Схема мощного автогенератора умзч на транзисторах: Схемы усилителей мощности на транзисторах, самодельные УНЧ и УМЗЧ

Содержание

Схема мощных кварцевых генераторов для мостовых измерителей » Паятель.Ру


При наладке антенн удобно пользоваться мостовым измерителем сопротивления антенны. Но для его работы требуется подведение к нему значительной мощности — как минимум 50 мВт. При настройке антенны на крыше не всегда удобно пользоваться радиостанцией как источником ВЧ напряжения для измерительного моста. В данном случае решить проблему питания моста поможет генератор, схема которого показана на рисунке 1. Генератор содержит три генератора, по одному для каждого диапазона, выполненных на транзисторах КТ606А, с отдельными контурами и выходами, которые переключаются при помощи S1 путем переключения питания.


Данные катушек для работы в различных диапазона приведены ниже. Генератор может работать на третьей гармонике кварцевого резонатора.

При работе на третьем диапазоне транзистор существенно нагревается, особенно если он работает на третьей гармонике резонатора. Поэтому, в этом случае необходимо либо снижать напряжение питания, либо контролировать, во время работы, температурный режим транзистора.

В первом диапазоне генератор потребляет ток 30-60 мА, во втором — 60-80 мА, и в третьем 60-150 мА, при этом мощность выходного сигнала на первом диапазоне около 100 мВт, на втором около 80-90 мВт, и на третьем около 80 мВт. Мощность измерялась на нагрузке сопротивлением 50 Ом.

Генератор выполнен в корпусе из фольгированного стеклотекстолита. Транзисторы всех трех генераторов, входящих в состав генератора находятся на одном общем радиаторе из алюминиевой пластины размерами 80x50x4 мм.

Генератор обеспечивает практически синусоидальное выходное напряжение, работоспособен в интервале питающих напряжений от 5 до 16 В.

Данные катушек такие:

Для первого диапазона (частота 1,5-5,5 МГц) — L1 (20 мкГн) — 40 витков провода ПЭВ 0,8, с отводом от 20-го витка, диаметр каркаса 32 мм, длина намотки 50 мм. L2 — 10 витков тогоже провода на томже каркасе. Для второго диапазона (частота 4,5-15 МГц) — L1 (3 мкГн) — 15 витков ПЭЛ 0,8, отвод от 8-го витка, диаметр каркаса 20 мм, длина намотки 20 мм, L2 — 6 витков того же провода, на таком же каркасе.

Для третьего диапазона (частота 10-32 МГц) — L1 (0,7 мкГн) — 11 витков провода ПЭВ 1,0, отвод от 6-го витка, диаметр каркаса 16 мм, длина намотки 30 мм, L2 — 4 витка того же провода на том же каркасе.

СХЕМА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ

   Данный автомобильный преобразователь предназначен для питания мощного УНЧ от автомобильного аккумулятора 12В. В данном случае он преобразовывает 12 вольт автомобильного аккумулятора в +- 35 вольт. Для уменьшения габаритов устройства, преобразование происходит на повышенной частоте. В преобразователе напряжения, частота равна 50 кГц. Преобразователь обеспечивает двуполярным питанием УНЧ при максимальной мощности около 200Вт. Для схемы выбрана преимущественно импортная элементная база, так как её сейчас достать проще. В качестве широтноимпульсного модулятора в схеме используется микросхема TL494. Генератор TL494 распространён во многих схемах ИБП, например можно выпаять её из блока питания АТ или АТХ. В качестве коммутирующих транзисторов были выбраны мощные полевые IRFZ44N. Для разряда емкостей затворов полевых транзисторов служат буферные транзисторы КТ961 и КТ639. 


   Принципиальная схема преобразователя напряжения 12 - 2х35 вольт для питания мощного УМЗЧ.


   Преобразователь напряжения работает следующим образом. Генератор импульсов частотой около 30-50 КГц собран на TL494, импульсы в противофазе поступают на цепи быстрого заряда и разряда емкостей затворов, которые формируют импульсы с коротким фронтом и срезом. Сформированые импульсы поступают на затворы управляющих транзисторов, стоки которых подключены к трансформатору. Параллельно его обмоткам включены схемы гашения индуктивного выброса, чтобы исключить возможность пробоя транзисторов из-за избытка напряжения. Выпрямитель ничего особенного не имеет, обычный диодный мост и ёмкостный фильтр с дросселем против помех. Блок управления на микросхеме TL494 начинает работать сразу. К применяемым деталям некритичен. На выводах 9 и 10 должны быть прямоугольные импульсы, сдвинутые по времени. 


   Преобразователь напряжения собран на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Разводка печатной платы заметно влияет на ВЧ помехи на выходе преобразователя и соответственно на выходе усилителя мощности. Разработка своей печатки требует знаний. Возможно, лучше найти готовую печатку. Про свою печатку могу сказать, что она полностью работоспособна и имеет минимум помех, хотя можно сделать лучше.


   В схеме использовались резисторы типа МЛТ - 0,125, за исключением тех, мощность которых указана на схеме, подстроечные резисторы - любые подходящие по размеру и расположению выводов, желательно чтобы они были типа А. Диоды выпрямителя устанавливаются на небольшой радиатор. Транзисторы драйвера в радиаторах не нуждаются. Мощные полевые транзисторы устанавливаются через слюдяные прокладки на большой радиатор, при необходимости добавляется куллер. Намоточные данные трансформатора и дросселей указаны на схеме.  


   Трансформатор надо мотать очень качественно, от этого зависит работа всего преобразователя. Намотку трансформатора надо делать как можно плотнее к сердечнику и распределять витки равномерно по всему кольцу. Первичная обмотка – 4 витка по всему магнитопроводу жгутом из 10 проводов диаметром 1,6 мм, после этого делим жгут пополам. Конец одной соединяется с началом другой полуобмотки. Вторичка – 16 витков жгутом из 4 проводов диаметром 1,2 мм, потом делим пополам. Провода можно взять другого диаметра и изменить количество жил, так что бы сечение осталось прежним.

   Но все эти цифры даны приблизительно, так как особой точности выходных напряжений не требуется. Ну будет у вас не +-35, а 31 вольт и что с того? Магнитопровод можно обмотать слоем лакоткани, что бы не повредить изоляцию провода во время намотки. Между обмотками тоже прокладываем слой изоляции для исключения замыканий. На выходе трансформатора должны быть трапециидальные импульсы. Дроссель сделаны на феррите от блока питания компьютера по 10 витков проводом ПЭЛ-1. Диоды выпрямителя лучше поставить с низким падением напряжения - Шоттки. 


   При настройке преобразователя первое включение проводите через 12В автомобильную лампу мощностью несколько десятков ватт, этим самым вы сбережете схему от сгорания, если в монтаже есть ошибки. Измерения выходных напряжений преобразователя нужно производить под нагрузкой. Вращением движка подстроечного резитора выставляем необходимое нам напряжение, обычно оно регулируется в пределах 20В - 40В. Материал предоставили - alpha и qwert390.

   Форум по преобразователям напряжения

   Форум по обсуждению материала СХЕМА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Схема УМЗЧ на транзисторах (50 Вт)

Транзисторный УМЗЧ (рис. 2.36) Юрия Ежкова отличается высокой скоростью изменения выходного напряжения — 50 В/мкс. Хотя для обеспечения выходной мощности 90 Вт в нагрузке 4 Ом на высшей частоте звукового диапазона 20 кГц вполне достаточно 4 В/мкс, Юрий считает, что 10-кратный запас по скорости позволяет практически избавиться от генерации гармоник высших порядков в усилителе с общей ООС.

Входной дифкаскад выполнен на паре полевых транзисторов (КП103) в каскодном включении с биполярными Тг4Тг5. Высокая линейность и перегрузочная способность этого каскада обеспечены генератором тока ТгЗ и стабилизатором напряжений сток-исток, выполненном на Trl D1.

Активная нагрузка первого каскада Тr6 обеспечивает переход от дифференциального выхода на однотактный без потери коэффициента передачи и с компенсацией шумов генератора тока ТгЗ.

Рис 2.36. Схема 50-ваттого транзисторного УМЗЧ

Пояснения к рис. 2.36. Второй каскад на Тг8 выполнен по схеме с общей базой и нагружен на генератор тока Тг7. Стандартная схема термостабилизации тока смещения выходных транзисторов выполнена на Тг9 (монтируется на радиаторе Тг22/Тг23), резистором R18 при налаживании устанавливаются токи эмиттеров Тг22 и Тг23 120 мА.

Симметричная двухтактная выходная ступень содержит 3 каскада. Первый — каскодный усилитель напряжения Тг10Тг12 (Тг11Тг1З) с местной ООС R33 II (R27+0.5R28), второй — усилитель тока с повышенной линейностью Trl6Trl8 (Тг17Тr19) и также местной ООС через R40 (R43), третий — каскад с ОЭ на параллельно включенных Тг20Тг22 (Тг21Тг23).

Местную линеаризацию этого каскада выполняет ООС по току коллектора Тг20Тг22, выделяемому на R44 и подаваемому в противофазе на базы Тг20Тг22 через Тг18. Вся выходная ступень также охвачена местной ООС через R36, R33 || (R27+0.5R28), которая задает ее коэффициент усиления (с базы Тг10) 4,7. Транзистор Тг14 с диодом D12 обеспечивают для Тг20Тг22 режим неотключаемого генератора минимального тока, предотвращая отсечку тока коллектора и возникновение «переключательных» искажений.

Резистором R28 при налаживании минимизируют уровень четных гармоник, a R8 устанавливают нуль на выходе. Линеаризация всех каскадов местными ООС позволила снизить глубину общей ООС, а также без негативных последствий ввести в нее регуляторы тембра НЧ (R10 в нижней части схемы) и ВЧ (R6). Регулятор тембра можно отключить переключателем обшей ООС. Коэффициент гармоник усилителя при выходной мощности 10 Вт не превышает 0,03% в диапазоне частот 20 Гц — 20 кГц. Максимальная выходная мощность 90 Вт на нагрузке 4 Ом и 50 Вт на нагрузке 8 Ом.

Источник: Сухов Н. Е. - Лучшие конструкции УНЧ и сабвуферов своими руками.

Журнал Радиохобби

Мощный генератор ВЧ на MOSFET-транзисторе — Gnativ.ru

Юным радиолюбителям посвящается…

Предисловие

Радиосигнал, однажды сгенерированный, уносится в глубь Вселенной со скоростью света… Эта фраза, прочитанная в журнале «Юный техник» в далеком детстве произвела на меня очень сильное впечатление и уже тогда я твердо решил, что обязательно пошлю свой сигнал нашим «братьям по разуму», чего бы мне это не стоило. Но путь, от желания до воплощения мечты долог и непредсказуем…

Когда я только начинал заниматься радиоделом,  мне очень хотелось построить  портативную радиостанцию. В то время я думал, что она состоит из динамика, антенны и батарейки. Стоит только соединить их в правильном порядке и можно будет разговаривать с друзьями где-бы они не находились… Я изрисовал не одну тетрадку возможными схемами, добавлял всевозможные лампочки, катушки и проводки. Сегодня эти воспоминания вызывают у меня лишь улыбку, но тогда мне казалось, что еще чуть-чуть и чудо-устройство будет у меня в руках…

Я помню свой первый радиопередатчик.  В 7 классе я ходил в кружок спортивной радиопеленгации (т.н. охоты на лис). В один из прекрасных  весенних  дней наша последняя «лиса» — приказала долго жить. Руководитель кружка, недолго думая, вручил мне её со словами — «… ну, ты там её почини…». Я наверное был страшно горд  и счастлив, что мне доверили столь почетную миссию, но мои знания электроники  на тот момент не дотягивали до «кандидатского минимума». Я умел отличать транзистор от диода и приблизительно представлял как они работают по отдельности, но как они работают вместе — для меня это было загадкой. Придя домой, я с благоговейным трепетом вскрыл небольшую металлическую коробочку. Внутри неё оказалась плата, состоящая  из мультивибратора и генератора РЧ на транзисторе П416. Для меня это была вершина схемотехники.  Самой загадочной деталью в данном устройстве была катушка задающего генератора (3,5МГц.), намотанная на броневом сердечнике. Детское любопытство пересилило здравый смысл и острая металлическая отвертка впилась в броневой кожух катушки. «Хрясь» — раздался хруст и кусок броневого корпуса катушки, со стуком упал на пол. Пока он падал, мое воображение уже нарисовало картину моего расстрела руководителем нашего кружка…

У этой истории был счастливый конец, правда случился он через месяц. «Лису» я все-таки починил, хотя точнее сказать — сделал её заново. Плата радиомаяка, сделанная из фольгированного гетинакса, не выдержала пыток моим 100 ваттным паяльником, дорожки отслоились от постоянной перепайки деталей… Пришлось плату делать заново. Спасибо моему папе, что принес  (достал где-то с большим трудом) фольгированный гетинакс, а маме — за дорогой французский красный лак для ногтей, который я использовал для рисования платы. Новый броневой сердечник мне достать не удалось, но зато удалось аккуратно склеить старый клеем БФ… Отремонтированный  радиомаяк радостно послал в эфир свое слабое «ПИ-ПИ-ПИ», но для меня это было сравни запуску первого искусственного спутника Земли, возвестившего человечеству о начале космической эры таким-же прерывистым сигналом на частоте 20 и 40 МГц. Вот такая история…

Схема устройства

В мире существует огромное количество схем генераторов, способных генерировать колебания различной частоты и мощности. Обычно, это достаточно сложные устройства на диодах, лампах, транзисторах или других активных элементах. Их сборка и настройка требует некоторого опыта и наличия дорогих приборов. И чем выше частота и мощность генератора, тем сложнее и дороже нужны приборы, тем опытнее должен быть радиолюбитель в данной теме.

Но сегодня, мне бы хотелось рассказать о достаточно мощном генераторе ВЧ, построенном всего на одном транзисторе. Причем работать этот генератор может на частотах до 2ГГц и выше и генерировать достаточно большую мощность — от единиц до десятков ватт, в зависимости от типа применяемого транзистора. Отличительной особенностью данного генератора, является использование симметричного дипольного резонатора, своеобразного открытого колебательного контура с индуктивной и емкостной связью.  Не стоит пугаться такого названия — резонатор представляет собой две параллельные металлические полоски, расположенные на небольшом расстоянии друг от друга.

Свои первые опыты с генераторами подобного вида я проводил ещё в начале 2000-х годов, когда для меня стали доступны  мощные ВЧ-транзисторы.  С тех пор я периодически возвращался к этой теме, пока в середине лета на сайте VRTP.ru  не возникла тема по использованию мощного однотранзисторного генератора в качестве источника ВЧ-излучения для глушения бытовой техники (музыкальных центров, магнитол, телевизоров) за счет наведения модулированных ВЧ-токов в электронных схемах этих устройств. Накопленный материал и лег в основу данной статьи.

Схема мощного генератора ВЧ, достаточно проста и состоит из двух основных блоков:

  1. Непосредственно сам автогенератор ВЧ на транзисторе;
  2. Модулятор — устройство для периодической манипуляции (запуска) генератора ВЧ сигналом звуковой (любой другой) частоты.

Детали и конструкция

«Сердцем» нашего генератора является высокочастотный MOSFET-транзистор. Это достаточно дорогостоящий и мало распространенный элемент. Его можно купить за приемлемую цену в китайских интернет-магазинах или найти в высокочастотном радиооборудовании — усилителях/генераторах высокой частоты, а именно, в платах базовых станций сотовой связи различных стандартов. В своем большинстве эти транзисторы разрабатывались именно под данные устройства.
Такие транзисторы, визуально и конструктивно отличаются от привычных с детства многим радиолюбителям КТ315 или МП38 и представляют собой «кирпичики» с плоскими выводами на мощной металлической подложке. Они бывают маленькие и большие в зависимости от выходной мощности. Иногда, в одном корпусе располагаются два транзистора на одной подложке (истоке). Вот как они выглядят:


Линейка внизу, поможет вам оценить их размеры. Для создания генератора могут быть использованы любые MOSFET-транзисторы. Я пробовал в генераторе следующие транзисторы: MRF284, MRF19125, MRF6522-70, MRF9085, BLF1820E, PTFA211801E — все они работают. Вот как данные транзисторы выглядят внутри:

Внутренняя структура мощного MOSFET транзистора PTFA211801E


Вторым, необходимым материалом для изготовления данного устройства является медь. Необходимы две полоски данного металла шириной 1-1,5см. и длинной 15-20см (для частоты 400-500 МГц). Можно сделать резонаторы любой длинны, в зависимости от желаемой частоты генератора. Ориентировочно, она равна 1/4 длинны волны.
Я использовал медь, толщиной 0,4 и 1 мм. Менее тонкие полоски — будут плохо держать форму, но в принципе и они работоспособны. Вместо меди, можно использовать и латунь. Резонаторы из альпака (вид латуни) тоже успешно работают. В самом простом варианте, резонаторы можно сделать из двух кусочков проволоки, диаметром 0,8-1,5 мм.

Помимо ВЧ-транзистора и меди, для изготовления генератора понадобится микросхема 4093 — это 4 элемента 2И-НЕ с триггерами Шмитта на входе. Её можно заменить на микросхему 4011 (4 элемента 2И-НЕ) или её российский аналог — К561ЛА7. Также можно использовать другой генератор для модуляции, например, собранный на таймере 555. А можно вообще исключить из схемы модулирующую часть и получить просто ВЧ-генератор.

В качестве ключевого элемента применен составной p-n-p транзистор TIP126 (можно использовать TIP125 или TIP127, они отличаются только максимально допустимым напряжением). По паспорту он выдерживает 5А, но очень сильно греется. Поэтому необходим радиатор для его охлаждения. В дальнейшем, я использовал P-канальные полевые транзисторы типа IRF4095 или P80PF55.

Сборка устройства

Устройство может быть собрано как на печатной плате, так и навесным монтажом с соблюдением правил для ВЧ-монтажа. Топология и вид моей платы приведены ниже:

Эта плата рассчитана на транзистор типа MRF19125 или PTFA211801E. Для него прорезается отверстие в плате, соответствующее размеру истока (теплоотводящей пластины).
Одним из важных моментов сборки устройства является обеспечение теплоотвода от истока транзистора. Я применил различные радиаторы, подходящие по размеру. Для кратковременных экспериментов — таких радиаторов достаточно. Для долговременной работы — необходим радиатор достаточно большой площади или применение схемы обдува вентилятором.
Включение устройства без радиатора, чревато быстрым перегревом транзистора и выходом из строя этого дорогостоящего радиоэлемента.

Для экспериментов, мною были изготовлены несколько генераторов по разные транзисторы. Также я сделал фланцевые крепления полосковых резонаторов, чтобы можно было их менять без постоянного нагрева транзистора. Представленные ниже фотографии помогут вам разобраться в деталях монтажа.

Запуск устройства

Перед запуском генератора, необходимо еще раз проверить правильность его соединений, чтобы у вас не образовалась весьма не дешёвая кучка транзисторов с надписью «Сгорел».

Первый запуск, желательно производить с контролем потребляемого тока. Этот ток, можно ограничить до безопасного уровня использовав резистор на 2-10 Ом в цепи питания генератора (коллектор или сток модулирующего транзистора).
Работу генератора можно проверить различными приборами: поисковым приемником, сканером, частотомером или просто энергосберегающей лампой. ВЧ-излучение, мощностью более 3-5 Вт, заставляет её светиться.

ВЧ-токи легко нагревают некоторые материалы вступающие с ними в контакт в т. ч. и биологические ткани. Так, что будьте осторожны, можно получить термический ожог прикоснувшись к оголенным резонаторам (особенно при работе генераторов на мощных транзисторах). Даже небольшой генератор на транзисторе MRF284, при мощности всего около 2-х ватт — легко сжигает кожу рук, в чем вы можете убедиться на этом видео:

При некотором опыте и достаточной мощности генератора, на конце резонатора, можно зажечь т.н. «факел» — небольшой плазменный шарик, который будет подпитываться ВЧ-энергией генератора. Для этого достаточно просто поднести зажженную спичку к острию резонатора.

Т.н. «факел» на конце резонатора.

Помимо этого, можно зажечь ВЧ-разряд между резонаторами. В некоторых случаях, разряд напоминает крошечную шаровую молнию хаотично перемещающуюся по всей длине резонатора. Как это выглядит вы можете увидеть ниже. Несколько увеличивается потребляемый ток и во всем доме «гаснут» многие каналы эфирного телевидения))).

Плазменная дуга между резонаторами ВЧ-генератора на транзисторе MRF284

Применение устройства

Конечно, данный ВЧ-генератор — не отличается особой стабильностью частоты. Разница частот может достигать 100-200 МГц при использовании модулятора или без него. Но при желании, потратив время на настройку и подбор расстояния между резонаторами, можно добиться стабильности частоты +/- 2-10 МГц. Главная ценность данного генератора — получение достаточно высокой мощности ВЧ, при использовании минимума деталей. В зависимости от типа применяемого транзистора, устройство может генерировать достаточно значительную мощность. В команде TeslaCoilRu, подобное устройство применено для ионизации различных смесей газов в плазменных шарах. Это смотрится фантастично, посмотрите фотографии и видео на их сайте.

Помимо этого, наш генератор может быть применен для изучения воздействия ВЧ-излучения на различные устройства, бытовую аудио и радиоаппаратуру с целью изучения их помехоустойчивости. Ну и конечно, с помощью данного генератора можно послать сигнал в космос, но это уже другая история…

Все материалы по автогенератору ВЧ (схема, плата) вы можете взять здесь в формате Visio. Настоятельно рекомендую начинать эксперименты с небольшими транзисторами (типа MRF284 или MRF6522). Они легко возбуждаются на частотах до 1600-1800 МГц и не очень критичны к форме резонаторов. Большие транзисторы требуют значительной мощности на затворе для поддержания автогенерации, то есть резонатор должен быть достаточно крупным. Помните, что нельзя допускать КЗ резонаторов, это приведет к выходу транзистора из строя. В большей части случаев, подстроечный конденсатор можно не использовать — хватает паразитных емкостей на плате. Но при навесном монтаже этот конденсатор может понадобиться. Экспериментируйте и у вас все получится!

P.S. Не следует путать этот ВЧ-автогенератор с различными EMP-jammers. Там генерируются импульсы высокого напряжения, а наше устройство генерирует излучение высокой частоты.

P.P.S. Для тех экспериментаторов, у кого возникло желание создать подобное устройство и провести с ним опыты, но нет необходимых MOSFET транзисторов — обращайтесь на почту: [email protected]. У меня есть значительный запас, думаю по цене договоримся.

Часть 2. Небольшое дополнение, другие генераторы >>>
Экспериментальный качер Бровина >>>

Цифровые усилители сигналов - 15 Июля 2013 - Портфель

Здесь всем управляет микроконтроллер U1A. На входы его поступают цифровой сигнал входа и аналоговый сигнал с мультиплексора U1B. Мультиплексор переключает аналоговые сигналы между собой так, чтобы микроконтроллер мог получить на свой вход поочередно три аналоговых величины: ток через транзистор Q1, ток через транзистор Q2 и напряжение на нагрузке, снятое с резистора R4.
Микроконтроллер поочередно преобразует их в цифровой сигнал, затем запоминает и обрабатывает в    соответствии с вложенной в него программой. Место вывода массы определяется цепями питания цифровых микросхем. Микроконтроллер имеет всю необходимую информацию для создания в нагрузке необходимого напряжения или тока. Ток нагрузки можно вычислить по формуле

Ток можно плавно регулировать программным путем, меняя сопротивление усилителя мощности от источника тока к источнику напряжения. Выходов у микроконтроллера всего два - для управления выходными транзисторами.
Программа микроконтроллера должна осуществлять следующие функции:
-    устанавливать и контролировать ток покоя выходных транзисторов;
-    устанавливать нулевое выходной напряжение, то есть токи покоя транзисторов должны быть равны друг другу;
-    снимать, запоминать и использовать переходную характеристику управляемого транзистора и его характеристику передачи по току. Это можно делать один раз после установки конкретных транзисторов в схему, используя тестовое выходное сопротивление, а можно делать для конкретной акустической системы, тогда согласование усилителя и акустики будет идеальное;
-    управлять выходными транзисторами на основе их характеристик так, чтобы искажения сигнала отсутствовали;
-    закрывать транзисторы плавно, а открывающийся транзистор регулировать, исходя из нужных значений выходного сигнала. Транзисторы желательно полностью не закрывать;
-    использовать отрицательную обратную связь, изменять ее глубину или не использовать ее вообще.
Другой вариант схемы, где исключается искажение сигнала аналоговым мультиплексором, представлен на рис.2.

В ней аналоговые величины преобразуются в цифровой код каждая своим ЦАП U2A/B/C, а потом уже поступают в цифровой мультиплексор.

Более практичной будет схема на полевых транзисторах. Биполярные транзисторы управляются значительным током, который не может быть выдан микроконтроллером. Значит, необходимо ставить между выходом микроконтроллера и базой выходного транзистора токовый усилитель. Это усложняет схему вносит дополнительные искажения. Полевые    транзисторы управляются    напряжением. Значит,    любой    микроконтроллер может справиться без дополнительных устройств с управлением мощным выходным полевым транзистором. На схеме (рис.3)

 U1 - микроконтроллер с двумя аналоговыми выходами, драйвер U5 предназначен для управления верхним плечом усилителя IRF2204. Масса для цепей питания микросхем U2 и U3 подключается к точке 0а. Таким образом, их питание "плавает" вместе с напряжением на нагрузке. Для развязки цепей питания мультиплексора и микроконтроллера использована оптопара на микросхеме U4. При ближайшем рассмотрении читатель может заметить, что на аналоговую часть рассмотренных УМЗЧ поступает дискретный или ступенчатый сигнал, из которого следует отфильтровать полезную составляющую. Функцию фильтра в схемах выполняют динамик и транзистор. Для того чтобы обработка обратной связи микроконтроллером не вносила дополнительных искажений за счет отставания по фазе, необходимо сделать тактовую частоту на несколько порядков выше частоты сигнала или исключить ООС вообще. К аналоговой части на практике также необходимо добавить защиту транзисторов на тот случай, когда по какой-то причине оба транзистора окажутся открытыми. Кроме того, при изменении температуры транзисторов, а это происходит постоянно, его характеристики "плывут". Это резко усложняет программу обработки, или нужно использовать глубокую ООС, что так же нежелательно. Поэтому предлагается еще одна схема, реализующая метод импульсного усиления звукового сигнала.

Импульсный линейный УМЗЧ без ООС

Выходной каскад усилителя работает в классе D, но его режим по току покоя аналогичен транзисторному усилителю класса А. История его создания началась с желания сделать импульсный усилитель мощности с высоким КПД более 80% с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ) в обоих плечах выходного каскада. Тогда при нулевом входном напряжении оба ШИМа закрыты, и ток покоя равен нулю. Если на входе есть отрицательная полуволна сигнала, то работает ШИМ нижнего плеча, а ШИМ верхнего плеча закрыт. Принципиальный недостаток такого подхода в том, что слабый сигнал начинал звучать с искажениями даже при наличии глубокой ООС, при этом громкий сигнал звучит классно. При последующей регулировке и доводке было замечено, что при таком смещении "нуля", когда работал только один ШИМ, а второй был выключен, звук сразу становился нормальным даже без ООС. Это меня натолкнуло на мысль, что искажения возникают из-за неидеальных характеристик закрывания и открывания транзисторов (рис.4). Другими словами, для работы с малым сигналом они не успевали открыться и тут же закрыться, в результате резко искажалась функция передачи усиления всего устройства в области малых сигналов. Тогда было решено не достигать максимально высокого КПД и оставить только один ШИМ (рис.5). Теперь при подаче на вход нулевого сигнала на выходе создавался меандр, и ток покоя протекал через индуктивную нагрузку. КПД соответственно упал до 50-60%. Подключил динамик и услышал хороший чистый звук даже на самом малом сигнале.при малой частоте дискретизации начали сгорать высокочастотные динамики, так как именно через них протекал большой ток покоя из-за малого индуктивного сопротивления ВЧ динамиков. В свою й очередь, басы звучали тихо, потому что у низкочастотных динамиков очень высокое сопротивление для частоты ШИМа. Но зато голос и средние частоты фонограммы звучали идеально без ООС, ибо сопротивление динамика почти не влияло на ток через него. Так как ШИМ работает на индуктивную нагрузку, сопротивление которой гораздо выше, чем активное, толкающее диффузор сопротивление динамика, получился аналог источника тока. Фильтрация ШИМ происходит самим динамиком, поэтому в схеме нет на выходе никакого фильтра.

На схемах приведены собственно широтно-импульсный модулятор (рис.6) и выходной силовой блок для него (рис.7). Сам ШИМ содержит только генератор пилообразного напряжения и компаратор. В ШИМ можно использовать свою схему генератора пилообразного напряжения. В силовом блоке можно поднимать напряжение питания до 300 В и выше, в зависимости от выходных транзисторов. Полевые транзисторы можно соединять параллельно, так что выходная мощность может достигать сотен ватт.
 

Кстати, защиты по току здесь нет, а есть только ограничивающие резисторы, так что будьте осторожны при подключении нагрузки. Нагрузка должна быть строго индуктивная При испытаниях, развивая выходную мощность около 15 Вт на средних частотах (громкость такая, что можно было оглохнуть), транзисторы стояли на 15-тиваттных радиаторах и были холодными. Другими словами, потери - это тепло, которое рассеивается в динамике. Поэтому на небольших радиаторах можно делать супермощный усилитель: транзисторы-то не греются! Соединительный шнур от выхода усилителя до колонки лучше делать экранированным, тогда будет меньше паразитных наводок и интерференции. Наводки и шумы у испытуемого усилителя были слышны на расстоянии 1 м от колонок. Вообще, мною была первоначально использована микросхема КР1114ЕУ4 (TL493), которая уже имеет в себе и ШИМ, и драйвер управления полевыми транзисторами. Однако ее генератор пилообразного напряжения и внутренний компаратор меня не устроили: нелинейность была заметна и слышны шумы. Хотя, если делать ШИМ для басов, то она подойдет, а схема будет один конденсатор, два резистора и два выходных полевых транзистора. Усилители ШИМ хорошо себя ведут при работе в узком частотном диапазоне, поэтому на их базе получится отличный двух- или трехполосный усилитель, каждая полоса которого усиливает свой диапазон частот и нагружена на свой динамик. Тогда не нужно делать разделительные фильтры в колонках, а разделять диапазоны можно цифровым методом, т.к. известно, что цифровое разделение диапазонов вносит меньше искажений в сигнал. Нужно заметить, что у ШИМ усилителей все колебания питающего напряжения передаются в нагрузку, поэтому рекомендую делать такой усилитель для СЧ и ВЧ диапазонов, так как для этих диапазонов легче сгладить питающее напряжение.

Можно сделать полностью цифровой усилитель, если вместо ЦАП на выходе CD-плейера использовать преобразователь цифрового кода в ШИМ. Так выполнен цифровой усилитель, стоимость которого около 10000 долларов, под названием TacT Millennium MKII. И хотя разрешение его ШИМа всего 8 бит, отзывы он получал на выставках лестные (благодаря рекламе). Однако у него ШИМ не класса А, то есть малые сигналы должны значительно искажаться. Это можно понять из объявленного КПД - около 95%. К тому же, разрешение 8бит позволяет создать динамический диапазон всего 42 дБ, что явно мало для прорисовки деталей в фонограмме. Преобразователь параллельного кода в широтно-импульсный (временной) код можно сделать и самому на дискретных элементах. Но здесь серьезным ограничением является быстродействие микросхем. Например, для кода на 12 бит с частотой дискретизации 44 кГц тактовая частота преобразователя будет 44х212 = 180 МГц. Схема преобразователя параллельного кода или аналогового сигнала в сигнал с ШИМ для цифрового усиления показана  на рис.8. В этой схеме преобразование происходит с разрядностью 8 бит. Микросхема U2 - это восемь исключающих ИЛИ.  Если нужно преобразовать цифровой параллельный код, то АЦП U10 необходимо убрать из схемы и поступающий код синхронизировать с выводом "tact". Этот преобразователь можно без труда сделать с 16-тибитным разрешением. Для этого нужно добавить еще один восьмеричный счетчик (U5), завести на него сигнал, удвоить количество микросхем U2, а микросхемы U4, U7 заменить 16-тивходовыми. При этом частоту задающего генератора нужно увеличить до 6,5 ГГц. А можно сделать 12 бит, тогда частота генератора будет 180 МГц, а динамический диапазон составит 66 дБ (один разряд на полярность, 11 х 6 дБ), что вполне годится для высококачественного звучания. Ведь в этом случае искажения будут около 0,05%. В качестве элементной базы нужно использовать быстродействующую ЭСЛ логику, однако придется столкнуться с большим потреблением тока. Например, счетчики-делители 193ИЕ5/6 имеют граничную частоту 1 ГГц, однако здесь они не могут использоваться, потому что имеют заданный коэффициент деления. Есть микросхема Н193ПЦ6 (SP8606) - это делитель частоты на 2 с граничной частотой 3 ГГц. На них можно вполне построить двоичный счетчик на 12 разрядов. Можно взять серию микросхем 1500. Например, "исключающее ИЛИ" К1500ЛП107 имеет задержку 3 нс. Более     простая     схема преобразователя параллельного кода изображена на рис.9.

Замечу, что при использовании такого преобразователя 250MHz  совместно с выходным каскадом импульсного    усилителя, иил описанного    выше    (рис.6,7), искажения и шумы становятся равны  нулю,  поэтому  нет необходимости       обсуждения характеристик схемных решений и баталий  вокруг  разных  ООС, динамических искажений и прочего, что обычно возникает вокруг нового усилителя. Остается только поле деятельности по совершенствованию схемотехники разного рода питающих цепей. Оригинальный преобразователь аналогово сигнала в ШИМ для импульсного усилителя класса А на микросхеме КР1114ЕУ4 (TL494) показан на рис.10. На схеме выход "PWM" нужно подать на вход "ШИМ" драйвера силового блока (рис.7), управляющего полевыми транзисторами. Схема работает так: усилители ошибки микросхемы отключены, так что они не влияют на работу схемы. Сигнал подается напрямую на ШИМ-компаратор к.3 DD1. Время реакции компаратора равно 5% от цикла. Выходной каскад работает в однотактом режиме, так что сигнал можно снимать с любого выходного транзистора, которые включены по схеме с общим эмиттером. Середина напряжения устанавливается резистором R4. Резистор R2 регулирует частоту генератора. Нагрузочный резистор R3 должен быть на 2 Вт. Цепь питания желательно зашунтировать танталовым конденсатором емкостью 1 мкФ в непосредственной близи от ножек питания микросхемы 7 и 12. Возможен вариант, когда частота ШИМ по каким-либо причинам будет сорвана, тогда на выходе появится постоянное напряжение, равное напряжению питания. Поэтому желательно сделать защиту выходных цепей от появления постоянного напряжения на выходе. Управление такой защитой предусмотрено в микросхемах фирмы IR. Например, у микросхемы IR2104 на третью ножку можно подать запрет открывания обоих полевых транзисторов.

Экономичный импульсный усилитель
мощности звуковой частоты класса А с высоким КПД

Этот усилитель создан на основе импульсного усилителя класса А (рис.5), в котором длительность импульса положительного и отрицательного должна регулироваться так же, как в импульсном усилителе с двумя ШИМ, но при нулевом входном сигнале должен оставаться небольшой ток покоя через нагрузку. Другими словами, ШИМ обоих плеч не должен полностью закрываться. Для того чтобы малые сигналы звучали без искажений, переход напряжения от минуса к плюсу в районе нулевого времени должен производить один ШИМ. Тогда, упрощая устройство, получаем, что переход через ноль должен осуществляться блоком питания, тогда эта функция будет реализована сразу для всех каналов усилителя. Продолжительности сигналов правого и левого каналов (положительного и отрицательного импульсов) регулирует один ШИМ, что соответствует импульсному усилителю класса А. Значит, и усиление малых сигналов будет происходить линейно, вне зависимости от скорости нарастания или спада тока при коммутации выходных транзисторов.
Схема такого усилителя состоит из собственно самого широтно-импульсного модулятора, который преобразует входной аналоговый сигнал в ШИМ сигнал, и силового блока - выходного каскада, который управляется этим ШИМ сигналом.
Схема модулятора представлена на рис.11. Компараторы можно ставить любые, однако от их точности, быстродействия и шумов зависит качество преобразования. Здесь используются компараторы LM393N, у которых выход с открытым коллектором, поэтому в схеме везде стоят резисторы по 6,8 кОм или 10 кОм, подтягивающие высокое выходное напряжение компаратора до напряжения питания. Генератор пилы можно использовать любой, помня, что от линейности его "пилы" и стабильности частоты зависит линейность усилителя. Его можно взять из предыдущего варианта импульсного усилителя.

D-триггер можно брать любой, в схеме использована микросхема К756ТМ2, потому что ее питание может быть 15 В. Выход модулятора "меандр" подключается к силовому блоку для создания "импульсной земли" для нагрузки обоих каналов импульсного стереоусилителя. Это значит, что эту "импульсную землю" ни в коем случае нельзя замыкать с другими цепями или деталями, потому что на ней постоянно присутствует меандр с амплитудой напряжения питания силового блока. Резисторы R6 и R7 задают ток покоя и смещение выходного напряжения. Диоды любые быстродействующие, например, КД522. На схеме силового блока (рис.12) показан: а) генератор "импульсной земли" и б) один канал силового блока. Нагрузка каждого плеча подключается между выходом генератора "имп.зем." и выходом переключателя переменного тока "выход" силового блока с соответствующими номерами. Нагрузка должна иметь достаточное индуктивное сопротивление (подойдет любая динамическая головка). Чисто резистивное сопротивление или емкостную нагрузку подключать на выход нельзя. На транзисторе Q6 выполнен узел начальной накачки бустерного конденсатора С5. Этот конденсатор используется драйвером U2 для управления переключателем переменного тока, выполненного на транзисторах Q3 и Q4. Точки "ноль" должны соединяться вместе. Конденсаторы С1, С2, С5, С6, С7, С8, С9 должны быть высокочастотными для сглаживания импульсных токов. Конденсатор С7 должен стоять в непосредственной близи от транзистора Q1, а С2 и С6 - вблизи от своего драйвера. Резисторы R5 и R6 на 5 Вт токоограничивающие, для предотвращения выхода из строя выходных транзисторов при КЗ в нагрузке. Стабилитрон D8 рассчитан на напряжение 17-18 В. Для увеличения мощности можно ставить параллельно дополнительные полевые транзисторы.

При этом нужно помнить, что через Q1 и Q2 генератора "импульсной земли" протекают токи обоих каналов импульсного усилителя, а сопротивление токоограничивающих резисторов нужно уменьшить. Все одинаковые напряжения берутся от одного источника питания. Напряжение питания может быть не 200 В, а другим. Однако нужно чтобы все диоды, кроме D1, D2 и D7 (на 30 В), все конденсаторы, кроме С1, С2, С5 и С6 (30-50 В), и все транзисторы были рассчитаны на это другое напряжение. Резисторы R7, R8, R11, R14, R12 мощностью 1 Вт. Радиаторы транзисторов должны рассеивать примерно 15% от выходной мощности. Питание 200 В желательно стабилизировать. Примерные характеристики импульсного усилителя мощности: КПД 70-90% в зависимости от тока покоя через нагрузку; шумы -40...-60 дБ; искажения 0,1-1% в зависимости от параметров модулятора, тока покоя, схем питания; выходная мощность 50...1000 Вт в зависимости от выходных транзисторов и питающего напряжения. Данный импульсный усилитель обладает высокой линейностью без применения каких-либо ООС. Может работать на многополосную акустическую систему без риска разрушения высокочастотного динамика. Однако нужно помнить, что индуктивные сопротивления динамиков разных полос отличаются, и для линеаризации АЧХ акустической системы нужно подобрать дополнительную индуктивность последовательно СЧ и ВЧ динамику. Если же в АС только СЧ и ВЧ полосы, то индуктивность нужно подобрать только для ВЧ динамика. Желательно сделать защиту АС от появления постоянного напряжения на выходе импульсного усилителя в случае его аварийного режима. Если модулятор ШИМ сигнала выполнить с помощью цифровой схемотехники, то искажения и шумы будут определяться только разрядностью преобразователя и нестабильностью его тактовой частоты, а также нестабильностью напряжения питания 200 В) . Настройка усилителя. Сначала нужно убедиться, что модулятор работает правильно. Закоротим вход модулятора. На выходе "меандр" должно быть напряжение меандра, а на выходе ШИМ каждого канала должны быть узкие импульсы, как показано на диаграмме (рис.13).

Ширина импульсов на выходе ШИМ соответствует току покоя через нагрузку. Ток покоя устанавливается в модуляторе резисторами R6 и R7. Если переход через "нулевое время" меандра происходит не в центре импульса ШИМ, значит, нужно подобрать R6 или R7. Если под рукой нет осциллографа, то отцентрировать ШИМ сигнал можно по минимуму выходного тока через нагрузку. Диаграмма на рис.14 иллюстрирует работу модулятора при подаче на его вход синусоидального сигнала. Убедившись в работе модулятора, подключаем выход модулятора "меандр" к одноименному входу силового блока. На выходе "имп.зем." должен быть также меандр. Подключим индуктивную нагрузку (можно НЧ динамик, так как он обладает высоким индуктивным сопротивлением) между выходами "имп.зем." и "ноль". Ток через нагрузку должен течь только переменный. Отключим нагрузку. Теперь подключим выход модулятора "ШИМ" к входу "ШИМ1" силового блока. Напряжение на бустерной емкости должно быть 12-15 В. А на выходе драйвера напряжение должно повторять ШИМ сигнал. Подключим индуктивную нагрузку к выходам "имп.зем.1" и выходу "выход1". Постоянная составляющая тока через нагрузку должна быть равна нулю. Если это не так, то нужно подобрать резистор R6 или R7 в модуляторе. Теперь подключим к усилителю АС и подадим на вход модулятора слабый сигнал. Нужно подобрать ток покоя так, чтобы искажения сигнала были незаметными для минимально возможного тока покоя. Чем выше граничная частота выходных транзисторов, тем меньше ток покоя можно установить, не искажая слабого сигнала. Теперь так же подключим и настроим второй канал усилителя.
Мощный цифроаналоговый преобразователь в качестве цифрового усилителя ШИМ преобразователи не могут моментально изменять напряжение (ток) на выходе, и для их работы нужна индуктивная нагрузка. Для того чтобы выходное напряжение могло моментально изменяться от максимума минуса до максимума плюса и можно было использовать резистивную или даже емкостную нагрузку, мною был предложен мощный цифроаналоговый преобразователь, выполняющий функции цифрового усилителя или цифрового прецизионного мощного источника питания. В настоящее время все более привлекают внимание схемы прямого преобразования цифрового сигнала в мощный аналоговый сигнал, минуя аналоговые цепи усиления. Это дает возможность увеличить КПД преобразования и повысить точность преобразования. Скажем, уже давно работают радиопередающие устройства, напрямую преобразующие цифровой код в аналоговый ВЧ сигнал, передаваемый в антенну. Большинство цифроаналоговых преобразователей (ЦАП, DAC), которые можно было бы использовать для целей звуковоспроизведения, выполняются слаботочными, что не позволяет их применить напрямую для преобразования-усиления мощного сигнала. В данной статье описывается способ и схема мощного цифроаналогового преобразователя. Этот ЦАП может развивать выходную мощность в киловатты, а КПД при этом остается около 80-95%. Скорость изменения выходного напряжения от максимума минус до максимума плюс настолько велика, что не поддается измерению доступными радиоизмерительными приборами. Нагрузка может быть резистивной и даже емкостной. На базе такого ЦАП можно сделать усилитель мощности звукового сигнала с выходной мощностью 1...5 кВт, при этом стоимость его будет порядка 50-100 дол., а цены на такие усилители промышленного изготовления колеблются от 0,5 до 5 дол./ватт. Например, усилитель компании Powersoft с выходной мощностью 2х1,5 кВт стоит около 2500 долларов. Классический ЦАП содержит в себе набор источников тока или напряжения, которые соединяются вместе в зависимости от цифрового кода на входе для создания на выходе аналогового сигнала. Источники тока соединяются параллельно, а источники напряжения - последовательно. Рассмотрим схему ЦАП с источниками напряжения (рис.15).

Здесь N источников напряжения, каждый из которых коммутируется своим разрядом входного кода. Амплитуда напряжения каждого источника напряжения соответствует своему разряду. Например, если младший (нулевой) разряд коммутирует источник с амплитудой 2 В, то первый разряд будет коммутировать источник с амплитудой 4 В, а самый старший разряд управляет источником с амплитудой 2N В. Тогда, 8-мибитный преобразователь с младшим источником напряжения в 2 В может выдать напряжение на выходе от 2 В до 256 В с шагом 2 В. Значит, для создания мощного ЦАП нужно создать такие источники напряжения, которые можно было бы коммутировать и соединять последовательно. Мною разработан коммутируемый источник импульсного напряжения. Его схема изображена на рис.16. С помощью таких источников импульсного напряжения можно сделать ЦАП мощностью в несколько киловатт с КПД около 80-95%. На схеме источника вход "упр" есть вход разряда, который управляет состоянием ячейки "включено/выключено". Входы "имп.пит.1" и "имп.пит.2" подключаются к импульсному блоку питания. Вход "пит." подключается к источнику постоянного напряжения. Выходы "выхГ и "вых2" - Рис.16 собственно выходы источника   импульсного напряжения. Если ключ S1 замкнут, то ячейка работает как простой импульсный трансформатор. А если ключ S1 разомкнут, то ячейка превращается в короткозамкнутый виток со стороны первичных обмоток I и II, тем самым пропуская через себя беспрепятственно внешние токи по вторичной обмотке III. Блок должен создавать импульсные напряжения "имп.пит1" и "имп.пит2" в противофазе. Желательно иметь небольшой временной интервал между фронтами и спадами этих напряжений. Это нужно для того, чтобы переключение ключей в ячейках происходило в момент нулевого напряжения на них, уменьшая тепловую мощность, выделяемую на ключах ячеек и увеличивая КПД всего устройства.

Схема блока питания приведена на рис.17. На схеме генераторы ВВ7 м ВВ6 создают импульсное напряжение со сдвигом 180° и задержкой 1 мкс между фронтом и спадом. Схема самих генераторов не показана, так как есть много литературы по импульсным источникам питания, где приведены разные схемы. Например, оба генератора и буферные транзисторы можно выполнить на одной микросхеме КР1156ЕУ или uc1825/2825/3825. Эта микросхема имеет встроенный генератор, два двунаправленных выхода и возможность регулировки времени задержки. Однако в техническом описании сказано, что нестабильность генератора этих микросхем может быть около 2%. В схеме блока импульсного питания силовые транзисторы должны быть рассчитаны на двойное напряжение питания +50 В. Данный блок питания может создать 1 кВт полезной мощности. Для увеличения мощности можно поставить параллельно дополнительные полевые транзисторы.
На схеме мощного ЦАП (рис.18) м., изображены N ячеек, выходы которых

соединены последовательно. Таким образом, на выходе создается сумма напряжений всех включенных ячеек.
Коэффициент преобразования трансформатора каждой ячейки соответствует разряду ячейки. Разряд s управляет инверсным выпрямителем, который выпрямляет импульсное напряжение или в постоянное отрицательное напряжение, или в постоянное положительное напряжение и подает его на нагрузку. Здесь все диоды должны быть рассчитаны на двойное напряжение питания +50 В. Выходные обмотки трансформаторов нужно наматывать одинаковым проводом. В схеме использованы полевые транзисторы, которые согласуются с логическими уровнями ТТЛ микросхем. Поэтому дополнительного преобразования цифрового кода не нужно делать. Необходимо синхронизировать блок импульсного питания и частоты дискретизации цифрового кода. Погрешность преобразования данного мощного импульсного ЦАП может быть около 5%. Поэтому можно для коррекции добавить относительно слабомощный аналоговый усилитель мощности на 10% от выходной мощности ЦАП. На рис.19 приведена схема с таким корректирующим аналоговым усилителем. Тут нужно учесть, что задержка мощного ЦАП зависит от скорости переключения полевых транзисторов. А она гораздо ниже скорости маломощных ЦАП, поэтому

необходимо ввести задержку цифрового кода перед подачей его на маломощный ЦАП для аналоговой коррекции выходного сигнала. Для схемы (рис.16) трансформатора ячейки, описанной выше, инверсный выпрямитель получается довольно сложный.  Поэтому я предлагаю делать вторичную обмотку импульсного трансформатора с отводом от середины. Схема такого ЦАП  показана на рис.20. Схема    инверсного выпрямителя для ЦАП с трансформатором с отводом от средней точки вторичной обмотки может быть двух вариантов. Первый вариант (рис.21) имеет удобное управление, но в схеме используется полевые транзисторы обеих проводимостей. Второй вариант (рис.22) имеет более сложные цепи управления, зато использует один тип полевых транзисторов. В обеих схемах компаратор должен иметь выходной ток не менее 100 мА или необходимо добавить буферный каскад.

Во втором варианте инверсного выпрямителя микросхема U1A - логическое исключающее ИЛИ. Генератор V1 должен быть синхронизирован с генератором блока импульсного питания. При питании мощного ЦАП от сетевого выпрямителя и суммарном выходном напряжении 340 В, на нагрузке 10 Ом будет выделяться мощность  примерно   1 кВт.   На управление, но в схеме используется полевые транзисторы обеих проводимостей. Второй вариант (рис.22) имеет более сложные цепи управления, зато использует один тип полевых транзисторов. В обеих схемах компаратор должен иметь выходной ток не менее 100 мА или необходимо добавить буферный каскад. Во втором варианте инверсного    выпрямителя микросхема U1A - логическое исключающее ИЛИ. Генератор V1 должен быть синхронизирован с генератором блока импульсного питания. При питании мощного ЦАП от сетевого выпрямителя и суммарном выходном напряжении 340 В, на нагрузке 10 Ом будет выделяться мощность  примерно   1 кВт.   На современной элементной базе можно сделать цифровой усилитель мощности и на 10 кВт. Представленные технические решения защищены патентами России: 2150784, 2166834, 2155431.

Цифровое усиление звуковых сигналов не является чем-то экзотическим на рынке 6ытовой радиоэлектроники, существует немало фирм, которые выпускают и готовые усилители, и на6оры микросхем для прео6разования и усиления сигнала. Другое дело, что это одна из немногих областей радиоэлектроники, где радиолю6ители существенно отстают от развития промышленного производства. Сегодняшняя публикация материалов Д. Ермолаева - тому подтверждение. Он единственный на постсоветском пространстве, кто продвинулся в этой области так далеко, что не только создал реально работающие схемы, но и защитил свои решения патентами. Ниже мы приводим промышленные разработки, которые могут быть использованы радиолюбителями для построения собственных устройств. Фирма Champion Microelectronic Corporation (CMC) выпустила микросхему CM8685, которая служит основой для создания моно УМЗЧ малой мощности (до 5 Вт), который можно использовать в переносных и других питаемых от батарей проигрывающих музыкальных устройствах. Для такого назначения есть причина - высокий КПД около 90%, питание 2...5 В, отсутствие необходимости в теплоотводе, качество воспроизведения звука, превышающее современные аналоговые устройства аналогичного класса, низкий ток покоя. Схема стерео УМЗЧ на основе CM8685 представлена на рис.23, диаграмма включения микросхемы - на рис.24.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ СВОИМИ РУКАМИ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ СВОИМИ РУКАМИ

     Современный автозвук высокой ценовой категории предъявляет всё более высокие требования к мощности автомобильного УМЗЧ. И как известно, есть одно ограничение роста мощности, связанное с низким (как для питания УНЧ) напряжением автомобильного аккумулятора - 12 В. Чтоб обойти эту проблему, вместе с мощными УМЗЧ используют специальные повышающие преобразователи напряжения до необходимого двухполярного +-25...40 В. Ассортимент представленных на рынке преобразователей напряжения для данных целей небольшой, что является ещё одним весомым аргументом собрать преобразователь напряжения своими руками. Для этих целей был построен преобразователь для автомобильного УМЗЧ, подходящий для самостоятельного изготовления, схема которого изображена на рисунке №1.

     Итак, рассмотрим работу узла управления на TL494 в режиме стабилизации. Генератор пилообразного напряжения G1 - задающий. Его частота зависит от внешних элементов C3R8 и определяется по формуле: F=1/(C3R8), где F-частота в Гц; C3- в Фарадах; R8- в Омах. При работе в двухтактном режиме (наш девайс как раз и будет работать в таком режиме) частота автогенератора микросхемы должна быть в двое выше частоты на выходе преобразователя напряжения. Для указанных на схеме номиналах времязадающей цепи частота генератора F=1/(0,000000001*15000)=66,6 кГц. Частота импульсов на выходе , грубо говоря, 33 кГц. Генерируемое напряжение поступает на 2 компаратора (А3 и А4), выходные импульсы которых суммирует элемент ИЛИ D1. Далее импульсы через элементы ИЛИ – НЕ D5 и D6 подают на выходные транзисторы микросхемы (VT1 и VT2). Импульсы с выхода элемента D1 поступают также на счетный вход триггера D2, и каждый из них изменяет состояние триггера. Таким образом, если на вывод 13 микросхемы подана логическая «1» (как в нашем случае – на вывод 13 подан + с вывода 14), то импульсы на выходах элементов D5 и D6 чередуются, что и необходимо для управления двухтактным инвертором. Если микросхему применяют в однотактном преобразователе, вывод 13 соединяют с общим проводом, в результате триггер D2 больше не участвует в работе, а импульсы на всех выходах появляются одновременно.

     Элемент А1 - усилитель сигнала ошибки в контуре стабилизации выходного напряжения. Это напряжение поступает на вывод 1 узла А1. На втором выводе - образцовое напряжение, полученное от встроенного в микросхему стабилизатора А5 с помощью резистивного делителя R2R3. Напряжение на выходе А1, пропорциональное разности входных, задает порог срабатывания компаратора А4 и, следовательно, скважность импульсов на его выходе. Цепь R4C1 необходима для устойчивости стабилизатора. Транзисторный оптрон U1 обеспечивает гальваническую развязку в цепи отрицательной обратной связи по напряжению. Он относится к цепи стабилизации выходного напряжения. Так- же за стабилизацию отвечает стабилизатор параллельного типа DD1 (TL431 или наш аналог КР142ЕН19А). Падение напряжения на резисторе R13 приблизительно равно 2,5 вольт. Сопротивление этого резистора рассчитывают, задавшись током через резистивный делитель R12R13. Сопротивление резистора R12 вычисляют по формуле: R12=(Uвых-2,5)/I" где Uвых- выходное напряжение устройства; I"- ток через резистивный делитель R12R13. 

     Нагрузкой DD1 являются параллельно соединённые балластный резистор R11 и излучающий диод (выв. 1,2 оптрона U1) с токоограничивающим резистором R10. Балластный резистор создаёт минимальную нагрузку, необходимую для нормального функционирования микросхемы. Нужно учитывать то, что рабочее напряжение TL431 не должно превышать 36 вольт. Если планируется изготавливать преобразователь напряжения с Uвых.>35 вольт, то схему стабилизации нужно будет не много изменить, очём будет сказано ниже. Предположим, что преобразователь напряжения рассчитан на выходное напряжение +-35 Вольт. При достижении этого напряжения (на выв. 1 DD1 напряжение достигнет порогового 2,5 Вольт) , «откроется» стабилизатор DD1, загорится светодиод оптрона U1, что приведет к открыванию его транзисторного перехода. На выводе 1 микросхемы TL494 появится уровень «1». Подача выходных импульсов прекратится, выходное напряжение начнет падать до тех пор, пока напряжение на выводе 1 TL431 не станет ниже пороговых 2,5 Вольт. Как только это произойдет, DD1 «закроется», светодиод оптрона U1 погаснет, на выводе 1 TL494 появится низкий уровень и узел А1 разрешит подачу выходных импульсов. Напряжение на выходе вновь достигнет +35 Вольт. Опять «откроется» DD1, загорится светодиод оптрона U1 и так далее. Это называется «скважностью»- когда частота импульсов неизменна, а регулировка осуществляется паузами между импульсами.

     Второй усилитель сигнала ошибки (А2) в данном случае использован как вход аварийной защиты. Это может быть узел контроля максимальной температуры теплоотвода выходных транзисторов, блок защиты УМЗЧ от токовой перегрузки и так далее. Как и в А1 через резистивный делитель R6R7 образцовое напряжение подается на вывод 15. На выводе 16 будет уровень «0», так как он соединен с общим проводом через резистор R9. Если подать на вывод 16 уровень «1», то узел А2 мгновенно запретит подачу выходных импульсов.  Преобразователь «остановится» и запустится только тогда, когда на 16 выводе вновь появится уровень «0». 

     Функция компаратора А3 – гарантировать наличие паузы между импульсами на выходе элемента D1., даже если выходное напряжение усилителя А1 вышло за допустимые пределы. Минимальный порог срабатывания А3 (при соединении вывода 4 с общим проводом) задан внутренним источником напряжения GI1. С увеличением напряжения на выводе 4 минимальная длительность паузы растет, следовательно, максимальное выходное напряжение устройства падает. Этим свойством пользуются для плавного пуска преобразователя напряжения. Дело в том, что в начальный момент работы преобразователя напряжения конденсаторы фильтров его выпрямителя полностью разряжены, что эквивалентно замыканию выходов на общий провод. Пуск  преобразователя напряжения сразу же на полную мощность приведет к перегрузке транзисторов мощного каскада и возможному выходу их из строя. Цепь C2R5 обеспечивает плавный, без перегрузок, пуск преобразователя.

     В первый после включения момент С2 разряжен., а напряжение на выводе 4 TL494 близко к +5 Вольт, получаемым от стабилизатора А5. Это гарантирует паузу максимально возможной длительности, вплоть до полного отсутствия импульсов на выходе микросхемы. По мере зарядки конденсатора С2 через резистор R5 напряжение на выводе 4 уменьшается, а с ним и длительность паузы. Одновременно растет выходное напряжение преобразователя. Так продолжается, пока оно не приблизится к образцовому и не вступит в действие стабилизирующая обратная связь, о принципе работы которой было рассказано выше. Дальнейшая зарядка конденсатора С2 на процессы в преобразователе напряжения не влияет. Как здесь уже было сказано,рабочее напряжение TL431 не должно превышать 36 вольт. А как быть, если от схемы требуется получить, например, 50 Вольт? Достаточно в разрыв контролируемого плюсового провода поставить стабилитрон на 15…20 Вольт (показан красным цветом). В результате этого он «отсечёт» лишнее напряжение (если 15-ти вольтовый стабилитрон, то он срежет 15 Вольт, если двадцативольтовый- то соответственно уберет 20 Вольт) и TL431 будет работать в допустимом режиме напряжения.

     На VT1-VT4R18-R21 собран промежуточный каскад. Задача этого узла- усиление импульсов перед их подачей на мощные полевые транзисторы VT5-VT8. Блок управления REM выполнен на VT11VT12R28R33-R36VD2C24. При подаче на «REM IN» управляющего сигнала с магнитолы +12 Вольт, открывается транзистор VT12 , который в свою очередь откроет VT11. На диоде VD2 появляется напряжение, которое будет питать микросхему TL494. Преобразователь запускается. Если магнитолу выключить, то эти транзисторы закроются, преобразователь напряжения «остановится». На элементах VT9VT10R29-R32R39VD5C22C23 выполнен узел аварийной защиты. При подаче на вход «PROTECT IN» отрицательного импульса,  преобразователь напряжения отключится. Запустить его можно будет только повторным отключением и включением REM. Если данный узел не планируется использовать, то элементы,относящиеся к нему, нужно будет исключить из схемы, а вывод 16 микросхемы TL494 соединить с общим проводом.

     В нашем случае преобразователь для УМЗЧ двухполярный. Стабилизация в нем осуществляется по плюсовому выходному напряжению. Чтобы не было разницы выходных напряжений, применяют так называемый «ДГС»- дроссель групповой стабилизации (L3). Обе его обмотки наматываются одновременно на один общий магнитопровод. Получится дроссель- трансформатор. Подключение его обмоток имеют определенное правило - они должны быть включены встречно. На схеме начала этих обмоток показаны точками. В результате этого дросселя выходные напряжения обоих плеч уравниваются. Не малую роль в преобразователе играют снабберы- RC цепочка, которая служит для шунтирования паразитных ВЧ/СВЧ колебаний. Их применение благоприятно сказывается на общей работе преобразователя, а именно: форма выходного сигнала имеет меньше паразитных ВЧ- выбросов, которые проникают по питанию в УМЗЧ и могут вызвать его возбуждение; легче работают выходные ключи (меньше греются), это относится и к трансформатору. Польза от них очевидна, так, что не нужно ими пренебрегать. На схеме- это C12R26; C13R27; C25R37. 

     Перед включением необходимо проверить качество монтажа. Для налаживания преобразователя напряжения необходим трансформаторный блок питания мощностью около 20 Ампер и с пределом регулирования выходного напряжения 10…16 Вольт. Не рекомендуется питать преобразователь напряжения от компьютерного блока питания. Перед включением нужно установить выходное напряжение блока питания 12 Вольт. Параллельно выходу устройства подключить резисторы на 2 ВТ 3,3 кОм как на плюсовое плечо, так и на минусовое. Резистор R3 отпаять. Подать напряжение питания с БП на ПН (12 Вольт).  Преобразователь не должен запуститься. Далее следует подать плюс на вход REM (поставить временную перемычку на клемме + и REM). Если детали исправны и монтаж выполнен правильно, то преобразователь должен запуститься. Далее нужно замерить ток потребления (амперметр в разрыв плюсового провода). Ток должен быть в пределах 300…400 мА. Если он очень сильно отличается в большую сторону, то это указывает на не корректную работу схемы. Причин много, одна из основных- не правильно намотан трансформатор. Если же все в допустимых пределах, то нужно замерить выходное напряжение как по плюсу, так и по минусу. Они должны быть практически одинаковыми. Полученный результат запоминаем или записываем. Далее на место R3 нужно подпаять последовательную цепочку из постоянного резистора 27 кОм и подстроечного (можно переменного) на10 кОм, не забыв сперва отключить питание от преобразователя. Вновь запускаем девайс. После запуска увеличиваем напряжение на блоке питания до 14,4 Вольт. Производим замер выходного напряжения устройства так же, как и при первоначальном включении. Вращая ось подстроечного резистора нужно установить такое выходное напряжение, какое было при питании устройства от 12 Вольт. Отключив БП, выпаять последовательную резисторную цепь и замерить общее сопротивление. На место R3 впаять постоянный резистор такого же номинала. Производим контрольную проверку. 

     На рисунке №2 приведен еще один вариант построения стабилизации. В этой схеме в качестве опорного напряжения для вывода 1 TL494 использован не ее внутренний стабилизатор, а внешний, выполненный на стабилизаторе параллельного типа TL431. Микросхема DD1 стабилизирует напряжение 8 вольт для питания делителя, состоящего из фототранзисторного оптрона U1.1 и резистора R7. Напряжение от средней точки делителя поступает на не инвертирующий вход первого усилителя сигнала ошибки ШИ- контроллера TL494. Так- же от резистора R7 зависит выходное напряжение ПН- чем меньше сопротивление, тем меньше выходное напряжение.Настройка ПНа по этой схеме не отличается от той, что на рисунке №1. Единственное отличие- это первоначально нужно выставить 8 вольт на выводе 3 DD1 с помощью подбора резистора R1.

     Схема на рисунке №3 отличается упрощенной реализацией узла REM. Такое схемотехническое решение менее надежно, чем в предыдущих вариантах. В качестве дросселя L1 можно использовать Советские дроссели ДМ. L2- самодельный. Его можно намотать на ферритовом стержне диаметром 12…15 мм. Феррит можно отломить от строчного трансформатора ТВС, сточив его на карборунде до требуемого диаметра. Это долго, но эффективно. Наматывается проводом ПЭВ-2 диаметром 2 мм и содержит 12 витков. В качестве ДГС можно применить желтое кольцо от компьютерного блока питания. Провод можно взять ПЭВ-2 диаметром 1 мм. Нужно мотать одновременно двумя проводами, разместив их равномерно по всему кольцу виток к витку. Подключить соответственно со схемой (начала указаны точками).

     Трансформатор является самой ответственной деталью устройства, от его изготовления зависит успех всего предприятия. В качестве феррита желательно использовать 2500НМС1 и 2500НМС2. Они имеют отрицательную температурную зависимость и предназначены для использования в сильных магнитных полях. В крайнем случае можно применить кольца М2000НМ-1. Результат будет не много хуже. Кольца нужно брать старые, то есть те, которые были изготовлены до 90-х годов. Да и то, одна партия может сильно отличаться от другой. Так, что ПН, трансформатор которого намотан на одном кольце может показать прекрасные результаты, а преобразователь, трансформатор которого намотан тем же проводом, на таком же по габаритам и маркировке кольце, но из другой партии, может показать плохой результат. Тут как повезёт. 

     Если применяется ферритовое кольцо 2000НМ-1 40/25/11, то первичная обмотка должна содержать 2*6 витков. Если кольцо 45/28/12, то соответственно 2*4 витка. Количество витков зависит от частоты задающего генератора. Сейчас есть много программ, которые по введенным данным мгновенно рассчитают все необходимые параметры. Я использую кольца 45/28/12. В качестве первички применяю провод ПЭВ-2 диаметром 1 мм. Обмотка содержит 2*5 витков, каждая полуобмотка состоит из 8 проводов, то есть наматывается «шина» из 16 проводов, о чем будет сказано ниже (раньше мотал 2*4 витка, но с некоторыми ферритами приходилось поднимать частоту- кстати это можно сделать путем уменьшения резистора R14). Но сперва остановимся на кольце. Изначально ферритовое кольцо имеет острые края. Их нужно закруглить крупным наждаком или напильником - кому как удобнее. Далее обматываем кольцо молярным белым бумажным скотчем в два слоя. Для этого отматываем кусок скотча длиной сантиметров 40, приклеиваем его на ровную поверхность и по линейке нарезаем лезвием полоски шириной 10…15 мм. Вот этими полосками мы и будем его изолировать. В идеале, конечно, лучше кольцо ничем не обматывать, а уложить обмотки непосредственно на феррит. Это благоприятно скажется на температурном режиме трансформатора.

     На полученной «заготовке» мотаем первичную обмотку. Некоторые сначала мотают вторичку, а уже потом на нее первичку. Я так не пробовал и по этому ничего положительного или отрицательного сказать не могу. Для этого на кольцо наматываем обычную нитку, равномерно разместив расчетное количество витков по всему сердечнику. Концы фиксируем клеем или же маленькими кусочками малярного скотча. Теперь берем один кусок нашего эмалированного провода и наматываем его по этой нитке. Далее берем второй кусок и равномерно мотаем его рядом с первым проводом. Так поступаем со всеми проводами первичной обмотки. В итоге должен получиться ровный шлейф. После намотки вызваниваем все эти провода и делим на 2 части- одна из них будет одной полуобмоткой, а другая- второй. Начало одной соединяем с концом другой. Это будет средний вывод трансформатора. Теперь мотаем вторичку. Бывает так, что вторичная обмотка в связи с относительно большим количеством витков не может уместиться в один слой. На пример нам нужно намотать 21 виток. Тогда поступаем следующим образом: в первый слой мы разместим 11 витков, а во второй - 10. Мотать мы будем уже не по одному проводу, как было в случае с первичкой, а сразу «шиной». Провода нужно стараться укладывать так, чтобы они плотно прилегали и не было разного рода петель и барашков. После намотки также вызваниваем полуобмотки и соединяем начало одной с концом другой. В заключении окунаем готовый трансформатор в лак, сушим, окунаем, сушим и так несколько раз. 

     Материал предоставил - qwert390

     ФОРУМ по преобразователю напряжения мощного для автомобильного усилителя.

Ланзар своими руками подробная инструкция. Мощный усилитель по схеме ланзар. Некоторые номиналы требуют особых пояснений

Фото прислал Александр (Allroy), Новороссийск


По случаю достался мне «модернизированный» усилитель мощности «Ода-УМ102С». Модернизация была произведена неизвестным мастером настолько сурово, что в живых остались только хорошие «мясистые» радиаторы. Вот к ним я и решил приспособить свой новый проект, который плавно вытек в связи с желанием опробовать новую идею в железе.

Историческая справка
Стереофонический радиокомплекс «Ода 102 Стерео» с 1986 года выпускал Муромский завод «РИП». Комплекс обеспечивал приём моно и стереопередач в диапазоне УКВ, запись моно и стереофонических программ, с последующим воспроизведением. Комплекс состоял из 5-ти функционально законченных блоков: УКВ тюнера «Ода-102С», кассетного магнитофона-приставки «Ода-302С», усилителя мощности «Ода УМ-102С», предварительного усилителя «Ода УП-102С» и 2-х акустических систем «15АС-213».

Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только


Как изготовить L1 я , но если кого такой вариант напрягает, то катушку можно намотать на 2-ваттном резисторе 10-33 Ом проводом диаметром 0.8 мм в один слой.

VT5, VT6 снабжены небольшими радиаторами, представляющими из себя алюминиевую пластинку 10×20 мм.

--
Спасибо за внимание!
Игорь Котов, главный редактор журнала «Датагор»

Спасибо за внимание!
Андрей Зеленин,
Киргизия, г. Бишкек

Ланзар — высококачественный транзисторный усилитель класса АВ разряда Hi-Fi высокой выходной мощности. В ходе статьи максимально детально поясню процесс сборки и настройку указанного усилителя языком начинающего радиолюбителя. Но перед тем, как начать беседу о нем, давайте рассмотрим табличку с параметрами усилителя.

ОБЗОР УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ ЛАНЗАР

Откровенно говоря я был сильно удивлен так сильно набирающему популярность выражению УСИЛИТЕЛЬ ЗВУКА. Насколько мне позволяет мое мировозрение, то под усилителем звука может выступать только один предмет - рупор. Вот он действительно усиливает звук уже не один десяток лет. Причем рупор может усиливать звук в обоих направлениях.

Как видно из фотографии рупор ни чего общего с электроникой не имеет, тем не менее поисковые запросы УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ все чаще заменяются на УСИЛИТЕЛЬ ЗВУКА, ну а полное название этого девайса УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ вводится всего 29 раз в месяц против 67000 запросов УСИЛИТЕЛЬ ЗВУКА.
Прям интересно с чем это связано... Но это был пролог, а теперь собственно сама сказка:

Принципиальная схема усилителя мощности ЛАНЗАР приведена на рисунке 1. Это практически типовая симметричная схема, что позволило серьезно уменьшить нелинейные искажения до очень низкого уровня.
Данная схема известна довольно давно, еще в восьмидесятых года Болотников и Атаев приводили аналогичную схему на отечественной элементной базе в книге "Практические схемы высококачественного звуковоспроизведения". Однако работы с этой схемотехникой начались несколько не с этого усилителя.
Все началось со схемы автмобильного усилителя PPI 4240 которая была с успехом повторена:


Принципиальная схема автомобильного усилителя PPI 4240

Далее была статья "Вскрываем усилитель -2" от Железного Шихмана (статья к сожалению удалена с авторского сайта). В ней шла речь о схемотехнике автомобильного усилителя Lanzar RK1200C, где в качестве усилителя использовалась все та же симметричнай схемотехника.
Понятно, что лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать, поэтому копаясь в своих сто лет записанных дисках я отыскал оригинла статьи и привожу ее в качестве цитаты:

ВСКРЫВАЕМ УСИЛИТЕЛЬ - 2

А.И.Шихатов 2002

Новый подход к конструированию усилителей предполагает создание линейки аппаратов, использующих сходные схемотехнические решения, единые узлы и стилевое оформление. Это позволяет, с одной стороны, сократить расходы на проектирование и изготовление, с другой - расширяет выбор аппаратуры при создании аудиосистемы.
Новая линейка усилителей Lanzar серии RACK выполнена в духе студийной аппаратуры, устанавливаемой в стойку (рэк). На лицевой панели размерами 12,2х2,3 дюйма (310х60мм) установлены органы управления, на задней - все разъемы. При такой компоновке не только улучшается внешний вид системы, но и упрощается работа - кабели не мешают. На передней панели можно смонтировать входящие в комплект крепежные планки и ручки для переноски, тогда аппарат приобретает студийный вид. Кольцевая подсветка регулятора чувствительности только усиливает сходство.
Радиаторы расположены на боковой поверхности усилителя, что позволяет набирать в стойку несколько аппаратов, не нарушая их охлаждение. Это несомненное удобство при создании развернутых аудиосистем. Однако при установке в закрытую стойку необходимо побеспокоиться о циркуляции воздуха - установить приточные и вытяжные вентиляторы, термодатчики. Словом, профессиональная аппаратура во всем требует профессионального подхода.
В линейку входит шесть двухканальных и два четырехканальных усилителя, отличающиеся только выходной мощностью и длиной корпуса.

Структурная схема кроссовера усилителей Lanzar серии RK приведена на рисунке 1. Подробная схема не приводится, поскольку ничего оригинального в ней нет, и не этот узел определяет основные характеристики усилителя. Такая же или аналогичная структура используется в большинстве современных усилителей средней ценовой категории. Набор функций и характеристики оптимизированы с учетом многих факторов:
С одной стороны, возможности кроссовера должны позволять без дополнительных компонентов строить стандартные варианты аудиосистемы (фронт плюс сабвуфер). С другой стороны, вводить полный набор функций во встроенный кроссовер нет особого смысла: Это заметно увеличит стоимость, но во многих случаях останется невостребованным. Выполнение сложных задач удобнее возложить на внешние кроссоверы и эквалайзеры, а встроенные - отключить.

В конструкции использованы сдвоенные операционные усилители KIA4558S. Это малошумящие усилители с низкими собственными искажениями, разработанные с учетом "звукового" применения. Вследствие этого их широко применяют в каскадах предварительного усиления и кросссоверах.
Первый каскад - линейный усилитель с изменяемым коэффициентом усиления. Он согласует выходное напряжение источника сигнала с чувствительностью усилителя мощности, поскольку коэффициент передачи всех остальных каскадов равен единице.
Следующий каскад - регулятор басового усиления (bass boost). В усилителях данной серии он позволяет увеличивать уровень сигнала на частоте 50 Гц на 18 дБ. В продукции других фирм подъем обычно меньше (6-12 дБ), а частота настройки может быть в области 35-60 Гц. Кстати, такой регулятор требует хорошего запаса мощности усилителя: увеличение усиления на 3 дБ соответствует удвоению мощности, на 6 дБ - учетверению, и так далее.
Это напоминает легенду про изобретателя шахмат, который попросил у раджи за первую клетку доски одно зерно, а за каждую последующую - в два раза больше зерен, чем за предыдущую. Легкомысленный раджа не смог выполнить обещание: такого количества зерен не было на всей Земле... Мы в более выгодном положении: увеличение уровня на 18 дБ увеличит мощность сигнала "всего" в 64 раза. В нашем случае в наличии 300 Вт, но не каждый усилитель может похвастаться таким запасом.
Далее сигнал можно подать на усилитель мощности непосредственно, или выделить фильтрами необходимую полосу частот. Кроссоверная часть состоит из двух независимых фильтров. ФНЧ перестраивается в диапазоне 40-120 Гц и предназначен для работы исключительно с сабвуфером. Диапазон перестройки ФВЧ заметно шире: от 150 Гц до 1,5 кГц. В таком виде его можно использовать для работы с широкополосным фронтом или для полосы СЧ-ВЧ в системе с поканальным усилением. Пределы перестройки, кстати, выбраны неспроста: в диапазоне от 120 до 150 Гц получается "дырка", в которой можно спрятать акустический резонанс салона. Примечательно и то, что бас-бустер не отключается ни в одном из режимов. Использование этого каскада одновременно с ФВЧ позволяет корректировать АЧХ в области резонанса салона не хуже, чем эквалайзером.
Последний каскад - с секретом. Его задача - инвертировать сигнал в одном из каналов. Это позволит без дополнительных устройств использовать усилитель в мостовом включении.
Конструктивно кроссовер выполнен на отдельной печатной плате, которая стыкуется с платой усилителя при помощи разъема. Такое решение позволяет для всей линейки усилителей использовать всего два варианта кроссовера: двухканальный и четырехканальный. Последний, кстати, является просто "удвоенным" вариантом двухканального и его секции полностью независимы. Основное отличие - изменившаяся разводка печатной платы.

Усилитель мощности

Усилитель мощности Ланзар выполнен по типовой для современных конструкций схеме, приведенной на рисунке 2. С незначительными вариациями ее можно встретить в большинстве усилителей средней и нижней ценовой категории. Отличие только в типах примененных деталей, количестве выходных транзисторов и напряжении питания. Приведена схема правого канала усилителя. Схема левого канала точно такая же, только номера деталей начинаются на единичку вместо двойки.

На входе усилителя установлен фильтр R242-R243-C241, устраняющий радиочастотные наводки от блока питания. Конденсатор C240 не попускает на вход усилителя мощности постоянную составляющую сигнала. На АЧХ усилителя в звуковом диапазоне частот эти цепи не влияют.
Чтобы избежать щелчков в моменты включения и выключения, вход усилителя замыкается на общий провод транзисторным ключом (этот узел рассмотрен далее, вместе с блоком питания). Резистор R11A исключает возможность самовозбуждения усилителя при замкнутом входе.
Схема усилителя полностью симметрична от входа до выхода. Двойной дифференциальный каскад (Q201-Q204) на входе и каскад на транзисторах Q205,Q206 обеспечивают усиление по напряжению, остальные каскады - усиление по току. Каскад на транзисторе Q207 стабилизирует ток покоя усилителя. Чтобы устранить его "несимметричность" на высоких частотах, он зашунтирован майларовым конденсатором C253.
Каскад драйвера на транзисторах Q208,Q209, как и положено предварительному каскаду, работает в классе A. К его выходу подключена "плавающая" нагрузка - резистор R263, с которого снимается сигнал для возбуждения транзисторов выходного каскада.
В выходном каскаде использовано две пары транзисторов, что позволило снимать с него 300 Вт номинальной мощности и до 600 Вт пиковой. Резисторы в цепях базы и эмиттера устраняют последствия технологического разброса характеристик транзисторов. Кроме того, резисторы в цепи эмиттера служат датчиками тока для системы защиты от перегрузок. Она выполнена на транзисторе Q230 и контролирует ток каждого из четырех транзисторов выходного каскада. При увеличении тока через отдельный транзистор до 6 А или тока всего выходного каскада до 20 А транзистор открывается, выдавая команду на схему блокировки преобразователя напряжения питания.
Коэффициент усиления задается цепью отрицательной обратной связи R280-R258-C250 и равен 16. Корректирующие конденсаторы C251, C252, C280 обеспечивают устойчивость усилителя, охваченного ООС. Включенная на выходе цепь R249,C249 компенсирует рост импеданса нагрузки на ультразвуковых частотах и также препятствует самовозбуждению. В звуковых цепях усилителя использованы всего два электролитических неполярных конденсатора: C240 на входе и C250 в цепи ООС. Ввиду большой емкости заменить их конденсаторами других типов крайне сложно.

Блок питания Блок питания высокой мощности выполнен на полевых транзисторах. Особенность блока питания - отдельные выходные каскады преобразователя для питания усилителей мощности левого и правого каналов. Такая структура характерна для усилителей повышенной мощности и позволяет уменьшить переходные помехи между каналами. Для каждого преобразователя предусмотрен отдельный LC-фильтр в цепи питания (рисунок 3). Диоды D501,D501A защищают усилитель от ошибочного включения в неправильной полярности.

В каждом преобразователе использовано три пары полевых транзисторов и трансформатор, намотанный на ферритовом кольце. Выходное напряжение преобразователей выпрямляется диодными сборками D511,D512,D514,D515 и сглаживается фильтрующими конденсаторами емкостью 3300 мкФ. Выходное напряжение преобразователя не стабилизировано, поэтому мощность усилителя зависит от напряжения бортовой сети. Из отрицательного напряжения правого и положительного напряжения левого канала параметрические стабилизаторы формируют напряжения +15 и -15 вольт для питания кроссовера и дифференциальных каскадов усилителей мощности.
В задающем генераторе использована микросхема KIA494 (TL494). Транзисторы Q503,Q504 умощняют выход микросхемы и ускоряют закрывание ключевых транзисторов выходного каскада. Напряжение питания подано на задающий генератор постоянно, управление включением производится непосредственно от цепи Remote источника сигнала. Такое решение упрощает конструкцию, но в выключенном состоянии усилитель потребляет незначительный ток покоя (несколько миллиампер).
Устройство защиты выполнено на микросхеме KIA358S, содержащей два компаратора. Напряжение питяния подается на нее непосредственно от цепи Remote источника сигнала. Резисторы R518-R519-R520 и термодатчик образуют мост, сигнал с которого подан на один из компараторов. На другой компаратор через формирователь на транзисторе Q501 подается сигнал от датчика перегрузки.
При перегреве усилителя на выводе 2 микросхемы появляется высокий уровень напряжения, такой же уровень возникает выводе 8 при перегрузке усилителя. В любом из аварийных случаев сигналы с выхода компараторов через диодную схему ИЛИ (D505,D506,R603) блокируют работу задающего генератора по выводу 16. Восстановление работы происходит после устранения причин перегрузки или охлаждения усилителя ниже порога срабатывания термодатчика.
Оригинально выполнен индикатор перегрузки: светодиод включен между источником напряжения +15 В и напряжением бортовой сети. При нормальной работе напряжение приложено к светодиоду в обратной полярности и он не светится. При блокировке преобразователя напряжение +15 В пропадает, светодиод индикатора перегрузки оказывается включенным между источником бортового напряжения и общим проводом в прямом направлении и начинает светиться.
На транзисторах Q504,Q93,Q94 выполнено устройство блокировки входа усилителя мощности на время переходных процессов при включении и выключении. При включении усилителя конденсатор C514 медленно заряжается, транзистор Q504 в это время находится в открытом состоянии. Сигнал с коллектора этого транзистора открывает ключи Q94,Q95. После зарядки конденсатора транзистор Q504 закрывается, а напряжение -15 В с выхода блока питания надежно блокирует ключи. При выключении усилителя транзистор Q504 мгновенно открывается через диод D509, конденсатор быстро разряжается и процесс повторяется в обратном порядке.

Конструкция

Усилитель смонтирован на двух печатных платах. На одной из них находятся усилитель и преобразователь напряжения, на другой - элементы кроссовера и индикаторы включения и перегрузки (на схемах не показаны). Платы выполнены из высококачественного стеклотекстолита с защитным покрытием дорожек и смонтированы в корпусе из алюминиевого профиля П-образного сечения. Мощные транзисторы усилителя и блока питания прижаты накладками к боковым полкам корпуса. Снаружи к боковинам прикреплены профилированные радиаторы. Передняя и задняя панели усилителя выполнены из анодированного алюминиевого профиля. Вся конструкция крепится винтами-саморезами с головками под шестигранник. Вот, собственно, и все - остальное видно на фотографиях.

Как видно из статьи оригинальный усилитель ЛАНЗАР и сам по себе довольно не дурен, но хотелось лучше...
Полез по форумам, конечно же на Вегалаб, но особой подержки не нашел - отклинулся всего один человек. Возможно оно и к лучшему - нет кучи соавторов. Ну а в общем то днем рожденья Ланзара можно считать именно это обращение - на момент написания комента плата уже была вытравлена и запаяна почти полностью.

Так что Ланзару уже десять лет...
После нескольки месяцев экспериментов на свет появился первый вариант данного усилителя, названного "ЛАНЗАРОМ", хотя конечно было бы справедливей назвать его "ПИПИАЙ" - началось то все именно с него. Однако слово ЛАНЗАР звучит гораздо приятней для уха.
Если кто-то ВДРУГ сочтет название попыткой сыграть на брендовом имени, то смею его заверить - ни чего подобного в мыслях не было и усилитель мог получить абсолютно любое название. Однако ЛАНАЗРОМ он стал в честь фирмы LANZAR, поскольку именно эта автомобильная аппаратура попадает в тот небольшой список, кого лично уважает колектив, трудившийся над доводкой данного усилителя.
Широкий диапазон питающих напряжений делает возможным построение усилителя мощностью от 50 до 350 Вт, причем при мощностях до 300 Вт у УМЗЧ коф. нелинейных искажения не превышает 0,08% во всем звуковом диапазоне, что позволяет отнести усилитель к разряду Hi-Fi.
На рисунке приведен внешний вид усилителя.
Схема усилителя полностью симметрична от входа до выхода. Двойной дифференциальный каскад (VT1-VT4) на входе и каскад на транзисторах VT5, VT6 обеспечивают усиление по напряжению, остальные каскады - усиление по току. Каскад на транзисторе VT7 стабилизирует ток покоя усилителя. Чтобы устранить его "несимметричность" на высоких частотах, он зашунтирован конденсатором C12.
Каскад драйвера на транзисторах VT8, VT9, как и положено предварительному каскаду, работает в классе A. К его выходу подключена "плавающая" нагрузка - резистор R21, с которого снимается сигнал для возбуждения транзисторов выходного каскада. В выходном каскаде использовано две пары транзисторов, что позволило снимать с него до 300 Вт номинальной мощности. Резисторы в цепях базы и эмиттера устраняют последствия технологического разброса характеристик транзисторов, что позволило отказаться от подбора транзисторов по параметрам.
Напоминаем, что при использовании транзисторов одной партии разброс по параметрам между транзисторами не превышает 2% - это данные завода-изготовителя. Реально крайне редко праметры выходят из трех процентной зоны. В усилителе используются только "одно партийные" оконечные транзисторы, что совместно с балансынми резисторами позволило максимально выровнять режимы работы транзисторов между собой. Однако, если усилитель делается для себя любимого, то будет не бесполезным собрасть проверочный стенд, приведенный в конце ЭТОЙ СТАТЬИ .
Относительно схемотехники остается лишь добавить, что подобное схемотехническое решение дает еще один плюс - полная симметрия избавляет от переходных процессов в оконечном каскаде (!), т.е. в момент включения на выходе усилителя отсутсвуют какие бы то ни было выбросы, характерные большинству дискретных усилителей.


Рисунок 1 - принципиальная схема усилителя ЛАНЗАР. УВЕЛИЧИТЬ .


Рисунок 2 - внешний вид усилителя ЛАНЗАР V1.


Рисунок 3- внешний вид усилителя ЛАНЗАР МИНИ

Принципиальная схема мощного эстрадного усилителя мощности 200 Вт 300 Вт 400 Вт умзч на транзисторах высокого качества Hi-Fi УМЗЧ

Техническе характеристики усилителя мощности:

±50 В
±60 В

390

Как видно из характеристик - усилитель Ланзар очень универсален и может с успехом использоваться в любых усилителях мощности, где требуются хорошие характеристики УМЗЧ и высокая выходная мощность.
Режимы работы были несколько откорректированы, что потребовалось устанавить радиатор на транзисторы VT5-VT6. Как это сделать показано на рисунке 3, пояснений пожалуй не требуется. Подобное изменение существенно снизило уровень искажений по сравнению с оригинальной схемой и сделало усилитель менее капризным к напряжению питания.
На рисунке 4 приведен чертеж расположения деталей на печатной плате и схема подключения.


Рисунок 4

Можно конечно довольно долго расхваливать этот усилитель, однако самохвальством как то не скромно заниматься. Поэтому мы решили посмотреть отзывы тех, кто слышал как это работает. Искать долго не пришлось - на форуме Паяльника это усилитель уже давно обсуждают, так что смотрите сами:

Были конечно и отрицательные, но первый от неправильно собранного усилителя, второй от не доведенного варианта на отечественной комплектации...
Довольно часто задают вопросы как звучит усилитель. Надеемся, что не надо напоминать, что на вкус и цвет товарищей нет. Поэтому, чтобы не навязывать Вам своего мнения мы не будем отвечать на этот вопрос. Отметим одно - усилитель действительно звучит. Звук приятный, не навязчивый, детализация хорошая, при хорошем источнике сигнала.

Усилитель мощности звуковой частоты УМ ЛАНЗАР на базе мощных биполярных транзисторов позволит Вам за короткий промежуток веремени собрать очень высококачественный усилитель звуковой частоты.
Конструктивно плата усилителя выполнена в монофоническом варианте. Однако ни что не мешает приобрести 2 платы усилителя для сборки стереофонического УМЗЧ или же 5 - для сборки усилителя 5.1, хотя конечно высокая выходная мощность больше импонирует сабвуферу, но для сабвуфера он слишком хорошо играет...
Учитывая то, что плата уже запаяна и проверена Вам остается только закрепить транзисторы на теплоотводе, подать питание и отрегулировать ток покоя, в соответствии с Вашим напряжением питания.
Сравнительно низкая цена уже готовой платы усилителя мощности на 350 Вт Вас приятно удивит.
Усилитель мощности УМ ЛАНЗАР хорошо зарекомендовал себя как в автомобильной аппаратуре, так и в стационарной. Особенно популярен среди небольших самодеятельных музыкальных коллективов не обремененных большими финансами и позволяет наращивать мощность постепенно - пара усилителей + пара акустических систем. Чуть позже еще раз пара усилителей + пара акустических систем и уже выигрыш не только по мощности, но и по звуковому давлению, что так же создает эфект дополнительной мощности. Еще позже УМ ХОЛТОН 800 под сабвуфер и перевод усилителей на СЧ-ВЧ звено и в результате уже в сумме 2 кВт ОЧЕНЬ приятного звука, что вполне достаточно для любого актового зала...

Питание ±70 В - 3,3 кОм...3,9 кОм
Питание ±60 В - 2,7 кОм...3,3 кОм
Питание ±50 В - 2,2 кОм...2,7 кОм
Питание ±40 В - 1,5 кОм...2,2 кОм
Питание ±30 В - 1,0 кОм...1,5 кОм
Питание ±20 В - СМЕНИТЕ УСИЛИТЕЛЬ

Разумеется, что ВСЕ резисторы 1 Вт, стабилитроны на 15V желательно 1.3 Вт

По нагреву VT5, V6 - в этом случае можно увеличить радиаторы на них или увеличить их эммитерные резисторы с 10 до 20 Ом.

Про конденсаторы фильтра питания усилителя ЛАНЗАР:
При мощности трансформатора 0,4...0,6 от мощности усилителя в плечо 22000...33000 мкФ, емкости в питании УНа (про которые почему то забыли) увеличить до 1000 мкФ
При мощности трансформатора 0,6...0,8 от мощности усилителя в плечо 15000...22000 мкФ, емкости в питании УНа 470...1000 мкФ
При мощности трансформатора 0,8...1 от мощности усилителя в плечо 10000...15000 мкФ, емкости в питании УНа 470 мкФ.
Указанных номиналов вполне достаточно для качественного воспроизведения любых музыкальных фрагментов.

Поскольку данный усилитель пользуется довольно большой популярностью и довольно часто приходят вопросы о его самостоятельном изготовлении были написаны следущие статьи:
Усилители на транзисторах. Основы схемотехнки
Усилители на транзисторах. Построение симметричного усилителя
Тюнинг Ланзара и изменение схемотехники
Наладка усилителя мощности ЛАНЗАР
Увеличение надежности усилителей мощности на примере усилителя ЛАНЗАР
Предпоследняя статья довольно интенсивно использует результаты измерений параметров при помощи симулятора МИКРОКАП-8. Как пользоваться этой программой подробно описано в трилогии статей:
АМПовичок. ДЕТСКИЙ
АМПовичок. ЮНОШЕСКИЙ
АМПовичок. ВЗРОСЛЫЙ

КУПИТЬ ТРАНЗИСТОРЫ ДЛЯ УСИЛИТЕЛЯ ЛАНЗАР

Ну и на последок хотелось бы привести впечатления одного из поклоников данной схемы, собравшего данный усилитель самостоятельно:
Усилитель звучит очень хорошо, высокий демпинг фактор представляет совсем другой уровень воспроизведения НЧ, а высокая скорость нарастания сигнала отлично справляется с воспроизведением даже самых мельчайших звуков в ВЧ и СЧ диапазоне.
О прелестях звучания говорить можно очень много, но главное достоинство этого усилителя в том, что он не вносит ни какой окраски в звучание-он нейтральный в этом плане, и только повторяет и усиливает сигнал от источника звука.
Многие кто слышали как звучит этом усилитель(собранный по этой схеме) давали самую высокую оценку его звучанию, в качестве домашнего усилителя для высококачественных АС, а выносливость в *приближенным к военным действиям* условиям даёт шанс использовать его профессионально для озвучивания различных мероприятий на открытом воздухе, а так же в залах.
Для простого сравнения приведу пример который будет наиболее актуален среди радиолюбителей, а так же среди уже *искушенных хорошим звуком*
в музыкальной фонограмме Gregorian-Moment of Peace хор монахов настолько реалистично звучит, что кажется будто звук проходит насквозь, а женский вокал звучит так, как будто певица стоит прямо перед слушателем.
При использовании АС проверенных временем таких как 35ас012 и им подобным АС получают новое дыхание и даже на максимальной громкости звучат так же отчётливо.
К примеру для любителей громкой музыки,при прослушивании музыкального трека Korn ft. Skrillex - Get Up
Колонки с уверенностью и без заметных искажений смогли отыграть все сложные моменты.
Как противоположность этому усилителю был взят усилитель на ТДА7294 который уже на мощности менее 70вт на 1канал смог перегрузить 35ас012 так, что было отчётливо слышно как катушка НЧ динамика бьётся о керн, что чревато поломкой динамика и как следствие убыткам.
Чего нельзя сказать о усилителе *ЛАНЗАР* - даже при подводимой к этим колонкам мощности около 150Вт колонки продолжали отлично работать, а НЧ динамик был настолько хорошо управляем, что никаких посторонних звуков просто не было.
В музыкальной композиции Evanescence - What You Want
Сцена настолько проработана, что слышны даже удары барабанных палочек друг о друга А в композиции Evanescence - Lithium Official Music Video
Партия скипки сменяется электрогитарой, так что просто начинают шевелится волосы на голове, ведь ни какой *затянустости* звучания попросту нет, а быстрые переходы воспринимаются как будто перед Вами проносится болит формузы 1, одно мгновение и ВЫ погружаетесь в новый мир. Не за быв о вокале который на протяжении всей композиции вносит обобщённость к этим переходам, придавая гармоничность.
В композиции Nightwish - Nemo
Ударные звучат как выстрелы, чётко и без рамытия, а раскаты грома в начале композиции просто заставляют оглядется по сторонам.
В композиции Armin van Buuren ft. Sharon den Adel - In and Out of Love
Мы снова погружаемся в мир звуков которые пронизывают нас насквозь давая ощущение присутсвия (и это без каких либо эквалайзеров и дополнительных расшерений стереобазы)
В композиции Johnny Cash Hurt
Мы снова погружаемся в мир гармоничного звучания, а вокал и гитара звучат настолько отчётливо, что даже наростающий темп исполнения воспринимается так, как будто мы сидим за рулём мощного автомобиля и жмём педаль газа в пол, при этом не отпускаем а жмём всё сильнее.
При хорошем источнике звукового сигнала и хорошей акустике усилитель вообще *не напрягает* даже на самой высокой громкости.
Как то был у меня в гостях приятель и захотелось ему послушать на что способен этот усилитель, поставив трек в формате ААС Eagles - Hotel California он выкрутил на всю громкость, при этом со стола начали падать инструменты, грудная клетка ощущала как будто хорошо поставленые удары боксёра, стёкла позванивали в стенке, а нам было вполне комфортно слушать музыку, при этом помещение было 14.5м2 с потолком 2.4м.
Поставили ed_solo-age_of_dub , стекла в двух дверках треснули, звук ощущался всем телом, но голова не болела.

Плата, на базе которой делалось видео в формате LAY-5 .

Если собрать два усилка ЛАНЗАР, можно ли их мостом включить?
Можно конечно, но для начала немного лирики:
Для типового усилителя выходная мощность зависит от напряжения питания и сопротивления нагрузки. Поскольку сопотивление нагрузки у нас известно, и источники питания мы уже имеем, то сколько взять пар выходных транзисторов осталось выяснить.
Теоритически суммарная выходная мощность переменного напряжения складывается из мощности отдаваемой выходным каскадом, который состоит из двух транзисторов - один n-p-n, второй p-n-p, следовательно каждый транзистор нагружен на половину суммарной мощности. Для сладкой парочки 2SA1943 и 2SC5200 тепловая мощность составляет 150 Вт, следовательно исходя приведенного выше умозаключения с одной пары выходников можно снимать 300 Вт.
Но вот только практика показывает что в таком режиме кристал просто не успевает отдавать тепло в радиатор и тепловой пробой гарантирован, ведь транзисторы надо изолировать, а изоляционные прокладки, какими бы тонким они не были, все равно увеличивают тепловое сопротивление, да и поверхность радиатора вряд ли кто полирует до микронной точности...
Так что для нормально работы, для нормальной надежности довольно многие приняли несколько друие формулы расчета требуемого количества выходных транзисторов - выходная мощность усилителя не должна привышать тепловой мощности одного транзистора, а не суммарной мощности пары. Другими словами - если каждый танзистор выходного каскада может рассеить по 150 Вт, то выходная мощность усилителя не должна превышать 150 Вт, если выходных транзисторов две пары, то выходная мощность не должна привышать 300Вт, если три - 450, если четыре - 600.

Ну а теперь вопрос - если типовой усилитель может выдать 300Вт и мы включим два таких усилка мостом, то что произойдет?
Правильно, выходная мощность увеличится примерно раза в два, а вот тепловая мощность рассеиваемая на транзисторах увеличится в 4 раза...
Вот и получается, что для постороения мостовой схемы потребуется уже не 2 пары выходников а 4 на каждой половинке мостового усилителя.
И тут же зададим себе вопрос - а надо ли загонять 8 пар дорогих транзисторов для получения 600 Вт, если можно обойтись четырмя парами просто увеличив напряжение питания?

Ну а там конечно дело хозяйское....
Ну и несколько вариантов ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ под данный усилитель будет не лишними. Есть и авторские варианты, есть взятые из интернета, поэтому плату лучше перепроверить - будет и тренировка для ума и меньше проблем во время регулировки собранного варианта. Некоторые варианты были исправлены, так что ошибок может и не быть, а может что то и ускользнуло...
Остался не освещенным еще один вопрос - сборка усилителя ЛАНЗАР на отечественной элементной базе .
Я конечно понимаю, что крабовые палочки делаются не из крабов, а из рыбы. Так же и Ланзар. Дело в том, что во всех попытках сборки на отечественных транзисторах используются самые ходовые - КТ815, КТ814, КТ816, КТ817, КТ818, КТ819. У этих транзисторов и коф усиления меньше и частота единичного усиления, так что именно Ланзаровского звучания Вы не услышите. Но всегда есть альтернатива. В свое время Болотников и Атаев предложили что то похожее по схемотехнике, причем тоже довольно не плохо звучащее:

Подробно о том, какой мощности нужен блок питания для усилителя мощности можно помотреть на видео ниже. Для примера взят усилитель STONECOLD, однако данный замер дает понимание тог, что мощность сетевого трансформатора может быть меньше мощности усилителя примерно на 30%.

В конце статьи хотелось бы отметить, что данному усилителю необходим ДВУПОЛЯРНЫЙ блок питания, поскольку выходное напряжение формируется из положительного плеча питания и отрицательного. Схема такого источника питания приведена ниже:

О габаритной мощности трансформатора выводы можно сделать просмотрев видео выше, а вот по остальным деталям сделаю не большое пояснение.
Вторичная обмотка должна быть намотана проводом, сечение котрого расчитано на габаритную мощность трансформатора плюс поправка на форму сердечника.
Например у нас два канала по 150 Вт, следовательно габаритная мощность трансформатора должна быть не менее 2/3 от мощности усилителя, т.е. при мощности усилителя 300 Вт мощность трансформатора должна быть равна как минимум 200 Вт. При питании ±40 В на нагрузку 4 Ома усилитель как раз развивает порядка 160 Вт на канал, следовательно протекающий по проводу ток имеет значение 200 Вт / 40 В = 5 А.
Если трансформатор имеет Ш-образную форму сердечника, то напряженность в проводе не стоит превышать 2,5 А на квадратный мм сечения - так меньше нагрев провода, да и падение напряжения меньше. Если сердечник тороидальный, то напряженность можно увеличить до 3...3,5 А на 1 квадратный мм сечения провода.
Исходя из выше сказанного для нашего примера вторичка должна быть намотана двумя проводами и начало одной обмотки соединено с концов второй обмотки (точка соединения отмечена красным). Диаметр провода равен D = 2 x √S/π.
При напряженности 2,5 А получаем диаметр 1,6 мм, при напряженности 3,5 А получаем диаметр 1,3 мм.
Диодный мост VD1-VD4 мало того, что должен спокойно выдерживать получившийся ток в 5 А, он должне выдерживать ток, который возникает в момент включения, когда необходимо зарядить конеднсаторы фильтра питания С3 и С4, а чем больше напряжение, чем больше емкость, тем выше значение этого стартового тока. Поэтому диоды должны быть как минимум на 15 Ампер для нашего примера, а в случае увеличения напряжения питания и использования усилителей с двумя парами транзисторов в оконечном каскаде нужны диоды на 30-40 ампер или система мягкого старта.
Емкость конденсаторов С3 и С4 исходя из Советской схемотехники 1000 мкФ на каждые 50 Вт мощности усилителя. Для нашего примера суммарная выходная мощнсоть составляет 300 Вт, это 6 раз по 50 Вт, следовательно емкость конденсаторов фильтра питания должна быть 6000 мкФ в плечо. Но 6000 не типовое значение, поэтому округляем до типового в большую сторону и получаем 6800 мкФ.
Откровенного говоря такие конденсаторы попадаются не часто, поэтому ставим в каждое плечо по 3 конденсатора на 2200 мкФ и получаем 6600 мкФ, что вполне приемлемо. Вопрос можно решить несколько проще - использовать по одному конденсатору на 10000 мкФ

ПАРАМЕТР

усилитель мощности принципиальная схема усилителя мощности Ланзар описание работы рекомендации по сборке и регулировки

НА НАГРУЗКУ

2 Ома
(мост на 4 Ома)

Максимальное напряжение питания, ± В
Максимальная выходная мощность, Вт
при искажениях до 1% и напряжении питания:
±30 В
±35 В
±40 В
±45 В
±55 В
±65 В

240

Один из важных параметров — нелинейные искажения, при 2/3 от максимальной мощности составляет 0.04%, при максимальной же мощности 0.08-0.1% — чти и позволяет отнести данный усилитель к разряду Hi-Fi довольно высокого уровня.

Ланзар является симметричным усилителем и построен полностью на комплиментарных ключах, схематика известна еще с 70-х годов.Предельная выходная мощность усилителя с 2-я парами выходных ключей на нагрузку 4 Ом при двухполярном питании 60 Вольт составляет 390Ватт под синусоидальным сигналом 1кГц.

Некоторые крайне не согласны с таким заявлением, лично никогда не пытался снять предельную мощность, максимум удавалось получить 360 ватт со стабильной 4-х Омной нагрузкой во время тестов, но думаю, указанную мощность снять вполне возможно, разумеется искажения будут довольно большими и может нарушиться нормальная работа усилителя при попытке снять указанную мощность долговременно.

Питание усилителя осуществляется от нестабилизированного двухполярного источника, кпд усилителя 65-70% в лучшем случае, вся остальная мощность рассеивается в виде ненужного тепла на выходных транзисторах.

Сборка усилителя начинается с изготовления печатной платы, после травления и сверления отверстий под компоненты, обязательно нужно залудить все дорожки на плате, дополнительно не помешало бы усилить силовые дорожки питания лишним слоем олова.

Сборку делаем с монтажа мелких компонентов — резисторов, дальше маломощные транзисторы и конденсаторы. В конце устанавливаем наиболее крупные компоненты — транзисторы конечного каскада и электролиты.

Обратите внимание на переменный резистор, который регулирует ток покоя выходного каскада, в схеме он обозначен Х1 — 3,3кОм. В некоторых версиях резистор на 1 кОм. Этот резистор очень советую использовать многооборотный, для наиболее точной настройки тока покоя. При этом, резистор изначально, перед монтажом, должен быть прикручен в большую сторону (на максимальное сопротивление).

Давайте рассмотрим список нужных компонентов для сборки указанной схемы.

C3,C2 = 2 x 22µ0
C4 = 1 x 470p
C6,C7 = 2 x 470µ0 x 25V
C5,C8 = 2 x 0µ33
C11,C9 = 2 x 47µ0
C12,C13,C18 = 3 x 47p
C15,C17,C1,C10 = 4 x 1µ0
C21 = 1 x 0µ15
C19,C20 = 2 x 470µ0 x 100V
C14,C16 = 2 x 220µ0 x 100V
L1 = 1 x
R1 = 1 x 27k
R2,R16 = 2 x 100
R8,R11,R9,R12 = 4 x 33
R7,R10 = 2 x 820
R5,R6 = 2 x 6k8
R3,R4 = 2 x 2k2
R14,R17 = 2 x 10
R15 = 1 x 3k3
R26,R23 = 2 x 0R33
R25 = 1 x 10k
R28,R29 = 2 x 3R9
R27,R24 = 2 x 0.33
R18 = 1 x 47
R19,R20,R22
R21 = 4 x 2R2
R13 = 1 x 470
VD1,VD2 = 2 x 15V
VD3,VD4 = 2 x 1N4007
VT2,VT4 = 2 x 2N5401
VT3,VT1 = 2 x 2N5551
VT5 = 1 x KSE350
VT6 = 1 x KSE340
VT7 = 1 x BD135
VT8 = 1 x 2SC5171
VT9 = 1 x 2SA1930
VT10,VT12 = 2 x 2SC5200
VT11,VT13 = 2 x 2SA1943
X1 = 1 x 3k3

Расходы на компоненты не малые, обойдется в районе 40$ с учетом всех тонкостей, разумеется без блока питания. При желании использовать сетевой трансформатор для запитки такого монстра, скорее всего вам придется раскошелиться еще на 20-30$, поскольку с учетом КПД усилителя, вам будет нужен сетевой трансформатор с мощностью 400-500 ватт.

Усилитель состоит из нескольких основных узлов, по идее та же схематика лина известная еще нашим дедам. Звук изначально поступает в двойной дифференциальный каскад, по сути, именно тут и формируется начальный звук. Все, все последующие каскады из себя представляют усилители по напряжению и по току.

Выходной каскад из себя представляет простой усилитель по току, в нашем случае задействованы две пары мощных ключей 2SC5200/2SA1943 с мощностью рассеивания 150ватт. Предвыходной каскад является усилителем по напряжению, а предыдущий каска построенный на ключах VT5/VT6 — усилителем по току. Вообще, каскады, которые являются усилителем по току должны довольно сильно перегреваться и нуждаются в охлаждении.

Транзистор BD139 (полный аналог KT315Г) является регулирующим транзистором тока покоя выходного каскада.

Резистор R18 (47Ом) играет важную роль в схеме. Звуковой сигнал для возбуждения транзисторов выходного каскада снимается именно с этого резистора. Сама схема усилителя — двухтактная, это значит, что выходные (да и в прочем все) транзисторы открываются при определенной полуволне синуса, усиливая только нижний или верхний полупериод.

Питание диффкаскадов в любом уважающем себе усилителе подается стабилизированным, либо стабилизируется непосредственно на плате усилителя, так же и в случае ланзара. В схеме можно заметить два диода Зенера с напряжением стабилизации 15 Вольт. Указанные стабилитроны брать с мощностью 1-1,5 ватт, можно любые (в том числе и отечественные)

Перед сборкой тщательно проверить все компоненты ан исправность, даже если последние являются полностью новыми. Особое внимание следует уделить на транзисторы и мощные резисторы, которые стоят в цепи питания транзисторов. Номинал эмиттерных резисторов 5ватт 0,33Ом может отклониться от 0,22 до 0,47Ом, больше не советую, только увеличите нагрев на резисторе.

После окончания усилителя

Перед запуском советую несколько раз проверить монтаж, расположение компонентов, ляпы со стороны монтажа. Если уверены, что не переборщили с номиналами, все ключи и конденсаторы впаяны правильно, можно двинуться дальше.

VT5/VT6 — устанавливаем на теплоотвод, из за их режима работы наблюдается довольно сильный перегрев. При этом, в случае использования общего теплоотвода для указанных ключей, не забывайте изолировать их слюдяными прокладками и шайбами из пластика, то же самое в случае остальных транзисторов (кроме маломощных ключей дифференциальных каскадов.

После монтажа берем мультиметр и ставим на режим прозвонки диодов. Один из шупов ставим на теплоотвод, вторым поочередно касаемся выводов всех ключей, проверяя замыкание ключей с теплоотводом, если все верно, то никаких замыканий не должно быть.

Резисторы R3/R4 — играют немало важную роль. Они предназначены для ограничения питания дифференциальных каскадов и подбираются исходя от напряжения питания.

Питание ±70 В — 3,3 кОм…3,9 кОм
Питание ±60 В — 2,7 кОм…3,3 кОм
Питание ±50 В — 2,2 кОм…2,7 кОм
Питание ±40 В — 1,5 кОм…2,2 кОм
Питание ±30 В — 1,0 кОм…1,5 кОм

Эти резисторы нужно брать с мощностью 1-2 ватт.

Дальше внимательно подключаем шины питания и запускаем усилитель, первоначально входной провод замыкаем со средней точкой питания (с землей). После запуска ждем минуту, потом выключаем усилитель. проверяем компоненты на тепловыделение.

Изначально советую запускать усилитель через двухполярный сетевой БП на 30 Вольт (в плече) при этом через последовательно соединенную лампу накаливания 40-100 ватт. В момент подключения в сеть 220 Вольт, лампа должна кратковременно засветиться и потухнуть, если она светиться все время, значит отключайте и проверьте все, что после трансформатора блок выпрямителя, конденсаторов, усилитель)

Ну а если все нормально, то отцепляем вход усилителя от земли и запускаем усилитель снова, не забывая подключить динамическую головку. Если все ок, то должен быть небольшой щелчок с акустики. Дальше не выключая усилитель дотрагиваемся до входного провода пальцем, головка должна реветь, если все так, то поздравляю! усилитель работает!

Но это не означает, что все готово и можно наслаждаться, все только начинается! Дальше подключаем звуковой сигнал и запускаем усилитель примерно на 40% от максимальной громкости, те, кто не жалеет акустику, может включить на максимум.

Желательно, для начала подключить современную музыку, а не классику и наслаждаться минут 15. Как только теплоотвод будет теплым, то начинаем второй этап — настройка тока покоя выходного каскада. Для этого, на схеме предусмотрен переменник на 3,3кОм, о котором говорили ранее.

Настройку тока покоя по фотографии

После настройки тока покоя приступаем к следующей части — измерении выходной мощности нашего усилителя, но этот этап не обязателен.

Снимать выходную мощность нужно под синусоидальным сигналом 1кГц на нагрузку 4 Ом. В качестве постоянной нагрузки нужно использовать погруженный в воду резистор или резисторную сборку с сопротивление 4Ом.

Резистор должен иметь мощность 10-30 ватт, желательно с малой индуктивностью, на сколько это возможно.На этом процесс сборки и настройки подошел к своему логическому концу.

Печатная плата именно нашего ланзара во вложении, можете скачать и смело собирать, проверена она неоднократно (если точнее, то свыше 10 раз).

Остается только решить — где вы будите использовать усилитель, дома или в автомобиле. В случае последнего, скорее всего вам будет нужен мощный преобразователь напряжения, о котором мы неоднократно говорили на страницах сайта.

Очередной летний проект. На сей раз захотелось создать супермощный усилительный комплекс для автомобиля. В моем распоряжении было несколько сотен долларов, поэтому можно было покупать новые компоненты, а не рыться в хламе из-за каждого резистора, как это сделал в прошлый раз.

Итак, новый усилитель должен был работать от 12 Вольт, решил собрать комплекс из усилителей разряда Hi-Fi. Первым был закончен сабвуферный усилитель лазнар, о нем мы сегодня и поговорим.

Схема ланзара полностью линейная — от входа до выхода. Максимальная мощность схемы по заявке составляет 390 ватт и схема вполне может развивать указанную мощность. Как и любой мощный усилитель, ланзар тоже питается от двухполярного источника. Верхних пик питающего напряжения составляет ±70 В, нижний ±30 В, хотя может быть и меньше, но если собираетесь питать усилитель от ±30 В, советую не делать этого, поскольку сам ланзар мощный и высококачественный усилитель и при таком питании могут нарушаться работа отдельных узлов схемы.

Ограничительные резисторы дифференциальных каскадов подбираются исходя от номинала питающего напряжения, подбор номинала приведен ниже (мощность резисторов 1 ватт, спасибо det за табличку).

Питание ±70 В 3,3 кОм…3,9 кОм
Питание ±60 В 2,7 кОм…3,3 кОм
Питание ±50 В 2,2 кОм…2,7 кОм
Питание ±40 В 1,5 кОм…2,2 кОм
Питание ±30 В 1,0 кОм…1,5 кОм

Усилитель ланзар печатная плата.lay

Стабилитроны предназначены для стабилизации питающего напряжения диффкаскадов. Следует использовать стабилитроны на 15 Вольт с мощностью 1-1.3 ватт.

Транзисторы желательно использовать те, которые использованы в схеме, хотя мне пришлось использовать аналоги.




Катушка — мотается проводом 0,8 мм на сверле с диаметром 10мм. Витки катушки склеиваются суперклеем для надежности.

Эмиттерные резисторы выходных транзисторов подбираются с мощностью 5 ватт, в ходе работы они могут перегреваться. Номинал этих резисторов можно подобрать в районе 0.22-0.30 Ом.

Резисторы 3.9 Ом подбираются с мощностью 2 ватт.


Усилитель работает в классе АВ, поэтому для охлаждения транзисторов выходного каскада нужен серьезный теплоотвод, в моем случае использовался радиатор от отечественного усилителя радиотехника У-101.


Подстроечный резистор 1кОм лучше брать многооборотный, им настраивают ток покоя выходного каскада, многооборотный резистор позволяет делать очень точную настройку.

Все транзисторы выходного каскада укрепляют к теплоотводу через изолирующие пластины и шайбы. Перед запуском тщательно проверяйте наличия замыканий выводов транзисторов на теплоотвод.

Входной конденсатор с емкостью 1 мкФ можно подобрать под свой вкус, но поскольку ланзар больше используют для питания канала сабвуфера, то емкость конденсатора желательно брать побольше.

Все пленочные конденсаторы на 63 и более Вольт, с ними не должны возникнуть проблемы, поскольку почти все пленочные конденсаторы делают на указанное напряжение. Конденсаторы могут быть заменены на керамические, но это может повлиять на качество звучания усилителя.

Таблица мощностей и основные параметры усилителя представлены ниже.

ПАРАМЕТР НА НАГРУЗКУ
8 Ом 4 Ома 2 Ома
(мост на 4 Ома)
Максимальное напряжение питания, ± В 65 60 40
Максимальная выходная мощность, Вт при искажениях до 1% и напряжении питания:
±30 В 40 85 170
±35 В 60 120 240
±40 В 80 160 320
±45 В 105 210 НЕ ВКЛЮЧАТЬ!!!
±50 В 135 270 НЕ ВКЛЮЧАТЬ!!!
±55 В 160 320 НЕ ВКЛЮЧАТЬ!!!
±60 В 200 390 НЕ ВКЛЮЧАТЬ!!!
±65 В 240 НЕ ВКЛЮЧАТЬ!!! НЕ ВКЛЮЧАТЬ!!!
Коф усиления, дБ 24
Не линейные искажения при 2/3 от максимальной мощности, % 0,04
Скорость нарастания выходного сигнала, не менее В/мкС 50
Входное сопротивление, кОм 22
Отношение сигнал/шум, не менее, дБ 90

Не советуется поднимать номинал питающего напряжения больше ±60 В, но поскольку я любитель форс-мажорных ситуаций, то подал на схему ±75 Вольт, снял при этом порядка 400 ватт, хотя на плате все стало греться, думаю не стоит повторять мой опыт, возможно мне просто повезло (резисторы диффкаскадов при этом заменил на 4кОм).

Ниже представлен список компонентов для сборки усилителя ланзар своими руками.

  • C3,C2 = 2 x 22µ0
  • C4 = 1 x 470p
  • C6,C7 = 2 x 470µ0 x 25V
  • C5,C8 = 2 x 0µ33C11,C9 = 2 x 47µ0
  • C12,C13,C18 = 3 x 47p
  • C15,C17,C1,C10 = 4 x 1µ0
  • C21 = 1 x 0µ15
  • C19,C20 = 2 x 470µ0 x 100V
  • C14,C16 = 2 x 220µ0 x 100V
  • R1 = 1 x 27k
  • R2,R16 = 2 x 100
  • R8,R11,R9,R12 = 4 x 33
  • R7,R10 = 2 x 820
  • R5,R6 = 2 x 6k8
  • R3,R4 = 2 x 2k2
  • R14,R17 = 2 x 10
  • R15 = 1 x 3k3
  • R26,R23 = 2 x 0R33
  • R25 = 1 x 10k
  • R28,R29 = 2 x 3R9
  • R27,R24 = 2 x 0.33
  • R18 = 1 x 47
  • R19,R20,R22
  • R21 = 4 x 2R2
  • R13 = 1 x 470
  • VD1,VD2 = 2 x 15V
  • VD3,VD4 = 2 x 1N4007
  • VT2,VT4 = 2 x 2N5401
  • VT3,VT1 = 2 x 2N5551
  • VT5 = 1 x KSE350
  • VT6 = 1 x KSE340
  • VT7 = 1 x BD135
  • VT8 = 1 x 2SC5171
  • VT9 = 1 x 2SA1930
  • VT10,VT12 = 2 x 2SC5200
  • VT11,VT13 = 2 x 2SA1943


Первое включение и настройка

Первый запуск усилителя нужно делать с ЗАКОРОЧЕННЫМ НА ЗЕМЛЮ ВХОДОМ, так меньше вероятности что-нибудь спалить, если усилитель собран неправильно или есть проблема с работой компонентов. Перед запуском ТЩАТЕЛЬНО ПРОВЕРЯЙТЕ МОНТАЖ. Соблюдайте полярность питания, цоколевку транзисторов и правильное подключение стабилитронов, при неверном включении, последние работают как полупроводниковый диод.

Блок питания — для начала можно использовать маломощный блок питания ватт на 1000. Питание желательно подавать в районе двухполярного 40 Вольт. При использовании сетевых трансформаторов советуется использовать блок конденсаторов с емкостью 15.000мкФ на плечо, а лучше до 30.000мкФ. При использовании импульсных блоков питания 5000мкФ будет достаточно.

В моем случае усилитель должен питаться от импульсного преобразователя напряжения, поэтому использовал блок из 5 конденсаторов с емкостью 1000мкФ (каждый), т.е. имеется рабочая емкость 5000мкФ в плече.

При использовании сетевого трансформатора, вторичную обмотку подключают к сети через последовательно соединенную лампу накаливания, это тоже дополнительная мера предосторожности.

Запускаем усилитель, если обошлось без взрывов и дымовых эффектов, то оставляем усилитель включенным 10-15 секунд, затем выключаем и на ощупь проверяем тепловыделение на транзисторах выходного каскада, если тепла не чувствуется, значит все ОК. Далее отсоединяем выходной провод от земли и включаем усилитель (заранее подключаем к выходу усилителя акустику). Пальцем дотрагиваемся входа усилителя, акустика должна реветь, если все так, значит усилитель заработал.

Далее можно прикрепить теплоотвод к выходникам и включить усилитель под музыку. Вообще, для усилителей такого типа нужен предусилитель, при подаче маломощных сигналов на вход (к примеру — от ПК, плеера или мобильного телефона) усилитель будет звучать не особо громко, поскольку номинала входного сигнала явно маловато для максимальной мощности. Во время опытов подавал сигнал от музыкального центра, и вам тоже советую.

Объяснение 10 схем простых однопереходных транзисторов (UJT)

В предыдущем посте мы подробно узнали о том, как работает однопереходный транзистор, в этом посте мы обсудим несколько интересных схем приложений, использующих это удивительное устройство под названием UJT.

Примеры прикладных схем, использующих UJT, которые описаны в статье:

  1. Генератор импульсов
  2. Генератор зубьев пилы
  3. Мультивибратор, работающий в автономном режиме
  4. Моностабильный мультивибратор
  5. Генератор общего назначения
  6. RF Простой кварцевый генератор
  7. Генератор напряжения
  8. Метроном
  9. Дверной звонок на 4 входа
  10. Светодиодный мигающий индикатор

1) Генератор прямоугольных импульсов

Первая схема ниже демонстрирует простую схему генератора импульсов, состоящую из генератора UJT (такого как 2N2420, Q1) и кремния биполярный выходной транзистор (например, BC547, Q2).

Выходное напряжение UJT, полученное на резисторе R3 47 Ом, переключает биполярный транзистор между парой пороговых значений: насыщением и отсечкой, генерируя выходные импульсы с горизонтальной вершиной.

В зависимости от времени выключения (t) импульса форма выходного сигнала иногда может быть узкими прямоугольными импульсами или (как указано на выходных клеммах на рис. 7-2) прямоугольной волной. Максимальная амплитуда выходного сигнала может доходить до уровня питания, то есть +15 вольт.

Частота, или частота переключения, определяется регулировкой сопротивления потенциометра 50 кОм и емкостью конденсатора C1.Когда сопротивление максимальное с R1 + R2 = 51,6 кОм и с C1 = 0,5 мкФ, частота f составляет = 47,2 Гц, а время отключения (t) = 21,2 мс.

При минимальной настройке сопротивления, вероятно, только с R1 на 1,6 кОм частота будет f = 1522 Гц и t = 0,66 мс.

Чтобы получить дополнительные диапазоны частот, можно изменить R1, R2 или C1 или каждый из них, а частоту рассчитать по следующей формуле:

t = 0,821 (R1 + R2) C1

Где t находится в секунд, R1 и R2 в омах, а Cl в фарадах, и f = 1 / t

Схема работает всего с 20 мА от источника 15 В постоянного тока, хотя этот диапазон может быть другим для разных UJT и биполярных.Связь по выходу постоянного тока можно увидеть на схеме, но связь по переменному току можно настроить, поместив конденсатор C2 в вывод высокого уровня, как показано пунктирным изображением.

Емкость этого блока должна быть приблизительно от 0,1 мкФ до 1 мкФ, наиболее эффективной величиной может быть та, которая вызывает минимальные искажения формы выходного сигнала, когда генератор работает через определенную идеальную систему нагрузки.

2) Генератор точных зубцов

Базовый генератор зубьев пилы с заостренными пиками полезен в ряде приложений, связанных с синхронизацией, синхронизацией, разверткой и т. Д.UJT генерируют такие формы сигналов, используя простые и дешевые схемы. На схеме ниже показана одна из этих схем, которая, хотя и не является прецизионным оборудованием, обеспечит достойный результат в лабораториях небольшого ценового диапазона.

Эта схема в основном представляет собой релаксационный генератор, выходы которого извлекаются из эмиттера и двух баз. 2N2646 UJT подключается к типовой схеме генератора для этих типов устройств.

Частота или частота повторения определяется настройкой потенциометра регулировки частоты R2.Каждый раз, когда для этого потенциометра устанавливается наивысший уровень сопротивления, сумма последовательного сопротивления с синхронизирующим конденсатором C1 становится суммой сопротивления потенциометра и ограничивающего сопротивления R1 (то есть 54,6 кОм).

Это вызывает частоту около 219 Гц. Если R2 определяется как минимальное значение, результирующее сопротивление по существу представляет собой значение резистора R1, или 5,6 кОм, что дает частоту около 2175 Гц. Дополнительные частотные диапазоны и пороги настройки могут быть реализованы простым изменением значений R1, R2, C1 или могут быть все три вместе.

Положительный пиковый выходной сигнал может быть получен на выходе из базы 1 UJT, в то время как отрицательный импульсный выходной сигнал через базу 2 и положительный пилообразный сигнал через эмиттер UJT.

Хотя выходная связь по постоянному току показана на рис. 7-3, связь по переменному току может быть определена путем применения конденсаторов C2, C3 и C4 в выходных клеммах, как показано пунктирной областью.

Эти емкости, вероятно, будут находиться в диапазоне от 0,1 до 10 мкФ, при этом значение определяется исходя из максимальной емкости, с которой может работать указанное устройство нагрузки без искажения формы выходного сигнала.Схема работает с потреблением около 1,4 мА от источника постоянного тока 9 В. Каждый из резисторов рассчитан на 1/2 Вт.

3) Многофункциональный генератор свободного режима

Схема UJT, показанная на приведенной ниже диаграмме, похожа на схемы релаксационного генератора, описанные в паре предыдущих сегментов, за исключением того, что ее RC-константы выбраны для получения квазипрямоугольной волны. выход аналогичен стандартному транзисторному нестабильному мультивибратору.

Однопереходный транзистор типа 2N2646 прекрасно работает внутри указанной схемы.В основном есть два выходных сигнала: отрицательный импульс на базе 2 UJT и положительный импульс на базе 1.

Максимальная амплитуда разомкнутой цепи каждого из этих сигналов составляет около 0,56 В, однако это может немного отличаться. в зависимости от конкретных UJT. Потенциал на 10 кОм, R2, должен быть повернут для получения выходного сигнала с идеальным наклоном или горизонтальной вершиной.

Этот потенциометр дополнительно влияет на диапазон частоты или рабочий цикл. С величинами, представленными здесь для R1, R2 и C1, частота составляет около 5 кГц для пика с плоской вершиной.Для других частотных диапазонов вы можете соответствующим образом отрегулировать значения R1 или C1 и использовать следующую формулу для расчетов:

f = 1 / 0,821 RC

, где f - в Гц, R - в омах, а C - в фарады. Схема потребляет около 2 мА от источника питания 6 В постоянного тока. Все постоянные резисторы могут быть рассчитаны на 1/2 Вт.

4) Одноразовый мультивибратор

Обращаясь к следующей схеме, мы находим конфигурацию одноразового или моностабильного мультивибратора.Можно увидеть, что однопереходный транзистор с номером 2N2420 и кремниевый биполярный транзистор 2N2712 (или BC547) вместе генерируют одиночный выходной импульс фиксированной амплитуды для каждого отдельного запуска на входном выводе схемы.

В этой конкретной конструкции конденсатор C1 заряжается делителем напряжения, установленным R2, R3 и сопротивлением база-эмиттер транзистора Q2, в результате чего его сторона Q2 отрицательна, а сторона Q1 положительна.

Этот резистивный делитель дополнительно подает на эмиттер Q1 положительное напряжение, которое немного меньше пикового напряжения 2N2420 (см. Пункт 2 на схеме).

Вначале Q2 находится во включенном состоянии; что вызывает падение напряжения на резисторе R4, что резко снижает напряжение на выходных клеммах до 0. Когда на входные клеммы подается отрицательный импульс 20 В, Q1 «срабатывает», вызывая мгновенное падение напряжения до нуля на стороне эмиттера. из C1, что, в свою очередь, смещает основание Q2 в отрицательное значение. Из-за этого Q1 отключается, и напряжение коллектора Q1 быстро увеличивается до +20 В (обратите внимание на импульс, указанный на выходных клеммах на схеме).

Напряжение остается около этого уровня в течение интервала t, что эквивалентно времени разрядки конденсатора C1 через резистор R3. Затем выходной сигнал возвращается к нулю, и схема переходит в режим ожидания, пока не будет подан следующий импульс.

Временной интервал t и, соответственно, ширина (время) выходного импульса зависят от настройки управления шириной импульса с помощью R3. Согласно указанным значениям R3 и C1, диапазон временного интервала может быть от 2 мкс до 0.1 мс.

Предположим, что R3 охватывает диапазон сопротивления от 100 до 5000 Ом. Дополнительные диапазоны задержки можно зафиксировать, соответствующим образом изменив значения C1, R3 или обоих, и используя формулу: t = R3C1 , где t в секундах, R3 в омах и C1 в фарадах.

Схема работает, потребляя примерно 11 мА через источник постоянного тока 22,5 В. Однако это может измениться до некоторой степени в зависимости от типов UJT и биполярных мышц. Все постоянные резисторы - 1/2 Вт.

5) Осциллятор релаксации

Простой осциллятор релаксации предлагает множество приложений, широко признанных большинством любителей электроники. Однопереходный транзистор - чрезвычайно прочный и надежный активный компонент, применимый в генераторах этого типа. На схеме ниже показана основная схема генератора релаксации UJT, работающая с устройством типа 2N2646 UJT.

Выходной сигнал на самом деле представляет собой несколько изогнутую пилообразную волну, имеющую пиковую амплитуду, примерно соответствующую напряжению питания (то есть 22.Здесь 5 В). В этой конструкции ток, проходящий через источник постоянного тока через резистор R1, заряжает конденсатор C1. В результате разность потенциалов VEE постоянно накапливается на C1.

В момент, когда этот потенциал достигает пикового напряжения 2N2646 (см. Точку 2 на рис. 7-1 B), UJT включается и «срабатывает». Это немедленно разряжает конденсатор, снова выключая UJT. Это заставляет конденсатор снова инициировать процесс перезарядки, и цикл просто повторяется.

Из-за этой зарядки и разрядки конденсатора UJT включается и выключается с частотой, установленной значениями R1 и C1 (со значениями, указанными на диаграмме, частота составляет около f = 312 Гц).Чтобы получить другую частоту, используйте формулу: f = 1 / (0,821 R1 C1)

, где f - в Гц, R1 - в омах, а C1 - в фарадах. Вместо постоянного резистора R1 можно использовать потенциометр с соответствующим сопротивлением. Это позволит пользователю получить плавно регулируемую выходную частоту.

Все резисторы 1/2 Вт. Конденсаторы C1 и C2 могут быть рассчитаны на 10 В или 16 В; предпочтительно тантал. Схема потребляет примерно 6 мА из указанного диапазона питания.

6) Генератор точечной частоты

Следующая конфигурация показывает схему кварцевого генератора 100 кГц, которую можно использовать любым стандартным методом, например, в качестве альтернативного генератора стандартной частоты или генератора точечной частоты.

Эта конструкция создает деформированную выходную волну, которая может быть очень подходящей для стандарта частоты, так что вы можете гарантировать сплошные гармоники, нагруженные радиочастотным спектром.

Совместная работа однопереходного транзистора и диодного генератора гармоник 1N914 генерирует заданную искаженную форму волны.В этой конфигурации крошечный переменный конденсатор на 100 пФ, C1, позволяет немного отрегулировать частоту кристалла 100 кГц, чтобы передать усиленную гармонику, например, 5 МГц, до нулевого биения с помощью сигнала стандартной частоты WWV / WWVH. .

Выходной сигнал формируется через дроссель 1 мГн (RFC1), который должен иметь более низкое сопротивление постоянному току. Этот сигнал подается на диод 1N914 (D1), который смещен по постоянному току с помощью R3 и R4 для достижения максимальной нелинейной части его характеристики прямой проводимости, чтобы дополнительно исказить форму выходного сигнала от UJT.

При использовании этого генератора потенциометр переменной формы R3 фиксируется для достижения наиболее мощной передачи с предлагаемой гармоникой 100 кГц. Резистор R3 действует просто как ограничитель тока, останавливая прямую подачу напряжения 9 В на диод.

Генератор потребляет около 2,5 мА от источника постоянного тока 9 В, но это может относительно изменяться в зависимости от конкретных UJT. Конденсатор С1 должен быть миниатюрного воздушного типа; остальные конденсаторы изготовлены из слюды или посеребренной слюды.Все постоянные резисторы рассчитаны на 1 Вт.

7) Радиочастотный детектор передатчика

Схема радиочастотного детектора, показанная на следующей схеме, может получать питание непосредственно от радиочастотных волн передатчика, который измеряется. Он обеспечивает регулируемую звуковую частоту в подключенных наушниках с высоким сопротивлением. Уровень звука на выходе определяется энергией радиочастоты, но может быть достаточным даже для маломощных передатчиков.

Выходной сигнал дискретизируется через РЧ-приемную катушку L1, состоящую из 2 или 3 витков изолированного соединительного провода, плотно прилегающего к катушке выходного резервуара передатчика.Высокочастотное напряжение преобразуется в постоянный ток через схему шунтирующего диода, состоящую из блокирующего конденсатора C1, диода D1 и резистора фильтра R1. Результирующий выпрямленный постоянный ток используется для переключения однопереходного транзистора в цепи генератора релаксации. Выходной сигнал этого генератора подается на подключенные наушники с высоким сопротивлением через конденсатор связи C3 и выходной разъем J1.

Сигнальный тон, воспринимаемый в наушниках, можно изменить в приличном диапазоне с помощью потенциометра R2. Частота тона будет где-то около 162 Гц, когда R2 настроен на 15 k.В качестве альтернативы, частота будет примерно 2436 Гц, когда R2 определено равным 1 кОм.

Уровень звука можно регулировать, поворачивая L1 ближе или дальше от сети резервуаров LC передатчика; как правило, будет определено место, обеспечивающее разумный объем для большинства основных задач.

Цепь может быть сконструирована внутри компактного заземленного металлического контейнера. Обычно его можно расположить на некотором приличном расстоянии от передатчика, когда используется витая пара или гибкий коаксиальный кабель приличного качества и когда L1 подключен к нижнему выводу катушки резервуара.

Все постоянные резисторы рассчитаны на 1/2 Вт. Конденсатор C1 должен быть настроен таким образом, чтобы выдерживать максимальное напряжение постоянного тока, которое может случайно возникнуть в цепи; С другой стороны, C2 и C3 могут быть любыми практичными низковольтными устройствами.

8) Схема метронома

Схема, приведенная ниже, демонстрирует полностью электронный метроном, использующий однопереходный транзистор 2N2646. Метроном - это очень удобное маленькое устройство для многих музыкальных исполнителей и других людей, которые ищут равномерно синхронизированные звуковые ноты во время сочинения музыки или пения.

Управляя 21/2 дюймовым динамиком, эта схема обеспечивает приличный, громкий, поп-звук. Метроном можно сделать довольно компактным, аудиовыходы динамика и батареи являются единственными элементами его самого большого размера, и, поскольку он работает от батареи, он полностью переносится.

Схема представляет собой генератор релаксации с регулируемой частотой, который через трансформатор подключен к динамику на 4 Ом. Частота биений может быть изменена от примерно 1 в секунду (60 в минуту) до примерно 10 в секунду (600 в минуту) с использованием потенциометра R2 с проволочной обмоткой 10 кОм.

Уровень выходного звука можно изменить с помощью потенциометра с проволочной обмоткой 1 кОм, 5 Вт, R4. Выходной трансформатор T1 на самом деле представляет собой небольшой блок 125: 3,2 Ом. Схема потребляет 4 мА для минимальной частоты ударов метронома и 7 мА при максимальной частоте ударов, хотя это может колебаться в зависимости от конкретных UJT. Батарея 24 В обеспечит отличное обслуживание с уменьшенным потреблением тока. Электролитический конденсатор C1 рассчитан на 50 В. Резисторы R1 и R3 - 1/2 Вт, а потенциометры R2 и R4 - проволочные.

9) Система тональной сигнализации

Принципиальная схема, показанная ниже, позволяет извлекать независимый аудиосигнал из каждого из указанных каналов. Эти каналы могут включать уникальные двери внутри здания, различные столы на рабочем месте, различные комнаты в доме или любые другие области, с которыми можно работать с кнопками.

Место, которое может передавать звуковой сигнал, можно определить по его конкретной частоте тона. Но это может быть осуществимо только тогда, когда используется меньшее количество каналов и когда частоты тона значительно разнесены (например, 400 Гц и 1000 Гц), так что они легко различимы нашим ухом.

Схема снова основана на концепции простого релаксационного генератора, использующего однопереходный транзистор типа 2N2646 для генерации звуковой заметки и коммутации громкоговорителя. Частота тона определяется через конденсатор C1 и одну из проволочных емкостей на 10 кОм (от R1 до Rn). Как только потенциометр установлен на 10 кОм, частота будет около 259 Гц; когда потенциометр установлен на 1 кОм, частота составляет примерно 2591 Гц.

Генератор соединен с динамиком через выходной трансформатор T1, крошечный 125: 3.Блок 2 Ом с неподключенным центральным отводом первичной стороны. Схема работает примерно с 9 мА от источника питания 15 В.

10) Светодиодный мигатель

Очень простой светодиодный мигающий или светодиодный мигатель может быть построен с использованием обычной схемы релаксационного генератора на основе UJT, как показано ниже.

Работа светодиодной мигалки очень проста. Частота мигания определяется элементами R1, C2. При подаче питания конденсатор C2 медленно начинает заряжаться через резистор R1.

Как только уровень напряжения на конденсаторе превышает порог срабатывания UJT, он срабатывает и ярко включает светодиод.Конденсатор C2 теперь начинает разряжаться через светодиод, пока потенциал на Cr не упадет ниже порога удержания UJT, который отключается, выключая светодиод. Этот цикл повторяется, в результате чего светодиод попеременно мигает.

Уровень яркости светодиода определяется R2, ​​значение которого можно рассчитать по следующей формуле:

R2 = напряжение питания - напряжение светодиода в прямом направлении / ток светодиода

12 - 3,3 / 0,02 = 435 Ом, поэтому 470 Ом кажется правильным значением для предлагаемой конструкции.

Лампа накаливания Flasher

Очень похожая на вышеописанную концепцию, следующая схема UJT способна мигать лампой накаливания высокой мощности.

Он использует SCR для операций. Лампочка также может быть заменена на светодиоды высокой мощности.

Схема игрушечной сирены

Эта схема настолько мала, что ее можно легко разместить в любой игрушке. С некоторыми навыками пользователя цепь игрушечной сирены может быть настроена так, чтобы звучать как сирена скорой помощи или другой вид аварийных сирен.Используемый преобразователь может быть наушником или пьезоэлектрическим преобразователем.

Схема работает как релаксационный генератор, использующий однопереходный транзистор (2N2646, MU10, TIS43). R2 и конденсатор C2 определяют частоту сигнала сирены. Когда кнопка SW1 нажата, это позволяет конденсатору C1 заряжаться, вызывая повышение напряжения на переходе R2 и C2, что вызывает повышающую частоту колебаний. Теперь, как только кнопка отпускается, заряд внутри C2 начинает постепенно уменьшаться, вызывая пропорциональное медленное уменьшение частоты колебаний.Если кнопка включена / выключена, с интервалом времени около 2 секунд между ВКЛЮЧЕНИЕМ ВЫКЛЮЧЕНИЕ позволяет цепи генерировать звук, похожий на сирену.

Простая схема генератора постоянного тока с использованием транзистора

Многие из нас, кто работал с аналоговыми схемами , часто сталкивались с терминами «источник напряжения » и «источник тока » в схемотехнике. Хотя все, что обеспечивает постоянное напряжение, например, простой USB-выход на 5 В или адаптер на 12 В, можно рассматривать как источник напряжения, термин «источник тока» всегда остается загадкой.И многие схемы, особенно та, которая включает в себя операционные усилители или схемы переключения, потребуют от вас использования источника постоянного тока, чтобы проект работал. Итак, что подразумевается под текущим источником? Как это будет работать и зачем это нужно?

В этом руководстве мы найдем ответы на эти вопросы, а также построим и протестируем простую схему источника постоянного тока с использованием транзистора . Схема, используемая в этом руководстве, сможет подавать на вашу нагрузку постоянный ток 100 мА , но вы можете изменить его с помощью потенциометра в соответствии с вашими проектными требованиями.Интересно верно! Итак, приступим.

Что такое источник постоянного тока (CC)?

Обычно, когда блок питания управляет нагрузкой, может быть два возможных режима работы: один - , режим постоянного напряжения (CV), работы, а другой - , режим постоянного тока (CC), , , режим .

В режиме CV источник питания делает выходное напряжение постоянным и изменяет выходной ток в зависимости от сопротивления нагрузки.Лучшим примером будет ваш USB-порт 5 В, где выходное напряжение фиксировано на уровне 5 В, но в зависимости от нагрузки ток будет меняться. Если вы подключите маленький светодиод, он будет потреблять меньше тока, а если вы подключите больший, он будет потреблять больше тока, но напряжение на светодиоде всегда будет 5 В.

В режиме CC идеальный источник тока Источник питания обеспечивает постоянный выходной ток и изменяет выходное напряжение в зависимости от сопротивления нагрузки. Примером этого может служить зарядное устройство 12 В в режиме CC, где ток зарядки будет фиксироваться в зависимости от напряжения.В случае, если ваш аккумулятор составляет 10,5 В, если вы подключаете его к зарядному устройству на 1 А, 12 В, выходной ток от зарядного устройства всегда будет 1 А, но выходное напряжение будет изменяться для поддержания этого зарядного тока 1 А. Таким образом, здесь требуются цепи постоянного тока , другим примером может быть схема драйвера светодиода постоянного тока, где ток через светодиод должен быть постоянным.

Простой источник постоянного тока 100 мА на транзисторе

В этом проекте мы построим простой транзисторный источник постоянного тока с источником тока , используя всего 4 компонента.Это очень недорогая схема, которая может обеспечить источник постоянного тока 100 мА , используя источник питания 5 В. Он также будет иметь потенциометр для управления токовым выходом в диапазоне от 1 до 100 мА. Он будет обеспечивать постоянный ток даже при изменении сопротивления нагрузки. Это будет полезно использовать, когда в цепи требуется постоянный ток без колебаний. Ранее мы также построили другой тип схемы источника тока, называемой схемой токового насоса Хауленда, и схемой текущего зеркала, вы также можете взглянуть на них, если хотите.Теперь давайте посмотрим на материалы, необходимые для этого проекта.

Необходимые материалы:
  1. TL431
  2. BC547
  3. 2к резистор 1%
  4. Переменный резистор 10 кОм
  5. 22R 1% резистор
  6. Адаптер постоянного тока на 5 В или блок питания.
  7. Различное сопротивление нагрузке в соответствии с требованиями.
  8. Макетная плата и провода подключения
  9. Мультиметр для тестирования.

Как указано в вышеприведенной спецификации, схема состоит только из двух активных компонентов, TL431 и BC547.TL431 - это шунтирующий стабилизатор, использующий опорное напряжение 2,5 В. Он поддерживает катодный ток 1–100 мА для операций, связанных с шунтом. Корпус этого компонента такой же, как и у обычного транзистора со сквозным отверстием. Остальные компоненты являются пассивными. Для точной выходной мощности резисторы должны иметь допуск 1%.

Схема источника постоянного тока:

Принципиальная схема источника постоянного тока на транзисторе проекта приведена ниже.

Вышеупомянутая схема полностью подключена к линии 5В. Выходная нагрузка должна быть подключена между выходом и заземлением. На приведенной выше схеме BC547 работает как транзистор прохода , подробнее об этом будет сказано в рабочем разделе.

Важные расчеты для цепи постоянного тока

Выходной ток вышеуказанной схемы зависит от приведенной ниже формулы, которую можно использовать для вычисления выходного тока цепи источника постоянного тока.

I  out =  V  ref  / R4 + I  KA  

Для этой цепи

I  out = 100 мА  (.100A)
V  ref =  2,5 В
I  KA  = 1 мА (0,001 A) [Примечание: минимальный ток смещения] 

Итак,

I  из  = V  ref  / R4 + I  KA 
0,100 = 2,5 / R4 + 0,001
0,100 - 0,001 = 2,5 / R4
R4 = 2,5 / 0,099
R4 = 25 Ом (приблизительно) 

Доступное наименьшее приближающее значение R4 составляет 22 Ом. Теперь переменный резистор или значение потенциометра можно найти по той же формуле.Раньше максимальный доступный ток 100 мА достигался резистором 22 Ом. На этот раз потенциометр снизит выходной ток до самого низкого уровня.

Поскольку минимальный катодный ток, необходимый для TL431, составляет 1 мА, можно предположить, что наименьший ток будет 2 мА. Следовательно, используя ту же формулу,

I  из  = V  ref  / VR  1  + I  KA 
0,002 = 2,5 / VR  1  + 0,001
0,002 - 0,001 = 2,5 / VR  1 
.001 = 2,5 / VR  1 
VR  1  = 2,5 К 

Таким образом, для контроля тока можно использовать потенциометр 2.2k с наименьшим приближающим значением. Последний расчет для предназначен для расчета значения резистора смещения R1 по формулам ниже.

R1 = V  вход  / (I  выход  / hFE + I  KA ) 

Для этой цепи

Io  ut  = 100 мА (0,100 А)
V  в  = 5 В
hFE = 100 (максимум)
IKA = 1 мА (0,001 А) [Примечание: минимальный ток смещения]
R1 = V  вход  / (I  выход  / hFE + I  KA )
R1 = 5 / (.100/100 + 0,001)
R1 = 2,5 кОм 

Таким образом, доступное наименьшее значение R1 приближающего устройства может составлять 2,2 кОм.

Работа цепи постоянного тока:

Транзистор BC547 действует как транзистор прохода , который управляется резистором смещения R1 и шунтирующим стабилизатором TL431. База транзистора фактически подключена к делителю тока . Эта схема делителя тока сделана с использованием резистора смещения и шунтирующего регулятора.TL431 регулирует постоянный ток, считывая опорное напряжение и управляя проходным транзистором BC547. Схема построена на макете, как показано ниже.

Проверка цепи источника постоянного тока

Когда плата была готова, я включил свою схему, используя источник постоянного тока 5 В, и начал ее тестирование. Я использовал разные нагрузки (разные значения резистора) на выходной стороне и следил за тем, чтобы ток всегда оставался постоянным.Я использовал мультиметр для измерения выходного тока моей схемы, и он всегда был около 100 мА, как показано на рисунке ниже

.

Полное видео тестирования можно найти внизу этой страницы. Если у вас есть какие-либо вопросы, оставьте их в разделе комментариев ниже или используйте форумы для других технических вопросов.

Применение цепей источника постоянного тока

В системе светодиодного освещения требуется источник постоянного тока для операций, связанных с управлением светодиодами.Как и в портативных устройствах, в схемах зарядки аккумуляторов используются источники постоянного тока. Небольшой список приложений, в которых используется источник постоянного тока, приведен ниже

.
  • Система усилителя.
  • Солнечные системы
  • Электромагниты
  • Моторная система для постоянной скорости.
  • Датчики на эффекте Холла.
  • Цепи стабилизатора смещения стабилитронов.

Импульсный источник питания - основные принципы работы ИБП. Проектирование импульсного источника питания с активным ККМ.Эпизод I.

Во многих электрических устройствах давно применяется принцип реализации вторичного питания за счет использования дополнительных устройств для обеспечения функций обеспечения электрических схем, нуждающихся в питании от отдельных видов напряжений, частот, тока ...

Для этого созданы дополнительные предметы: преобразование напряжения одного вида в другой. Их может быть:

    встроен в корпус потребителя, как и во многих микропроцессорных устройствах;

    либо отдельными модулями с соединительными проводами по обычному зарядному устройству в мобильном телефоне.

В современной электротехнике используются два принципа преобразования энергии для потребителей электроэнергии, основанные на:

1. Использование аналоговых трансформаторных устройств для передачи электроэнергии во вторичную схему;

2. Блоки импульсные силовые.

Имеют принципиальные отличия в конструкции, работают по разным технологиям.

Трансформаторные блоки питания

Изначально создавались только такие конструкции. Они изменяют структуру напряжения из-за работы питающего от бытовой сети 220 вольт силового трансформатора, при котором уменьшается амплитуда синусоидальной гармоники, направляемой далее на выпрямительное устройство, состоящее из силовых диодов, включенных, как правило, по мостовой схеме.

После этого пульсирующее напряжение сглаживается параллельно подключенной емкости, выбранной по величине допустимой мощности, и стабилизирует полупроводниковую схему с помощью силовых транзисторов.

За счет изменения положения подстроечных резисторов в схеме стабилизации можно регулировать значение напряжения на выходных клеммах.

Импульсные источники питания (ИБП)

Такие конструктивные разработки массово появились несколько десятилетий назад и стали пользоваться все большей популярностью в электрических устройствах благодаря:

    наличие приобретения общей элементной базы;

    надежность в исполнении;

    возможностей для расширения диапазона рабочих напряжений.

Практически все источники импульсного питания незначительно отличаются по конструкции и работают по одной, типичной для других устройств схеме.

В состав основных частей источников питания входят:

    сетевой выпрямитель, собранный из: входных дросселей, электромеханического фильтра, обеспечивающего отстройку от помех и отключения статики с конденсаторами, сетевым предохранителем и диодным мостом;

    Накопительная емкость фильтра

    ;

    ключевой силовой транзистор;

    задающий генератор;

    схема обратной связи на транзисторах;

    опопара;

    импульсный источник питания, от вторичной обмотки которого исходит напряжение для преобразования в силовую цепь;

    диодов выпрямительной выходной цепи;

    схема управления выходным напряжением, например, на 12 вольт с регулировкой на оптопарах и транзисторах;

    Конденсаторы фильтрующие

    ;

    силовых дросселей, выполняющих роль коррекции напряжения и его диагностики в сети;

    выходных разъемов.

Пример электронной платы такого импульсного источника питания с кратким обозначением базы данных элементов показан на рисунке.

Принцип работы импульсного блока питания

Импульсный источник питания вырабатывает стабилизированное питающее напряжение, используя принципы взаимодействия элементов схемы инвертора.

Напряжение сети 220 вольт поступает на подключенные провода к выпрямителю. Его амплитуда сглаживается емкостным фильтром с использованием конденсаторов, выдерживающих пики порядка 300 вольт, и отделяется интерференционным фильтром.

Импульсный источник питания используется для преобразования входного напряжения в значение, требуемое внутренними элементами устройства. Другое широко распространенное название импульсных источников - инверторы.

Что это такое?

Инвертор - это вторичный источник питания, использующий двойное преобразование входного напряжения. Значение выходных параметров регулируется изменением длительности (ширины) импульсов и, в некоторых случаях, частот их следования.Этот тип модуляции называется широтно-импульсной.

Принцип действия импульсного блока питания

Инвертор основан на выпрямлении первичного напряжения и его дальнейшем преобразовании в последовательность высокочастотных импульсов. Это отличается от обычного трансформатора. Выходное напряжение блока используется для генерации сигнала отрицательной обратной связи, позволяющего регулировать параметры импульса. Контролируя ширину импульсов, легко организовать стабилизацию и регулировку выходных параметров, напряжения или тока.То есть это может быть как стабилизатор напряжения, так и стабилизатор тока.

Количество и полярность выходных значений могут быть самыми разными в зависимости от того, как работает блок питания.

Разновидности блоков питания

В приложении обнаружено несколько типов инверторов, различающихся по конструктивной схеме:

  • bestranFormator;
  • Трансформатор
  • .

Первый отличается тем, что импульсная последовательность поступает непосредственно на выходной выпрямитель и сглаживающий фильтр устройства.В этой схеме минимум компонентов. Простой инвертор включает в себя специализированную интегральную микросхему - генератор широт и импульсов.

Из недостатков трансформаторных устройств главное - они не имеют гальванического соединения с питающей сетью и могут представлять опасность поражения электрическим током. Обычно они имеют небольшую мощность и дают только одно значение выходного напряжения.

Трансформаторные устройства, в которых последовательность высокочастотных импульсов поступает в первичную обмотку трансформатора, более распространены.Вторичных обмоток может быть много-много, что позволяет формировать несколько выходных напряжений. Каждая вторичная обмотка загружена в свой выпрямитель и сглаживающий фильтр.

Мощный импульсный блок питания любого компьютера построен по такой схеме, которая имеет высокую надежность и безопасность. Для сигнала обратной связи напряжение составляет 5 или 12 вольт, так как эти значения требуют наиболее точной стабилизации.

Применение трансформаторов для преобразования высокочастотного напряжения (десятки килогерц вместо 50 Гц) позволило уменьшить их габариты и массу, многократно уменьшить и использовать в качестве материала сердечника (магнитопровода) не электрическое железо, а ферромагнетик. материалы с высокой коэрцитивной силой.

На основе импульсной модуляции также конструируются преобразователи постоянного тока. Без использования инверторных схем преобразование было связано с большими трудностями.

Схема БП

Схема наиболее распространенной конфигурации импульсного преобразователя включает:

  • сетевой фильтр помех; Выпрямитель
  • ;
  • сглаживающий фильтр;
  • преобразователь импульсов;
  • ключевых транзисторов;
  • выходной высокочастотный трансформатор;
  • Выходные выпрямители
  • ;
  • Индивидуальные и групповые фильтры выходного дня.

Назначение фильтра помех - задерживать помехи от устройства в питающей сети. Коммутация мощных полупроводниковых элементов может сопровождаться созданием кратковременных импульсов в широком спектре частот. Поэтому необходимо использовать элементы, разработанные специально для этой цели, в качестве проходных конденсаторов фильтрующих звеньев.

Выпрямитель служит для преобразования входного переменного напряжения в постоянное, а сглаживающий фильтр, установленный ниже, устраняет пульсации выпрямленного напряжения.

В случае использования выпрямитель и фильтр становятся ненужными, а входной сигнал, проходя цепочку интерференционного фильтра, поступает прямо на импульсный преобразователь (модулятор), сжатый ШИМ.

ШИМ - самая сложная часть схемы импульсного источника питания. В задачу входит:

  • генерация высокочастотных импульсов;
  • контроль выходных параметров блока и коррекция импульсной последовательности в соответствии с сигналом обратной связи;
  • управление и защита от перегрузки.

Сигнал SWM поступает на управляющие выходы мощных ключевых транзисторов, включенных на мостовую или полуприцеп. Силовые выходы транзисторов загружаются на первичную обмотку выходного высокочастотного трансформатора. Вместо традиционных IGBT или MOSFET-транзисторов, которые отличаются небольшим падением напряжения на переходах и высокими скоростями. Улучшенные параметры транзистора способствуют снижению рассеиваемой мощности при тех же габаритах и ​​конструктивных параметрах.

В выходном импульсном трансформаторе используется тот же принцип преобразования, что и классический принцип.Исключение - работа с повышенной частотой. В результате высокочастотные трансформаторы с одинаковой передаваемой мощностью имеют меньшие габариты.

Напряжение со вторичной обмотки (их может быть несколько) поступает на выходные выпрямители. В отличие от входного выпрямителя диоды выпрямителя вторичной цепи должны иметь повышенную рабочую частоту. Лучше всего на этом участке схемы работают диоды Шоттки. Их преимущества перед обычными:

  • высокая рабочая частота;
  • уменьшенная пропускная способность перехода P-n;
  • малое падение напряжения.

Назначение выходного фильтра импульсного источника питания сведено к необходимому минимуму пульсаций выпрямленного выходного напряжения. Так как частота пульсаций намного выше, чем у сетевого напряжения, то нет необходимости в больших номиналах конденсаторов и индуктивности в катушках.

Объем импульсного источника питания

Импульсные преобразователи напряжения в большинстве случаев используются вместо традиционных трансформаторов с полупроводниковыми стабилизаторами.При одинаковой мощности инверторы отличаются меньшими габаритами и массой, высокой надежностью, а главное - более высоким КПД и возможностью работать в широком диапазоне входных напряжений. А при сопоставимых габаритах максимальная мощность инвертора в несколько раз выше.

В такой области, как преобразование постоянного напряжения, источники импульсов практически не имеют альтернативной замены и способны работать не только на снижение напряжения, но и на повышение, организацию сдвига полярности.Высокая частота преобразования значительно облегчает фильтрацию и стабилизацию выходных параметров.

Малогабаритные инверторы на специализированных интегральных схемах используются в качестве зарядных устройств всех видов гаджетов, а их надежность такова, что срок службы зарядного устройства может в несколько раз превышать работоспособность мобильного устройства.

Драйверы питания 12 вольт для включения светодиодных источников света также построены по импульсной схеме.

Как сделать своими руками импульсный блок питания

Инверторы, особенно мощные, имеют сложную схемотехнику и доступны для повторения только опытным радиолюбителям.Для самостоятельной сборки сетевых источников питания можно рекомендовать простые маломощные схемы с использованием специализированных микросхем контроллера SMI. Такие ИС имеют небольшое количество элементов обвязки и имеют отработанные типовые схемы включения, практически не требующие регулировки и настройки.

При работе с самодельными конструкциями или ремонте промышленных устройств необходимо помнить, что часть схемы всегда будет находиться под потенциалом сети, поэтому требуются меры безопасности.

Технический прогресс не стоит на месте и уже сегодня на смену блокам питания пришли импульсные блоки. Причин тому огромное множество, но самые главные из них:

  • Простота и низкая стоимость в производстве;
  • Легкость при эксплуатации;
  • Компактность и существенно удобные габаритные размеры.

Прочтите инструкцию, как выбрать детектор скрытой проводки и как им пользоваться.

С технической точки зрения импульсный источник питания - это устройство, которое занимается выпрямлением сетевого напряжения и затем формирует из него импульс с частотной характеристикой до 10 кГц.Стоит отметить, что КПД этого технического устройства достигает отметки 80%.

Принцип работы

По сути, весь принцип работы импульсного источника питания сводится к тому, что устройство этого типа направлено на выпрямление напряжения, которое поступает на него при подключении к сети и затем формирует рабочий импульс, благодаря которому этот электрический агрегат может функционировать.

Многие задаются вопросом, в чем основные отличия импульсного устройства от обычного? Все сводится к тому, что у него увеличенные технические характеристики и меньшие габариты.Также импульсный блок дает больше энергии, чем стандартный вариант.

Просмотры

На данный момент на территории РФ при необходимости можно найти силовые блоки импульсного типа следующих разновидностей и категорий:

  • Simple на IR2153 - данная модификация является наиболее востребованной. среди отечественного потребителя;
  • На TL494.
  • На uc3842.
  • От энергосберегающей лампы - это что-то вроде модифицированного технического устройства гибридного типа;
  • Для усилителя - имеет высокие технические характеристики;
  • Из электронного балласта - по названию понятно, что прибор основан на работе весов электронного типа.Прочтите обзор, какие бывают светодиодные лампы для дома и как выбрать.
  • Регулируемый - этот тип механического блока может настраиваться и регулироваться самостоятельно;
  • Для умзч - имеет узкую специфику применения;
  • Мощный - отличается высокими мощностными характеристиками;
  • 200 вольт - данный тип устройства рассчитан на максимальное напряжение 220В;
  • Сеть 150 Вт - работает только от сети, максимальная мощность 150 Вт;
  • 12 В - техническое устройство, способное нормально работать при напряжении 12 В;
  • 24 В - нормальная работа прибора возможна только при 24 В
  • Мост - При сборке использовалась мостовая схема подключения;
  • Для лампового усилителя - все характеристики рассчитаны на работу с ламповым усилителем;
  • Для светодиодов используется высокая чувствительность для работы со светодиодами;
  • Двухполюсный, имеет двойную полярность, устройство соответствует высоким стандартам качества;
  • Реверс - замкнутый на работу реверсивного поворота, имеет повышенные показатели мощности и напряжения.
  • Схема

    Все блоки питания импульсного типа в зависимости от объема эксплуатации и технических особенностей имеют разные схемы:

    • 12 В - стандартный вариант для сборки системы данного типа;
    • 2000 Вт - данная схема предназначена только для высокопроизводительных технических устройств;
    • Для схемы 18 Б - схема специфическая, при сборке требуются специальные знания от мастеров;
    • Для лампового усилителя - в данном случае речь идет о простом схематическом исполнении, учитывающем только выход на ламповый усилитель;
    • Для ноутбуков - предполагает наличие специальной системы защиты от перепадов напряжения;
    • On Top 200 - технические характеристики устройства будут равны 40 В и 3 А.Прочтите устройство генератора переменного тока.
    • По схеме TL494 - учитывать ограничение тока и регулировку входного напряжения;
    • На UC3845 - собрать импульсный блок питания по такой схеме не составит труда;
    • импульсный источник питания по схеме IR2153 - применим для усилителей низкой частоты;
    • На микросхеме LNK364PN - реализовано на базе микросхемного исполнения UC 3842;
    • Что касается полевого транзистора, из названия ясно, что эта схема применима к полевому транзистору;
    • Схема спектрального импульсного источника питания - имеет простое исполнение, не требует особых навыков при сборке.

    Ремонт

    В статье речь идет об импульсных блоках питания (далее ИБП), которые на сегодняшний день получили самое широкое применение во всех современных радиоэлектронных устройствах и самоделках.
    Основной принцип работы ИБП основан на преобразовании сетевого переменного напряжения (50 герц) в переменное высокочастотное прямоугольное напряжение, которое преобразуется в требуемые значения, выпрямляется и фильтруется.
    Преобразование осуществляется с помощью мощных транзисторов, работающих в режиме ключа и импульсного трансформатора, вместе образующих схему ВЧ преобразователя.Что касается схемного решения, то существует два варианта преобразователей: первый - выполнен по схеме импульсного автогенератора и второй - с внешним управлением (используется в большинстве современных радиоэлектронных устройств).
    Поскольку частоту преобразователя обычно выбирают в среднем от 20 до 50 килогерц, то размер импульсного трансформатора, а, следовательно, и всего блока питания сведены к минимуму, что является очень важным фактором для современной техники.
    Упрощенная схема передатчика импульсов с внешним управлением См. Ниже:

    Преобразователь выполнен на транзисторе VT1 и трансформаторе Т1.Сетевое напряжение через силовой фильтр (SF) поступает на сетевой выпрямитель (SV), где оно выпрямляется, фильтруется конденсатором FIF-фильтра и через обмотку W1 трансформатора T1 поступает на коллектор транзистора VT1. Когда база прямоугольного импульсного транзистора запитана, транзистор открывается и через него проходит возрастающий ток ИС. Такой же ток будет протекать через обмотку T1 трансформатора W1, что приведет к возникновению магнитного потока в сердечнике трансформатора, а трансформатор во вторичной обмотке трансформатора индуцируется самоиндукцией.В конечном итоге на выходе диода VD появляется положительное напряжение. Более того, если мы увеличим длительность импульса, подаваемого на базу транзистора VT1, напряжение будет увеличиваться во вторичной цепи, потому что энергии будет отдаваться больше, а если длительность будет уменьшена, напряжение соответственно уменьшится. Таким образом, изменяя длительность импульса в схеме базы транзистора, мы можем изменять выходное напряжение вторичной обмотки Т1, а значит, стабилизировать выходные напряжения блока питания.
    Единственное, что для этого нужно - диаграмма, которая будет генерировать импульсы запуска и контролировать их длительность (последняя). В качестве такой схемы используется ШИМ-контроллер. ШИМ - это импульсная модуляция. Контроллер ШИМ включает в себя импульсный генератор переключения (определяющий частоту преобразователя), схемы защиты, управления и логическую схему, которая управляет длительностью импульса.
    Для стабилизации выходных напряжений ИБП схема ШИМ-контроллера «должна знать» величину выходного напряжения.Для этих целей используется следящая цепь (или цепь обратной связи), выполненная на оптопаре U1 и резисторе R2. Увеличение напряжения во вторичной цепи трансформатора Т1 приведет к увеличению интенсивности излучения светодиода и, как следствие, уменьшению сопротивления перехода фототранзистора (входящего в оптопары U1). В свою очередь, приведет к увеличению падения напряжения на резисторе R2, который последовательно включит фототранзистор и снизит напряжение на выходе 1 контроллера ШИМ.Снижение напряжения заставляет логическую схему, входящую в состав ШИМ-контроллера, увеличивать длительность импульса до тех пор, пока напряжение на 1-м выходе не будет соответствовать заданным параметрам. При понижении напряжения - процесс обратный.
    ИБП использует 2 принципа реализации цепей слежения - «немедленное» и «косвенное». Описанный выше метод называется «немедленным», поскольку напряжение обратной связи снимается непосредственно со вторичного выпрямителя. При «непрямом» слежении напряжение обратной связи снимается с дополнительной обмотки импульсного трансформатора:

    Уменьшение или увеличение напряжения на обмотке W2 приведет к изменению напряжения и на обмотке W3, которое также подается через резистор R2 на 1 контроллер ШИМ.
    С цепью слежения, думаю, разобрался, теперь давайте рассмотрим такую ​​ситуацию, как короткое замыкание (КЗ) в нагрузке ИБП. В этом случае вся энергия, отдаваемая вторичной цепи ИБП, будет потеряна, и выходное напряжение будет практически равно нулю. Соответственно, схема ШИМ-контроллера будет пытаться увеличить длительность импульса, чтобы поднять уровень этого напряжения до соответствующего значения. В результате транзистор VT1 будет оставаться все длиннее и дольше в открытом состоянии, и ток, протекающий через него, будет увеличиваться.В конце концов, это приведет к выходу из строя этого транзистора. ИБП обеспечивает защиту транзистора преобразователя от токовых перегрузок в таких аварийных ситуациях. Его базой является резистор, включенный последовательно в цепь, по которой протекает ток токосъемника. Увеличение текущего тока, протекающего через транзистор VT1, приведет к увеличению падения напряжения на этом резисторе, а, следовательно, и напряжение, подаваемое на вывод 2 ШИМ-контроллера, также уменьшится.Когда это напряжение снизится до определенного уровня, который соответствует максимально допустимому току транзистора, логическая схема ШИМ-контроллера прекратит формирование импульсов на выходе 3 и блок питания перейдет в режим защиты или другими словами выключить.
    В заключение хотелось бы подробнее рассказать о преимуществах ИБП. Как уже было сказано, частота импульсного преобразователя достаточно высока, а значит, габаритные размеры импульсного трансформатора уменьшаются, а потому, как это не парадоксально звучит, стоимость ИБП меньше традиционного БП, т. К. меньше металлоемкость на магнитопровод и медь на обмотке, даже не смотря на то, что количество деталей в ИБП увеличивается.Еще одно из преимуществ ИБП - небольшая, по сравнению с обычным БП, емкость конденсатора фильтра вторичного выпрямителя. Уменьшение емкости стало возможным за счет увеличения частоты. И наконец, КПД импульсного блока питания до 85%. Это связано с тем, что ИБП потребляет энергию электрической сети только при открытом транзисторе преобразователя, при его закрытии энергия в нагрузке отдается за счет разряда фильтра вторичной цепи.
    К минусам можно отнести усложнение схемы ИБП и увеличение импульсных помех с излучениями ИПС. Увеличение помех связано с тем, что транзистор преобразователя находится в ключевом режиме. В этом режиме транзистор является источником импульсных помех, возникающих в моменты переходных переходных процессов. Это недостаток любого транзистора, работающего в ключевом режиме. Но если транзистор работает с низкими напряжениями (например, транзисторная логика с напряжением 5 вольт) не страшно, в нашем случае напряжение, приложенное к коллектору транзистора, составляет примерно 315 вольт.Для борьбы с этими помехами в ИБП используются более сложные схемы сетевых фильтров, чем в обычном БП.

Импульсные или ключевые, источники питания В настоящее время получаются не менее линейные стабилизаторы напряжения распространения. Их основные достоинства: высокий КПД, малые габариты и вес, высокая удельная мощность. Это стало возможным благодаря использованию ключевого режима работы силовых элементов. В ключевом режиме рабочая точка большую часть времени находится в области насыщения или области отсечки, а зона активного (линейного) режима имеет место с высокой скоростью за очень малое время переключения.В состоянии насыщения напряжение на транзисторе близко к нулю, а в режиме отсечки ток отсутствует, благодаря чему потери в транзисторе достаточно малы. Следовательно, мощность за период переключения - это мощность, рассеиваемая в ключевом транзисторе, она оказывается намного меньше, чем в линейных регуляторах. Небольшие сильные стороны силовых клавиш приводят к уменьшению или полному отказу от радиаторов.

Повышение массовых характеристик двигателей источников питания в первую очередь связано с тем, что силовой трансформатор, работающий на частоте 50 Гц, исключен из схемы питания.Вместо него в схему вводится высокочастотный трансформатор или дроссель, габариты и масса которого намного меньше низкочастотного трансформатора.

К недостаткам импульсных источников питания можно отнести: сложность схемы, наличие высокочастотных шумов и помех, увеличение пульсаций выходного напряжения, большое время вывода. Сравнительные характеристики обычных (то есть с низкочастотным силовым трансформатором) и импульсных источников питания приведены в таблице 2.1.

Сравнение этих характеристик показывает, что КПД импульсных источников питания увеличивается по сравнению с обычным (линейным) в единицах 1: 2, а удельная мощность в единицах 1: 4. При увеличении частоты преобразования с 20 кГц до 200 Гц. кГц удельная мощность увеличивается в соотношении 1: 8, т.е. почти вдвое. Импульсные источники питания также имеют больше времени для удержания выходного напряжения при внезапном возникновении сети.

Это связано с тем, что в сетевом выпрямителе источника импульсов используются конденсаторы большой емкости и с высоким рабочим напряжением (до 400 В).При этом размеры конденсаторов растут пропорционально произведению Cu, а энергия конденсатора пропорциональна Cu 2. Этой энергии конденсатора достаточно для поддержания источника питания в рабочем состоянии примерно 30 мс, что очень важно. для сохранения информации в компьютерах при внезапном отключении электроэнергии.

Таблица 2.1 - Сравнение импульсных и линейных источников

При этом пульсации выходного напряжения в импульсных источниках питания больше, чем у линейных, что связано со сложностью уменьшения коротких импульсов при работающем импульсном преобразователе.Остальные характеристики в этих источниках практически совпадают.

Строение корпуса ИВЭП . При всем разнообразии структурных схем рисунков 2.1 ... 2.8 наличие силового каскада обязательно,

, проводя преобразование постоянного напряжения в другое постоянное, условно предположим, что импульсные преобразователи реализуют функцию электрической изоляции (гальванического перехода) входной и выходной цепей, а импульсные стабилизаторы - нет.Функциональное назначение силовых каскадов преобразователей и стабилизаторов одинаково.

Широкое распространение получил ИВЭП компенсационного типа, выполненный с обратной связью Рис. 2.1, каскад мощности 3, на управляющий вход которого подается последовательность импульсов с определенными временными параметрами, выполняет импульсное преобразование постоянного напряжения от первичного источника ЭП к выходному напряжению UEN (ИВЭП показаны жирными линиями силовых цепей).

В общем случае выходных цепей с напряжениями Un один ИВЭ может иметь несколько.Усилитель импульсов 2 может не только выполнять функцию усиления управляющих импульсов мощностью для транзисторов 3, но и функции формирования функций: выполняет временное разделение импульсов, например, для двухтактных преобразователей напряжения формирует короткие управляющие импульсы для схем 3 с трансформаторами тока или специальными типами силовых транзисторов и др ..

Рисунок 2.1 - Структурная схема импульсной компенсации ИВЭП

Импульсы, синхронизирующие работу IVEP, генерируются модулятором 1.Выходное напряжение постоянного тока UAN поступает на вход схемы сравнения 4, где сравнивается с опорным напряжением UOP. Сигнал рассогласования (ошибки) поступает на вход модулятора, который устанавливает временные параметры синхронизирующих импульсов. Увеличение или уменьшение напряжения КАС приводит к изменению сигнала рассогласования на выходе 4 и временных параметров синхронизирующих импульсов на входе 1, что вызывает восстановление предыдущего значения напряжения КАС, т.е. его стабилизацию.Таким образом, ИВЭП, выполненный по схеме рисунка 2.1, представляет собой стабилизирующий импульсный преобразователь напряжения компенсации, который поддерживает неизменность выходного напряжения при изменении выходного тока IU, входного напряжения ЭП, температуры окружающей среды и действие других дестабилизирующих факторов.

Рассмотрим IVEP с инвариантной (иногда называемой параметрической) стабилизацией выходного напряжения на рисунке 2.2.

Суть такого способа стабилизации заключается в том, что при воздействии фактора, который может вызвать отклонение значения напряжения UR от заданного, возникают временные параметры управляющих импульсов, приводящие к тому, что UR останется неизменным.Однако, в отличие от компенсационных стабилизаторов, изменение временных характеристик управляющих импульсов в этом случае зависит от величины отклонения дестабилизирующего воздействия.

Рисунок 2.2 - Структурная схема импульсного параметрического ИВЭП

На рисунке 2.2 генератор, обеспечивающий такую ​​функциональную зависимость, обозначен 1. Здесь штрих-кодом показано соединение ЭП с входом управления генератором для обеспечения закона инвариантности КАС от ЭП.

Источники вторичного питания без стабилизации выходного напряжения выполняются по схеме, представленной на рисунке 2.3. Генератор импульсов 1 генерирует импульсы с неизменными временными параметрами. Очевидно, необходимо наличие стабильного напряжения УР.

Рисунок 2.3 - Структурная схема нестабилизированного ИВЭП

IVEP, представленный на рисунке 2.4, выполняет двойное преобразование мощности постоянного тока. Первый каскад питания 1, как правило, импульсный стабилизатор преобразует напряжение ЭП в стабилизированное напряжение ЭП1.Второй силовой каскад 2 осуществляет гальваническое напряжение и, при необходимости, дополнительную стабилизацию КАС. В целом компенсация и инвариантная стабилизация могут осуществляться не только в 1, но и в обоих каскадах, что показано штрихами цепей отрицательной обратной связи. Силовые каскады 1 и 2 могут быть различными вариантами силовых каскадов любой ИЭП.

Рисунок 2.4 - Структурная схема двойного преобразования IVEP

Блок-схема блока ИВЭП с ступенчатым увеличением мощности показана на рисунке 2.5. Для увеличения выходной мощности применено параллельное включение каскадов 3 ... 5.

Рисунок 2.5 - Структурная схема модульного ИВЭП

Поскольку параллельное включение традиционных ИВЭП без применения специальных мер по выравниванию мощности каждого из них невозможно, то в этом случае используется принцип многофазного построения ЭВП. Он заключается в том, что СЧ модулятор не только преобразует сигнал рассогласования СС в соответствующую последовательность импульсов, но и выполняет функцию фазового распределения импульсных сигналов в нескольких каскадах мощности.В результате этой работы ИЭПП временные каскады разомкнутого и замкнутого состояния силовых ключей транзисторов различных мощных каскадов со временем отключаются.

Все рассмотренные схемы ИВЭП можно сравнивать по различным параметрам - стабильности выходных напряжений, массовым характеристикам котла, энергетическим показателям, технологическим и стоимостным, а также возможности унификации. При этом одна и та же схема в зависимости от заданных требований может быть неоптимальной по набору показателей.Выбрать конкретную схему как наиболее эффективную невозможно, поэтому желательно учитывать наиболее общие свойства схем. Мы предполагаем, что реактивные, энергетические и массовые показатели силовых каскадов одинаковы и в равной степени зависят от мощности, выходного напряжения и частоты преобразования.

Наибольшей стабильностью выходного напряжения обладает ИВЭ, реализованный по схеме рисунка 2.1, так как обратная связь, действующая на временные параметры управляющих импульсов, берется непосредственно с выхода ЭЭВП.Высокую стабильность выходного напряжения также имеет схема WEP, показанная на рисунке 2.4, если обратная связь на SS снимается с выхода - UAN. Несколько худшая устойчивость, но более простая схема управления большего размера имеет ИВД, выполненный по схеме рисунка 2.2. Однако он не учитывает изменение падения напряжения на индуктивном и активном элементах 3 при изменении тока изменения тока. Дестабилизирующие изменения напряжения ЭП могут быть скомпенсированы введением дополнительной прямой связи (пунктирная линия).Существуют ИВЭП с инвариантной стабилизацией не только возмущающих воздействий на напряжение ЭП, но и возмущающих воздействий на ток тока ИГ, температуру окружающей среды и др., Но широкого распространения они не получили. Наихудшей устойчивостью является ИВД, выполненный по схеме рис. 2.3, из-за отсутствия какой-либо обратной связи при воздействии дестабилизирующих факторов. Схема ИВЭП Рисунок 2.4, как уже было сказано выше, принципиально может иметь высокую стабильность выходного напряжения, однако при отсутствии инвариантных или компенсаторных регулирующих каналов ее показатели идентичны схеме на Рисунке 2.3.

Использование схемы рисунка 2.2 предпочтительно при относительно высоких напряжениях UAN, во много раз превышающих падение напряжения на силовых клавишах 3, так как подготовка необходимой функции 1, которая учитывает изменение падения напряжения на этих клавишах при затрудненных колебаниях тока нагрузки и температуры окружающей среды.

Таким образом, в случаях, когда выходное напряжение ИВЭП небольшое (не превышает нескольких вольт) и есть существенные изменения тока нагрузки, температуры окружающей среды и напряжения ЭП, необходимо использовать ИЭП, выполненные по конструктивным схемам ( см. рисунки 2.2.2.4,2.5) С компенсационным принципом регулирования.

Схема

Рисунок 2.2 также может быть применена при удовлетворении компромиссных требований по стабильности выходного напряжения и простоте схемы управления ИВЭП. Если первичное напряжение стабильно и изменения падения напряжения на внутренних элементах СК заметно не влияют на точность поддержания напряжения КАС, используйте более простой ИВЭП (рисунки 2.3 и 2.5).

Схемы ИВЭП могут использоваться в широком диапазоне первичных напряжений - от одного до сотен вольт.Однако для высоких первичных напряжений может быть подходящей схема IVEP на рисунке 2.4, в которой двойное преобразование электрической энергии позволяет уменьшить импульсный стабилизатор высокого первичного напряжения постоянного тока SCI до EP1 и использовать его в качестве первичного SC2 для импульсного преобразователя. В этом случае преобразователь SC2, как более сложный по сравнению с SCI, работает в облегченных электрических режимах, что позволяет уменьшить количество элементов, повысить надежность работы и улучшить энергетические показатели преобразователя.

Наиболее крупногабаритными, материалоемкими и сложными в микроминиатюре элементами являются дроссели и трансформаторы. В схемах WEP необходимо стремиться минимизировать их количество. В схеме IVEP на рис. 2.4 для двойного преобразования энергии требуются два силовых каскада с принципиально необходимыми индуктивными элементами.

Блочное увеличение выходной мощности требуется для построения различных систем электроснабжения, которые должны выполняться на базе однотипной унифицированной ИВЭП.В этом случае разработка и производство электронного оборудования питания ИВЭП целесообразно при использовании однотипных блоков с возможностью параллельного соединения для получения желаемой общей выходной мощности. В результате можно получить экономический эффект. При этом одной из основных целей разработки ИЭП является выбор дискретного значения мощности силового блока, которое должно отвечать всем технико-экономическим требованиям существующих систем электроснабжения. Еще одним преимуществом блочных (многофазных) преобразователей является уменьшение общей емкости конденсаторов выходных фильтров, что объясняется распределением по времени процессов передачи энергии на выход отдельных мощных каскадов.Кроме того, многофазные преобразователи позволяют реализовать различные варианты сложных энергосистем, состоящих из их одинаковых унифицированных блоков.

На рис. 2.6 показана схема ИВЭП, содержащая нерегулируемый сетевой выпрямитель 1 и преобразователь выпрямленного напряжения. Преобразователь состоит из регулируемого инвертора 2, работающего на повышенной частоте (обычно 20 ... 100 кГц), трансформаторного выпрямительного узла 3 и высокочастотного фильтра 4. Для стабилизации выходного напряжения используется схема управления.

Рисунок 2.6 - Структурная схема импульсного ИВЭП с регулируемым инвертором

Схема управления сравнивает выходное напряжение Un и напряжение опорного источника 6. Разница этих напряжений называется сигналом ошибки, используется для регулировки частоты регулируемого инвертора (F = var) или скважности импульса при их неизменности. частота (G = VAR). Преобразователь, выполненный на основе преобразователя одномерного преобразователя, называется преобразователем одномерного преобразователя - тока.Преобразователь, выполненный на основе двухтактного трансформаторного инвертора, называется трансформаторным двухтактным преобразователем - ТДК.

На рисунке 2.7 показана схема IEP с регулируемым сетевым выпрямителем 1 и нерегулируемым инвертором 2. Остальные узлы этой схемы имеют то же назначение, что и предыдущие схемы. Отличительной особенностью данной структурной схемы является использование нерегулируемого инвертора (нор). Стабилизация выходного напряжения в этой схеме обеспечивается за счет регулирования напряжения на входе преобразователя с помощью 1, что обычно выполняется на тиристорах с фазовым управлением.

Рисунок 2.7 - Структурная схема импульсного ИВЭП с регулируемым сетевым выпрямителем

Схема, показанная на рисунке 2.6, характерна тем, что инвертор должен быть рассчитан на работу от выпрямленного сетевого напряжения, максимальное значение которого составляет около 311 В для однофазной сети и около 530 В для трехфазной сети. Кроме того, изменение частоты или длительности импульсов инвертора 2 приводит к ухудшению фильтрации выходного напряжения.В результате показатели фильтра массового затемнения ухудшаются, так как его параметры рассчитываются исходя из минимального коэффициента заполнения G min, при условии непрерывности тока в нагрузке.

Положительными свойствами схемы на Рисунке 2.7 является сочетание функции преобразования напряжения и стабилизации выходного напряжения UAN. Это позволяет упростить схему управления 5, так как количество управляемых ключей уменьшается. Кроме того, наличие паузы позволяет исключить сквозные токи в ключах инвертора.Достоинством схемы также является возможность обеспечить работу инвертора при пониженном входном напряжении (обычно сниженном в 1,5 ... 2 раза, то есть до 130 ... 200В). Это значительно облегчает работу ключей транзисторного инвертора. Еще одним преимуществом данной схемы является то, что инвертор работает с максимальным коэффициентом заполнения G max импульсами, что значительно упрощает фильтрацию выходного напряжения. Исследование эффективности и удельной мощности обеих схем показало, что эти показатели незначительно различаются.

Схемы многоканальных ИВЭП с нерегулируемым выпрямителем 1 показаны на рисунках 2.8 и 2.9. На схеме на Рисунке 2.8 используется нерегулируемый инвертор 2 и отдельные стабилизаторы 5 ... 7 в отдельных каналах. Такая структурная схема может использоваться с небольшим количеством выходных каналов. С увеличением количества выходных каналов схема становится неэкономичной.

Рисунок 2.8 - Структурная схема многоканального ИВЭП с индивидуальной стабилизацией

Схема, показанная на рисунке 2.9 работает по принципу групповой стабилизации выходного напряжения. Для этого используется регулируемый инвертор, который управляется напряжением самого мощного из каналов. Стабилизация выходных напряжений в других каналах в этом случае ухудшается, поэтому они не перекрываются отрицательной обратной связью. Для улучшения стабилизации напряжения в других каналах можно использовать дополнительные индивидуальные стабилизаторы, как и на схеме на рисунке 2.8.

Рисунок 2.9 - Структурная схема ИВЭП с групповой стабилизацией

Как сделать блок питания для автомобильного усилителя.Как запитать автомобильный усилитель от блока питания компьютера. Параллельный или последовательный стабилизатор

Некоторые усилители звука (УНГ) были большими, с кучей ламп, огромными радиаторами на транзисторы, тяжелыми трансформаторами в БП. Но жизнь не стоит на месте. Теперь компактные микросхемы с цифровыми UHC заменили ламповых и транзисторных динозавров почти во всех устройствах широкого потребления. Можно без особых усилий сконструировать компактный усилитель, например на микросхеме PAM8610. Для питания использовался блок питания.

Угра на PAM8610 существует в нескольких вариантах, стоит довольно недорого. Вы можете купить например здесь. Было решено использовать готовую плату с разъемами регулятора громкости и опилок. Есть еще вариант сверхъестественности. Он был одержим здесь на сайте -. Почему этот усилитель такая цена и очень хорошие впечатления от младших моделей PAM8403 / PAM8406:,.
Посмотрим, как проявит себя старшая модель усилителя.

Характеристики модуля:
Блок питания 7-15 В, рекомендуется 12 В
Мощность до 10 Вт на канал при сопротивлении нагрузки 8 Ом
Защита от KZ, перегрева
Усилитель КПД до 90%

Судя по описанию , отличные характеристики для такого малыша.


Флюс немного не полностью промыт.

Подключение динамиков не указано. Опытным способом и на аналогичной немного другой плате выясняется:

Микросхема под радиатор этого варианта усилителя хороша. Перемычки на плате - одна временно отключает звук (MUTE), вторую не знаю.

Для питания конструкции было решено использовать БП из справочника в начале обзора. Этот БП зарезервирован очень подробно.Блок питания хорошо работает в предельных режимах, компактный и недорогой. Теоретически можно получить этот блок питания с суммарной мощностью около 12 Вт на два канала. Или реально около 5 ватт на канал. Это блок питания и питания ЦУЧ устроил. Для большего усиления чипа при использовании источника сигнала в виде сотового телефона или DAC-A необходимо использовать предварительное усиление перед чипом, чего я не хотел делать. Да и мощности на канале 5 ватт для моих целей вполне хватит.Но мы все же тестируем микросхему UHC и БП в разных режимах и на нагрузке разного сопротивления.

Подключите все модули и резисторы.

Проводим замеры.
Напряжение питания 12 В, вход 1000 Гц от аудиогенератора. Мощность рассчитывается по квадрату напряжения на выходе одного канала усилителя (измерение вольтметром переменного тока) при подключенной нагрузке сопротивление нагрузки делимое

Первая группа тестов
Нормальный источник (телефон или ЦАП) ).УВХ = 0,15 В. Тестирование проводилось на БП из обзора, без предварительного усиления. Во всех случаях защита от перегрева на микросхеме и по току на БП не срабатывала.


У меня столбики сопротивления 4 Ом - первая строчка - мой режим использования усилителя.

Вторая группа тестов
Отключение питания от токовой защиты. Увеличивайте URK до тех пор, пока не сработает защита БП. Такой режим возможен при использовании предварительного усилителя (например,) перед усилителем из обзора.

Третья группа тестов
Предельный режим. Используется лабораторный БП. Тесты завершены, если микросхема усилителя отключена от перегрева (температура микросхемы в этом случае более 100 градусов Цельсия). В действительности, для реализации этого режима требуется более мощный БП (например, 12 В 2) и предварительное усиление сигнала.


Думаю, большей мощности, чем заявлено, удалось получить с помощью радиатора на микросхеме UNG.

Тесты могут быть полезны, если вы собираетесь использовать эту микросхему UHC в качестве усилителя или сделать мощную портативную колонку с предусилителем и мощной батареей.

Температура на микросхеме радиатора. Радиатор здесь хороший. Но есть варианты этой платы и без радиатора.

Температура на резисторах:

Если здесь, на 9 Вт, такая температура, то что будет при тестировании усилителя 100 Вт?

Тест на синусоиду. На входе подаем синусоиду 1000 Гц и смотрим в осциллограф, который есть у нас на выходе усилителя.


Синусоида на максимум. Дядя фишка на грани отключения от перегрева.


Результатом удивил - у младшего PAM8403 / PAM8406 на выходе с синусоидой все ок. Может что-то перепутал при замере. Я залез в интернет и нашел видеообзор аналогичной микросхемы -. Правда там нагрузку на выход не примет и тесты делал без предусилителя (на предельные режимы микросхему не выводил).

После завершения тестов решил все добавить. Комплектующие для сборки:

Используется как

Роутер.Слетел как обзор. Вы также сделали тумблер переключателя на обычный линейный вход.

Корпус покупается офлайн за 400 рублей - самое дешевое соотношение цена-размер-качество.


Изначально был установлен DC-трансцендер 12-> 5 B на базе ШИМ-контроллера. Но мне пришлось установить второй блок питания на 5 В по двум причинам:
1. Помехи. Убрал контуры заземления, но остались помехи (возможно, от преобразователя).
2. При перезагрузке БП отключается защита - роутер перегружен и это нехорошо - долго перегружается.


Для моих задач (озвучил санузел и коридор) мощности БП и качества звука от УНХ хватает.

Товар предусмотрен для написания обзора магазином. Обзор публикуется в соответствии с пунктом 18 правил сайта.

Планирую купить +35 Добавить в избранное Обзор понравился +25 +59

В настоящее время на рынке автооборудования представлено огромное количество радиомагнитолов разной ценовой категории. Современные автомобильные автоматы обычно имеют 4 линейных выхода (некоторые до сих пор имеют отдельный выход на сабвуфер).Они предназначены для использования «головок» с внешними усилителями мощности.

Многие радиолюбители делают усилители мощности своими руками. Самая сложная часть автомобильного усилителя - это преобразователь напряжения (ПН). В данной статье мы рассмотрим принцип построения стабилизированной арендной платы на базе микросхемы TL494 «Народный народный» (наш аналог КР1114ЕУ4).

Управление узлом

Здесь мы рассмотрим работу TL494 в режиме стабилизации.

Управляемый генератор напряжения G1 служит в качестве задания.Его частота зависит от внешних элементов C3R8 и определяется по формуле: F = 1 / (C3R8), где F-частота в Гц; С3- в Фарадах; R8- в Омахе. При работе в двухтактном режиме (наш мон будет работать именно в этом режиме) частота автогенератора микросхемы должна быть на два раза выше частоты на выходе PNA. Для номиналов генератора частота f = 1 / (0,000000001 * 15000) = 66,6 кГц. Частота импульсов на выходе, грубо говоря, 33 кГц.Сформированное напряжение поступает в 2 компаратора (А3 и А4), выходные импульсы которых суммирует элемент или D1. Далее импульсы через элементы или - не D5 и D6 поступают на выходные транзисторы микросхемы (VT1I VT2). Импульсы с выхода элемента D1 также поступают на счетный вход триггера D2, и каждый из них изменяет состояние триггера. Таким образом, если на выход 13 подана логическая «1» (как в нашем случае - на выводе 13 поле + с выхода 14), то на выходах элементов D5 и D6 будут чередоваться импульсы, что необходимо для управления двумя инвертор хода.Если микросхема используется в одноходовом пнене, вывод 13 подключается к общему проводу, в результате триггер D2 больше не участвует в работе, и импульсы на всех выводах появляются одновременно.

Элемент A1 представляет собой усилитель сигнала ошибки в цепи стабилизации выходного напряжения PNA. Это напряжение поступает на выход 1 узла А1. Во втором - выходное напряжение, получаемое от встроенного в микросхему встроенного стабилизатора A5, осуществляется с помощью резистивного делителя R2R3.Выходное напряжение A1, пропорциональная разность на входе, устанавливает порог срабатывания компаратора A4 и, следовательно, разнесение импульсов на его выходе. Схема R4C1 необходима для устойчивости стабилизатора.

Транзисторный оптрон U1 обеспечивает гальванический переход в цепи отрицательной обратной связи. Относится к схеме стабилизации выходного напряжения. За стабилизацию отвечает также стабилизатор параллельного типа DD1 (TL431 или наш аналог КР142ЕН19А).

Падение напряжения на резисторе R13 примерно 2.5 вольт. Сопротивление этого резистора рассчитывается путем задания тока через резистивный делитель R12R13. Сопротивление резистора R12 рассчитывается по формуле: R12 = (UOF-2,5) / I "где повышающее выходное напряжение PNA; I" - ток через резистивный делитель R12R13.
Нагрузка DD1 параллельна подключенному балластному резистору R11 и излучающему диоду (вывод 1.2 Optrod U1) с токоограничивающим резистором R10. Балластный резистор создает минимальную нагрузку, необходимую для нормального функционирования микросхемы.

ВАЖНО. Необходимо учитывать, что рабочее напряжение TL431 не должно превышать 36 вольт (см. Паспорт на TL431). Если планируется производить Пн у Нас.> 35 вольт, то схему стабилизации нужно будет не сильно менять, о чем будет сказано ниже.

Допустим, PN рассчитан на выходное напряжение + -35 вольт. При достижении этого напряжения (при выводе 1 dd1 напряжение достигнет порогового значения 2,5 вольта) «откроется» стабилизатор DD1, операционная операционная система U1, что приведет к открытию ее транзисторного перехода.На выходе 1 микросхемы TL494 появится уровень «1». Подача выходных импульсов прекращается, выходное напряжение будет падать до тех пор, пока напряжение на выходе 1 TL431 не будет ниже пороговых значений в 2,5 вольта. Как только это произойдет, DD1 «закроется», светодиод opspod U1 погаснет, на выходе 1 TL494 появится низкий уровень и узел A1 для разрешения выходных импульсов. Выходное напряжение достигает +35 вольт. Опять "откроется" DD1, откроется операционная операция U1 и так далее. Это называется «пластичность» - когда частота импульсов неизменна, а регулировка осуществляется паузами между импульсами.

В этом случае в качестве аварийной защиты используется второй усилитель сигнала ошибки (A2). Это может быть узел управления максимальной температурой радиатора выходных транзисторов, блок защиты УМП от токовой перегрузки и так далее. Как и в случае A1 через резистивный делитель R6R7, напряжение выборки подается на выход 15. Выход 16 будет иметь уровень «0», поскольку он подключен к общему проводу через резистор R9. Если подать на выход 16 уровень «1», то узел А2 мгновенно отключит подачу выходных импульсов.ПН «стоп» и запускается только при появлении уровня «0» на выходе 16.

Функция компаратора A3 заключается в обеспечении наличия паузы между импульсами на выходе элемента D1., Даже если выходное напряжение усилителя A1 выходит за допустимые пределы. Минимальный порог A3 (при подключении вывода 4 общим проводом) задается внутренним источником напряжения Gi1. С увеличением напряжения на выходе 4 минимальная длительность паузы увеличивается, следовательно, максимальное выходное напряжение PNA падает.

Это свойство используется для плавного запуска PNA. Дело в том, что в начальный момент работы PNA конденсаторы фильтров его выпрямителя полностью разряжены, что равносильно замыканию выводов на общий провод. Немедленный запуск PNA на полную мощность приведет к огромной перегрузке мощных каскадных транзисторов и возможному выходу из строя. Цепь C2R5 обеспечивает плавный запуск PNA без перегрузок.

В первом после включения момент разряжается С2., А напряжение на выходе 4 TL494 близко к +5 вольт, полученному со стабилизатора A5. Это обеспечивает паузу максимально возможной продолжительности, вплоть до полного отсутствия импульсов на выходе микросхемы. По мере зарядки конденсатора C2 через резистор R5 выходное напряжение 4 уменьшается, а вместе с ним и продолжительность паузы. При этом выходное напряжение PNA растет. Так продолжается до тех пор, пока не приблизится к образцовой и не вступит в силу стабилизирующая обратная связь, принцип которой был описан выше.Дальнейшая зарядка конденсатора С2 на процессы в пне не влияет.

Как здесь уже упоминалось, рабочее напряжение TL431 не должно превышать 36 вольт. А что, если вы хотите получить от PNA, например, 50 вольт? Делай проще. Достаточно в обрыв контролируемого плюсового провода поставить стабилизацию на 15 ... 20 вольт (показано красным). В итоге он «вырубает» перенапряжение (если 15-вольтовая стабилизация, то 15 вольт вырубит, если двадцатый соответственно снимет 20 вольт) и TL431 будет работать в режиме допустимого напряжения.

Исходя из вышеизложенного, пн, схема которого изображена на рисунке ниже.

На промежуточном каскаде VT1-VT4R18-R21. Задача этого узла - набор импульсов перед подачей их на мощные полевые транзисторы VT5-VT8.
Блок управления REM выполнен на VT11VT12R28R33-R36VD2C24. При подаче управляющего сигнала от магнитолы +12 вольт на «Rem in» открывается транзистор VT12, который в свою очередь откроет VT11. На диоде VD2 появляется напряжение, которое будет питать микросхему TL494.ПН начинается. Если магнитолу выключить, то эти транзисторы закроются, преобразователь напряжения «остановится».

На элементах VT9VT10R29-R32R39VD5C22C23 выполняется узел аварийной защиты. Когда на вход «Protect In» подается отрицательный импульс, PN отключается. Запустить его можно будет только повторным отключением и на REM. Если этот узел не планируется использовать, то относящиеся к нему элементы нужно будет исключить из схемы, а вывод 16 микросхемы TL494 подключить к общему проводу.
В нашем случае PN биполярный. Стабилизация в нем осуществляется по положительному выходному напряжению. Чтобы не было разницы выходных напряжений, используется так называемая «ДГС» - дроссель групповой стабилизации (L3). Обе его обмотки одновременно намотаны на одну общую магнитную цепь. Дроссель трансформаторный. Подключение его обмоток имеет определенное правило - они должны быть включены. На схеме начало этих обмоток показано точками. В результате выходные напряжения дроссельной заслонки на обоих плечах выравниваются.

Перед включением проверьте качество монтажа. Для создания PNA требуется трансформаторный блок питания мощностью около 20 ампер и с пределом нормативного выходного напряжения 10 ... 16 вольт. Не рекомендуется питать Пн от блока питания компьютера.

Перед включением необходимо выставить выходное напряжение источника питания 12 вольт. Параллельно выход PNA должен подключать резисторы по 2 Вт с 3,3, как на плюсовом плече, так и на минусе.R3 R3 Dip резистора. Подайте напряжение питания с БП на PN (12 вольт). ПН не должно запускаться. Далее необходимо подать плюс на вход REM (поставить временную перемычку на клемму + и REM). Если детали исправны и установка произведена правильно, необходимо запустить ПН. Далее нужно измерить ток потребления (амперметром в обрыве плюсового провода). Сила тока должна быть в пределах 300 ... 400 мА. Если он сильно отличается на большом лице, это говорит о не правильной работе схемы.Причин много, одна из основных - это неправильно намотанный трансформатор. Если все в допустимых пределах, то нужно измерять выходное напряжение как через плюс, так и через минус. Они должны быть практически одинаковыми. Результат запоминается или записывается. Далее необходимо поставить на место R3, чтобы выпала последовательная цепочка с постоянного резистора на 27 ком и подрезанная (может быть чередующаяся) на 10 ком, не забывая сначала отключить питание от PNA. Снова запускаем пн.После запуска повышаем напряжение на блоке питания до 14,4 вольт. Производим выходное напряжение ПНУ так же, как и при первоначальном включении. На оси вращения подстроечного резистора должно быть установлено такое выходное напряжение, какое было при питании PNA от 12 вольт. Отключив БП, вываливается цепь последовательных резисторов и измеряется общее сопротивление. На месте R3 должен быть постоянный резистор такого же номинала. Производим чек-чек.

Второй вариант конструкции стабилизации

На рисунке ниже показан другой вариант стабилизации.В этой схеме в качестве опорного напряжения на выходе 1 TL494 используется внутренний стабилизатор, а внешний, выполненный на стабилизаторе параллельного типа TL431. Микросхема DD1 стабилизирует напряжение 8 вольт для питания делителя, состоящего из оптомистора U1.1 и резистора R7. Напряжение от средней точки делителя поступает на неинвертирующий вход инвертирующего сигнала ошибки первого контроллера TL494. Уже на резисторе R7 выходное напряжение PNA - чем меньше сопротивление, тем меньше выходное напряжение.Он не отличается от того, который не отличается от показанного на Рисунке № 1. Единственное отличие изначально необходимо для установки 8 В на выходе 3 DD1 с помощью выбора резистора R1.

Схема преобразователя напряжения на рисунке ниже представляет собой упрощенную реализацию узла REM. Такое схемотехническое решение менее надежно, чем в предыдущих версиях.

Детали

В качестве дроссельной заслонки Л1 могут использоваться советские дроссели марки ДМ.L2- самодельный. Может быть намотан на ферритовый стержень диаметром 12 ... 15 мм. Феррит можно найти в линейном трансформаторе ПВС, прогнав его по карбору до необходимого диаметра. Долго, но качественно. Соединяется проводом ПЭВ-2 диаметром 2 мм и содержит 12 витков.

В качестве DGS можно применить желтое кольцо от блока питания компьютера.

Проволоку можно взять ПЭВ-2 диаметром 1 мм. Намотать нужно одновременно двумя проволоками, располагая их равномерно на протяжении витка поворота до скрутки.Подключаемся по схеме (запускаем по точкам).
Трансформатор. Это самая ответственная деталь ПНА, от ее изготовления зависит успех всего предприятия. В качестве феррита желательно использовать 2500 NMS1 и 2500NMS2. Они имеют отрицательную температурную зависимость и предназначены для использования в сильных магнитных полях. В крайнем случае можно применить кольца М2000НМ-1. Результат будет не намного хуже. Кольца нужно брать старые, то есть те, которые выпускались до 90-х годов.И тогда одна партия может сильно отличаться от другой. Так что Пн, трансформатор которого намотан на одно кольцо, может показать отличные результаты, а Пн, трансформатор которого намотан таким же проводом, на таком же размере и маркировочном кольце, но из другой партии, может показать отвратительный результат. Вот как получишь. Для этого в Интернете есть статья «Калькулятор Лысого». С его помощью можно выбрать кольца, частоту ЗГ и количество витков первичной обмотки.

Если используется ферритовое кольцо 2000HM-1 40/25/11, то первичная обмотка должна содержать 2 * 6 витков.Если кольцо 45/28/12, то 2 * 4 витка соответственно. Количество витков зависит от частоты указанного генератора. Сейчас существует множество программ, которые по введенным данным моментально рассчитывают все необходимые параметры.

Пользуюсь кольцами 45/28/12. В качестве первичной применяю провод ПЭВ-2 диаметром 1 мм. Обмотка содержит 2 * 5 витков, каждая половинная емкость состоит из 8 проводов, то есть «шина» намотана из 16 проводов, как будет сказано ниже (раньше наматывала 2 * 4 витка, но с некоторыми на ферритах мне пришлось поднять частоту- кстати это можно сделать убавив резистор R14).Но сначала остановимся на ринге.
Изначально ферритовое кольцо имеет острые края. Их нужно утопить (закруглить) крупным наждаком или напильником, как удобнее. Далее обматываем кольцо красящим белым бумажным скотчем в два слоя. Для этого наматываем кусок ленты длиной 40 сантиметров, приклеиваем к гладкой поверхности и по лезвию полоски отрезаем полоску полосы 10 ... 15 мм. Вот эти полосы мы и будем изолировать. В идеале, конечно, кольцо лучше ничем не наматывать, а положить обмотки прямо на феррит.Это пойдет на пользу температурному режиму трансформатора. Но, как говорится, Бог ускользнул, на этом и изолироваться.

На получившуюся «заготовку» наматываем первичную обмотку. Некоторые радиолюбители сначала намотают вторичную обмотку, а уже потом - первую. Я не пробовал и поэтому не могу сказать ничего положительного или отрицательного. Для этого на кольцо накручиваем обычную нить, равномерно размещая рассчитанное количество витков по всей жиле. Концы закрепите клеем или небольшими кусочками малярного скотча.Теперь берем один кусок нашей эмалированной проволоки и будим на этой нити. Далее берем вторую деталь и равномерно промываем рядом с первой проволокой. Так поступаем со всеми проводами первичной обмотки. В результате должна получиться плавная петля. После намотки, мы вызываем все эти провода и делим на 2 части, одна из них будет иметь половинное усиление, а другая - вторую. Начало одного соединяем с концом другого. Это будет средняя мощность трансформатора. Теперь наматываем вторичку. Бывает, что вторичная обмотка в связи с относительно большим количеством витков не может уместиться в один слой.Например, нам нужно намотать 21 виток. Далее делаем так: в первом слое разместим 11 витков, а во втором - 10. Нам не удастся намотать на один провод, как это было с первичкой, а сразу «утомим». Провода надо стараться проложить так, чтобы они плотно прилегали и не было разного рода петель и «баришей». После намотки называем также полуобмотку и соединяем начало одной с концом другой. В заключение готовый трансформатор окунаем в лак, просушиваем, окунаем, просушиваем и так несколько раз.Как уже было сказано выше, от качества производителя трансформатора зависит очень многое.

Программа для расчета импульсных трансформаторов (автор): Excellentit. Я этой программой не пользовался, но многие отзываются о ней хорошо.

Практически каждый, кто делает автомобильный усилитель меньшего размера, рассчитывает платы под строго определенные размеры. Чтобы облегчить задачу, приношу печатные платы спецификации генераторов в формате

.

Привожу фотографии квартплаты, которые сделаны по этим схемам:

Список радиоэлементов
Обозначение Тип Номинал номер Примечание Оценка Мой ноутбук
Узел управления
ШИМ-контроллер

TL494.

1 В записной книжке
DD1.

TL431.

1 В записной книжке
VDS1 Диодный мост 1 В записной книжке
VD3. Stabilirton 1 В записной книжке
C1 Конденсатор 100 НФ. 1 В записной книжке
C2. 4,7 MKF. 1 В записной книжке
C3. Конденсатор 1000 PF 1 В записной книжке
C4, C9. Конденсатор 2200 PF 2 В записной книжке
C5, C6. Конденсатор 220 НФ. 2 В записной книжке
C7, C8. Электролитический конденсатор 4700 IFF. 1 В записной книжке
R1, R13 Резистор

2.2 ком

2 В записной книжке
R2, R3, R9, R11 Резистор

10 ком

4 В записной книжке
R4. Резистор

33 ком

1 В записной книжке
R5 Резистор

4.7 ком

1 В записной книжке
R6, R7 Резистор

2 ком

2 В записной книжке
R8. Резистор

15 ком

1 В записной книжке
R10 Резистор

3 ком

1 В записной книжке
R12. Резистор

33 ком

1 выбор В записной книжке
R14. Резистор

10 Ом.

1 В записной книжке
У1. Оптопара 1 В записной книжке
Т1. Трансформатор 1 В записной книжке
L1 Индуктор 1 В записной книжке
DD2. IC источник опорного напряжения

TL431.

1 В записной книжке
DD3. ШИМ-контроллер

TL494.

1 В записной книжке
VT1, VT4. Транзистор биполярный

CT639A.

2 В записной книжке
VT2, VT3. Транзистор биполярный

CT961A.

2 В записной книжке
VT5-VT8. МОП-транзистор

IRFZ44N.

4 В записной книжке
VT9. Транзистор биполярный

2SA733

1 В записной книжке
VT10, VT12 Транзистор биполярный

2SC945.

2 В записной книжке
VT11 Транзистор биполярный

CT814A.

1 В записной книжке
VD1-VD4. Диод 4 В записной книжке
VD2. Выпрямительный диод

1N4001.

1 В записной книжке
VD5 Выпрямительный диод

1N4148.

1 В записной книжке
VD6. Диод 1 В записной книжке
C1, C25 Конденсатор 2200 PF 2 В записной книжке
C2, C21, C23, C24 Конденсатор 0,1 мкФ. 4 В записной книжке
C3. Конденсатор электролитический 4,7 МКФ. 1 В записной книжке
C5. Конденсатор 1000 PF 1 В записной книжке
C6, C7. Электролитический конденсатор 47 мкФ 2 В записной книжке
C8. Конденсатор 0.68 IFF ​​ 1 В записной книжке
C9. Конденсатор 0,33 мкФ 1 В записной книжке
C10, C17, C18 Конденсатор 0,22 мкФ. 3 В записной книжке
C11, C19, C20 Электролитический конденсатор 4700 IFF. 3 В записной книжке
C12, C13. Конденсатор 0,01 мкФ 2 В записной книжке
C14, C15 Электролитический конденсатор 2200 мкФ. 2 В записной книжке
C16. Электролитический конденсатор 470 мкФ 1 В записной книжке
C22. Электролитический конденсатор 10 мкФ 25 дюймов 1 В записной книжке
R3 Резистор

33 ком

1 выбор В записной книжке
R4. Резистор

2.2 ком

1 В записной книжке
R5, R9, R15, R30, R31, R36, R39 Резистор

10 ком

7 В записной книжке
R6. Резистор

3 ком

1 В записной книжке
R7 Резистор

2.2 ком

1 В записной книжке
R8. Резистор

1 ком

1 В записной книжке
R10 Резистор

33 ком

1 В записной книжке
R12, R28. Резистор

4.7 ком

2 В записной книжке
R13, R16 Резистор

2 ком

2 В записной книжке
R14. Резистор

15 ком

1 В записной книжке
R18, R19 Резистор

100 Ом.

2 В записной книжке
R20, R21 Резистор

470 О.

2 В записной книжке
R22-R25 Резистор

51 О.

4 В записной книжке
R26, R27 Резистор

24 Ом.

2 1 Вт. В записной книжке
R29, R32-R34 Резистор

5.1 ком

4 В записной книжке
R35 Резистор

3.3 ком

1 В записной книжке
R37 Резистор

10 Ом.

1 2 Вт. В записной книжке
R38 Резистор

680 Ом.

1 В записной книжке
У1. Optopara

PC817

1 В записной книжке
HL1 Светодиод 1 В записной книжке
L1 Индуктор 20 мкГн 1 В записной книжке
L2. Индуктор 10 мкГн 1 В записной книжке
L3. Индуктор 1 В записной книжке
Т1. Трансформатор 1 В записной книжке
FU1 Предохранитель 1 В записной книжке
Второй вариант конструкции стабилизации
DD1, DD2. IC источник опорного напряжения

TL431.

2 В записной книжке
DD3. ШИМ-контроллер

TL494.

1 В записной книжке
Конденсатор 220 НФ. 1 В записной книжке
VT1, VT4. Транзистор биполярный

CT639A.

2 В записной книжке
VT2, VT3. Транзистор биполярный

CT961A.

2 В записной книжке
VT5-VT8. МОП-транзистор

IRFZ44N.

4 В записной книжке
VT9. Транзистор биполярный

2SA733

1 В записной книжке
VT10, VT12 Транзистор биполярный

2SC945.

2 В записной книжке
VT11 Транзистор биполярный

CT814A.

1 В записной книжке
VD1-VD4. Диод 4 В записной книжке
VD2. Выпрямительный диод

1N4001.

1 В записной книжке
VD5 Выпрямительный диод

1N4148.

1 В записной книжке
VD6. Диод 1 В записной книжке
C1, C25. Конденсатор 2200 PF 2 В записной книжке
C2, C4, C12, C13 Конденсатор 0,01 мкФ 4 В записной книжке
C3, C8. Конденсатор 0,68 IFF ​​ 2 В записной книжке
C5. Конденсатор 1000 PF 1 В записной книжке
C6, C7 Электролитический конденсатор 47 мкФ 2 В записной книжке
C9. Конденсатор 0,33 мкФ 1 В записной книжке
C10, C17, C18 Конденсатор 0,22 мкФ. 3 В записной книжке
C11, C19, C20 Электролитический конденсатор 4700 IFF. 3 В записной книжке
C14, C15 Электролитический конденсатор 2200 мкФ. 2 В записной книжке
C16 Электролитический конденсатор 470 мкФ 1 В записной книжке
C21, C23, C24 Конденсатор 0,1 мкФ. 3 В записной книжке
C22. Электролитический конденсатор 10 мкФ 25 дюймов 1 В записной книжке
R1 Резистор

6.2 ком

1 выбор В записной книжке
R2 Резистор

2.7 ком

1 В записной книжке
R3 Резистор

33 ком

2 выбор В записной книжке
R4. Резистор

2.2 ком

1 В записной книжке
R5, R30, R31, R36, R39 Резистор

10 ком

5 В записной книжке
R6. Резистор

3 ком

1 В записной книжке
R7 Резистор

690 ком

1 В записной книжке
R8. Резистор

1 ком

1 В записной книжке
R9 Резистор

1 МОм

1 В записной книжке
R10 Резистор

33 ком

1 В записной книжке
R12, R14. Резистор

15 ком

2 В записной книжке
R13, R16 Резистор

2 ком

2 В записной книжке
R15, R28 Резистор

4.7 ком

2 В записной книжке
R17 Резистор

1,3 ком

1 В записной книжке
R18, R19 Резистор

100 Ом.

2 В записной книжке
R20, R21 Резистор

470 О.

2 В записной книжке
R22-R25 Резистор

51 О.

4 В записной книжке
R26, R27 Резистор

24 Ом.

2 1 Вт. В записной книжке
R29, R32-R34 Резистор

5.1 ком

4 В записной книжке
R35 Резистор

3.3 ком

1 В записной книжке
R37 Резистор

10 Ом.

1 2Вт. В записной книжке
R38 Резистор

680 Ом.

1 В записной книжке
У1. Optopara

PC817

1 В записной книжке
HL1 Светодиод 1 В записной книжке
L1 Индуктор 20 мкГн 1 В записной книжке
L2. Индуктор 10 мкГн 1 В записной книжке
L3. Индуктор 1 В записной книжке
Т1. Трансформатор 1 В записной книжке
FU1 Предохранитель 1 В записной книжке
DD1, DD2. IC источник опорного напряжения

TL431.

2 В записной книжке
DD3. ШИМ-контроллер

TL494.

1
Недавно было решено повторить известную схему 12-вольтового преобразователя напряжения автомобильного аккумулятора в повышенном биполярном режиме для питания мощных UMP. Показана основа схемы, затем ее можно «доработать» по своему желанию.Схема простая, надежная, при мощности, близкой к максимальной, практически отсутствует нагрев диодов моста, трансформатора и выходных ключей. Хотя в преобразователе-генераторе и есть классический TL494 - схема работает на ура.

Весь преобразователь мощности собран на небольшой печатной плате из фольгированного стелотектолита, транзисторы и мощные диоды припаяны металлическими фланцами наружу - к ним прикручен массивный алюминиевый радиатор. Его размеры зависят от нагрузки, подключенной к устройству.

На следующей фотографии показан вид сбоку. Чертежная доска и схемы в Layout - на форуме.


В качестве выпрямительных диодов стоят диоды Шоттки. Данного устройства в машине качались два STK4044, субъективная оценка - очень хорошо!


При выходном напряжении U = + - 51В, для нормальной работы микросхемы СТК на холостом ходу, при p = max просадка около 1,5 вольт на плече. Думаю, об этой поломке мало что говорят слухами, тем более что усилитель на максимуме вряд ли кто слушает постоянно.Плата планируется лично, можно сказать на руке скорой, так что можете улучшить по желанию. В целом этот самодельный преобразователь для автомобильной УНГ работает на все 100% - рекомендую повторить. Более подробно зависимость мощности от выходного напряжения и сопротивления динамики УМР приведена в таблице.

Ценители качественного и громкого звука в автомобиле наверняка столкнутся с необходимостью установки автомобильного усилителя. Каждый автомобилист знает, что мощность электрической сети автомобиля равна 12 вольт, что критически мало для того, чтобы выдать действительно мощный звук при сопротивлении 4 Ом, ведь некоторые массивные колонки рассчитаны на питание в несколько тысяч ватт.В таких случаях усилитель мощности дополнительно устанавливают в автомобиле с целью преобразования напряжения. При желании усилитель мощности можно сделать своими руками, схема его довольно проста. Единственной сложностью может стать блок питания автомобильного усилителя.

Структура электроснабжения

Блок питания - самая сложная часть усилителя, в которую входят:

  • генератор импульсов;
  • полевых транзисторов IRFZ44N;
  • диод VD1,
  • Ферритовое кольцо
  • диаметром не менее 2 сантиметров;
  • дроссель L1;

Чаще всего из-за сложности сборки блока многие любители качественного звука отказываются от самостоятельной сборки автомобильного усилителя.На самом деле все не так сложно, как может показаться изначально. Достаточно иметь минимальные знания или следовать инструкциям.

Сердцем преобразователя принято называть импульсный электрогенератор. Простейшая формула его создания лежит на основе схемы TL494. Частоту генерации можно увеличить или уменьшить, изменив номинальную мощность резистора R3.

Мускулы блока питания для усилителя - это кусок транзисторов типа IRFZ44N.На схеме можно использовать резисторы любого типа (кроме R4, R9, R10). В блоке питания можно включить резисторы любой номинальной мощности, в том числе 0,125 Вт, 0,25 Вт и в том числе 1 Вт и даже 0,5 Вт. Светодиод VD1 вмонтирован в схему, чтобы исключить вторичное соединение плюсовых каналов.

Изготовление блока питания для усилителя

Гидролель L1 нужно превратить в ферритовое кольцо диаметром 2 см. Его можно одолжить у компьютерного блока или просто купить.Для ферритового кольца диаметром 2 см необходимо дважды сделать 12 витков с разрезом 0,7 миллиметра, который должен быть равномерно распределен по периметру кольца. Данная гидравлическая линия подходит для намотки на ферритовый стержень диаметром 8-10 миллиметров и длиной 2 3 сантиметра. Однозначно, самый сложный момент при изготовлении преобразователя напряжения - это правильная формовка трансформатора, так как от трансформатора зависит работа всего блока питания.Оптимальным решением будет использование ферритового кольца 2000 НМ размером 40 * 25 * 11.

Несмотря на все разнообразие автомобильных усилителей, схемотехника их схожа. Разберемся, как устроен обыкновенный усилитель для автомобиля.

Начнем с блока питания или инвертора. Дело в том, что сам усилитель питается от бортовой аккумуляторной батареи 12В. А для усилителя требуется двухполюсное напряжение ± 25 вольт, а иногда и больше.

Преобразователь несложно обнаружить трансформатор на печатной плате усилителя, он дает ему тороидальный трансформатор и связку электролитов.

А это уже усилитель Lanzar Vibe. Преобразователь занимает половину печатной платы.

В большинстве случаев преобразователь основан на микросхеме Schi-Controller TL494CN. , который легко обнаружить в блоках питания ПК.

В руки попало несколько машин китайской сборки (Calcell, Lanzar Vibe, Supra, Fusion). Во всех этих усилителях использована схема преобразователя, очень похожая на ту, что была опубликована в журнале «Радио» («Трехканальный Умзч для автомобиля», автор В.Горез, 2005, № 8, с. 19-21). Вот такая схема.

Отличие данной схемы от тех, что используются в промышленных образцах автосекреты, заключается в другой элементной базе, а также в использовании одного вторичного выпрямителя (здесь их два). В серийных образцах также отсутствуют компенсационные дроссели ( 2L2 - 2L3. , 2L4 - 2L5 ) и соответственно электролиты 2c9, 2c10, 2С13, 2С14. От всей цепочки остаются только емкие электролитические конденсаторы на 3300 - 4700 мкФ (35 - 50В) на выходе преобразователя (35 - 50В). 2C11 , 2C12 ). На входе преобразователя для фильтрации помех от бортовой сети установлен П-образный фильтр (LC-фильтр + емкостной фильтр). Он состоит из дросселя на Ферритовом кольце ( 2L1 ) и двух электролитических конденсаторов (на схеме - 2С8. , 2C21 ). Иногда для увеличения общей емкости конденсаторов устанавливают несколько конденсаторов и соединяют их параллельно. Конденсаторы подбираются на рабочее напряжение 25В (реже 35В) и емкость от 2200 мкФ.

Кроме того, в промышленных схемах переходные цепи из дежурного режима в рабочий выполняются на базе маломощных транзисторов. По этой же схеме используется обычное электромагнитное реле для включения усилителя на 12В.

В усилителях Calcell, Lanzar Vibe, Supra в цепочках микросхем TL494CN установлена ​​цепочка из нескольких биполярных транзисторов. При подаче +12 на терминал прим. ( Remote. - «Управление») запускается преобразователь - усилитель включается.

Инверторная схема представляет собой двухтактный преобразователь. В ключевых транзисторах используются полевые N-канальные MOSFET-транзисторы (например, IRFZ44N - аналог STP55NF06, STP75NF75), также могут использоваться более мощные аналоги IRFZ46 - IRFZ48. Для увеличения мощности преобразователя в каждом плече устанавливается по 2, а иногда и 3 МОП-транзистора, и их стоки подключаются.

Благодаря этому через транзисторы можно накачать значительный импульсный ток. Нагрузкой полевых транзисторов являются 2 обмотки импульсного трансформатора.Он тороидальный, то есть в виде кольца с обмотками довольно большого сечения.

Поскольку импульсное импульсное напряжение снимается с импульсного тороидального трансформатора, его необходимо выпрямить. Для этих целей используются два диодных диода. Один имеет общий катод ( Murf1020ct. , FMQ22S. ), а другой общий анод ( MURF1020N. , FMQ22r. ). Эти диоды не простые, а быстрые (Fast), рассчитанные на постоянный ток от 10 ампер.

В результате получаем двухполюсное напряжение ± 25 - 27В, которое требуется для «переката» мощных выходных транзисторов усилителя мощности звуковой частоты (УМП).

О важных мелочах. Для ремонта автосекретера в домашних условиях требуется блок питания на 12В и несколько ампер. Я использую либо компьютерный блок питания, либо блок 12В (8а), который куплен для светодиодной ленты. О том, как подключить автомобильный усилитель в домашних условиях, читайте.

Продолжение следует...

Электронный трансформатор схемы ташибра. Китайский электронный трансформатор TASCHIBRA TRA25. Расчет мощности трансформатора для ламп и схема подключения

Внешне электронный трансформатор представляет собой небольшой металлический, обычно алюминиевый корпус, половинки которого скрепляются всего двумя заклепками. Однако некоторые компании выпускают аналогичные устройства в пластиковых корпусах.

Чтобы увидеть, что внутри, эти заклепки можно просто высверлить. Такую же операцию придется проделать, если планируется переделка или ремонт самого устройства.Хотя при его невысокой цене гораздо проще пойти и купить что-нибудь еще, чем отремонтировать старое. И все же было много энтузиастов, которым удалось не только разобраться в устройстве устройства, но и разработать на его основе несколько импульсных блоков питания.

Принципиальная схема не прилагается к устройству, как и ко всем текущим электронным устройствам. Но схема достаточно простая, содержит небольшое количество деталей и поэтому принципиальную схему электронного трансформатора можно нарисовать с печатной платы.

На рисунке 1 показана аналогичным образом удаленная схема трансформатора Taschibra. Преобразователи производства Feron имеют очень похожую схему. Разница лишь в конструкции печатных плат и типах используемых деталей, в основном трансформаторов: в преобразователях Feron выходной трансформатор выполнен на кольце, а в преобразователях Taschibra - на Е-образном сердечнике.

В обоих случаях сердечники сделаны из феррита. Сразу стоит отметить, что кольцевые трансформаторы с различными модификациями устройства лучше поддаются перемотке, чем W-образные.Поэтому, если для экспериментов и переделок приобретается электронный трансформатор, лучше купить устройство Feron.

При использовании электронного трансформатора только для питания галогенных ламп название производителя не имеет значения. Единственное, на что следует обратить внимание, это мощность: электронные трансформаторы выпускаются мощностью 60 - 250 Вт.

Рисунок 1. Схема электронного трансформатора от Taschibra

Краткое описание схемы электронного трансформатора, ее преимущества и недостатки

Как видно из рисунка, устройство представляет собой двухтактный автогенератор, выполненный по полумостовой схеме.Два плеча моста выполнены на транзисторах Q1 и Q2, а два других плеча содержат конденсаторы С1 и С2, поэтому такой мост называется полумостом.

На одну его диагональ подается напряжение сети, выпрямленное диодным мостом, а на другую - нагрузку. В данном случае это первичная обмотка выходного трансформатора. Электронные балласты для энергосберегающих ламп изготавливаются по очень похожей схеме, но вместо трансформатора в них входят дроссель, конденсаторы и нити люминесцентных ламп.

Для управления работой транзисторов в их принципиальные схемы включены обмотки I и II трансформатора обратной связи Т1. Обмотка III представляет собой токовую обратную связь, через которую подключается первичная обмотка выходного трансформатора.

Управляющий трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце с внешним диаметром 8 мм. Базовые обмотки I и II содержат по 3-4 витка, а обмотка обратной связи III - только один виток. Все три обмотки выполнены из проводов в разноцветной пластиковой изоляции, что немаловажно при экспериментах с устройством.

На элементах R2, R3, C4, D5, D6 схема запуска автогенератора собирается в момент подключения всего устройства к сети. Напряжение сети, выпрямленное входным диодным мостом через резистор R2, заряжает конденсатор С4. Когда напряжение на нем превышает порог срабатывания динистора D6, последний открывается и на базе транзистора Q2 формируется импульс тока, запускающий преобразователь.

Дальнейшая работа ведется без участия стартовой цепочки.Следует отметить, что динистор D6 двусторонний, может работать в цепях переменного тока, в случае постоянного тока полярность включения значения не имеет. В Интернете его еще называют «деаком».

Сетевой выпрямитель выполнен на четырех диодах типа 1N4007, в качестве предохранителя используется резистор R1 сопротивлением 1 Ом мощностью 0,125 Вт.

Схема преобразователя как таковая достаточно проста и не содержит никаких "излишеств". После выпрямительного моста нет даже простого конденсатора для сглаживания пульсаций выпрямленного сетевого напряжения.

Выходное напряжение непосредственно с выходной обмотки трансформатора также подается непосредственно на нагрузку без каких-либо фильтров. Схемы стабилизации и защиты выходного напряжения отсутствуют, поэтому при коротком замыкании в цепи нагрузки сгорают сразу несколько элементов, как правило, это транзисторы Q1, Q2, резисторы R4, R5, R1. Ну, может, не сразу, но хоть один транзистор точно.

И несмотря на это, казалось бы, несовершенство, схема полностью себя оправдывает при использовании в штатном режиме, т.е.е. для питания галогенных ламп. Простота схемы определяет ее невысокую стоимость и широкое распространение устройства в целом.

Если нагрузка подключена к электронному трансформатору, например, галогенная лампа 12 В x 50 Вт, и к этой нагрузке подключен осциллограф, то на его экране вы можете увидеть картинку, показанную на рисунке 2.

Рисунок 2. Осциллограмма выходного напряжения электронного трансформатора Taschibra 12Vx50W

Выходное напряжение представляет собой высокочастотные колебания с частотой 40 кГц, модулированные на 100% с частотой 100 Гц, полученные после выпрямления сетевого напряжения с частотой 50 Гц. Гц, что вполне подходит для питания галогенных ламп.Точно такая же картина будет и для преобразователей другой мощности или другой фирмы, потому что схемы практически не отличаются друг от друга.

Если к выходу выпрямительного моста подключить электролитический конденсатор C4 47uFх400V, как показано пунктирной линией на рисунке 4, то напряжение на нагрузке примет вид, показанный на рисунке 4.

Рисунок 3. Подключение конденсатор на выходе выпрямительного моста

Рисунок 4. Напряжение на выходе преобразователя после подключения конденсатора С5

Однако не следует забывать, что зарядный ток дополнительно подключенного конденсатора С4 приведет к перегоранию, и довольно шумный, резистора R1, который используется как предохранитель.Следовательно, этот резистор следует заменить на более мощный резистор номиналом 22 Ом x 2 Вт, цель которого просто ограничить ток зарядки конденсатора C4. В качестве предохранителя следует использовать обычный предохранитель на 0,5 А.

Легко видеть, что модуляция с частотой 100 Гц прекратилась, остались только высокочастотные колебания с частотой около 40 кГц. Даже если во время этого исследования нет возможности использовать осциллограф, то этот неоспоримый факт можно заметить по небольшому увеличению яркости лампочки.

Это говорит о том, что электронный трансформатор вполне подходит для создания простых импульсных источников питания. Здесь возможно несколько вариантов: использование преобразователя без разборки, только с добавлением внешних элементов и с небольшими изменениями схемы, очень маленькими, но придающими преобразователю совершенно другие свойства. Но более подробно об этом мы поговорим в следующей статье.

Как сделать блок питания от электронного трансформатора?

После всего, что было сказано в предыдущей статье (см. Как работает электронный трансформатор?), Кажется, что сделать импульсный блок питания из электронного трансформатора довольно просто: поставить выпрямительный мост, сглаживающий конденсатор, регулятор напряжения, при необходимости, на выходе и подключаем нагрузку.Однако это не совсем так.

Дело в том, что преобразователь не запускается без нагрузки или нагрузки не хватает: если к выходу выпрямителя подключить светодиод, конечно, с ограничивающим резистором, то можно будет увидеть только одну вспышку светодиод при включении.

Чтобы увидеть еще одну вспышку, нужно будет выключить и включить конвертер. Чтобы вспышка превратилась в постоянное свечение, к выпрямителю необходимо подключить дополнительную нагрузку, которая просто снимет полезную мощность, превратив ее в тепло.Поэтому такая схема используется при постоянной нагрузке, например, двигатель постоянного тока или электромагнит, управление которым будет возможно только через первичную цепь.

Если нагрузка требует напряжения более 12 В, которое вырабатывается электронными трансформаторами, выходной трансформатор необходимо перемотать, хотя существует менее трудоемкий вариант.

Вариант изготовления импульсного блока питания без разборки электронного трансформатора

Схема такого блока питания представлена ​​на рисунке 1.

Рисунок 1. Биполярный источник питания для усилителя

Источник питания - электронный трансформатор мощностью 105Вт. Для изготовления такого блока питания потребуется изготовить несколько дополнительных элементов: сетевой фильтр, согласующий трансформатор Т1, выходной дроссель L2, выпрямительный мост VD1-VD4.

Блок питания без нареканий несколько лет эксплуатирует с блоком УНЧ мощностью 2х20Вт. При номинальном напряжении 220В и токе нагрузки 0,1А выходное напряжение блока составляет 2х25В, а при увеличении тока до 2А напряжение падает до 2х20В, чего вполне достаточно для нормальной работы усилителя.

Согласующий трансформатор Т1 выполнен на кольце К30х18х7 из феррита М2000НМ. Первичная обмотка содержит 10 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,8 мм, сложенного пополам и скрученного жгутом. Вторичная обмотка содержит 2х22 витка со средней точкой, такой же провод, также сложенный пополам. Чтобы обмотка была симметричной, намотку нужно производить сразу двумя проводами - жгутом. После намотки, чтобы получить среднюю точку, соедините начало одной обмотки с концом другой.

Вам также придется сделать дроссель L2 самостоятельно; для его изготовления понадобится такое же ферритовое кольцо, что и для трансформатора Т1.Обе обмотки намотаны проводом ПЭВ-2 диаметром 0,8 мм и содержат по 10 витков.

Выпрямительный мост собран на диодах КД213, также можно использовать КД2997 или импортные, важно только, чтобы диоды были рассчитаны на рабочую частоту не менее 100 КГц. Если вместо них поставить, например, КД242, то они будут только греться, и вы не сможете получить от них необходимое напряжение. Диоды следует устанавливать на радиатор площадью не менее 60 - 70 см2, используя изолирующие слюдяные прокладки.

Электролитические конденсаторы C4, C5 состоят из трех параллельно соединенных конденсаторов по 2200 мкФ каждый. Обычно это делается во всех импульсных источниках питания, чтобы уменьшить общую индуктивность электролитических конденсаторов. Кроме того, также полезно установить параллельно им керамические конденсаторы емкостью 0,33 - 0,5 мкФ, которые будут сглаживать высокочастотные колебания.

На входе блока питания полезно установить входной сетевой фильтр, хотя он и без него будет работать.В качестве дросселя входного фильтра использовался готовый дроссель DF50GTs, который применялся в телевизорах 3USCT.

Все узлы блока монтируются на плате из изоляционного материала путем навесного монтажа с помощью выводов деталей. Вся конструкция должна быть помещена в защитный кожух из латуни или листового металла с отверстиями для охлаждения в нем.

Правильно собранный блок питания не требует настройки, сразу начинает работать. Хотя, прежде чем ставить агрегат в готовую конструкцию, стоит его проверить.Для этого к выходу блока подключают нагрузку - резисторы сопротивлением 240 Ом, мощностью не менее 5Вт. Не рекомендуется включать агрегат без нагрузки.

Другой способ доработки электронного трансформатора

Бывают ситуации, когда хочется использовать аналогичный импульсный блок питания, но нагрузка оказывается очень "вредной". Потребление тока либо очень мало, либо сильно различается, и блок питания не запускается.

Похожая ситуация возникла, когда в лампу или люстру со встроенными электронными трансформаторами пытались поставить вместо галогенных ламп светодиодные лампы.Люстра просто отказалась с ними работать. Что делать в таком случае, как заставить все работать?

Чтобы разобраться с этим вопросом, давайте взглянем на рисунок 2, который показывает упрощенную схему электронного трансформатора.

Рисунок 2. Упрощенная схема электронного трансформатора

Обратим внимание на обмотку управляющего трансформатора Т1, подчеркнутую красной полосой. Эта обмотка обеспечивает обратную связь по току: если нет тока через нагрузку или он просто небольшой, то трансформатор просто не запускается.Некоторые граждане, купившие этот прибор, подключают к нему лампочку на 2,5Вт, а потом несут обратно в магазин, мол, не работает.

И все же достаточно простым способом можно не только заставить устройство работать практически без нагрузки, но и сделать его защиту от короткого замыкания. Метод такого уточнения показан на рисунке 3.

Рисунок 3. Модификация электронного трансформатора. Упрощенная схема.

Чтобы электронный трансформатор работал без нагрузки или с минимальной нагрузкой, обратную связь по току следует заменить обратной связью по напряжению.Для этого снимите обмотку обратной связи по току (выделена красным на рис. 2) и вместо этого припаяйте к плате проволочную перемычку, естественно, в дополнение к ферритовому кольцу.

Далее на управляющем трансформаторе Тр1 он тот, что на малом кольце, намотана обмотка на 2 - 3 витка. Причем идет один виток выходного трансформатора, а затем подключаются получившиеся дополнительные обмотки, как указано на схеме. Если преобразователь не запускается, то необходимо изменить фазировку одной из обмоток.

Резистор в цепи обратной связи выбирается в пределах 3 - 10 Ом, мощностью не менее 1Вт. Он определяет глубину обратной связи, которая определяет ток, при котором происходит пробой генерации. Собственно, это рабочий ток защиты от короткого замыкания. Чем выше сопротивление этого резистора, тем меньше ток нагрузки, произойдет пробой генерации, т.е. сработает защита от короткого замыкания.

Из всех приведенных улучшений это, пожалуй, лучшее.Но это не помешает дополнить его еще одним трансформатором, как в схеме по рисунку 1.

Эксперименты с электронным трансформатором Taschibra (Ташибра, Ташибра)

Я думаю, что достоинства этого трансформатора уже оценили многие из тех, кто хоть раз сталкивался с проблемами поставки различных электронных конструкций ... И преимущества этого электронного трансформатор много. Легкость и габариты (как во всех аналогичных схемах), простота переделки под свои нужды, наличие защитного кожуха, невысокая стоимость и относительная надежность (по крайней мере, если не допускать экстремальных режимов и короткого замыкания, изделие выполнено по по подобной схеме умеет работать долгие годы).Спектр применения источников питания на базе «Ташибра» может быть очень широк, сравним с использованием обычных трансформаторов.

Заявка оправдана в случаях нехватки времени, средств, отсутствия необходимости в стабилизации. Ну что, поэкспериментируем? Сразу оговорюсь, что целью экспериментов была проверка схемы запуска Ташибры при различных нагрузках, частотах и ​​использовании различных трансформаторов. Еще я хотел подобрать оптимальные номиналы компонентов схемы ПОС и проверить температурные режимы компонентов схемы при работе на различных нагрузках с учетом использования корпуса Tashibra в качестве радиатора.

Схема ET Taschibra (Ташибра, Ташибра)

Несмотря на большое количество опубликованных схем электронных трансформаторов, я не поленился бы снова выставить ее на обозрение. См. Рис. 1, иллюстрирующий наполнение «Ташибра».

Схема действительна для ЭТ "Ташибра" 60-150Вт. Издевательство проводилось над ET 150W. Однако предполагается, что из-за идентичности схем результаты экспериментов можно легко проецировать на экземпляры как более низкой, так и более высокой мощности.

Напомню еще раз, чего не хватает Ташибре для полноценного блока питания.Отсутствие входного сглаживающего фильтра (он же фильтр помехоподавляющий, предотвращающий попадание продуктов преобразования в сеть), 2. Current POS, позволяющий возбуждать преобразователь и его нормальную работу только при наличии определенного тока нагрузки. , 3. Нет выпрямителя на выходе, 4. Нет фильтрующих элементов на выходе.

Попробуем исправить все перечисленные недостатки «Ташибры» и постараемся добиться его приемлемой работы с желаемыми выходными характеристиками. Для начала даже не будем открывать корпус электронного трансформатора, а просто добавим недостающие элементы...

1. Входной фильтр: конденсаторы С`1, С`2 с симметричным двухобмоточным дросселем (трансформатором) Т`12. диодный мост VDS`1 со сглаживающим конденсатором С`3 и резистором R`1 для защиты моста от зарядного тока конденсатора.

Сглаживающий конденсатор обычно выбирается из расчета 1,0 - 1,5 мкФ на ватт мощности, а разрядный резистор 300-500 кОм должен быть подключен параллельно конденсатору для безопасности (касание клемм заряженного конденсатора относительно высокого напряжения - не очень хорошо) .Резистор R`1 можно заменить термистором 5-15 Ом / 1-5 А. Такая замена в меньшей степени снизит КПД трансформатора.

На выходе ЭТ, как показано на схеме рис.3, подключаем цепь диода VD`1, конденсаторы С`4-С`5 и подключенный между ними дроссель L1 - для получения фильтрованной постоянной напряжение на выходе «больной». В то же время полистирольный конденсатор, расположенный непосредственно за диодом, обеспечивает основную часть поглощения продуктов конверсии после выпрямления.Предполагается, что электролитический конденсатор, «спрятанный» за индуктивностью дросселя, будет выполнять только свои прямые функции, предотвращая «провал» напряжения при пиковой мощности устройства, подключенного к ЭП. Но параллельно рекомендуется установить неэлектролитический конденсатор.

После добавления входной цепи произошли изменения в работе электронного трансформатора: амплитуда выходных импульсов (до диода VD`1) незначительно увеличилась из-за увеличения напряжения на входе устройства из-за добавление C`3 и модуляция с частотой 50 Гц практически отсутствуют.Это расчетная нагрузка для ЕТ, но этого недостаточно. Tashibra не хочет запускаться без значительного тока нагрузки.

Установка нагрузочных резисторов на выходе преобразователя при возникновении любого минимального значения тока, которое может запустить преобразователь, только снижает общий КПД устройства. Запуск при токе нагрузки около 100 мА выполняется на очень низкой частоте, которую будет довольно сложно отфильтровать, если предполагается использование блока питания вместе с УМЗЧ и другой звуковой аппаратурой с малым потреблением тока в режиме отсутствия сигнала. режим, например.В этом случае амплитуда импульсов также меньше, чем при полной нагрузке.

Изменение частоты в режимах разной мощности довольно сильное: от пары до нескольких десятков килогерц. Это обстоятельство накладывает существенные ограничения на использование «Ташибры» в таком (неподвижном) виде при работе со многими устройствами.

Но - продолжим. Были предложения подключить к выводу ЭТ дополнительный трансформатор, как показано, например, на рис. 2.

Предполагалось, что первичная обмотка дополнительного трансформатора способна создавать ток, достаточный для нормальной работы ЭП. базовая схема ET.Предложение, однако, заманчиво только потому, что, не разбирая ЭТ, с помощью дополнительного трансформатора можно создать набор необходимых (на свой вкус) напряжений. Фактически, тока холостого хода дополнительного трансформатора недостаточно для запуска ЕТ. Попытки увеличить ток (как лампочка 6.3VX0.3A, подключенная к дополнительной обмотке), способный обеспечить НОРМАЛЬНУЮ работу ЭП, приводили только к запуску преобразователя и зажиганию лампочки.

Но, возможно, кого-то тоже заинтересует этот результат, так как подключение дополнительного трансформатора допустимо и во многих других случаях для решения многих проблем.Так, например, дополнительный трансформатор можно использовать вместе со старым (но работающим) блоком питания компьютера, способным обеспечивать значительную выходную мощность, но имеющим ограниченный (но стабилизированный) набор напряжений.

Можно было бы и дальше искать истину в шаманизме вокруг «Ташибры», однако эту тему я считал для себя исчерпанной, т.к. для достижения желаемого результата (стабильный запуск и выход в рабочий режим при отсутствии нагрузки, а значит, высокий КПД; небольшое изменение частоты при работе БП от минимальной до максимальной мощности и стабильный запуск при максимальной нагрузке) гораздо эффективнее попасть внутрь «Ташибры» и внести все необходимые изменения в схему самого ЭТ таким образом, как показано на рис.4. Тем более, что я собрал около полусотни таких схем в эпоху спектрумовских компьютеров (специально для этих компьютеров). Различные УМЗЧ, питающиеся от аналогичных блоков питания, где-то еще работают. Блоки питания, выполненные по этой схеме, показали себя наилучшими, работающими, собранными из самых разнообразных компонентов и в различных вариантах исполнения.

Переделать? Конечно!

Тем более, что это совсем не сложно.

Припаиваем трансформатор. Прогреваем для удобства разборки, чтобы перемотать вторичную обмотку для получения желаемых выходных параметров как показано на этой фотографии или с помощью любых других технологий.

В данном случае трансформатор выпаивался только для того, чтобы узнать данные его обмотки (кстати: W-образный магнитопровод с круглым сердечником, стандартный для компьютерных блоков питания габаритов с 90 витками первичной обмотки , намотанный в 3 слоя проводом диаметром 0,65 мм и 7 витков вторичной обмотки с пятижильным проводом диаметром примерно 1,1 мм; все это без малейшей прослойки и межобмоточной изоляции - только лак) и освободить место для другого трансформатора.

Для экспериментов мне проще было использовать кольцевые магнитопроводы. Занимают меньше места на плате, что дает (при необходимости) возможность использования дополнительных компонентов в объеме корпуса. В данном случае мы использовали пару ферритовых колец с внешним и внутренним диаметром и высотой соответственно 32X20X6 мм, сложенные пополам (без склейки) - Н2000-НМ1. 90 витков первичной обмотки (диаметр провода - 0,65 мм) и 2х12 (1,2 мм) витков вторичной обмотки с необходимой межобмоточной изоляцией.

Обмотка муфты содержит 1 виток монтажного провода диаметром 0,35 мм. Все обмотки намотаны в порядке, соответствующем нумерации обмоток. Требуется изоляция самого магнитопровода. В этом случае магнитопровод оборачивается двумя слоями изоленты, надежно, кстати, фиксируя свернутые кольца.

Перед установкой трансформатора на плату ЕТ припаиваем токовую обмотку коммутирующего трансформатора и используем ее как перемычку, впаивая туда, но уже не проходя через окно кольца трансформатора.

Устанавливаем на плату намотанный трансформатор Тр2, припаиваем выводы в соответствии со схемой на рис. 4. и продеваем обмоточный провод III в окно кольца коммутационного трансформатора. Используя жесткость проволоки, формируем подобие геометрически замкнутой окружности и петля обратной связи готова. В разрыв монтажного провода, образующего обмотку III обоих (коммутационного и силового) трансформаторов, припаиваем достаточно мощный резистор (> 1Вт) сопротивлением 3-10 Ом.

На схеме на рис. 4 стандартные диоды ET не используются. Их стоит убрать, как, впрочем, и резистор R1, чтобы повысить КПД блока в целом. Но вы также можете пренебречь несколькими процентами эффективности и оставить перечисленные детали на доске. По крайней мере, на момент экспериментов с ET эти детали остались на плате. Резисторы, установленные в базовых цепях транзисторов, следует оставить - они выполняют функцию ограничения тока базы при пуске преобразователя, облегчая работу на емкостной нагрузке.

Транзисторы непременно следует устанавливать на радиаторы через изолирующие теплопроводящие прокладки (взятые, например, из неисправного блока питания компьютера), тем самым предотвращая их случайный мгновенный нагрев и обеспечивая некоторую собственную безопасность в случае прикосновения к радиатору во время работы. устройство работает.

Кстати, электрокартон, используемый в ET для изоляции транзисторов и платы от корпуса, не теплопроводен. Поэтому при «укладке» готовой схемы блока питания в стандартный корпус именно такие прокладки следует устанавливать между транзисторами и корпусом.Только в этом случае будет обеспечен хоть какой-то радиатор. При использовании преобразователя мощностью более 100Вт необходимо установить дополнительный радиатор на корпусе устройства. Но это так - на будущее.

Тем временем, после завершения монтажа схемы, выполним еще одну точку безопасности, включив ее вход последовательно через лампу накаливания мощностью 150-200 Вт. Лампа в случае нештатной ситуации (например, короткого замыкания) ограничит ток через конструкцию до безопасного значения и, в худшем случае, создаст дополнительное освещение рабочего пространства.

В лучшем случае при некотором наблюдении лампу можно использовать как индикатор, например, сквозного тока. Так, слабое (или несколько более интенсивное) свечение нити лампы при ненагруженном или слабо нагруженном преобразователе будет свидетельствовать о наличии сквозного тока. Подтверждением может служить температура ключевых элементов - нагрев в сквозном режиме будет довольно быстрым. При исправном преобразователе свечение нити 200-ваттной лампы, видимое на фоне дневного света, появится только на пороге 20-35 Вт.

Первый пуск

Итак, все готово к первому заезду обновленной трассы «Ташибра». Включаем для начала - без нагрузки, но не забываем про предварительно подключенный вольтметр к выходу преобразователя и осциллографа. При правильно фазированных обмотках обратной связи инвертор должен запускаться без проблем.

Если пуска не произошло, то провод, пропущенный через окно переключающего трансформатора (предварительно отпаянный от резистора R5), пропускают с другой стороны, придавая ему снова вид завершенного витка.Припаиваем провод к R5. Снова подаем питание на преобразователь. Не помогло? Ищите ошибки в установке: короткое замыкание, «непаянность», ошибочно выставленные значения.

При запуске исправного преобразователя с заданными данными обмотки на дисплее осциллографа, подключенного ко вторичной обмотке трансформатора Тр2 (в моем случае к половине обмотки), будет отображаться последовательность четких прямоугольных импульсов, которая не меняется через некоторое время. Частота преобразования подбирается резистором R5 и в моем случае R5 = 5.1 Ом, частота ненагруженного преобразователя составляла 18 кГц.

При нагрузке 20 Ом - 20,5 кГц. При нагрузке 12 Ом - 22,3 кГц. Нагрузка подключалась непосредственно к обмотке трансформатора, управляемого прибором, с эффективным значением напряжения 17,5 В. Расчетное значение напряжения было немного другим (20 В), но оказалось, что вместо номинальных 5,1 Ом сопротивление установлено на плата R1 = 51 Ом. Будьте внимательны к таким сюрпризам от китайских товарищей.

Однако я счел возможным продолжить эксперименты без замены этого резистора, несмотря на его значительный, но терпимый нагрев.При мощности, передаваемой преобразователем на нагрузку около 25 Вт, мощность, рассеиваемая этим резистором, не превышала 0,4 Вт.

Что касается потенциальной мощности БП, то на частоте 20 кГц установленный трансформатор будет способен выдавать на нагрузку не более 60-65Вт.

Попробуем увеличить частоту. При включении резистора (R5) сопротивлением 8,2 Ом частота преобразователя без нагрузки повышается до 38,5 кГц, при нагрузке 12 Ом - 41.8 кГц.

С такой частотой преобразования с существующим силовым трансформатором вы можете безопасно обслуживать нагрузку мощностью до 120 Вт. Вы можете продолжать экспериментировать с сопротивлениями в цепи PIC, достигая требуемой частоты, однако помня. , что слишком большое сопротивление R5 может привести к сбоям генерации и нестабильному запуску преобразователя ... При изменении параметров преобразователя PIC следует контролировать ток, проходящий через ключи преобразователя.

Так же можно поэкспериментировать с обмотками ПОС обоих трансформаторов на свой страх и риск.В этом случае следует предварительно рассчитать количество витков коммутирующего трансформатора по формулам, размещенным, например, на странице //interlavka.narod.ru/stats/Blokpit02.htm, или с помощью одной из программ Mr. Москатов разместил на странице своего сайта // www.moskatov.narod.ru/Design_tools_pulse_transformers.html.

Улучшение Ташибра - конденсатор в ПОС вместо резистора!

Избежать нагрева резистора R5 можно, заменив его ... конденсатором. В этом случае схема POS непременно приобретает некоторые резонансные свойства, но никакого ухудшения работы блока питания не проявляется.Причем конденсатор, установленный вместо резистора, нагревается значительно меньше, чем замененный резистор. Так, частота с установленным конденсатором 220 нФ увеличилась до 86,5 кГц (без нагрузки) и составила 88,1 кГц при работе с нагрузкой. Пуск и работа преобразователя оставались такими же стабильными, как и в случае использования резистора в цепи ПОС. Учтите, что потенциальная мощность БП на этой частоте увеличивается до 220 Вт. Мощность трансформатора: значения являются приблизительными, с определенными предположениями, но не завышены.

К сожалению, у меня не было возможности протестировать блок питания с большим током нагрузки, но я считаю, что описания проведенных экспериментов достаточно, чтобы обратить внимание многих на такие, здесь простые схемы силовых преобразователей, достойные для использования в различных дизайнах ...

Заранее приношу свои извинения за любые неточности, упущения и ошибки. Поправлю в ответах на ваши вопросы.

Константин (riswel)

Россия, Калининград

С детства - музыка и электро / радиоаппаратура.Паял множество схем самых разных по разным причинам и просто, ради интереса, как наших, так и чужих.

За 18 лет работы в Северо-Западном Телекоме изготовил множество различных стендов для тестирования различного ремонтируемого оборудования. Он сконструировал несколько различных по функциональности и элементной базе цифровых измерителей длительности импульсов.

Более 30 рационализаторских предложений по модернизации узлов различной специализированной техники, в т.ч. - источник питания. Долгое время все больше занимаюсь силовой автоматикой и электроникой.

Почему я здесь? Потому что все здесь такие же, как я. Здесь для меня много интересного, так как я плохо разбираюсь в аудиотехнологиях, но мне хотелось бы иметь больше опыта в этом конкретном направлении.

datagor.ru

Электронные трансформаторы. Устройство и работа. Особенности:

Рассмотрим основные достоинства, достоинства и недостатки электронных трансформаторов. Рассмотрим схему их работы. Электронные трансформаторы появились на рынке совсем недавно, но успели завоевать широкую популярность не только в радиолюбительских кругах.

В последнее время в Интернете часто можно встретить статьи на основе электронных трансформаторов: самодельные блоки питания, зарядные устройства и многое другое. По сути, электронные трансформаторы представляют собой простой сетевой импульсный источник питания. Это самый дешевый блок питания. Зарядное устройство для телефона дороже. Электронный трансформатор работает от сети 220 вольт.

Устройство и принцип работы
Схема работы

Генератор в этой схеме представляет собой диодный тиристор или динистор.Напряжение сети 220 В выпрямляется диодным выпрямителем. На входе питания присутствует ограничивающий резистор. Он одновременно служит и предохранителем, и защитой от скачков напряжения в сети при включении. Рабочую частоту динистора можно определить по номинальным характеристикам цепи R-C.

Таким образом, можно увеличивать или уменьшать рабочую частоту генератора всей схемы. Рабочая частота в электронных трансформаторах от 15 до 35 кГц, ее можно регулировать.

Трансформатор обратной связи намотан на небольшое кольцо сердечника. Он содержит три обмотки. Обмотка обратной связи состоит из одного витка. Две независимые обмотки цепей управления. Это базовые обмотки трех витков транзисторов.

Это эквивалентные обмотки. Ограничительные резисторы предназначены для предотвращения ложного срабатывания транзисторов и в то же время ограничения тока. Транзисторы высоковольтные, биполярные. Часто используются транзисторы MGE 13001-13009.Это зависит от мощности электронного трансформатора.

т конденсаторов полумоста тоже очень сильно зависит, в частности мощность трансформатора. Они используются с напряжением 400 В. Мощность также зависит от габаритных размеров сердечника основного импульсного трансформатора. Имеет две независимые обмотки: сетевую и вторичную. Вторичная обмотка с номинальным напряжением 12 вольт. Он наматывается исходя из необходимой выходной мощности.

Первичная или сетевая обмотка состоит из 85 витков провода диаметром 0.5-0,6 мм. Используются маломощные выпрямительные диоды с обратным напряжением 1 кВ и током 1 ампер. Это самый дешевый выпрямительный диод из серии 1N4007.

На схеме подробно показан конденсатор, задающий частоту динисторных цепей. Резистор на входе защищает от скачков напряжения. Динистор серии ДБ3, его отечественный аналог КН102. Также на входе есть ограничительный резистор. Когда напряжение на конденсаторе установки частоты достигает максимального уровня, динистор выходит из строя.Динистор - это полупроводниковый разрядник, срабатывающий при определенном напряжении пробоя. Затем он подает импульс на базу одного из транзисторов. Начинается генерация схемы.

Транзисторы работают в противофазе. На первичной обмотке трансформатора формируется переменное напряжение с заданной частотой срабатывания динистора. На вторичной обмотке получаем необходимое напряжение. В этом случае все трансформаторы рассчитаны на 12 вольт.

Трансформатор модели китайского производителя Taschibra

Предназначен для питания галогенных ламп 12 вольт.

При такой стабильной нагрузке, как галогенные лампы, эти электронные трансформаторы могут работать бесконечно долго. Во время работы схема перегревается, но не выходит из строя.
Принцип работы

Подается напряжение 220 вольт, выпрямленное диодным мостом VDS1. Конденсатор С3 начинает заряжаться через резисторы R2 и R3. Заряд продолжается до прорыва динистора DB3.

Напряжение открытия этого динистора составляет 32 вольта. После его открытия на базу нижнего транзистора подается напряжение.Транзистор открывается, вызывая автоколебания этих двух транзисторов VT1 и VT2. Как работают эти автоколебания?

Ток начинает течь через C6, трансформатор T3, базовый управляющий трансформатор JDT, транзистор VT1. При прохождении через JDT он вызывает закрытие VT1 и открытие VT2. После этого ток протекает через VT2, через базовый трансформатор T3, C7. Транзисторы постоянно открываются и закрываются, работают в противофазе. Прямоугольные импульсы появляются в средней точке.

Частота преобразования зависит от индуктивности обмотки обратной связи, емкости баз транзисторов, индуктивности трансформатора T3 и емкостей C6, C7.Поэтому частоту преобразования очень сложно контролировать. Частота также зависит от нагрузки. Ускоряющие конденсаторы на 100 вольт используются для принудительного открытия транзисторов.

Для надежного замыкания динистора VD3 после начала генерации на катод диода VD1 подаются прямоугольные импульсы, и он надежно запирает динистор.

Кроме того, есть устройства, которые используются для осветительных приборов, два года питают мощные галогенные лампы и работают добросовестно.

Блок питания на основе электронного трансформатора

Напряжение сети через ограничивающий резистор подается на диодный выпрямитель. Сам диодный выпрямитель состоит из 4-х маломощных выпрямителей с обратным напряжением 1 кВ и током 1 ампер. Такой же выпрямитель стоит на блоке трансформатора. После выпрямителя постоянное напряжение сглаживается электролитическим конденсатором. Время заряда конденсатора С2 зависит от резистора R2. На максимальном заряде срабатывает динистор, происходит пробой.На первичной обмотке трансформатора формируется переменное напряжение частоты срабатывания динистора.

Основным достоинством данной схемы является наличие гальванической развязки от сети 220 вольт. Главный недостаток - низкий выходной ток. Схема предназначена для питания небольших нагрузок.

Модель трансформатора DM-150T06A

Потребляемый ток 0,63 ампер, частота 50-60 Гц, рабочая частота 30 килогерц. Эти электронные трансформаторы предназначены для питания более мощных галогенных ламп.

Достоинства и преимущества

Если использовать устройства по прямому назначению, то есть хорошие функции. Трансформатор не включится без входной нагрузки. Если вы только что подключили трансформатор, он не активен. Для начала работы нужно подключить к выходу мощную нагрузку. Эта функция экономит энергию. Для радиолюбителей, переделывающих трансформаторы в регулируемый блок питания, это недостаток.

Возможна реализация системы автозапуска и защиты от короткого замыкания.Несмотря на недостатки, электронный трансформатор всегда будет самым дешевым типом полумостового источника питания.

В продаже можно найти более качественные и недорогие блоки питания с отдельным генератором, но все они реализованы на основе полумостовых схем с использованием самосинхронизирующихся полумостовых драйверов, таких как IR2153 и им подобных. Такие электронные трансформаторы намного лучше работают, более стабильны, реализована защита от КЗ, на входе сетевой фильтр. Но старая Taschibra остается незаменимой.

Недостатки электронных трансформаторов

У них есть ряд недостатков, несмотря на то, что они выполнены по хорошим схемам. Это отсутствие какой-либо защиты в дешевых моделях. У нас простейшая схема электронного трансформатора, но она работает. Именно такая схема реализована в нашем примере.

На входе питания нет устройства защиты от перенапряжения. На выходе после дросселя должен быть как минимум сглаживающий электролитический конденсатор на несколько микрофарад.Но его тоже нет. Поэтому на выходе диодного моста мы можем наблюдать нечистое напряжение, то есть все сетевые и прочие шумы передаются в схему. На выходе мы получаем минимальные помехи, так как реализована гальваническая развязка.

Рабочая частота динистора крайне нестабильна в зависимости от выходной нагрузки. Если без выходной нагрузки частота составляет 30 кГц, то с нагрузкой может наблюдаться довольно большое падение до 20 кГц, в зависимости от конкретной нагрузки трансформатора.

Еще одним недостатком этих электронных трансформаторов является то, что они имеют переменную частоту и ток на выходе. Чтобы использовать его в качестве источника питания, необходимо выпрямить ток. Необходимо выпрямить импульсными диодами. Обычные диоды здесь не подходят из-за повышенной рабочей частоты. Поскольку в таких блоках питания не реализована защита, нужно только замкнуть выходные провода, блок не только выйдет из строя, но и взорвется.

При этом при коротком замыкании ток в трансформаторе увеличивается до максимума, поэтому выходные ключи (силовые транзисторы) просто лопнут.Выходит из строя и диодный мост, так как они рассчитаны на рабочий ток 1 ампер, а при коротком замыкании рабочий ток резко возрастает. Ограничивающие резисторы транзисторов, сами транзисторы, диодный выпрямитель, предохранитель, который должен защищать схему, но не делает этого, также выходят из строя.

Могут выйти из строя еще несколько компонентов. Если у вас есть такой электронный трансформаторный блок, и он по какой-то причине случайно выходит из строя, то ремонтировать его нецелесообразно, так как это невыгодно.Всего один транзистор стоит 1 доллар. И готовые блоки питания также можно купить за 1 доллар, совершенно новые.

Электронный трансформатор мощностью

Сегодня в продаже можно найти трансформаторы разных моделей мощностью от 25 Вт до нескольких сотен ватт. Трансформатор на 60 ватт выглядит так.

Китайский производитель выпускает электронные трансформаторы мощностью от 50 до 80 Вт. Входное напряжение от 180 до 240 вольт, частота сети 50-60 герц, рабочая температура 40-50 градусов, выходная 12 вольт.

Связанные темы:

electrosam.ru

Все больше радиолюбителей переходят на питание своих структур импульсными блоками питания. На прилавках магазинов сейчас размещено множество дешевых электронных трансформаторов (далее просто ЭТ).

Проблема заключается в том, что в трансформаторе используется цепь обратной связи (за пределами ОС), токовая связь, то есть чем выше ток нагрузки, тем выше базовый ток ключей, поэтому трансформатор не запускается без нагрузки , или при низкой нагрузке напряжение меньше 12В, и даже при коротком замыкании базовый ток ключей растет и они выходят из строя, а часто и резисторы в основных схемах.Устраняется все это довольно просто - меняем ОС по току на ОС по напряжению, вот схема переделки. Красный указывает, что нужно изменить:

Итак, снимаем обмотку связи на коммутирующем трансформаторе и ставим перемычку.

Далее наматываем 1-2 витка на силовой трансформатор и 1 на переключающий, используем в ОС резистор от 3-10 Ом мощностью не менее 1 ватт, чем выше сопротивление, тем ниже ток защиты от короткого замыкания.

Если вас пугает нагрев резистора, вы можете использовать вместо него лампочку фонарика (2,5-6,3 В). Но при этом ток срабатывания защиты будет очень мал, так как сопротивление горячей нити накала лампы достаточно велико.

Трансформатор теперь тихо запускается без нагрузки, и есть защита от короткого замыкания.

При замкнутом выходе ток на вторичке падает, и соответственно ток падает на обмотку ОС - ключи блокируются и генерация нарушается, только при коротком замыкании ключи сильно нагреваются, т.к. динистор пытается запустить цепь, а ведь короткое замыкание на ней и процесс повторяется.Поэтому данный электронный трансформатор выдерживает режим включения не более 10 секунд. Вот видео, как работает защита от короткого замыкания в переделанном устройстве:

Извините за качество, снято на мобильный телефон. Вот еще фото переделки ЕТ:

Но помещать конденсатор фильтра в корпус ЕТ я не рекомендую, сделал это на свой страх и риск, так как температура внутри уже немаленькая, а там нет места достаточно, конденсатор может вздуться и можно услышать БА-БУМ 🙂 Но не факт, пока все работает нормально, время покажет... Позже перепроектировал два трансформатора на 60 и 105 Вт, вторичные обмотки перемотали под свои нужды, вот фото как разделить сердечник W-образного трансформатора (в блоке питания 105 Вт).

Еще можно отправить маломощный импульсный блок питания на большой, при этом заменив ключи, диоды сетевого моста, конденсаторы полумоста и, конечно же, ферритовый трансформатор.

Вот несколько картинок - ЭТ был перепроектирован с 60 Вт на 180 Вт, транзисторы заменены на MJE 13009, конденсаторы 470 нФ и трансформатор намотан на два свернутых кольца К32 * 20 * 6.

Первичная обмотка 82 витка в двух сердечниках диаметром 0,4 мм. Перепродажа согласно вашим требованиям.

И все же, чтобы не сжечь ЭТ при экспериментах или любой другой аварийной ситуации, лучше подключить его последовательно с лампой накаливания той же мощности. В случае короткого замыкания или другой поломки лампа загорится, и вы спасете радиодетали. С вами был AVG (Марьян).

el-shema.ru

Схема электронного трансформатора для галогенных ламп 12В.Как работает электронный трансформатор?

Работа трансформатора будет основана на преобразовании тока из сети с напряжением 220 В. Устройства разделены по количеству фаз, а также по индикатору перегрузки. На рынке представлены модификации однофазного и двухфазного типов. Параметр тока перегрузки колеблется от 3 до 10 А. При необходимости можно сделать электронный трансформатор своими руками. Однако для этого, прежде всего, важно ознакомиться с устройством модели.

Схема модели

Схема электронного трансформатора для галогенных ламп 12 В предполагает использование проходного реле. Обмотка приложена напрямую с фильтром. В схеме есть конденсаторы для увеличения тактовой частоты. Выпускаются они открытого и закрытого типа ... В однофазных версиях используются выпрямители. Эти элементы необходимы для увеличения проводимости тока.

В среднем чувствительность моделей 10 мВ. С помощью расширителей решаются проблемы с перегрузкой сети.Если рассматривать двухфазную модификацию, то в ней используется тиристор. В указанный элемент обычно устанавливают резисторы. Их емкость составляет в среднем 15 пФ. Уровень токопроводимости в этом случае зависит от нагрузки на реле.

Как сделать самому?

Сделать электронный трансформатор своими руками несложно. Для этого важно использовать проводное реле. Желательно подобрать для него расширитель импульсного типа. Конденсаторы используются для увеличения параметра чувствительности устройства.Многие специалисты рекомендуют устанавливать резисторы с изоляторами.

Фильтры припаяны для защиты от скачков напряжения. Если рассматривать самодельную однофазную модель, то целесообразнее выбрать модулятор на 20 Вт. Выходное сопротивление в цепи трансформатора должно быть 55 Ом. Выходные контакты припаиваются напрямую для подключения устройства.

Конденсаторно-резистивные устройства

Схема электронного трансформатора для галогенных ламп 12 В предполагает использование проводного реле. В этом случае резисторы устанавливаются за пластиной.Как правило, используются модуляторы открытого типа. Также в схему электронного трансформатора для галогенных ламп 12В входят выпрямители, которые подбираются фильтрами.

Усилители необходимы для решения проблем переключения. Параметр выходного сопротивления в среднем 45 Ом. Токопроводимость, как правило, не превышает 10 мкм. Если рассматривать однофазную модификацию, то в ней есть триггер. Некоторые специалисты используют триггеры для повышения проводимости. Однако в этом случае значительно увеличиваются тепловые потери.

Трансформаторы регуляторы

Трансформатор 220-12 В с регулятором сделать довольно просто. Реле в этом случае стандартно является проводным. Регулятор устанавливается непосредственно с модулятором. Есть кенотрон для решения проблем с обратной полярностью. Его можно использовать с крышкой или без нее.

Спусковой механизм в этом случае подключается посредством проводов. Указанные элементы способны работать только с расширителями импульсов. В среднем параметр проводимости трансформаторов этого типа не превышает 12 мкм.Также важно отметить, что величина отрицательного сопротивления зависит от чувствительности модулятора. Как правило, оно не превышает 45 Ом.

Использование проводных стабилизаторов

Трансформатор 220-12 В с проводным стабилизатором встречается очень редко. Для нормальной работы устройства требуется качественное реле. Показатель отрицательного сопротивления в среднем составляет 50 Ом. В этом случае стабилизатор крепится к модулятору. Указанный элемент в первую очередь предназначен для понижения тактовой частоты.

В этом случае тепловые потери трансформатора незначительны. Однако важно отметить, что на спусковой крючок оказывается сильное давление. Некоторые специалисты рекомендуют в этой ситуации использовать емкостные фильтры. Они продаются с гидом или без него.

Модели диодных мостов

Трансформатор на 12 В этого типа выполнен на основе селективных триггеров. Показатель порогового сопротивления у моделей в среднем 35 Ом. Трансиверы устанавливаются для решения проблем с понижением частоты.Используются непосредственно диодные мосты с разной проводимостью. Если рассматривать однофазные модификации, то в этом случае резисторы подбираются на двух пластинах. Показатель проводимости не превышает 8 мкм.

Тетроды для трансформаторов позволяют значительно повысить чувствительность реле. Модификации с усилителями очень редки. Основная проблема с этим типом трансформатора - отрицательная полярность. Это происходит из-за повышения температуры реле. Чтобы исправить эту ситуацию, многие специалисты рекомендуют использовать управляемые триггеры.

Модель Taschibra

Схема электронного трансформатора для галогенных ламп 12В включает в себя спусковой механизм для двух пластин. Реле в модели проводного типа. Расширители используются для решения задач с пониженной частотой. Всего в модели три конденсатора. Таким образом, проблемы с перегрузкой сети возникают редко. В среднем параметр выходного сопротивления поддерживается на уровне 50 Ом. По мнению специалистов, выходное напряжение на трансформаторе не должно превышать 30 Вт. В среднем чувствительность модулятора составляет 5.5 мкм. Однако в этом случае важно учитывать нагрузку на расширитель.

Устройство RET251C

Указанный электронный трансформатор для ламп изготавливается с выходным адаптером. Расширитель модели дипольного типа. Всего в устройстве три конденсатора. Резистор используется для устранения проблем с отрицательной полярностью. Конденсаторы модели перегреваются редко. Модулятор подключается напрямую через резистор. Всего в модели два тиристора.Они в первую очередь отвечают за параметр выходного напряжения. Также тиристоры предназначены для обеспечения стабильной работы расширителя.

Трансформатор GET 03

Трансформатор (12 Вольт) этой серии очень популярен. Всего в модели два резистора. Они расположены рядом с модулятором. Если говорить об индикаторах, важно отметить, что частота модификации составляет 55 Гц. Устройство подключается через выходной адаптер.

Расширитель сочетается с изолятором.Два конденсатора используются для устранения проблем с отрицательной полярностью. В представленной модификации нет регулятора. Индекс проводимости трансформатора составляет 4,5 мкм. Выходное напряжение колеблется в районе 12 В.

Устройство ЭЛТР-70

Указанный электронный трансформатор 12 В включает в себя два проходных тиристора. Отличительной особенностью модификации считается высокая тактовая частота ... Таким образом, процесс преобразования тока будет происходить без скачков напряжения. Эспандер модели используется без крышки.

Есть триггер для понижения чувствительности. Устанавливается стандартно селективного типа. Отрицательное сопротивление 40 Ом. Это считается нормальным для однофазной модификации. Также важно отметить, что устройства подключаются через выходной адаптер.

Модель ELTR-60

Этот трансформатор обеспечивает высокую стабильность напряжения. Модель относится к однофазным устройствам. Его конденсатор используется с высокой проводимостью. Проблемы с отрицательной полярностью решаются расширителем.Устанавливается за модулятором. В представленном трансформаторе отсутствует регулятор. Всего в модели используется два резистора. Их емкость составляет 4,5 пФ. По мнению специалистов, перегрев элементов случается очень редко. Выходное напряжение на реле строго 12 В.

Трансформаторы TRA110

Эти трансформаторы питаются от проходного реле. Расширители модели используются разной мощности. В среднем выходное сопротивление трансформатора составляет 40 Ом. Модель относится к двухфазным модификациям.Его пороговый показатель частоты составляет 55 Гц. В данном случае резисторы - дипольного типа. Всего в модели два конденсатора. Для стабилизации частоты при работе устройства действует модулятор. Проводники модели спаяны с высокой проводимостью.

fb.ru

Переделка электронного трансформатора | all-he

Электронный трансформатор - сетевой импульсный блок питания, который предназначен для питания галогенных ламп на 12 вольт. Подробнее об этом приборе читайте в статье «Электронный трансформатор (введение)».

Устройство имеет довольно простую схему. У простого двухтактного автогенератора, который выполнен по полумостовой схеме, рабочая частота около 30 кГц, но этот показатель сильно зависит от выходной нагрузки.

Схема такого блока питания очень нестабильна, не имеет никакой защиты от коротких замыканий на выходе трансформатора, возможно, из-за этого схема пока не нашла широкого распространения в радиолюбительских кругах. Хотя в последнее время на различных форумах идет раскрутка этой темы.Люди предлагают различные варианты доработки таких трансформаторов. Сегодня я постараюсь объединить все эти улучшения в одной статье и предложить варианты не только для улучшений, но и для того, чтобы сделать ET более мощным.

Не будем углубляться в основы работы схемы, а сразу приступим к делу. Постараемся доработать и увеличить мощность китайского ET Taschibra на 105 Вт.

Для начала хочу объяснить, почему я решил взяться за питание и переделку таких трансформаторов.Дело в том, что недавно сосед попросил заставить его заказать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, компактное и легкое. Собирать не хотел, но потом наткнулся на интересные статьи, в которых рассматривалась переделка электронного трансформатора. Это натолкнуло меня на мысль - почему бы не попробовать?

Таким образом, было приобретено несколько ЭТ мощностью от 50 до 150 Вт, но эксперименты с переделкой не всегда заканчивались удачно, выжил только ЭТ мощностью 105 Вт. Недостаток такого агрегата в том, что у него трансформатор некруглый, а потому перематывать или наматывать витки неудобно.Но другого выхода не было и пришлось переделывать именно этот блок.

Как известно, эти агрегаты не включаются без нагрузки, это не всегда является преимуществом. Планирую получить надежное устройство, которое можно будет беспрепятственно использовать в любых целях, не опасаясь, что блок питания может сгореть или выйти из строя в случае короткого замыкания.

Номер ревизии 1

Суть идеи состоит в том, чтобы добавить защиту от КЗ, а также устранить указанный выше недостаток (активация схемы без выходной нагрузки или с маломощной нагрузкой).

Глядя на сам блок, мы видим простейшую схему ИБП, я бы сказал, что схема не полностью разработана производителем. Как известно, если замкнуть вторичную обмотку трансформатора, то менее чем за секунду цепь выйдет из строя. Резко нарастает ток в цепи, моментально выходят из строя ключи, а иногда и основные ограничители. Таким образом, ремонт схемы обойдется дороже стоимости (цена такого ЭТ около 2,5 долларов).

Трансформатор обратной связи состоит из трех отдельных обмоток.Две из этих обмоток питают основные цепочки для ключей.

Для начала снимаем обмотку связи на трансформаторе ОС и ставим перемычку. Эта обмотка включена последовательно с первичной обмоткой импульсного трансформатора. Затем наматываем только 2 витка на силовой трансформатор и один виток на кольцо (трансформатор OC). Для намотки можно использовать проволоку диаметром 0,4-0,8 мм.

Далее нужно подобрать резистор под ОС, в моем случае 6.2 Ом, но резистор можно подобрать сопротивлением 3-12 Ом, чем выше сопротивление этого резистора, тем меньше ток защиты от короткого замыкания. Резистор в моем случае - это резистор с проволочной обмоткой, что я не советую. Подбираем мощность этого резистора 3-5 Вт (можно использовать от 1 до 10 Вт).

При коротком замыкании на выходной обмотке импульсного трансформатора ток во вторичной обмотке падает (в стандартных схемах ЕТ при КЗ ток увеличивается, отключая ключи).Это приводит к уменьшению тока в обмотке ОС. Таким образом, генерация останавливается, сами ключи блокируются.

Единственный недостаток такого решения - при длительном коротком замыкании на выходе схема выходит из строя, так как клавиши нагреваются и достаточно прочны. Не подвергайте выходную обмотку короткому замыканию длительностью более 5-8 секунд.

Схема теперь запустится без нагрузки, одним словом, мы получили полноценный ИБП с защитой от короткого замыкания.

Номер ревизии 2

Теперь попробуем немного сгладить сетевое напряжение от выпрямителя. Для этого мы будем использовать катушки индуктивности и сглаживающий конденсатор. В моем случае использовался готовый дроссель с двумя независимыми обмотками. Этот дроссель был удален из ИБП DVD-плеера, хотя можно использовать и самодельные дроссели.

После перемычки следует подключить электролит емкостью 200 мкФ с напряжением не менее 400 вольт.Емкость конденсатора выбирается исходя из мощности блока питания 1 мкФ на 1 ватт мощности. Но как вы помните, наш блок питания рассчитан на 105 Вт, почему конденсатор используется на 200 мкФ? Вы очень скоро это поймете.

Номер ревизии 3

Теперь о главном - запитке электронного трансформатора и реально ли? Фактически, есть только один надежный способ включения без особых модификаций.

Для включения удобно использовать ЭТ с кольцевым трансформатором, так как потребуется перемотка вторичной обмотки, по этой причине мы заменим наш трансформатор.

Сетевая обмотка протянута по всему кольцу и содержит 90 витков провода 0,5-0,65 мм. Обмотка намотана на двух свернутых ферритовых кольцах, снятых с ЭТ мощностью 150 Вт. Вторичная обмотка наматывается исходя из потребностей, в нашем случае она рассчитана на 12 вольт.

Планируется увеличить мощность до 200 Вт. Поэтому электролит понадобился с запасом, о котором говорилось выше.

Заменяем конденсаторы полумоста на 0.5 мкФ, в штатной схеме у них ёмкость 0,22 мкФ. Мы заменяем биполярные переключатели MJE13007 на MJE13009. Силовая обмотка трансформатора содержит 8 витков, обмотка выполнена с 5 жилами 0,7 мм провода, так что у нас есть провод в первичной обмотке с общим сечением 3,5 мм.

Двигайтесь дальше. До и после дросселей ставим пленочные конденсаторы емкостью 0,22-0,47 мкФ с напряжением не менее 400 Вольт (я использовал именно те конденсаторы, которые были на плате ЕТ и которые пришлось заменить для увеличения мощности).

Далее заменяем диодный выпрямитель. В стандартных схемах используются обычные выпрямительные диоды серии 1N4007. Ток диода составляет 1 Ампер, наша схема потребляет много тока, поэтому диоды следует заменить на более мощные, чтобы избежать неприятных результатов после первого включения схемы. Можно использовать буквально любые выпрямительные диоды с током 1,5-2 Ампера, обратным напряжением не менее 400 вольт.

Все компоненты, кроме платы генератора, смонтированы на макетной плате.Клавиши усилены теплоотводом через изолирующие прокладки.

Продолжаем переделку электронного трансформатора, добавляя в схему выпрямитель и фильтр. Дроссели намотаны на кольцах из железного порошка (сняты с блока питания компьютера), состоят из 5-8 витков. Удобно наматывать сразу 5 проволок диаметром 0,4-0,6 мм каждая.

Подбираем сглаживающий конденсатор на напряжение 25-35 Вольт; в качестве выпрямителя используется один мощный диод Шоттки (диодные сборки от компьютерного блока питания).Можно использовать любые быстрые диоды на ток 15-20 ампер.

all-he.ru

СХЕМА ЭЛЕКТРОННОГО ТРАНСФОРМАТОРА ДЛЯ ГАЛОГЕННЫХ ЛАМП

В настоящее время импульсные электронные трансформаторы благодаря малым габаритам и весу, невысокой цене и широкому ассортименту широко используются в массовом оборудовании. Из-за массового производства электронные трансформаторы в несколько раз дешевле обычных индуктивных трансформаторов на железной основе той же мощности. Хотя электронные трансформаторы разных фирм могут иметь разную конструкцию, схема практически одинакова.

Возьмем, например, стандартный электронный трансформатор с маркировкой 12 В 50 Вт, который используется для питания настольной лампы. Принципиальная схема будет следующей:

Схема электронного трансформатора работает следующим образом. Напряжение сети выпрямляется выпрямительным мостом до полусинусоиды с удвоенной частотой. Элемент D6 типа DB3 в документации называется «TRIGGER DIODE», это двунаправленный динистор, в котором полярность включения не имеет значения, и он используется здесь для запуска преобразователя трансформатора.Динистор срабатывает во время каждого цикла, начиная генерацию полумоста. использовать, например, для функции затемнения подключенной лампы. Частота генерации зависит от размера и магнитной проводимости сердечника трансформатора обратной связи и параметров транзисторов, обычно в диапазоне 30-50 кГц.

В настоящее время начато производство более совершенных трансформаторов с микросхемой IR2161, что обеспечивает как простоту конструкции электронного трансформатора, так и сокращение количества используемых компонентов, и высокую производительность.Использование данной микросхемы значительно увеличивает технологичность и надежность электронного трансформатора для питания галогенных ламп. Принципиальная схема представлена ​​на рисунке.

Особенности электронного трансформатора на IR2161: Интеллектуальный полумостовой драйвер; Защита нагрузки от короткого замыкания с автоматическим перезапуском; Защита от перегрузки по току с автоматическим перезапуском; Развертка рабочей частоты для уменьшения электромагнитных помех; Микро пусковой ток 150 мкА; Может использоваться с фазовыми диммерами, управляемыми по переднему и заднему фронту; Компенсация смещения выходного напряжения увеличивает срок службы лампы; Плавный пуск, исключающий токовые перегрузки ламп.

Входной резистор R1 (0,25 Вт) представляет собой своего рода предохранитель. Транзисторы MJE13003 прижаты к корпусу через изолирующую прокладку с металлической пластиной. Даже при работе с полной нагрузкой транзисторы плохо нагреваются. После выпрямителя сетевого напряжения нет конденсатора, сглаживающего пульсации, поэтому выходное напряжение электронного трансформатора при работе от нагрузки представляет собой прямоугольные колебания 40 кГц, модулированные пульсациями сетевого напряжения 50 Гц.Трансформатор Т1 (трансформатор обратной связи) - на ферритовом кольце обмотки, подключенные к базам транзисторов, содержат пару витков, обмотка, подключенная к точке соединения эмиттера и коллектора силовых транзисторов - один виток одинарного- жильный изолированный провод. Транзисторы MJE13003, MJE13005, MJE13007 обычно используются в ET. Выходной трансформатор на ферритовом W-образном сердечнике.

Для использования электронного трансформатора в импульсном блоке питания необходимо к выходу подключить выпрямительный мост на высокочастотных мощных диодах (обычные КД202, Д245 не подойдут) и конденсатор для сглаживания пульсаций .На выходе электронного трансформатора устанавливается диодный мост на диодах КД213, КД212 или КД2999. Словом, нужны диоды с низким падением напряжения в прямом направлении, способные хорошо работать на частотах порядка десятков килогерц.

Преобразователь электронного трансформатора не работает нормально без нагрузки, поэтому его следует использовать там, где нагрузка постоянна по току и потребляет ток, достаточный для уверенного запуска преобразователя ET.При эксплуатации схемы необходимо учитывать, что электронные трансформаторы являются источниками электромагнитных помех, поэтому необходимо установить LC-фильтр для предотвращения проникновения помех в сеть и в нагрузку.

Я лично использовал электронный трансформатор для изготовления лампового усилителя импульсного источника питания ... Также представляется возможным снабдить их мощными УНЧ класса А или светодиодными лентами, которые предназначены как раз для источников с напряжением 12 В и высокий выходной ток.Естественно, подключение такой ленты производится не напрямую, а через токоограничивающий резистор или путем корректировки выходной мощности электронного трансформатора.

Форум электронных трансформаторов

Обсудить статью СХЕМА ЭЛЕКТРОННОГО ТРАНСФОРМАТОРА ДЛЯ ГАЛОГЕННЫХ ЛАМП

radioskot.ru

Электронные трансформаторы для галогенных ламп 12В

Блок питания

На главную Радиолюбителям Блок питания

В статье описаны так называемые электронные трансформаторы, которые по сути представляют собой импульсные понижающие преобразователи для питания галогенных ламп, рассчитанных на напряжение 12В.Предлагаются два варианта трансформаторов - на дискретных элементах и ​​на специализированной микросхеме.

Галогенные лампы по сути являются более совершенной модификацией обычных ламп накаливания. Принципиальное отличие заключается в добавлении к колбе лампы паров галогеновых соединений, которые блокируют активное испарение металла с поверхности нити накала во время работы лампы. Это позволяет нагревать нить до более высоких температур, что приводит к более высокой светоотдаче и более однородному спектру излучения.Кроме того, увеличивается срок службы лампы. Эти и другие особенности делают галогенную лампу очень привлекательной для домашнего освещения и многого другого. Промышленно выпускается широкий ассортимент галогенных ламп различной мощности на напряжение 230 и 12 В. Лампы с напряжением питания 12 В обладают лучшими техническими характеристиками и более длительным сроком службы по сравнению с лампами на 230 В, не говоря уже об электробезопасности. Для питания таких ламп от сети 230 В необходимо снизить напряжение. Вы, конечно, можете использовать обычный сетевой понижающий трансформатор, но это дорого и непрактично.Оптимальным решением является использование понижающего преобразователя 230 В / 12 В, который в таких случаях часто называют электронным трансформатором или галогенным преобразователем. В данной статье будут рассмотрены два варианта таких устройств, оба рассчитаны на мощность нагрузки 20 ... 105 Вт.

Одним из самых простых и распространенных схемных решений понижающих электронных трансформаторов является полумостовой преобразователь. с положительной обратной связью по току, схема которой показана на рис. 1. При подключении устройства к сети конденсаторы C3 и C4 быстро заряжаются до пикового напряжения сети, образуя половину напряжения в точке подключения.Схема R5C2VS1 формирует пусковой импульс. Как только напряжение на конденсаторе C2 достигнет порога открытия динистора VS1 (24,32 В), он откроется, и на базу транзистора VT2 будет подано напряжение прямого смещения. Этот транзистор откроется и ток потечет по цепи: общая точка конденсаторов С3 и С4, первичная обмотка трансформатора Т2, обмотка III трансформатора Т1, коллекторная секция - эмиттер транзистора VT2, отрицательный вывод диодного моста VD1.На обмотке II трансформатора Т1 появится напряжение, которое будет поддерживать транзистор VT2 в открытом состоянии, при этом обратное напряжение с обмотки I будет подаваться на базу транзистора VT1 (обмотки I и II включены. в противофазе). Ток, протекающий через обмотку III трансформатора T1, быстро переведет ее в состояние насыщения. В результате напряжение на обмотках I и II T1 будет стремиться к нулю. Транзистор VT2 начнет закрываться. Когда он будет почти полностью закрыт, трансформатор начнет выходить из состояния насыщения.

Рисунок: 1. Схема полумостового преобразователя с положительной обратной связью по току

Закрытие транзистора VT2 и выход из насыщения трансформатора Т1 приведет к изменению направления ЭДС и увеличению напряжения на обмотки I и II. Теперь прямое напряжение будет подаваться на базу транзистора VT1, а противоположное - на базу VT2. Транзистор VT1 начнет открываться. Ток будет протекать по цепи: положительный вывод диодного моста VD1, участок коллектор-эмиттер VT1, обмотка III T1, первичная обмотка трансформатора T2, точка пересечения конденсаторов C3 и C4.Затем процесс повторяется, и в нагрузке образуется вторая полуволна напряжения. После запуска диод VD4 поддерживает конденсатор С2 в разряженном состоянии. Поскольку в преобразователе не используется сглаживающий оксидный конденсатор (он не нужен при работе от лампы накаливания, наоборот, его наличие ухудшает коэффициент мощности устройства), то по окончании полупериода выпрямленной сети напряжение, генерация остановится. С приходом следующего полупериода генератор снова запустится.В результате работы электронного трансформатора на его выходе формируются колебания с частотой 30 ... 35 кГц, близкие по форме к синусоидальному (рис.2), за которыми следуют пакеты с частотой 100 Гц (рис. 3).

Рисунок: 2. Колебания с частотой 30 ... 35 кГц, близкие по форме к синусоидальным

Рисунок: 3. Колебания с частотой 100 Гц

Важная особенность такого преобразователя состоит в том, что он не запустится без нагрузки, так как ток через обмотку III T1 будет слишком мал, и трансформатор не будет насыщаться, процесс автогенерации завершится ошибкой.Эта функция делает ненужной защиту от простоя. Устройство, показанное на рис. 1 номинал стабильно запускается при мощности нагрузки 20 Вт.

На рис. 4 показана схема усовершенствованного электронного трансформатора, в который добавлены шумоподавляющий фильтр и блок защиты от короткого замыкания нагрузки. Блок защиты собран на транзисторе VT3, диоде VD6, стабилитроне VD7, конденсаторе С8 и резисторах R7-R12. Резкое увеличение тока нагрузки приведет к увеличению напряжения на обмотках I и II трансформатора Т1 с 3... 5 В в номинальном режиме до 9 ... 10 В в режиме короткого замыкания. В результате на базе транзистора VT3 появится напряжение смещения 0,6 В. Транзистор откроется и обойдет конденсатор пусковой цепи С6. В результате при следующем полупериоде выпрямленного напряжения генератор не запустится. Конденсатор С8 обеспечивает задержку срабатывания защиты около 0,5 с.

Рисунок: 4. Схема усовершенствованного электронного трансформатора

Второй вариант электронного понижающего трансформатора показан на рис.5. Проще повторить, так как в нем нет одного трансформатора, при этом он более функциональный. Это тоже полумостовой преобразователь, но управляемый специализированной микросхемой IR2161S. В микросхему встроены все необходимые защитные функции: от пониженного и повышенного напряжения сети, от режима холостого хода и короткого замыкания в нагрузке, от перегрева. IR2161S также имеет функцию плавного пуска, заключающуюся в плавном увеличении выходного напряжения при включении от 0 до 11,8 В в течение 1 с.Это исключает резкий скачок тока через холодную нить накала лампы, что значительно, иногда в несколько раз, увеличивает срок ее службы.

Рисунок: 5. Второй вариант электронного понижающего трансформатора

В первый момент, а также с приходом каждого последующего полупериода выпрямленного напряжения микросхема питается через диод VD3. от параметрического стабилизатора на стабилитроне VD2. Если питание подается напрямую от сети 230 В без использования фазорегулятора (диммера), то схема R1-R3C5 не нужна.После входа в рабочий режим микросхема дополнительно питается с выхода полумоста по цепи d2VD4VD5. Сразу после запуска частота внутреннего тактового генератора микросхемы составляет около 125 кГц, что намного выше частоты выходной цепи C13C14T1, в результате напряжение на вторичной обмотке трансформатора Т1 будет небольшим. Внутренний генератор микросхемы управляется напряжением, его частота обратно пропорциональна напряжению на конденсаторе С8.Сразу после включения этот конденсатор начинает заряжаться от внутреннего источника тока микросхемы. По мере увеличения на нем напряжения частота генератора микросхемы будет уменьшаться. Когда напряжение на конденсаторе достигнет 5 В (примерно через 1 с после включения), частота снизится до рабочего значения примерно 35 кГц, а напряжение на выходе трансформатора достигнет номинального значения 11,8 В. Это Так реализуется мягкий пуск, после его завершения микросхема DA1 переходит в рабочий режим, в котором вывод 3 DA1 может использоваться для управления выходной мощностью.Если подключить параллельно конденсатору С8 переменный резистор сопротивлением 100 кОм, можно, изменяя напряжение на выводе 3 DA1, контролировать выходное напряжение и регулировать яркость лампы. При изменении напряжения на выводе 3 микросхемы DA1 от 0 до 5 В частота генерации изменится с 60 до 30 кГц (60 кГц при 0 В - минимальное выходное напряжение, а 30 кГц при 5 В - максимальное).

Вход CS (контакт 4) микросхемы DA1 является входом для внутреннего усилителя сигнала ошибки и используется для контроля тока нагрузки и напряжения на выходе полумоста.В случае резкого увеличения тока нагрузки, например при коротком замыкании, падение напряжения на датчике тока - резисторах R12 и R13, а значит на выводе 4 DA1 превысит 0,56 В, внутренний компаратор переключится и остановите тактовый генератор. В случае обрыва нагрузки напряжение на выходе полумоста может превысить максимально допустимое напряжение транзисторов VT1 и VT2. Чтобы этого избежать, резистивно-емкостной делитель C10R9 подключен к входу CS через диод VD7.При превышении порогового напряжения на резисторе R9 генерация также прекращается. Более подробно режимы работы микросхемы IR2161S рассмотрены в.

Можно рассчитать количество витков обмоток выходного трансформатора для обоих вариантов, например, с помощью несложной методики расчета можно выбрать подходящий магнитопровод по общей мощности по каталогу.

По количеству витков первичной обмотки

NI = (Uc max t0 max) / (2 S Bmax),

где Uc max - максимальное напряжение сети, В; t0 max - максимальное время открытого состояния транзисторов, мкс; S - площадь поперечного сечения магнитопровода, мм2; Bmax - максимальная индукция, Т.

Число витков вторичной обмотки

где k - коэффициент трансформации, в нашем случае можно принять k = 10.

Чертеж печатной платы первого варианта электронного трансформатора (см. Рис. 4) показан на рис. 6, расположение элементов - на рис. 7. Внешний вид собранной платы показан на рис. 8. чехлы. Электронный трансформатор собран на плате из стекловолокна толщиной 1,5 мм, покрытой с одной стороны фольгой. Все элементы для поверхностного монтажа устанавливаются на стороне печатных проводников, выводные элементы - на противоположной стороне платы.Большая часть деталей (транзисторы VT1, VT2, трансформатор Т1, динистор VS1, конденсаторы С1-С5, С9, С10) подойдут от массовых дешевых электронных балластов для люминесцентных ламп типа Т8, например, Tridonic PC4x18 T8, Fintar 236/418, Cimex CSVT 418P, Komtex EFBL236 / 418, TDM Electric EB-T8-236 / 418 и др., Поскольку имеют схожую схемотехнику и элементную базу. Конденсаторы С9 и С10 - это металлопленочные полипропиленовые конденсаторы, рассчитанные на большой импульсный ток и переменное напряжение не менее 400 В. Диод VD4 - любой быстродействующий диод с допустимым обратным напряжением на рис.11 не менее 150 В.

Рисунок: 6. Чертеж печатной платы первого варианта электронного трансформатора

Рисунок: 7. Расположение элементов на плате

Рисунок: 8 Внешний вид собранной платы

Трансформатор Т1 намотан на кольцевой магнитопровод с магнитной проницаемостью 2300 ± 15%, его внешний диаметр 10,2 мм, внутренний диаметр 5,6 мм, толщина 5,3 мм.Обмотка III (5-6) содержит один виток, обмотки I (1-2) и II (3-4) - три витка провода диаметром 0,3 мм. Индуктивность обмоток 1-2 и 3-4 должна составлять 10 ... 15 мкГн. Выходной трансформатор Т2 намотан на магнитопроводе EV25 / 13/13 (Epcos) без немагнитного зазора, материал N27. Его первичная обмотка содержит 76 витков провода 5x0,2 мм. Вторичная обмотка содержит восемь витков гибкого провода 100x0,08 мм. Индуктивность первичной обмотки составляет 12 ± 10% мГн. Дроссель шумоподавляющего фильтра L1 намотан на магнитопроводе E19 / 8/5, материал N30, каждая обмотка содержит 130 витков провода диаметром 0.25 мм. Можно использовать стандартный двухобмоточный дроссель с индуктивностью 30 ... 40 мГн подходящего размера. Желательно использовать конденсаторы С1, С2 Х-класса.

Чертеж печатной платы второго варианта электронного трансформатора (см. Рис. 5) показан на рис. 9, расположение элементов - на рис. 10. Плата также изготовлена ​​из стеклотекстолита. фольга с одной стороны, элементы для поверхностного монтажа расположены со стороны печатных проводников, выводные элементы - с противоположной стороны.Внешний вид готового устройства показан на рис. 11 и рис. 12. Выходной трансформатор Т1 намотан на магнитопровод R29.5 (Epcos), материал N87. Первичная обмотка содержит 81 виток провода 0,6 мм, вторичная обмотка - 8 витков провода 3х1 мм. Индуктивность первичной обмотки 18 ± 10% мГн, вторичной 200 ± 10% мГн. Трансформатор Т1 рассчитан на максимальную мощность до 150 Вт; для подключения такой нагрузки транзисторы VT1 и VT2 необходимо установить на радиатор - алюминиевую пластину площадью 16 мм... 18 мм2, 1,5 ... 2 мм толщиной. Однако в этом случае потребуется соответствующая переделка печатной платы. Также выходной трансформатор можно использовать с первой версии устройства (вам нужно будет добавить на плате отверстия для другой распиновки). Транзисторы STD10NM60N (VT1, VT2) можно заменить на IRF740AS или аналогичные. Стабилитрон VD2 должен иметь мощность не менее 1 Вт, напряжение стабилизации - 15,6 ... 18 В. Конденсатор С12 - желательно дисковый керамический на номинальное постоянное напряжение 1000 В.Конденсаторы С13, С14 - металлопленочные полипропиленовые, рассчитанные на большой импульсный ток и переменное напряжение не менее 400 В. Каждая из резистивных цепей R4-R7, R14-R17, R18-R21 может быть заменена одним оконечным резистором соответствующего сопротивление и мощность, но надо будет менять печатную плату.

Рисунок: 9. Чертеж печатной платы второго варианта электронного трансформатора

Рисунок: 10. Расположение элементов на плате

Рисунок: 11.Внешний вид готового устройства

Рисунок: 12. Внешний вид собранной платы

Литература

1. IR2161 (S) & (PbF). Микросхема управления галогенным преобразователем. - URL: http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/ir2161.pdf (24.04.15).

2. Питер Грин. Электронный преобразователь с регулируемой яркостью 100 ВА для низковольтного освещения. - URL: http: // www.irf.com/technical-info/refdesigns/ irplhalo1e.pdf (24.04.15).

3. Ферриты и аксессуары. - URL: http: // en.tdk.eu/tdk-en/1 80386 / tech-library / epcos-Publications / ferrites (24.04.15).

Дата публикации: 30.10.2015

Отзывы читателей

  • Веселин / 08.11.2017 - 22: 18Какие электронные трансформаторы доступны на рынке с ними 2161 или аналогичные
  • Эдвард / 26.12.2016 - 13:07 Здравствуйте, а можно ли вместо трансформатора 160Вт поставить 180Вт? Спасибо.
  • Михаил / 21.12.2016 - 22:44 Переделал эти http://ali.pub/7w6tj
  • Юрий / 05.08.2016 - 17:57 Здравствуйте! Можно ли узнать частоту переменного напряжения на выходе трансформатора для галогенных ламп? Спасибо.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по вышеуказанному материалу:

www.radioradar.net

Электронный трансформатор - это сетевой импульсный источник питания с очень хорошими характеристиками. Такие блоки питания лишены защиты от короткого замыкания на выходе, но этот дефект можно исправить. Сегодня я решил представить весь процесс увеличения мощности электронных трансформаторов для галогенных ламп. Мы превратим китайский ЭК мощностью 150 Вт в мощный ИБП, который можно использовать практически для любых целей.Вторичная обмотка импульсного трансформатора в моем случае содержит только один виток. Обмотка намотана 10 проводами по 0,5 мм. Блок питания рассчитан на мощность до 300 Вт, поэтому его можно использовать для вуферов типа Holton, Lanzar, Marshall Leach и др. При желании на базе такого ИБП можно собрать мощный лабораторный блок питания. Мы знаем, что многие ИБП этого типа не включаются без нагрузки, это недостаток электронных трансформаторов Tashibra мощностью 105 Вт.

У нашей схемы такого недостатка нет, схема запускается без нагрузки и может работать с маломощными нагрузками (светодиоды и т.д.). Для включения необходимо внести несколько переделок. Необходимо перемотать импульсный трансформатор, подобрать конденсаторы полумоста, заменить диоды в выпрямителе и использовать более мощные переключатели. В моем случае использовались диоды на полтора ампера, которые я не заменял, но обязательно заменил их любыми диодами с обратным напряжением не менее 400 Вольт и с током 2 Ампера и более.


Сначала переделаем импульсный трансформатор. На плате можно увидеть кольцевой трансформатор с двумя обмотками, обе обмотки нужно снимать. Затем берем еще одно подобное кольцо (снятое с того же блока) и склеиваем. Сетевая обмотка состоит из 90 витков, витки вытянуты по всему кольцу.


Диаметр провода, которым наматывается обмотка, 0,5 ... 0,7 мм. Далее наматываем вторичную обмотку. Один виток дает, например, полтора вольта - чтобы получить выходное напряжение 12 Вольт, обмотка должна содержать 8 витков (но есть и другие значения).


Далее заменяем конденсаторы полумоста. В стандартной схеме используются конденсаторы емкостью 0,22 мкФ на 630 В, которые были заменены на конденсаторы емкостью 0,5 мкФ на 400 В. Выключатели питания серии MJE13007, которые были заменены на более мощные - MJE13009.


На этом переделка практически завершена и уже можно подключаться к сети 220 вольт. Проверив работоспособность схемы, идем дальше. Дополняем ИБП сетевым напряжением. Фильтр содержит дроссели и сглаживающий конденсатор.Электролитический конденсатор выбираем из расчета 1 мкФ на 1 Вольт, для наших 300 Вт выбираем конденсатор емкостью 300 мкФ с минимальным напряжением 400 вольт. Затем переходим к дросселям. Я использовал готовый дроссель, его сняли с другого ИБП. Дроссель имеет две отдельные обмотки по 30 витков провода 0,4 мм.


Можно поставить предохранитель на ввод питания, но в моем случае он уже был на плате. Предохранитель выбран на 1,25 - 1,5 Ампера. Теперь все готово, уже можно дополнить схему выпрямителем на выходе и сглаживающими фильтрами.Если вы планируете собрать на базе такого ИБП автомобильное зарядное устройство, то на выходе будет достаточно одного мощного диода Шоттки. Эти диоды включают мощный импульсный диод серии STPR40, который часто используется в компьютерных блоках питания. Сила указанного диода составляет 20 Ампер, но для блока питания на 300 Вт и 20 Ампер маловато. Без проблем! Дело в том, что указанный диод содержит два одинаковых диода на 20 Ампер, вам просто нужно соединить между собой два крайних вывода корпуса.Теперь у нас есть полный диод на 40 ампер. Диод нужно будет установить на достаточно большой радиатор, так как последний будет довольно сильно перегреваться, может понадобиться небольшой кулер.

Недавно в магазине наткнулся на электронный трансформатор для галогенных ламп. Стоит такой трансформатор копейки - всего 2,5 доллара, что в несколько раз дешевле стоимости используемых в нем компонентов. Блок покупался для экспериментов. Как позже выяснилось, у него не было защиты и при коротком замыкании произошел настоящий взрыв... Трансформатор был довольно мощный (150 ватт), поэтому в подъезде установили предохранитель, который буквально лопнул. После проверки выяснилось, что сгорела половина комплектующих. Ремонт будет дорогим, да и нервы и время тратить не надо, лучше купить новый. На следующий день было куплено сразу три трансформатора на 50, 105 и 150 Вт.

Блок планировалось доработать, так как это был ИБП - без каких-либо фильтров и защит.

После доработки должен был получиться мощный ИБП, главная особенность которого - компактность.
Для начала установка была оснащена сетевым фильтром.

Дроссель снят с блока питания DVD плеера, он состоит из двух одинаковых обмоток, каждая из которых содержит 35 витков провода 0,3 мм. Только проходя через фильтр, на главную цепь подается напряжение. Для сглаживания низкочастотных помех использовались конденсаторы по 0,1 мкФ (выбираем на напряжение 250-400 вольт). Светодиод указывает на наличие сетевого напряжения.

Регулятор напряжения

А схема использовалась только на одном транзисторе.Это простейшая схема, она содержит пару компонентов и работает очень хорошо. Недостаток схемы в том, что транзистор перегревается при больших нагрузках, но это не так уж и плохо. В схеме можно использовать любые мощные биполярные НЧ транзисторы обратной проводимости - КТ803,805,819,825,827 - рекомендую использовать последние три. Подстроечный резистор можно взять с сопротивлением 1 ... 6,8к, берем дополнительный защитный резистор мощностью 0,5-1 Вт.
Регулятор готов, идем дальше.

Защита

Еще одна простая схема, по сути, защита от чрезмерного использования. Реле буквально любое 10-15 Ампер. Также можно использовать любой выпрямительный диод с током 1 ампер и более (широко используемый 1N4007 отлично справляется с этой задачей). Светодиод сигнализирует неправильную полярность. Эта система отключает напряжение, если тестируемое устройство подключено к выходу короткого замыкания или неправильно подключено. Блок питания можно использовать для проверки работоспособности самодельных УНЧ, преобразователей, автомагнитол и т. Д., при этом не нужно бояться, что вдруг перепутаете полярность блока питания.

В будущем мы рассмотрим еще несколько простых изменений электронного трансформатора, а пока у нас есть простой, компактный и мощный ИБП, который можно использовать в качестве лабораторного устройства для новичка.

Перечень радиоэлементов
Обозначение Тип Номинал номер Примечание Оценка Мой ноутбук
T1 Транзистор биполярный

KT827A

1 В блокнот
VD1 Выпрямительный диод

1N4007

1 В блокнот
Диодный мост 1 В блокнот
C1, C2 Конденсатор 0.1 мкФ 2 В блокнот
C3 Конденсатор 0,22 мкФ 1 В блокнот
C4-C5 Конденсатор электролитический 3300 мкФ 2 В блокнот
R2 Резистор

480 Ом

1 В блокнот
R3 Переменный резистор 1 кОм 1 В блокнот
R4 Резистор

2.2 кОм

1 В блокнот
R5 Резистор

Содержание статьи:

Электрооборудование в нашем доме, включая освещение, работает от электричества напряжением 220В. А вот обычные лампочки с вольфрамовой нитью накаливания остались в прошлом. Эффективность низкая, долговечность низкая, а частота 50 Гц создает дополнительную нагрузку на зрение.Выход - использовать трансформатор для галогенных ламп и с его помощью использовать галогенные лампы высокой частоты, питающиеся от электричества низкого напряжения.

Трансформатор для галогенных ламп понижает напряжение с 220В до 12В. Галогенные лампы светят именно от электричества 12В.

Первый тип устройств - обмоточный трансформатор для галогенных ламп - состоит из двух медных обмоток, которые взаимодействуют посредством электромагнитного поля.

Сегодня электронный трансформатор для галогенных ламп перед обмоточным индукционным имеет свои преимущества:

Перечисленные особенности обеспечивают долговечность работы, продлевают срок службы как трансформатора, так и галогенных ламп.

Примечание: электронный трансформатор для галогенных ламп имеет КПД 95-99% против 75-80% у обмоточного трансформатора.

Расчет и выбор понижающих трансформаторов осуществляется по двум основным критериям:

Первый параметр показывает, какое напряжение галогенные лампы можно подключать с помощью трансформатора. Второй дает общую мощность подключенных к нему ламп. Значение основных параметров указано на крышке корпуса трансформатора.

Примечание: галогенные лампы подключаются параллельно через трансформатор. В этом случае их мощность суммируется, а напряжение остается неизменным. В отличие от параллельного соединения, последовательное напряжение суммируется.

Если необходимо подключить большое количество галогенных ламп, их следует разделить на группы. Для этого можно привести следующие аргументы:

Разделив освещение на группы, мы обеспечиваем выполнение этого условия.

Совет: трансформатор для галогенных ламп, особенно индукционных, во время работы может сильно нагреваться.Это необходимо учитывать при выборе места для его установки.

Широко используемый трансформатор (рис. 2) включает в себя двунаправленный динистор «TRIGGER DIODE» и работает следующим образом: диодный мост выпрямляет переменное напряжение в полусинусоидальную волну с удвоенной частотой. Двунаправленный динистор D6 запускает преобразователь трансформатора и генерацию полумоста, что позволяет довести частоту электрического тока на выходе до 30-50 кГц.

Сейчас используются более совершенные трансформаторы с микросхемой IR2161.Использование микросхемы, имеющей всего 8 контактов, значительно повысило надежность устройств трансформаторов, прежде всего за счет уменьшения количества составляющих компонентов. Еще он отличается высокой технологичностью, а именно:

У трансформатора для галогенных ламп есть своя «родственница» - трансформатор для светодиодного освещения. Но даже при одинаковой номинальной мощности и выходном напряжении эти трансформаторы не являются взаимозаменяемыми устройствами.

Дело в том, что в галогенной лампе источником света является нить накаливания.Совершенно другая физика заложена в свечении светодиода. Электрический ток проходит через соединение P / N диода и отдает часть энергии в виде фотона света. Эта разница в физическом явлении свечения галогенной лампы и светодиода предъявляет разные требования к трансформаторам. Не углубляясь в глубокий анализ осциллограмм трансформаторов в рамках данной статьи, сделаем входы:

Простая, но эффективная схема Transistor Curve Tracer.

Этот измеритель кривой использует всего 6 транзисторов и обеспечивает красивое отображение кривых на осциллографе в режиме X-Y. И даже не имеет значения, какие транзисторы вы используете для его сборки !! Сначала я собираю его на макетной плате, и он работает очень хорошо! Тестируемый компонент не нагревается, в отличие от некоторых китайских измерителей кривой. Я был впечатлен простотой и эффективностью этой маленькой схемы, и, поскольку я не видел ее в Интернете, я решил поделиться ею со всем миром.
Вот схема:

Эта схема может обрабатывать все виды компонентов, NPN-транзисторы (транзисторы с биполярным переходом), диоды и т. Д. Однако , а не , работает с полевыми транзисторами, такими как Jfet, P- или N-канальные МОП и т. Д. Вы можете создать версию PNP. эта схема. Инструкции для этого находятся внизу этой статьи. Как видите, очень простой дизайн. Вы можете заменить генератор прямоугольных импульсов, образованный T1 и T2, на генератор прямоугольных импульсов NE555, если хотите (остерегайтесь входного напряжения, если вы это сделаете, чтобы не взорвать 555 и убедиться, что рабочий цикл квадратная волна составляет 50%).Я пробовал это с 555-м, но на цифровом прицеле линии немного толще, чем на транзисторном генераторе прямоугольных импульсов. Чип вроде более шумный. (Однако у вас не будет этой проблемы, если вы используете аналоговый осциллограф.) Но плюс в том, что вы можете легко настроить частоту с помощью 555. Это дает вам немного больше контроля над тем, как выглядят кривые. Имейте в виду, я тестировал его только на макете, поэтому, если вы сделаете для него отпечаток, он может дать лучший результат. Кривые отображаются справа налево, что неверно для обычного отображения графика, но вы можете изменить это, инвертируя X-канал на вашем осциллографе.Однако большинство аналоговых осциллографов не позволяют вам инвертировать X-канал, обычно только Y-канал, так что вам просто нужно к этому привыкнуть. Вот что вы получаете с таким простым дизайном. (График для версии PNP требует, чтобы вы инвертировали Y-канал (канал-2) на вашем прицеле, чтобы он выглядел нормально почти на любом прицеле.)
TUT - это тестируемый транзистор, TUN - это Transistor Universal NPN, TUP - Transistor Universal PNP, а DUG - это Diode Universal Germanium. Я использовал AA119 для диода, но вы также можете использовать диод Шоттки, если у вас нет германиевого.Я пробовал это с 1N5819, и он тоже работает. Для NPN я использовал 2N3904 (я также пробовал BC547, и он работает так же хорошо), а для TUP я использовал BC559. Я установил все это на макетной плате, и это сработало как шарм.
На принципиальной схеме указано напряжение источника питания 6 вольт, но я использую его с напряжением 10 вольт, и мне кажется, что это работает лучше. Вы можете без проблем поднять напряжение до 15 Вольт. Я не пробовал более высокие напряжения, чем 15 В, но я думаю, что напряжение ограничено только транзисторами, которые вы используете в схеме, и более высокое напряжение питания дает вам больше данных о тестируемом транзисторе.Что касается энергопотребления: он почти не потребляет энергии. При 6 В он потребляет ток 4,8 мА, а при 15 В - 11,8 мА. Это эквивалентно 0,177 Вт.

Мой читатель любезно прислал ссылку на GIF-анимацию, которая показывает, как на самом деле работает генератор шагов, что очень интересно посмотреть. Вот ссылка, чтобы вы могли посмотреть сами:
- Щелкните здесь для анимации схемы -

Количество трасс, которые появляются на экране, определяется соотношением между C5 и C4 и может быть изменено путем изменения значения C4. .Не меняйте C5, потому что это изменит длину трасс. Используя 2N3904 в качестве тестового транзистора, с конденсатором 68 нФ я получил 5 дорожек на экране, а с 82 нФ - 6 дорожек. Он также меняется, если вы изменяете напряжение источника питания. В зависимости от типа тестируемого транзистора вы можете потерять след, если поднимете напряжение выше определенного значения. Например, с тестируемым AC187, на дисплее отображается от 5 до 4 кривых, если напряжение превышает 11,4 В. Кстати, если вы когда-нибудь закоротите эту штуку, и она больше не будет работать, лучше всего заменить T4 и T5, они будут первыми.

Вот несколько советов по установке Rigol DS1054Z в режим X-Y для наилучшего отображения кривых:
1. Подключите свои щупы к соединению по постоянному току, чтобы вы могли измерять напряжения с помощью курсоров осциллографа.
2. Установите предел полосы пропускания для обоих датчиков на 20 МГц.
3. Инвертируйте датчик канала 1.
4. Установите горизонтальную шкалу времени на 2,00 мсек / дел.
5. Установите оба датчика на умножение 1x (и не забудьте также установить его в осциллографе на 1x).
1x даст вам более четкие линии, но если вы хотите сделать При измерениях лучше поставить щупы на 10-кратное увеличение, чтобы уменьшить влияние импеданса осциллографа на сопротивление в цепи.
6. Установите канал 1 (X) на 1 вольт / деление
7. Установите канал 2 (Y) на 500 мВ / деление
8. Войдите в меню «Acquire» и установите глубину памяти на 60K

Это дает хорошая отправная точка, с которой вы можете точно настроить свой прицел в зависимости от типа транзистора, который вы тестируете.

При этих настройках вы должны получить такую ​​картинку:


Так выглядит график трассировщика кривых на базе NE555. Вы можете видеть, что линии стали толще:
Вы также можете измерять диоды с помощью этой схемы.Просто поместите их между эмиттером и коллектором точек TUT (Transistor Under Test), и вы получите характеристическую кривую диода. Анод необходимо подключить к коллектору, а катод - к зажиму эмиттера.

Вот изображение компоновки печатной платы, включая список деталей и изображение того, как кривая выглядит на аналоговом осциллографе:


Я разместил видео об этой схеме на моем канале YouTube, который вы можете посмотреть ниже. Описание видео содержит ссылку на исходную статью, написанную на голландском языке, из которой я сделал PDF-файл, который вы можете скачать бесплатно.Эта ссылка также размещена внизу этой статьи. Недавно я нашел англоязычную версию той же статьи на Archive.org, и эта ссылка также находится внизу этой статьи. Если вы планируете сделать этот отпечаток, то остерегайтесь полярности транзистора! Схема, используемая в этой статье, была разработана для транзисторов, таких как BC547 с коллектором слева и эмиттером справа, поэтому, если вы планируете использовать 2N3904, коллектор и эмиттер будут перевернуты.


Эта схема делает любой осциллограф еще более полезным инструментом, чем он есть, потому что он позволяет вам легко согласовывать транзисторы вместе, что иногда необходимо, если вы создаете высококачественный аудиоусилитель или прецизионный генератор, или для высокоточных токовых зеркал, или если вы (как и я) создаете свой собственный синтезатор, и вам нужны согласованные пары транзисторов для фильтров (например, знаменитый лестничный фильтр Moog).
В видео я сделал замечание: «Конечно, это не так точно, потому что это очень простой дизайн», но я думал об этом, и на самом деле это немного бессмысленно, потому что осциллограф не лжет. Фактически, эта схема так же точна, как и ваш осциллограф, и с помощью курсоров вы можете проводить очень точные измерения и вычислять всевозможные параметры по этим кривым.

Я еще немного поэкспериментировал и разработал свой собственный принт со своим собственным дизайном. На новом принте есть много места для монтажных зажимов, в которые можно поместить тестируемый транзистор.Я просто сделал несколько небольших катушек из медной проволоки и припаял их к плате. Работает очень хорошо. Я сделал отпечаток так, чтобы у него была большая земляная поверхность, чтобы уменьшить шум, и, похоже, это помогло, потому что я получаю красивые тонкие / четкие линии, когда кривые отображаются на прицеле. Макетные версии всегда имели более толстые линии. Недавно я также припаял несколько коротких проводов зажимами типа «крокодил», чтобы я мог легко измерить мощные транзисторы, такие как 2N3055 в корпусе TO-3.
Вот несколько фотографий нового принта.Это выглядит не очень профессионально, потому что я просто рисую схему схемы прямо на доске перманентным маркером, а затем протравляю ее:




Несколько скриншотов, показывающих кривые, полученные из этого нового отпечатка:
Это кривая от 2N3904:
Это кривая для германиевого транзистора AC187. Вы можете видеть, что обратные следы очень заметны. Это тоже недостаток простой конструкции. Однако это не имеет значения, потому что вся информация, которую вы можете получить из такого графика, легко видна, плюс вы можете немного уменьшить ее, если у вас есть осциллограф с дисплеем с градацией интенсивности:
Это германиевый транзистор AC176, и вверху вы можете видеть различные формы сигналов, которые составляют кривые на дисплее X-Y.Желтый сигнал поступает по оси X (по горизонтали), а синий - по оси Y (по вертикали):
Ниже приведена кривая транзистора PNP. Если быть точным, то германиевый PNP-транзистор OC79. Итак, если вы видите такую ​​кривую, вы знаете, что ваш транзистор является типом PNP и его следует измерять с помощью версии PNP этой схемы. Обратите внимание, как изменились формы волн. Сигнал синей оси Y изменился с прямоугольного на волну акульего плавника.
Следующая кривая взята из BC547.
Теперь мы можем сделать некоторые вычисления с помощью наших курсоров и, например, определить ток коллектора средней дорожки.Мы выбираем «Курсоры» на нашем прицеле и устанавливаем первый горизонтальный курсор на среднюю кривую, а второй - на линию 0 вольт. Показания курсора AY показывают, что мы находимся на 1,45 Вольт. Мы знаем, что коллекторный резистор (R7 в схеме) имеет значение 330 Ом, поэтому ток через этот резистор и, следовательно, также через коллектор транзистора составляет 1,45 / 330 = 4,39 мА.

Если мы теперь хотим вычислить Hfe или бета или коэффициент усиления этого транзистора, при этом значении нам нужно знать базовый ток.Ток базы смещается через резистор R8, который составляет 270 кОм. Я припаял медный провод к каждому концу R8, чтобы можно было подключить к нему пробник. Это фиолетовый сигнал на картинке ниже. Пробник, который мы используем для измерения падения напряжения на R8, имеет импеданс 10 МОм, поэтому общее сопротивление R8 упадет до 262,9 кОм.

На изображении ниже показано падение напряжения на R8, которое составляет 3,64 В. Если мы разделим это на 262900 Ом, мы получим 13,8 мкА. Тогда Hfe равно Ice / Ibe = 0,00439 / 0,0000138 = 318.1

По этим кривым вы также можете получить показания импеданса коллектор / эмиттер; чем ровнее горизонтальный бит кривой, тем выше импеданс.


Версия PNP:
Недавно я создал PNP-версию этой конструкции, и это очень легко сделать. Вот видео, которое я сделал об этом:


Как я уже упоминал в видео, вам нужно заменить транзисторы NPN на PNP и заменить транзистор C5 PNP на NPN, поменять полярность диода (DUG) и конденсатора C6 и не забыть переключить соединения источника питания. ! Затем на осциллографе нужно инвертировать канал 2 (Y-канал) и все.Если вы создадите для этого свою собственную печать, вы можете сделать обе версии на одной плате для простоты использования. Просто дайте волю своему воображению, и я уверен, что вы сможете создать тестер, который лучше, чем многие китайские продукты, рекламируемые на eBay.

Вот исправленная принципиальная схема для версии PNP:


Вот изображение в формате JPEG оригинальной статьи на английском языке из журнала Elektor. Я сделал подборку статьи в Photoshop и превратил ее в одно изображение Jpeg с достаточно высоким разрешением, чтобы увеличить масштаб и легко прочитать текст.Просто щелкните изображение, чтобы увеличить его, затем щелкните его правой кнопкой мыши и выберите «Сохранить как ...». Затем вы можете увеличить его.

На этом статья завершается. Надеюсь, вам понравилось.


Ютубер «The Tube Roaster» тоже снял классное видео об этой схеме. Он намного лучше объясняет эти вещи, поэтому я дам ссылку на видео здесь, если вы хотите его посмотреть:

Есть еще один, недавнее видео YouTube "W4DXZ Signal Shack".Он демонстрирует эту схему как на аналоговом осциллографе, так и на цифровом осциллографе Siglent 1102CML +. Очень хорошая демонстрация, которую вы можете посмотреть здесь:

https://www.youtube.com/watch?v=DEtsD_TqJiU
Не стесняйтесь делать свое собственное видео, если хотите, и вы можете использовать любое изображение / видео с этого сайта. Без проблем. И если вы это сделаете, пришлите мне ссылку, и я поделюсь ею в этой статье.

ЗАГРУЗИТЕ ОРИГИНАЛЬНУЮ СТАТЬЮ (PDF НА ГОЛЛАНДСКОМ ЯЗЫКЕ) ЗДЕСЬ:

Статья с анализатором кривой транзистора (на голландском языке)

Вот новая ссылка на исходную статью из журнала Elektor Magazine от сентября 1980 года:

Если у вас есть вопросы по этой схеме или вы видите ошибки в тексте, оставьте их в комментариях.В любом случае оставьте комментарий, пожалуйста.
- НЕ ДОБАВЛЯЙТЕ ССЫЛКИ В КОММЕНТАРИИ, ИЛИ Я УДАЛЮ ИХ -

Из своей статистики я вижу, что это самая популярная статья на моем веб-сайте, и ее ежедневно посещают в среднем более 100 человек, так что этот индикатор кривой должен был быть создан многими людьми. Так что, если вы хотите сделать мне одолжение взамен, сделайте небольшой видеоролик об этом и покажите его здесь, в комментариях. Было бы так здорово увидеть ваши самодельные измерители кривых. 🙂

Биполярный источник питания для унч.Биполярный источник питания для усилителя. Схема выпрямителя и стабилизатора напряжения

Многие знают, как я люблю заниматься разными блоками питания. На этот раз у меня на столе стоит несколько необычный блок питания, по крайней мере, я его еще не тестировал. И по большому счету я раньше не встречал обзоров блоков питания этого типа, хотя вещь по-своему интересная, и раньше я делал такие блоки питания сам.
Решил заказать из чистого любопытства, решил, что может пригодиться.Впрочем, подробности в обзоре.

В общем, вам, вероятно, следует начать с небольшого лирического вступления. Много лет назад очень увлекался аудиотехникой, перебирал как полностью самодельные варианты, так и «гибриды», где использовались УМ мощностью до 100 Вт из магазина «Молодой техник», и полусобранный Радиотехника УКУ 010, 101 и Odyssey 010, потом был Phoenix 200U 010S ...
Я даже пытался собрать Суховский УМЗЧ, но тут что-то не вышло, даже не помню какой именно.

Акустика тоже была разная, как самодельная, так и готовая, например Romance 50as-105, Cleaver 150as-009.

Но больше всего мне запомнились Амфитон 25АС 027, хотя они у меня несколько улучшились. Попутно до незначительных изменений схемы и дизайна заменил носители 50 GDN на 75 GDN.
Эти и предыдущие фото не мои, так как мое оборудование было продано давно, а потом я перешел на Sven IHOO 5.1, а потом вообще стал слушать только маленькие компьютерные колонки. Да, это такой регресс.

Но тут в голове что-то начало блуждать, что-то делать, например усилитель мощности, может просто так, можно все по другому. Но в итоге решил заказать блок питания. Конечно, я могу это сделать сам, более того, в одном из обзоров я не только это сделал, но и выложил подробную инструкцию, но к этому я еще вернусь позже, а пока перейду к обзору.

Начну со списка заявленных технических характеристик:
Напряжение питания - 200-240 Вольт
Выходная мощность - 500 Вт
Выходные напряжения:
Базовое - ± 35 Вольт
Вспомогательное 1 - ± 15 Вольт 1 Ампер
Вспомогательные 2 - 12 Вольт 0,5 А, гальванически изолированы от остальных.
Размеры - 133 x 100 x 42 мм

Каналы ± 15 и 12 Вольт стабилизированы, основное напряжение ± 35 Вольт не стабилизировано. Здесь, наверное, выскажу свое мнение.
Меня часто спрашивают, какой блок питания купить для того или иного усилителя. На что я обычно отвечаю - проще собрать самому на основе известных драйверов IR2153 и их аналогов. Первый вопрос, который следует после этого, - у них нет стабилизации напряжения.
Да, лично на мой взгляд, стабилизация питающего напряжения УМЗЧ не только лишняя, а порой и вредная. Дело в том, что стабилизированный БП обычно больше шумит на ВЧ диапазоне, к тому же могут быть проблемы со схемами стабилизации, потому что усилитель мощности потребляет энергию не равномерно, а пачками.Мы слушаем музыку, а не одну частоту.
Блок питания без стабилизации обычно имеет немного более высокий КПД, так как трансформатор всегда работает в оптимальном режиме, не имеет обратной связи и поэтому больше похож на обычный трансформатор, но с меньшим активным сопротивлением обмоток.

Вот пример блока питания для усилителей мощности.

Упаковка мягкая, но завернутая, поэтому маловероятно, что она будет повреждена при доставке, хотя противостояние почты и продавцов наверняка будет вечным.

Внешне выглядит красиво, и придраться к нему не придраться.

Размер относительно компактен, особенно по сравнению с обычным трансформатором той же мощности.

Более понятные размеры Вы можете найти на странице товара в магазине.

1. На входе блока питания установлен разъем, что оказалось довольно удобно.
2. Есть предохранитель и полноценный входной фильтр.Вот как раз про термистор, который защищает и сеть, и диодный мост с конденсаторами от скачков тока, забыли, плохо. Также в области входного фильтра есть контактные площадки, которые необходимо замкнуть для передачи питания на напряжение 110-115 Вольт. Перед первым включением лучше проверить, не закрыты ли сайты, если у вас в сети 220-230.
3. Диодный мост KBU810, все бы хорошо, но он без радиатора, а на 500 ватт уже желательно.
4. Входные фильтрующие конденсаторы имеют заявленную емкость 470 мкФ, реальную - около 460 мкФ. Поскольку они соединены последовательно, общая емкость входного фильтра составляет 230 мкФ, что недостаточно для выходной мощности в 500 Вт. Кстати, плата предполагает установку одного конденсатора. Но в любом случае я бы не рекомендовал поднимать емкость без установки термистора. А справа от предохранителя даже есть место для термистора, его нужно просто припаять и подрезать дорожку.

В инверторе используются транзисторы IRF740, хотя они и далеки от новых транзисторов, но раньше я также широко использовал их в аналогичных приложениях. В качестве альтернативы IRF830.
Транзисторы установлены на отдельных радиаторах, отчасти это сделано неспроста. Радиаторы подключаются к корпусу транзистора, причем не только в точке крепления самого транзистора, но и на самой плате подключаются монтажные выводы радиатора. На мой взгляд, это плохое решение, так как на частоте преобразования будет избыточное излучение в воздух, по крайней мере нижний транзистор инвертора (на фото далеко), я бы отвязал его от радиатора, и радиатор из схемы.

Неизвестный модуль управляет транзисторами, но судя по наличию силового резистора и просто по своему опыту думаю, что не сильно ошибусь, если скажу, что внутри банальный IR2153. правда в том, зачем делать такой модуль, для меня остается загадкой.

Инвертор собран по полумостовой схеме, но в качестве средней используется не точка соединения фильтрующих электролитических конденсаторов, а два пленочных конденсатора емкостью 1 мкФ (на фото два параллельно трансформатор), а первичная обмотка подключена через третий конденсатор, также емкостью 1 мкФ (на фото перпендикулярно трансформатору)...
Решение хорошо известное и по-своему удобное, так как оно позволяет очень просто не только увеличить емкость входного фильтрующего конденсатора, но и применить конденсатор на 400 В, что может быть полезно при модернизации.

Размер трансформатора очень скромный для заявленной мощности 500 Вт. Под нагрузкой, конечно, тоже протестирую, но уже могу сказать, что на мой взгляд реальная долговременная мощность более 300-350 Вт.

На странице магазина, в списке ключевых характеристик было указано -

3.Трансформаторы 0,1 мм * 100 многожильный бескислородный эмалированный провод, нагрев очень низкий, КПД более 90%.
Это означает, что в трансформаторе используется обмотка из 100 бескислородных проводов диаметром 0,1 мм, нагрев уменьшается, а КПД превышает 90%.
Ну, работоспособность проверю позже, а насчет того, что обмотка многопроволочная - это факт. Я их, конечно, не считал, но жгут неплохой и такой вариант обмотки действительно положительно сказывается на качестве трансформатора в частности и всего блока питания в целом.

Мы не забыли про конденсатор, соединяющий «горячую» и «холодную» стороны блока питания, и поставили его правильного типа (Y1).

В выходном выпрямителе основных каналов используются диодные сборки MUR1620CTR и MUR1620CT (16 Ампер 200 Вольт), причем колхозить «гибридные» версии производитель не стал, а поставил, как и положено, две взаимодополняющие сборки. , один с общим катодом, а другой с общим анодом.Обе сборки смонтированы на отдельных радиаторах и, как и транзисторы, не изолированы от компонентов. Но в этом случае проблема может быть только в плане электробезопасности, хотя если корпус закрыт, то ничего страшного в этом нет.
В выходном фильтре используется пара конденсаторов 1000 мкФ x 50 В, что, на мой взгляд, недостаточно.

Кроме того, для уменьшения пульсаций между конденсаторами устанавливается дроссель, а конденсаторы после него дополнительно шунтируются керамическим 100 нФ.
В общем, на странице товара было написано -

1. Все высокочастотные низкоомные электролитические конденсаторы технические характеристики, малые пульсации.
В переводе все конденсаторы имеют низкий импеданс для уменьшения пульсаций. В общем, так оно и есть, используется Cheng-X, но по сути это всего лишь немного улучшенная версия обычных китайских конденсаторов и я бы предпочел свои любимые Samwha RD или Capxon KF.

Разрядных резисторов параллельно конденсаторам нет, хотя на плате для них есть место, так что вас могут ждать «сюрпризы», так как заряда хватает на довольно долгое время.

Дополнительные силовые каналы подключены к собственным обмоткам трансформатора, а канал на 12 В гальванически изолирован от остальных.
Каждый канал имеет независимую регулировку напряжения, дроссели для снижения шума и керамические конденсаторы на выходе. Но вы наверняка обратили внимание, что в выпрямителе пять диодов. Канал 12 В питается от однополупериодного выпрямителя.

На выходе, как и на входе, есть клеммные колодки, причем очень хорошего качества и дизайна.

На странице товара вверху есть фото, на котором видно все сразу. Позже заметил, что на всех фото в магазине есть монтажные стойки, в моем комплекте их не было 🙁

Печатная плата двусторонняя, качество очень высокое, используется стеклопластик, а не обычный гетинакс. в одном из узких мест сделана защитная прорезь.
Внизу тоже нашлась пара резисторов, предположу, что это примитивная схема защиты от перегрузки, которую иногда добавляют в драйверы на IR2153.Но, честно говоря, я бы не стал на нее рассчитывать.

Также внизу печатной платы нанесена маркировка выходов и вариантов выходных напряжений, для которых эти платы изготовлены. Нас немного заинтриговали две вещи - два идентичных варианта ± 70 Вольт и индивидуальный вариант.

Перед тем, как перейти к тестам, расскажу немного о своей версии такого блока питания.
Года три с половиной назад я выложил регулируемый БП, где использовался блок питания, собранный примерно таким же образом.

В собранном виде тоже выглядел очень похоже, извините за плохое качество фото.

Если убрать из моей версии все "лишнее", например, блок управления скоростью вращения вентилятора в зависимости от температуры, а также мощный транзисторный драйвер и схему дополнительного питания с выхода инвертора, то мы получим схема контролируемого блока питания.
По сути, это тот же БП, только выходных напряжений побольше.В целом принципиальная схема этого блока питания довольно проста, проще только банальный автогенератор.

Кроме того, контролируемый блок питания снабжен примитивной схемой ограничения выходной мощности, я подозреваю, что она реализована так, как показано на выделенном участке схемы.

Но давайте посмотрим, на что способна эта схема и ее реализация в контролируемом блоке питания.
Здесь следует отметить, что поскольку стабилизации основного напряжения нет, то оно напрямую зависит от напряжения в сети.
При входном напряжении 223 В на выходе 35,2 в режиме ожидания. Потребление составляет 3,3 Вт.

В этом случае наблюдается заметный нагрев резистора питания драйвера транзистора. Его номинальное значение составляет 150 кОм, что при 300 вольт дает рассеиваемую мощность около 0,6 Вт. Этот резистор нагревается независимо от нагрузки на блок питания.
Также заметен небольшой нагрев трансформатора, фото сделано примерно через 15 минут после включения.

Для нагрузочного теста была собрана конструкция, состоящая из двух электронных нагрузок, осциллографа и мультиметра.
Мультиметром измерялся один канал питания, второй канал контролировался электронным вольтметром нагрузки, который был подключен короткими проводами.

Не буду утомлять читателя большим списком тестов, поэтому сразу перейду к осциллограммам.
1, 2. Разные точки вывода блока питания на диодные сборки и с разным временем развертки.Частота инвертора 70 кГц.
3, 4. Пульсации до и после дросселя канала 12 В. После КРЕНКИ все в целом ровно, но есть проблема, напряжение в этот момент всего около 14,5 Вольт без нагрузки основных каналов и 13,6-13,8 с нагрузкой, что для стабилизатора 12 Вольт маловато.

Нагрузочные тесты проходили так:
Сначала он загрузил один канал на 50%, потом второй на 50%, потом поднял нагрузку на первый до 100%, а потом на второй.В результате было получено четыре режима нагрузки - 25-50-75-100%.
Во-первых то, что на выходе на ВЧ, на мой взгляд, очень хорошо, пульсации минимальные, а при установке дополнительного дросселя их вообще можно свести почти до нуля.

Но на частоте 100 Гц все довольно печально, входная емкость мала, маловата.
Пульсации от пика к пику при выходной мощности 500 Вт составляют около 4 В.

Нагрузочные испытания. Поскольку под нагрузкой напряжение проседало, я увеличил ток нагрузки таким образом, чтобы выходная мощность примерно соответствовала диапазону 125-250-375-500 Вт.
1. Первый канал - 0 Вт, 42,4 Вольт, второй канал - 126 Вт, 33,75 Вольт.
2. Первый канал - 125,6 Вт, 32,21 Вольт, второй канал - 130 Вт, 32,32 Вольт.
3. Первый канал - 247,8 Вт, 29,86 вольт, второй канал - 127 Вт, 30,64 вольт.
4. Первый канал - 236 Вт, 29,44 Вольт, второй канал - 240 Вт, 29,58 Вольт.

Вы наверное обратили внимание, что в первом тесте напряжение ненагруженного канала больше 40 вольт.Это происходит из-за скачков напряжения, а так как нагрузки нет вообще, то напряжение нарастало плавно, даже небольшая нагрузка вернула напряжение в норму.

При этом замеряли потребление, но так как есть относительно большая погрешность измерения выходной мощности, то расчетные значения КПД тоже приведу примерно.
Нагрузка 1,25%, КПД 89,3%
Нагрузка 2,50%, КПД 91,6%
Нагрузка 3,75%, КПД 90%
4,476 Вт, нагрузка около 95%, КПД 88%
5, 6.Просто ради любопытства замерил коэффициент мощности при 50 и 100% мощности.

В целом результаты примерно аналогичны заявленным 90%

Тесты показали довольно неплохую работу блока питания и все было бы здорово, если бы не обычная «ложка дегтя» в виде отопления. В самом начале я оценил мощность БП в 300-350 Вт.
В ходе обычного теста с постепенным прогревом и интервалами в 20 минут я обнаружил, что при мощности 250 Вт блок питания ведет себя нормально, нагрев компонентов примерно такой:
Диодный мост - 71
Транзисторы - 66
Трансформатор (магнитопровод) - 72
Выходные диоды - 75

Но когда я поднял мощность до 75% (375 Вт), то через 10 минут картина была совсем другой
Диодный мост - 87
Транзисторы - 100
Трансформатор (магнитопровод) - 78
Выходные диоды - 102 (более нагруженный канал)

Попробовав разобраться с проблемой обнаружил, что происходит сильный перегрев обмоток трансформатора, в результате чего магнитопровод нагревается, его индукция насыщения уменьшается и он начинает ввести насыщение, в результате резко возрастает нагрев транзисторов (позже зафиксировал температуру до 108 градусов), потом остановил тест.При этом тесты «на холод» мощностью 500 Вт прошли нормально.

Ниже пара тепловизионных фото, первая при мощности нагрузки 25%, вторая при 75% соответственно через полчаса (20 + 10 минут). Температура обмоток достигала 146 градусов, ощущался запах перегретого лака.

В общем, подведу некоторые итоги, отчасти неутешительные.
В целом качество исполнения очень хорошее, но есть некоторые конструктивные нюансы, например, установка транзисторов без изоляции от радиаторов.Порадовало большое количество выходных напряжений, например 35 Вольт для питания усилителя мощности, 15 Вольт для предварительного усилителя и независимых 12 Вольт для любых сервисных устройств.

Есть недостатки схемы, например, отсутствие термистора на входе и малая емкость входных конденсаторов.
В характеристиках было заявлено, что дополнительные каналы на 15 Вольт могут выдавать ток до 1 Ампера, в реальности я бы не ожидал больше 0,5 Ампера без дополнительного охлаждения стабилизаторов.Канал 12 Вольт скорее всего больше 200-300мА не выдаст вообще.

Но все эти проблемы либо некритичны, либо легко решаются. Самая сложная проблема - это отопление. Блок питания может выдавать до 250-300 Вт в течение длительного времени, 500 Вт только в течение относительно короткого времени, или вам придется добавить активное охлаждение.

Попутно возник небольшой вопрос к уважаемой публике. По отзывам, есть мысли сделать свой усилитель. Но какой будет интереснее, усилитель мощности, предварительно, если PA, то на какой мощности и т. Д.Лично мне это особо не нужно, но есть настроение копать поглубже. Наблюдаемый БП тут не причем 🙂

На этом все, надеюсь информация оказалась полезной и, как обычно, жду вопросов в комментариях.

Товар предоставлен магазином для написания отзыва. Отзыв публикуется в соответствии с пунктом 18 Правил сайта.

Планирую купить +38 Добавить в избранное Обзор понравился +115 +179 Этот проект можно назвать самым крупным в моей практике; На внедрение этой версии ушло более 3 месяцев.Сразу хочу сказать, что на проект я потратил очень много денег, к счастью, много людей помогли с этим, в частности, хочу поблагодарить нашего уважаемого администратора сайта RADIO CIRCUITS за моральную и финансовую помощь. Итак, сначала хочу познакомить с общей идеей. Он заключался в создании мощного самодельного автомобильного усилителя (правда, автомобиля пока нет), который мог бы обеспечить высокое качество звука и мощность около 10 мощных динамических головок, то есть полноценный аудиокомплекс HI-FI для питания спереди и сзади. акустика.Спустя 3 месяца комплекс был полностью готов и протестирован, надо сказать, что он полностью оправдал все ожидания, и не жалко потраченных финансов, нервов и кучи времени.

Выходная мощность довольно высока, так как основной усилитель собран по известной схеме LANZAR, которая обеспечивает максимальную мощность 390 Вт, но на полную мощность конечно же усилитель не работает. Этот усилитель предназначен для питания сабвуферной головки SONY XPLOD XS-GTX120L, параметры головки показаны ниже.

>> Номинальная мощность - 300 Вт

>>
Пиковая мощность - 1000 Вт


>>
Диапазон частот 30 - 1000 Гц

>>
Чувствительность - 86 дБ


>>
Выходное сопротивление - 4 Ом

>>
Материал диффузора - полипропилен
.

Кроме усилителя сабвуфера, комплекс содержит еще 4 отдельных усилителя, два из которых выполнены на известной микросхеме TDA7384 , в итоге для питания салона предназначены 8 каналов по 40 Вт каждый. акустика.Два других усилителя выполнены на микросхеме TDA2005 , использовались эти микросхемы по одной причине - они дешевы и имеют хорошее качество звука и выходную мощность. Суммарная мощность установки (номинальная) составляет 650 Вт, пиковая мощность достигает 750 Вт, но разгон до пиковой мощности затруднен, так как мощность этого не позволяет. Для питания автомобильного усилителя сабвуфера на 12 вольт, конечно, недостаточно, поэтому используется преобразователь напряжения.

Трансформатор напряжения - пожалуй, самая сложная часть всей конструкции, поэтому давайте рассмотрим ее подробнее.Намотать трансформатор особенно сложно. Ферритовое кольцо в нашей стране практически не продается, поэтому было решено использовать трансформатор от компьютерного блока питания, но поскольку корпус одного трансформатора явно маловат для намотки, то были использованы два одинаковых трансформатора. Для начала нужно найти два одинаковых блока питания ATX, испарить большие трансформаторы, разобрать их и снять все заводские обмотки. Половинки феррита склеиваются между собой клеем, поэтому их следует прогреть зажигалкой в ​​течение минуты, затем половинки спокойно вынимают из каркаса.После снятия всех заводских обмоток нужно отрезать одну из боковых стенок каркаса, желательно отрезать стену без контактов. Мы делаем это с обоими фреймворками. На последнем этапе нужно прикрепить рамки друг к другу, как показано на фотографиях. Для этого я использовал обычный скотч и изоленту. Теперь нужно приступить к намотке.


Первичная обмотка состоит из 10 витков с отводом от середины. Обмотка наматывается сразу 6 жилами провода 0,8 мм.Сначала наматываем 5 витков по всей длине каркаса, затем изолируем обмотку изолентой и наматываем оставшиеся 5.


ВАЖНО! Обмотки должны быть полностью идентичными, иначе трансформатор будет гудеть и издавать странные звуки, а полевые переключатели одного плеча могут сильно нагреваться, т.е. основная нагрузка ляжет на плечо с меньшим сопротивлением обмотки. По окончании достаем 4 вывода, зачищаем провода от лака, скручиваем в косичку и олово.

Теперь наматываем вторичную обмотку. Он наматывается по тому же принципу, что и первичный, только содержит 40 витков с отводом от середины. Обмотку наматывают сразу 3 жилами из проволоки 0,6-0,8 мм сначала одним плечом (по всей длине каркаса), затем другим. Намотав первую обмотку, положите сверху изоляцию, а вторую половину намотайте аналогично первой. В конце провода снимаются с лака и покрываются оловом. Последний шаг - вставить половинки сердечника и закрепить.

ВАЖНО! Не допускайте зазора между половинками сердечника, это приведет к увеличению тока покоя и к ненормальной работе трансформатора и преобразователя в целом. Можно половинки закрепить скотчем, затем зафиксировать момент клеем или эпоксидной смолой. А пока оставим трансформатор в покое и приступим к сборке схемы. Такой трансформатор способен обеспечить на выходе биполярное напряжение 60-65 вольт, номинальную мощность 350 ватт, максимальную мощность 500 ватт и пиковую мощность 600-650 ватт.

Мастер-генератор прямоугольных импульсов формируются на двухканальном ШИМ-контроллере TL494, настроенном на частоту 50 кГц. Выходной сигнал микросхемы усиливается драйвером на маломощных транзисторах, затем поступает на затворы полевых переключателей. Драйверные транзисторы можно заменить на BC557 или отечественные - КТ3107 и другие аналогичные. Применены полевые транзисторы серии IRF3205 - это N-канальный силовой транзистор максимальной мощностью 200 Вт. Для каждого плеча используется по 2 таких транзистора.В выпрямительной части блока питания используются диоды серии КД213, хотя подойдут любые диоды с током 10-20 ампер, которые могут работать на частотах 100 кГц и более. Вы можете использовать диоды Шоттки от компьютерных блоков питания. Для фильтрации высокочастотных помех использовались два одинаковых дросселя, они намотаны на кольца от компьютерных блоков питания и содержат 8 витков провода 0,8 мм с 3-мя жилами.


Главный дроссель запитан, намотан на кольцо от блока питания компьютера (наибольшее по диаметру кольцо), намотан 4-мя жилами провода диаметром 0.8 мм, количество витков - 13. Питание преобразователя подается при стабильном плюсе на вывод управления удалением, затем реле замыкается и преобразователь начинает работать. Реле необходимо использовать с током 40 ампер и более. Полевые переключатели устанавливаются на небольших радиаторах от блока питания компьютера, они прикручены к радиаторам через теплопроводящие прокладки. Демпферный резистор 22 Ом должен немного перегреться, это нормально, поэтому следует использовать резистор на 2 Вт. Теперь вернемся к трансформатору.Необходимо фазировать обмотки и припаять к плате преобразователя. Сначала фазируем первичную обмотку. Для этого нужно припаять начало первой половины обмотки (плеча) к концу второй или наоборот - конец первой к началу второй.


При неправильной фазировке преобразователь либо вообще не заработает, либо полевики слетят, поэтому желательно отметить начало и конец половинок при намотке.Точно так же фазируется вторичная обмотка. Печатная плата - дюйм.


Готовый преобразователь должен работать без свистов и шумов, на холостом ходу радиаторы транзисторов могут немного перегреваться, ток покоя не должен превышать 200 мА. После завершения ПН можно считать, что основная работа сделана. Вы уже можете приступить к сборке схемы LANZAR, но об этом в следующей статье.

Обсудить статью УСИЛИТЕЛЬ СВОИМИ РУКАМИ - БЛОК ПИТАНИЯ

Импульсный блок питания, обеспечивающий биполярное напряжение +/- 50В мощностью до 300 Вт, предназначен для использования в лабораторных источниках питания повышенной мощности ().Эта относительно простая схема импульсного блока питания собирается в основном из радиоэлементов, взятых из старых блоков питания AT / ATX.

Принципиальная схема преобразователя 220 / 2х50В


Схема самодельного импульсного блока питания для УМЗЧ

Преобразователь инвертора был намотан на ферритовом сердечнике ЭТД39. Данные обмоток практически не отличаются, только выходные обмотки немного перемотаны для увеличения напряжения. Ключевые транзисторы - мощный IRFP450. В качестве драйвера используется популярная микросхема TL494.Питание подается через специальный стабилизатор. В нем пусковой резистор с выпрямленным сетевым напряжением заряжает силовой конденсатор, на котором при достижении напряжения порогового значения включается стабилизатор, запускающий драйвер. Запитывать он будет только в моменты накопления энергии на конденсаторе, а после запуска преобразователя дополнительная обмотка трансформатора возьмет на себя питание драйвера. Принцип работы этого варианта запуска известен давно и используется в популярном UC384x m / s.


Печатная плата

Силовой каскад

Еще одна особенность схемы блока питания - управление полевыми транзисторами. Здесь нижний по схеме IRFP450 управляется напрямую с выхода драйвера, а верхний - небольшим трансформатором.

Кроме того, система оснащена максимальной токовой защитой, контролирующей ток нижнего полевого работника с помощью своего сопротивления Rdson .

Результаты тестирования БП


Готовый блок питания - плата с деталями

На практике можно было получить около 100-150 выходной мощности от 4-омных динамиков.Напряжение +/- 50В устанавливается резистором P1 10k. Конечно, он может принимать любые значения, в зависимости от применяемых схем uLF ... Система в настоящее время находится в эксплуатации.

В наше время редко кто вводит сетевой трансформатор в самодельную конструкцию усилителя, и это правильно - импульсный блок питания дешевле, легкий и компактный, а хорошо собранный почти не дает помех нагрузке (или помехи сводятся к минимуму). ).


Я, конечно, не спорю, что сетевой трансформатор намного и намного надежнее, хотя современные импульсные выключатели, нафаршированные всевозможными защитами, тоже хорошо справляются со своей задачей.

IR2153 - я бы сказал уже легендарная микросхема, которая очень часто используется радиолюбителями, и реализована именно в сетевых импульсных источниках питания. Микросхема представляет собой простой полумостовой драйвер и работает как генератор импульсов в схемах IIP.

На основе этой микросхемы строятся блоки питания от нескольких десятков до нескольких сотен ватт и даже до 1500 ватт, естественно, с увеличением мощности схема усложняется.

Тем не менее, я не вижу смысла делать мощный ip на этой конкретной микросхеме, причина в том, что невозможно организовать стабилизацию или управление по выходу, да и не только микросхема не является ШИМ-контроллером, поэтому вопросов нет любого ШИМ-регулятора, а это очень плохо ... Хороший iip так как правильно делается на двухтактных микросхемах ШИМ, например TL494 или его родственники и т.п., а блок на IR2153 скорее новичок блокировать.

Перейдем к конструкции самого импульсного блока питания. Все собрано по даташиту - типовой полумост, две полумостовые емкости, которые постоянно находятся в цикле заряда / разряда. От емкости этих конденсаторов будет зависеть мощность схемы в целом (ну, конечно, не только от них). Расчетная мощность этого варианта - 300 Вт, он мне больше не нужен, сам блок предназначен для питания двух unch каналов.Емкость каждого из конденсаторов 330мкФ, напряжение 200 Вольт, в любом блоке питания компьютера есть именно такие конденсаторы, теоретически схемы блока питания компьютера и нашего блока чем-то похожи, в обоих случаях топология это полумост.


На входе БП все тоже как положено - варистор для защиты от перенапряжения, предохранитель, сетевой фильтр и, конечно же, выпрямитель. Полноценный диодный мост, который можно взять готовым, главное, чтобы мост или диоды имели обратное напряжение не менее 400 вольт, в идеале 1000, и при токе не менее 3 ампер.Блокировочный конденсатор - пленочный, 250 В или лучше 400, емкостью 1 мкФ, кстати, его тоже можно встретить в блоке питания компьютера.


Трансформатор

Рассчитано по программе, сердечник от компьютерного блока питания, габаритные размеры, увы, уточнить не могу. В моем случае первичная обмотка - 37 витков с проводом 0,8 мм, вторичная - 2 11 витков с шиной из 4 проводов 0,8 мм. При таком расположении выходное напряжение находится в районе 30-35 Вольт, разумеется, данные обмотки будут у всех разные, в зависимости от типа и габаритных размеров сердечника.



Представляю вашему вниманию импульсный блок питания для УМЗЧ на популярной микросхеме IR2153.

Этот блок питания имеет следующие преимущества:

  • Защита от перегрузки и короткого замыкания как в первичной обмотке импульсного трансформатора, так и во вторичных цепях питания.
  • Схема плавного пуска ИБП
  • .
  • Варистор на входе ИБП защищает от повышения сетевого напряжения выше опасного значения и от подачи 380В на вход.
  • Простая и дешевая схема.

Основные характеристики ИБП (характеристики приведены для моего конкретного экземпляра):
Долгосрочная выходная мощность - 300Вт
Кратковременная выходная мощность - 500Вт
Рабочая частота - 50 кГц
Выходное напряжение - 2х35В (можно получить любое необходимое выходное напряжение в зависимости от обмотки трансформатора).
КПД - не менее 85% (в зависимости от трансформатора)

Управляющая часть ИБП стандартная и взята прямо из таблицы данных на IR2153.
Схема ИБП также включает: защиту от перегрузки и короткого замыкания. Защиту можно настроить на любой требуемый ток отключения с помощью подстроечного резистора R10. О срабатывании защиты сигнализирует свечение светодиода HL1. С активной защитой ИБП может находиться в аварийном состоянии сколько угодно долго, потребляя при этом тот же ток, что и в режиме ожидания без нагрузки. В моей версии защита настроена на срабатывание при потребляемой мощности ИБП 300Вт и более. Это гарантирует, что ИБП не будет перегружен или поврежден из-за перегрева.В качестве датчика тока в этой цепи используются резисторы, включенные последовательно с первичной обмоткой импульсного трансформатора. Это исключает трудоемкий процесс наматывания трансформатора тока. В случае короткого замыкания или перегрузки, когда падение напряжения на R11 достигает заданного значения, такого значения, при котором напряжение на базе VT1 становится больше 0,6 - 0,7 В, сработает защита и питание блока микросхема будет зашунтирована на землю. Что в свою очередь выводит из строя драйвер и весь блок питания в целом.Как только перегрузка или короткое замыкание устранены, на драйвер подается питание, и источник питания продолжает нормально работать.

Схема ИБП обеспечивает плавный пуск, для этого в ИБП есть специальный блок, ограничивающий пусковой ток. Это необходимо для того, чтобы облегчить работу ключей при запуске ИБП. При подключении ИБП к сети пусковой ток ограничивается резистором R6. ВЕСЬ ток протекает через этот резистор. Этот ток заряжает основную первичную емкость C10 и вторичные емкости.Все это происходит за доли секунды, и когда зарядка завершена и потребление тока упало до номинального значения, контакты реле К1 замыкаются, а контакты реле обходят R6, тем самым запуская ИБП на полную мощность. . Весь процесс занимает менее 1 секунды. Этого времени достаточно для завершения всех переходных процессов.

Драйвер питается напрямую от сети, через диод и демпфирующий резистор, а не после главного выпрямителя от шины + 310В, как это обычно делается.Такой способ питания дает сразу несколько преимуществ:

1. Уменьшает мощность, рассеиваемую демпфирующим резистором. Это снижает тепловыделение на плате и увеличивает общий КПД схемы.
2.V отличается от питания по шине + 310V, обеспечивает более низкую пульсацию напряжения питания драйвера.

Варистор устанавливается на входе блока питания, сразу после предохранителя. Он служит для защиты от перенапряжения в сети выше опасного предела.В случае аварии сопротивление варистора резко падает и происходит короткое замыкание, в результате которого перегорает предохранитель F1, тем самым размыкая цепь.

Вот как я тестировал ИБП на полную мощность.

В качестве нагрузки у меня 4 керамических резистора с проволочной обмоткой мощностью 25Вт, погруженные в емкость с «кристально чистой» водой. После часа прохождения тока через такую ​​воду все примеси всплывают, и чистая вода превращается в коричневую ржавую кашицу. Вода интенсивно испарялась и за час испытаний нагрелась почти до кипения.Вода нужна для отвода тепла от мощных резисторов, если кто не понимает.

Трансформатор в моей версии ИБП намотан на сердечник EPCOS ETD29. Первичная обмотка проводом 0,8 мм2, 46 витков в два слоя. Все четыре вторичные обмотки намотаны одним и тем же проводом в один слой по 12 витков. Может показаться, что размера провода не хватает, но это не так. Для работы данного ИБП для питания УМЗЧ этого достаточно, так как средняя потребляемая мощность намного ниже максимальной, а ИБП легко справляется с кратковременными пиками тока за счет питающих мощностей.При длительной работе с резистором, с выходной мощностью 200Вт, температура трансформатора не превышала 45 градусов.

Для увеличения выходного напряжения более 45 В необходимо заменить выходные диоды VD5 VD6 на более высокие.

Для увеличения выходной мощности необходимо использовать сердечник с большей общей мощностью и обмотки с большим сечением провода. Чтобы установить еще один трансформатор, вам придется изменить чертеж печатной платы.

Готовая печатная плата выглядит так (готово):

Размеры платы 188х88мм.Я использовал текстолит с толстой медью - 50 мкм, вместо стандартных 35 мкм. Может использоваться медь стандартной толщины. В любом случае не забывайте хорошо пахать гусеницы.

Перечень радиоэлементов
Обозначение Тип Номинал номер Примечание Оценка Мой ноутбук
Драйвер питания и полевой МОП-транзистор

IR2153D

1 В блокнот
VT1 Транзистор биполярный

2N5551

1 В блокнот
VT2 Транзистор биполярный

2N5401

1 В блокнот
VT3 Транзистор биполярный

KSP13

1 или MPSA13 В блокнот
VT4, VT5 МОП-транзистор

IRF740

2 В блокнот
VD1 Стабилитрон

1N4743A

1 13 В 1.3Вт В блокнот
VD2, VD4 Выпрямительный диод

HER108

2 Или другой быстрый диод В блокнот
VD3 Выпрямительный диод

1N4148

1 В блокнот
VD5, VD6 Диод Шоттки

MBR20100CT

2 Или другой на соответствующее напряжение и ток В блокнот
VDS1 Выпрямительный диод

1N4007

4 В блокнот
VDS2 Диодный мост

RS607

1 В блокнот
VDR1 Варистор MYG14-431 1 В блокнот
HL1 Светодиод Красный 5мм 1 Только красный! Другие цвета не допускаются! В блокнот
K1 Реле TIANBO HJR-3FF-S-Z 1 Катушка 12 В 400 Ом В блокнот
R1 0.Резистор 25Вт

8,2 кОм

1 В блокнот
R2 2Вт резистор

18 кОм

1 В блокнот
R3 Резистор 0,25 Вт

100 Ом

1 В блокнот
R5 0.Резистор 25Вт

47 кОм

1 В блокнот
R6 Резистор 2Вт

22 Ом

1 В блокнот
R4, R7 Резистор 0,25 Вт

15 кОм

2 В блокнот
R8, R9 0.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *