Всё это благотворно влияет на фильтрацию полезного входного/выходного сигнала, как при приёме, так и при передаче.
Входные и выходные «П» контура усилителя настраиваются по стандартной методике, неоднократно описанной в литературе.
Режим РХ.
Сигнал корреспондента от антенны поступает на ВЫХОДной «П» контур усилителя. Лампа ГУ-13 имеет лучеобразующие пластины. Внутренняя ёмкость между анодом лампы ГУ-13 и лучеобразующими пластинами составляет 10-12 Пф.
Этой ёмкости вполне достаточно для получения полезного ВЧ сигнала с хорошим уровнем на ножке лучеобразующих пластин.
Далее, сигнал через катушку связи и диапазонный контур, поступает на управляющую сетку УВЧ собранного на лампе 6к13П. Диапазонный контур подстраивается переменным конденсатором, ручка которого выведена на переднюю панель усилителя. Анодной нагрузкой лампы 6к13п является ВХОДной «П» контур усилителя мощности.
Входной «П» контур усилителя, диапазонный контур в сетке лампы 6к13п и выходной «П» контур усилителя, выделяет полезный сигнал и ощутимо уменьшает уровень помех.
Полезный сигнал, проходя от антенны РА до входа в трансивер ослабляется на 10-12 ДБ. Для того, чтобы компенсировать эти потери, достаточно, чтобы УВЧ на лампе 6к13п имел усиление 12-15Дб.
Если используются пентоды, например лампы ГК-71 или ГУ-50, то полезный сигнал снимаем с пентодной сетки этих ламп.
Если применяем лампы ГУ-13, то катушки связи контуров Lу1-Lу6 надо мотать проводом не менее 1.0 мм в диаметре. Более того — коэффициент усиления УВЧ лучше регулировать не режимом лампы 6К13П, а изменением связи между лучеобразующими пластинами (пентодной сеткой) и сеточным контуром, т.е. увеличивая или уменьшая витки катушки связи. В некоторых случаях, если усиление УВЧ неоправданно велико, то диапазонный сеточный контур лампы 6К13П можно зашунтировать резистором, подбирая его во время настройки.
Если во время настройки усилителя на передачу, собранного на двух лампах ГУ-13, возникнет «возбуд», то желательно установить дополнительное реле, которое своими контактами будет закорачивать лучеобразующие пластины лампы на землю.
В остальных случаях при работе с лампами ГУ-50, ГК-71, 6П45С или одной лампе ГУ-13 такого замечено не было.
* Всю «землю» в усилителе необходимо продублировать, проложив медную фольгу толщиной не менее 0.25 – 0.5 мм поверх алюминиевого шасси.
* Блок индикации – «БИ» может иметь любую схему, т.к. он отображает относительное напряжение на выходе РА.
* Обмотки реле Р2 (РЭС-9) и Р3(РПВ 2/7) включены параллельно и в схеме не показаны.
Преимущество и недостатки такого схемного построения.
Преимущества:
1)Заметно увеличивается избирательность приёмной части трансивера без заметного увеличения шума на выходе (на слух, абсолютно не заметно).
2)Отпадает надобность антенного тюнера при работе со случайными, и не только случайными, антеннами.
3)Усилителем управляет только одно реле Р2 (РЭС-9, РЭС-22 и т.д). Надобность в дефицитных антенных реле отпадает, то и не надо устанавливать устройства отвечающих за последовательность включения этих реле.
4)Применение реле времени (см. ниже), переводящего усилитель в «спящий» режим, уменьшает теплообмен в корпусе РА.
Недостатки:
1) Для прослушивания эфира необходимо держать РА во включённом состоянии или ввести режим «ОБХОД РА».
2) Необходимо иметь отдельную накальную обмотку для лампы 6к13п.
Реле времени.
Для увеличения ресурса радиолампы на накал во время приёма через диод VD1 подаётся пониженное напряжение. Когда контакты Р4.1 разомкнуты, диод, установленный в цепи накала, пропускает только одну половину синусоиды и, тем самым, напряжение накала становится на 50% меньше требуемого.
Но как только реле сработало от системы управления усилителем (педаль, ключ или тангента), то своими контактами перемыкает диод и на лампу начинает поступать полноценный накал. Если мы в течении 3-5 минут опять не переводим усилитель в режим ТХ, то реле времени размыкается и усилитель переходит в «спящий» режим.
Внимание – Накальный трансформатор должен иметь запас по мощности не менее 30% от потребляемой накалом мощности!
Накальный трансформатор, изготовленный на ТОРе, не допустим в работе с таким реле. Стандартные трансформаторы на ШЛ, ПЛ и имеющие 30% запас, отлично работают в этой схеме.
Выше описанный усилитель был собран на 4х лампах ГУ-50. После его испытания, четыре лампы ГУ-50 были заменены на одну лампу ГК-71 установленную в горизонтальном положении на место четырёх демонтированных панелек от ГУ-50. Блок питания оставил тот же, но анодное и накальное напряжение собрал по схеме удвоения.
Могу со всей ответственностью практика заявить, что нет смысла ставить 4 лампы ГУ-50 если есть возможность поставить одну лампу ГК-71. Хлопот меньше, а мощность больше, как минимум на 20-30%.
Николай — UA1ANP.
С.Петербург 2009год.
Поделитесь записью в своих социальных сетях!
При копировании материала обратная ссылка на наш сайт обязательна!
Schwank | Радиантные трубчатые обогреватели
Излучающие трубчатые обогреватели с закрытым сгораниемSchwank малой мощности идеально подходят для широкого спектра применений в системах отопления с потолками от низкой до средней. Эти легко адаптируемые трубчатые нагреватели обеспечивают высочайший уровень комфорта и функциональности.
Запыленный или отрицательный воздух не является проблемой для инфракрасных обогревателей Schwank, так как свежий горючий воздух снаружи может подаваться в герметичную горелку для безопасной и безотказной работы.
Газовые инфракрасные обогреватели Schwank используют технологию, которая обеспечивает больший комфорт при меньших затратах.Наша уникальная конструкция «длинного пламени» длится до пяти раз дольше, чем пламя конкурирующих радиационных трубчатых обогревателей.
Трубчатые нагреватели Schwank обеспечивают более высокую эффективность излучения и более равномерное распределение тепла с типичной экономией топлива от 35% до 50% по сравнению с традиционными системами воздушного отопления, как это реализовано большинством наших клиентов.
Обзор радиантных трубчатых обогревателей Schwank
Ниже приводится описание линейки пяти готовых радиационных трубчатых обогревателей Schwank.
Особенности радиантного трубчатого обогревателя Schwank
Существует несколько выдающихся характеристик продукта, которые делают верхний радиационный трубчатый нагреватель Schwank лучшим в отрасли, в том числе:
- Долговечная конструкция с устойчивыми к коррозии деталями, герметичными трубчатыми нагревателями и защищенными вентиляторами
- Простое обслуживание с простым доступом к защелке [нет необходимости выключать горелку нагревателя]
- Экономия энергии до 50%, срок окупаемости всего 1 год
- Тихие горелки Whisper Jet работают даже ниже фонового шума
- Нагнетательный вентилятор с равномерным распределением тепла для оптимального обогрева помещения
Узнайте больше о преимуществах трубчатых нагревателей Schwank, просмотрев следующую коллекцию газовых радиационных трубчатых нагревателей.Нажмите на любое из пяти изображений радиационных трубчатых обогревателей ниже:
Обсудите с нашими экспертами инфракрасные трубчатые нагреватели
Чтобы приобрести газовые радиационные трубчатые обогреватели Schwank или получить дополнительную информацию о наших энергоэффективных инфракрасных радиационных трубчатых обогревателях для промышленного и коммерческого использования, свяжитесь с нашими специалистами по отоплению.
Поставка трубчатого нагревателя Unique
Артур Граннелл
При создании ST-35 для статьи «Модификации высокопроизводительного источника питания для ST-35» я использовал внешний импульсный источник питания постоянного тока для нагревателей, чтобы уменьшить тепло, выделяемое плохо вентилируемым силовым трансформатором.Поскольку нагреватели потребляют 25% мощности, потребляемой усилителем, добавление внешнего источника питания вызывает заметное падение температуры трансформатора. Использование постоянного тока для питания нагревателей усилителя мощности мало влияет на «гудение» на выходе, но уменьшение количества проводов переменного тока под шасси не повредит и дает большую свободу в размещении проводки нагревателя. Контролируемое время прогрева может увеличить срок службы трубки. Кроме того, стабильное напряжение нагревателя всегда является желательной целью для любой ламповой цепи.Простая схема, описанная ниже, имеет базовую стоимость менее 20 долларов. Сюда входит импульсный источник питания, но не элементы оборудования, такие как корпус и разъемы.
В моем текущем проекте ST-35 я решил отказаться от модификации блока питания ПК и начать с нового стандартного блока питания. Проверка веб-сайтов поставщиков показывает, что у Mean Well есть множество подходящих недорогих коммутационных материалов. Я получил для тестирования и EPS-45-7.5, и MPS-45-7.5. Спецификации MPS-45 показали, что диапазон регулировки напряжения приблизился к желаемым 6.3 В постоянного тока для обогревателей, и что он дополнительно отвечает требованиям для медицинского использования. Однако более тщательное изучение привело меня к мысли, что он основан на их менее дорогом блоке PS-45, который больше, менее эффективен, переключается на более низкую частоту, близкую к звуковому диапазону, и, вероятно, является более старой конструкцией. Внесены незначительные изменения для соответствия более строгим требованиям к изоляции и изоляции медицинского оборудования.
Ограничивая первоначальное тестирование EPS-45, шесть 9-контактных миниатюрных ламповых розеток были установлены на испытательном приспособлении и подключены согласно схеме Dynaco ST-35.После подключения проводки входа переменного тока, выхода постоянного тока и вольтметра питание было включено для регулировки напряжения.
Хммм… питание не включается. После повторной проверки входа переменного тока я обнаружил, что обнаружил ………
Проблемы с холодным пуском
Трубчатые нагреватели имеют очень низкое сопротивление в холодном состоянии и потребляют значительный пусковой ток.Некоторые быстрые измерения и расчеты показали, что ламповый комплект ST-35 изначально потребляет 26 ампер при 6,3 вольт. После прогрева эти же обогреватели потребляют 3,64 А или 23 Вт. Максимальный импульсный ток для этого блока питания мощностью 40 Вт составляет 6,6 А.
Испытательное приспособление было изменено на последовательно-параллельную конфигурацию для работы 12,6 В. Это удваивает сопротивление холодного пуска и снижает требования к пусковому току до 13 ампер. Каждая пара выходных трубчатых нагревателей EL84 теперь подключена последовательно, и их соответствующие 12DW7 / 7247 имеют выводы нагревателя на 12 В, подключенные к контактам 4 и 5, без подключения к контакту 9.Два завершенных канала затем подключаются параллельно.
Был заказан еще один блок питания того же типа, EPS-65-12 ( справа, ), рассчитанный на выходное напряжение 12 В постоянного тока при 65 Вт по сравнению с 40 Вт для EPS-45-7.5. Мне было приятно обнаружить, что они очень похожи, имеют одинаковый физический размер, и еще более приятно было обнаружить, что блок мощностью 65 Вт и 12 В постоянного тока дешевле.
В то время как мой более крупный компьютерный блок питания может выдерживать этот пусковой ток, даже более крупный EPS-65-12 явно не выдержит.Однако на этот раз я обнаружил, что подача действительно включится, но встроенный ограничитель тока отключает подачу 3-5 раз, пока, наконец, в нагревателях не сохранится достаточно тепла и сопротивления, чтобы обеспечить непрерывную работу.
Убежденный, что для предсказуемой работы потребуется схема ограничения тока, я разработал ее, используя последовательный резистор 20 Вт, реле с управляющим транзистором и цепь задержки R / C. Хотя это сработало, мой друг Стив Лафферти предложил гораздо более простую схему (см. Ниже), использующую только два активных устройства и два резистора.Он оказался столь же эффективным, но с меньшим количеством деталей и по более низкой цене.
Теперь, когда поставки начались последовательно, пришло время ………
Измерения стабильности и шума
Стабильность вывода
Я настроил выход на 12.600 В постоянного тока и посмотрел на вольтметр. Через 15 минут потребовалась небольшая корректировка. Еще через 3 или 4 часа я сделал дополнительную небольшую «настройку», и это был последний раз, когда она корректировалась после многих часов работы.Окончательное значение напряжения следует измерять на трубных патрубках, чтобы учесть незначительные потери в ограничителе тока и проводке.
Mean Well определяет диапазон входного напряжения 90–264 В переменного тока. Используя Variac, входное напряжение изменялось от 80 до 142 В переменного тока при мониторинге выхода, и никаких значимых изменений по сравнению с 12.600 В постоянного тока не наблюдалось. «Тысячная» цифра измерителя все равно время от времени «качается», но это предел ее разрешающей способности.
Шум
Импульсные источники питания имеют плохую репутацию из-за шума.Это связано с тем, что они преобразуют синусоидальную волну переменного тока в прямоугольную волну с высоким содержанием гармоник, отправляют ее через трансформатор на высокой частоте, а затем выпрямляют выходной сигнал трансформатора, добавляя в микс дополнительные «всплески» диодного шума.
Максимальная пульсация и шум на выходе источника питания указаны на уровне 120 мВпик. Мое начальное значение шума составляло 62 мВпик на пиках. Mean Well указывает, что показания должны быть сняты на конце одного фута скрученной проволоки с 0,1 и 47 мфд. конденсатор через линию.Использовался скрученный провод, поэтому я добавил конденсаторы, но не нашел улучшений.
Несколько случайно я обнаружил, что один фут провода нужно разместить так, чтобы конец провода, к которому крепится пробник осциллографа, физически находился на расстоянии одного фута от источника питания. Кажется, что чувствительный зонд может улавливать больше шума по воздуху непосредственно от трансформатора, чем от выходной проводки! Это и установка металлической крышки корпуса снизили пиковый шум на шипах примерно до 30 мВ.Добавление рекомендуемых конденсаторов еще больше снизило максимальный выходной шум до 10 мВпик, что составляет 0,08% (-62 дБ) на пиках, а средний уровень шума несколько ниже! Измерения показывают, что напряжение питания составляет 90 кГц.
Строительство
|
Блок питания следует устанавливать в закрытый, но вентилируемый металлический корпус из соображений шума и безопасности. Указанный КПД источника питания составляет 86%, поэтому выделяется мало тепла.Обычно охлаждающий вентилятор не требуется. У меня был старый блок питания, который использовался для питания внешних приводов компьютера, и его корпус мне подошел ( справа ). Я считаю, что старый корпус блока питания компьютера, пожалуй, лучший источник корпуса для этого проекта. У меня также есть футляр Mini-ATX (SFX), который кажется примерно подходящего размера, и футляр FLEX-ATX также будет подходящим размером. Тысячи компьютеров выбрасываются каждый год, а старых блоков питания много.
После удаления существующей схемы, в корпусе были измерены размеры и просверлены отверстия для установки платы источника питания и ограничителя тока на короткие опоры.Еще я изготовил разделитель из легкого алюминиевого листа, отогнув вручную верхний и нижний фланцы под линейкой. Корпуса компьютерных блоков питания обычно имеют вход питания C14, включенный в корпус, что позволяет использовать стандартный шнур питания IEC. В моем случае был один с включенным фильтром RFI, поэтому его использовали повторно. В блоке питания есть входная фильтрация, но стоит поставить дополнительный фильтр. В этом приложении его цель не в том, чтобы фильтровать входящий переменный ток, а в том, чтобы уменьшить исходящий шум в линии переменного тока.Фильтры одинаково хорошо работают в любом направлении. Если у вас его нет, их часто можно приобрести у дилеров электроники по невысокой цене.
Блок питания имеет отдельные заземляющие соединения, расположенные в двух монтажных отверстиях на одной стороне платы. Оба должны быть заземлены, иначе выходной шум будет увеличиваться. Я использовал кольцевые клеммы с проводом для подключения заземления платы и заземления переменного тока к одной общей точке на шасси. Никаких других заземляющих соединений на стороне источника питания или на стороне выхода постоянного тока не требуется.
Ограничитель тока и выход
В базовой схеме ограничителя всего четыре компонента (схема справа, ), поэтому ее можно построить множеством способов. Я сделал макет печатной платы ( следующее изображение вниз ) и протравил одностороннюю плату дома.
Щелкните следующие ссылки, чтобы загрузить файлы топологии печатной платы (они маленькие). Файл .PCB предназначен для ExpressPCB, а файл .RRB — для медного соединения. Схема ограничителя также может быть построена на монтажной плате или даже на паре клеммных колодок.На схеме показаны компоненты ограничителя, а также дополнительный светодиод и конденсаторы фильтра. Я решил установить конденсаторы не на плате, а на отдельной клеммной колодке, что позволило использовать компоненты, которые были под рукой. У меня индикаторный светодиод закреплен на крышке корпуса. Готовая плата ограничителя тока показана внизу справа .
Компоненты
R1: Устанавливает предельный ток цепи. На схемах платы показан параллельный монтаж двух резисторов.Это было сделано для экспериментов и определения влияния различных номиналов резистора. Значение 0,12 Ом обеспечивает стабильный запуск и мало влияет на время прогрева. Однако он выдает 5,7 ампер, что является кратковременным максимальным током, доступным от источника питания. Два параллельных резистора 0,33 Ом, как показано (или 0,165 Ом), пропускают 4,25 А и примерно вдвое превышают нормальное время нагрева нагревателя. Один резистор 0,15 Ом (значение E24) пропускает 4,7 ампер, и это хороший компромисс.
RF4905 МОП-транзистор с P-каналом: При ограничении тока он будет выделять значительное количество тепла, хотя после этого его почти не будет, поэтому его следует устанавливать на довольно толстом радиаторе.Я использовал кусок алюминиевого канала размером 1 x 1 x 1 дюйм, как показано на рисунке. Можно использовать радиатор меньшего размера, в зависимости от желаемого времени прогрева и потребляемого тока.
Выходная проводка и разъем усилителя: Я отрезал концы шнура питания 18 AWG, IEC (компьютер), и прикрепил его к клеммной колодке, на которой крепятся конденсаторы фильтра. Я буду использовать около 18 дюймов провода, но есть шнуры IEC 16 и 14 AWG для больших расстояний. Мое подключение к усилителю мощности будет осуществляться через разъем Speakon NL4FC и совместимое гнездо шасси NL4MP ( ниже ).Этот блокировочный узел хорошо подходит для этой цели, но, конечно же, есть много других соединителей, которые можно использовать.
Термоусадочные трубки Vs. Лента электрическая
Термоусадочные трубки Vs. Электроизоляционная лента. Прочтите наш блог, чтобы узнать от экспертов больше о сходствах и различиях между термоусадочными трубками и изолентой!
Распространенное заблуждение при определении идеального метода связывания проводов или изоляции заключается в том, что термоусадочные трубки и изолента практически взаимозаменяемы для любого применения.Хотя в прошлом термоусадочные трубки и изолента использовались взаимозаменяемо для определенных применений, это не относится к каждому проекту, требованию или готовому продукту.
Термоусадочные трубки
Термоусадочная трубка — это тип трубки, которая при нагревании сжимается до размера подложки, на которую она накладывается, чтобы создать индивидуальную подгонку для различных применений. Термоусадочные трубки бывают разных степеней усадки, цветов и размеров.В зависимости от конкретных требований области применения доступны различные составы материалов, включая ПВХ, неопрен, Kynar®, Teflon® и многие другие. Кроме того, термоусадочные трубки соответствуют различным военным спецификациям (MILSPEC), которые соответствуют самым строгим требованиям военных стандартов и приложений. Термоусадочные трубки обладают рядом преимуществ, в том числе:
- Изоляция проводов
- Устойчивость к истиранию, экстремальным температурам и другим факторам окружающей среды
- Защита от пыли, влаги и растворителей
- Защита электрических компонентов
- Ремонт изоляции проводов
Термоусадочная трубка также обеспечивает более «законченный» вид, чем обычная обмотка лентой, при обычно более низкой общей стоимости установки в приложении.
Лента электрическая
Изолента — это чувствительная к давлению лента, которая обычно наклеивается на стык или небольшую часть провода для электрической изоляции или защиты проводника (проводов) провода с целью защиты окружающей среды. Изолента также может называться фрикционной или изолентой. Цветная изолента обычно используется для идентификации определенных проводов в приложениях. Обычно изолента не такая прочная, как термоусадочная трубка.Тем не менее, это помогает поддерживать электрическую непрерывность, закрывать оголенные провода и соединять провода нескольких типов.
PEX, Сантехника, Отопление, Оборудование для ОВК
Перед прокладкой и установкой контуров трубок PEX необходимо выполнить тщательный план и проектирование системы, чтобы выполнить установку быстрее и точнее, а также избежать дорогостоящих ошибок. Схема системы будет полезна и в будущем, если возникнет необходимость отремонтировать систему и избежать повреждений во время общей реконструкции или ремонта дома.На плане должно быть указано точное место установки трубопровода, схема расположения и длина контуров, количество и расположение коллекторов , расположение термостатов и других элементов управления и датчиков.
При разработке плана расположения трубопроводов лучистого отопления необходимо учитывать множество факторов и деталей. Следующие наиболее важные аспекты должны быть приняты во внимание:
- Равное расстояние между трубками в петле — Расстояние между трубками в зоне влияет на температуру, а также на равномерное распределение тепла.Трубки PEX обычно устанавливаются на расстоянии 8 дюймов. Более близкие расстояния (обычно не менее 4 дюймов) могут применяться в областях с более высокими потерями тепла или полах с более низкой теплопроводностью.
- Длина каждой петли трубопровода — Длина петли трубки напрямую зависит от расхода и тепловой мощности. Длинные петли уменьшают возможную скорость потока, тем самым уменьшая тепловыделение. Кроме того, более длинные петли создают неравномерную температуру поверхности, поскольку существует большая разница между температурами в начале петли и в конце, где температура значительно ниже.Следование общепринятым отраслевым стандартам обеспечит оптимальную длину петли, которая варьируется в зависимости от диаметра трубы (от 30 футов для трубы 1/2 дюйма до 700 футов для трубы 1 дюйм).
- Эффективное расположение коллекторов — Чтобы минимизировать потери тепла при перемещении горячей воды от коллектора к контуру, лучше всего расположить коллектор как можно ближе к контуру. Для больших площадей можно использовать два или более коллекторов. Коллекторы также следует размещать в месте, где к ним будет легко получить доступ, если это необходимо.
- Повышенная теплоотдача в областях с более высокой скоростью потерь тепла — Обычно существует два метода увеличения тепловой мощности в определенных областях. Один из способов добиться этого — использовать узор «Серпантин», где самая теплая часть петли устанавливается ближе к области с наибольшими потерями тепла (окна, двери, наружные стены). Второй метод требует меньшего расстояния между трубками, чтобы больше тепла передавалось в определенную область.
- Поддержание равномерной температуры в зоне — Самый простой способ поддерживать равномерную температуру — это держать трубы на одинаковом расстоянии (при условии одинаковой скорости потери тепла внутри контура).Чтобы еще больше снизить колебания температуры, могут быть установлены теплообменные пластины. Поскольку алюминий является отличным проводником тепла, тепло равномерно распределяется по большей площади поверхности.
Связанные документы:
Проектирование эффективной системы лучистого теплого полаОписание системы лучистого отопления: нагреватели и циркуляторы
Описание системы лучистого отопления: инжекционное смешение
Описание лучистого отопления: методы теплопередачи
Наружные деревянные печи с изоляцией PEX
Использование геотермального теплового насоса для теплого пола system
Зональные клапаны в системе лучистого отопления .
