Импульсный блок питания для усилителя: Доступ ограничен: проблема с IP

Содержание

Импульсный блок питания для автомобильного усилителя

Блок питания для автомобильного усилителя. Напряжение питания бортовой сети легкового автомобиля составляет 12 V. Если задаться сопротивлением акустической системы равным 4 От, то максимальная мощность, которую можно получить при таком напряжении питания составит 36 W. Это самый теоретический максимум, предполагающий мостовое включение усилителя и нулевое сопротивление транзисторов выходного каскада в открытом состоянии, то есть, практически для цифрового импульсного усилителя. Для аналогового усилителя максимальная мощность будет не более 20 W на канал при мостовом включении. Для получения большей мощности необходимо либо применение импульсного выходного каскада, формирующего аудиосигнал методом широтноимпульсной модуляции, либо нужно понижать сопротивление акустической системы.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Доработка компьютерного БП для использования с авто усилителем

«Реанимация» автомобильного усилителя


Блок питания для автомобильного усилителя. Напряжение питания бортовой сети легкового автомобиля составляет 12 V. Если задаться сопротивлением акустической системы равным 4 От, то максимальная мощность, которую можно получить при таком напряжении питания составит 36 W. Это самый теоретический максимум, предполагающий мостовое включение усилителя и нулевое сопротивление транзисторов выходного каскада в открытом состоянии, то есть, практически для цифрового импульсного усилителя.

Для аналогового усилителя максимальная мощность будет не более 20 W на канал при мостовом включении. Для получения большей мощности необходимо либо применение импульсного выходного каскада, формирующего аудиосигнал методом широтноимпульсной модуляции, либо нужно понижать сопротивление акустической системы. В первом случае в звуке будет присутствовать ультразвуковая составляющая от ШИМ, а так же. Во втором случае, сопротивление звуковой катушки уже будет сопоставимо с сопротивлением идущих к ней проводов, что в общем, такие меры может свести на нет.

Есть еще способ — организация вольт-добавки питания в выходном каскада за счет выпрямления выходного сигнала и большой накопительной емкости. Но это тоже не очень хорошо, так как сложно получить достаточно линейную АЧХ, и может быть неравномерной зависимость коэффициента передачи по мощности от величины входного сигнала. Конечно, все перечисленные выше меры повышения выходной мощности усилителя, питающегося от низковольтного источника, имеют право на существование, и при аккуратном и грамотном исполнении дают неплохие результаты.

Но, есть и более традиционный способ повышения мощности УНЧ, — просто повысив его напряжение питания с помощью преобразователя напряжения, и даже организовав с его же помощью двухполярное питание. Но это уже конечно другая крайность. Такой источник питания сможет питать УНЧ с выходной мощностью до W, выполненный по традиционной схеме.

Принципиальная схема преобразователя показана на рисунке. Схема во многом типовая. Задающий генератор со схемой ШИМ стабилизации выходного напряжения выполнен на микросхеме А1. Номинальная частота генерации около 50 кГц регулируется резистором R3. Величина выходного напряжения точно устанавливается подстроечным резистором R8, который сформирует это измерительное напряжение.

Выходные противофазные импульсы снимаются с выводов 8 и 11 А1 для подачи на выходные каскады, но здесь они сначала поступают на драйвер выходных транзисторов на микросхеме А2. Задача этой микросхемы в усилении мощности этих импульсов, так как здесь используются мощные полевые транзисторы с низким сопротивлением открытого канапа.

Такие транзисторы обладают существенной емкостью затворов. Чтобы обеспечить достаточную быстроту открывания транзисторов нужно обеспечить как можно более быструю зарядку и разрядку емкостей их затворов, для этого и служит драйвер на А2.

По цепи питания установпены большие конденсаторы С6 и С7, они должны быть распаяны толстым проводом непосредственно у точки отвода первичной обмотки трансформатора. Источник: Радио-конструктор 4 за год.

Очень популярный журнал для радиолюбителей и профессионалов, рассматривающий вопросы радиолюбительского конструирования и ремонта электронной техники. Этот отвод через индуктивность L2 соединен с общим проводом. В схеме с однополярным питанием вторичная обмотка не имеет отвода, и отрицательный вывод выпрямительного моста нужно соединить с общим минусом. В этом случае, если требуется напряжение 40 V сопротивление резистора R9 должно быть увеличено вдвое по сравнению с обозначенным на схеме.

В качестве основы для трансформатора используется аккуратно разобранный и размотанный трансформатор от источника питания старого цветного телевизора моделей линейки 3-УСЦТ.

Следует заметить, что сердечник трансформатора там склеен довольно прочно и не каждая попытка разделить его половины заканчивается успехом. У одного трансформатора разрезаете каркас вместе с обмоткой и удаляете его. Остается сердечник, который уже без каркаса и обмотки разделить значительно проще и результативнее.

У второго трансформатора аккуратно разбиваете и разламываете сердечник, так чтобы не повредить каркас. Теперь о намотке. Намотка должна держать большой ток, поэтому для неё нужен толстый провод. Для намотки первичной обмотки используется втрое сложенный провод ПЭВ 0, Для вторичной такой же провод, но сложенный вдвое.

Катушка L1 — не катушка, а ферритовая трубка, надетая на провод. L2 — 5 витков сложенного втрое ПЭВ 0. Редкие транзисторы FDBAN можно заменить другими, причем выбор достаточно велик, так как требуется максимальное напряжение сток-исток не ниже 50 V, ток стока не ниже 70А и сопротивление канала 8 открытом состоянии не более 0,01 От. По таким параметрам можно подобрать достаточно много кандидатов на замену, то есть, практически любой FET- транзистор для автомобильных коммутаторов зажигания и прочего.

Конденсаторы С11 и С12 на напряжение не ниже 25 V. Горчук Н. К списку Регуляторы частоты. Стабилизаторы напряжения большой. Высоковольтные преобразователи. Регулируемые блоки. Разные схемы источников электропитания. Двуполярные блоки. Схема Блок питания для автомобильного усилителя. Блок питания для автомобильного усилителя Напряжение питания бортовой сети легкового автомобиля составляет 12 V. Источник: Радио-конструктор 4 за год Блок питания для автомобильного усилителя Очень популярный журнал для радиолюбителей и профессионалов, рассматривающий вопросы радиолюбительского конструирования и ремонта электронной техники.

Регуляторы частоты вращения, мощности, напряжения. Стабилизаторы напряжения большой мощности. Вспомогательные устройства для блоков питания. Бестрансформаторные блоки питания. Преобразователи напряжения. Импульсные блоки питания. Регулируемые блоки питания. Стабилизаторы напряжения —3 вольт. Стабилизаторы напряжения —5 вольт. Стабилизаторы напряжения —9 вольт.

Стабилизаторы напряжения —12 вольт. Стабилизаторы напряжения —15 вольт. Двуполярные блоки питания.


Автомобильный усилитель мощности 70-150Вт с преобразователем напряжения (TDA7294, КР1114ЕУ4)

Регистрация Вход. Ответы Mail. Вопросы — лидеры Квадрокоптер летит токо в верх модель YH 1 ставка. Не взлетает квадрокоптер 1 ставка. Перестал работать Mi band 4 1 ставка.

Несмотря на простоту схем импульсных блоков питания, описанных в предыдущих преобразователь напряжения для автомобильного усилителя ».

500 Ватт импульсный блок питания для аудиоусилителей

Несмотря на всё многообразие автомобильных усилителей их схемотехника схожа. Давайте узнаем, как устроен рядовой усилитель для авто. Начнём с блока питания или инвертора. Дело в том, что сам усилитель питается от бортового аккумулятора 12V. На печатной плате усилителя обнаружить преобразователь не сложно, его выдаёт тороидальный трансформатор и куча электролитов. Во всех этих усилителях применялась схема преобразователя весьма похожая на ту, что опубликована в журнале «Радио» «Трёхканальный УМЗЧ для автомобиля», автор В. Вот данная схема. Отличие данной схемы от тех, что применяются в промышленных образцах автоусилителей — это другая элементная база, а также применение одного вторичного выпрямителя здесь их два. От всей этой цепи остаются только ёмкие электролитические конденсаторы на — мкФ 35 — 50V на выходе преобразователя 2С11 , 2С Он состоит из дросселя на ферритовом кольце 2L1 и двух электролитических конденсаторов на схеме — 2С8 , 2С

Устройство автомобильного усилителя

Чтобы задействовать автомобильный усилитель дома, нам понадобиться блок питания и акустические колонки сабвуфер по желанию. Предупрежу сразу, что потребляемый ток некоторых автомобильных усилителей подходит к планке в 40А! Это очень большой ток. Поэтому найти подходящий блок питания на 12V и током 30 — 40 А смогут не все:.

Дочь привезла на дачу некий китайский муз.

Блок питания для светодиодной ленты — годится для питания музыки?

Напряжение бортовой сети ограничивает мощность автомобильного УМЗЧ, и это обстоятельство можно преодолеть применением импульсного преобразователя напряжения питания. В настоящее время на рынке автомобильной аудиоаппаратуры представлено много разнообразных моделей автомагнитол. Современные магнитолы обычно имеют четырехканальный усилитель, а выходная мощность, заявленная производителями, исчисляется десятками ватт. Но соответствуют ли надписи на лицевой панели, указывающие выходную мощность, например, 4×40, 4×50 Вт, общепринятому параметру? Чаще указывается ее пиковая выходная мощность как правило, при питающем напряжении 14 4 В на нагрузке 4 Ом.

Мощный преобразователь для автомобильного усилителя

Новокузнецк, Кемеровская обл. Логин: Пароль Забыли? Импульсный стабилизированный преобразователь напряжения для автомобильного усилителя. Практика Автомобильная электроника. Олег DEDushka Список всех статей. Профиль DEDushka

по опыту вам говорю, что лучше трансформаторного блока для усилителей вы не найдете. конечно удобно с импульсными например.

импульсный блок питания для усилителя

Регистрация и вход. Поиск по картине Поиск изображения по сайту Указать ссылку. Загрузить файл.

Для прослушивания подключал к нему два 8-ми омных эстрадных сабвуфера в одном коробе ФИ л 40Гц , ощущения конечно интересные, когда НЧ чувствуешь всем телом, мощности для дома предостаточно. Усилитель отлично подойдет для подключения дома автомобильных длинноходных сабвуферов. Успешно запущен новый домашний сабвуферный моноблок D-класса. Мощность порядка вт, встроенный фильтр низких частот и защиты. На выходе стоят мощные транзисторы Toshiba TTA и TTC, импульсный блок питания вт со стабилизацией построен на полевых транзисторах 20n50 20av , шим контроллер SG, имеет софтстарт, защиту от КЗ и перегрузки. Фона абсолютно нет, источником может служить телефон, компьютер, плеер и т.

Весь преобразователь питания собран на небольшой печатной плате из фольгированного стелотекстолита, транзисторы и мощные диоды припаяны металлическими фланцами наружу — к ним прикручивается массивный алюминиевый радиатор. Его размеры зависят от нагрузки, подключенной к устройству.

В гостях у Александра Клячина. Забыли пароль? Описание: Использование автомобильного усилителя в квартире. Поиск в теме Версия для печати. Это в ветке Вам уже советовали, если не ошибаюсь. БП от компа долго не протянет

Добрый день дорогие любители автозвука! Давно в голове живет мысль о подключении автомобильной аудио аппаратуры в гаражных домашних условиях! Дело в том что имел дело с неким блоком питания который спокойно работал под нагрузкой 2 усилителей ГУ и внешним процем, он был с виду самодельный, в огромном металлическом корпусе. Как я не пытал хозяина, он так и не признался что внутри.


Блок питания усилителя – схема и работа

Это уже вторая моя статья про блок питания. И не последняя. Она перекликается с предыдущей, но более полная и подробная.

Блок питания – один из важнейших узлов усилителя, однако зачастую ему уделяется недостаточно внимания. В результате при плохом блоке питания и весь усилитель работает плохо. При этом пользователи грешат на схему усилителя, объявляя её «плохо звучащей». И им совершенно невдомёк, что не схема тут виновата.

Блок питания усилителя

Задача блока питания из сетевого переменного напряжения получить постоянное напряжение заданной величины, и иметь способность выдать в нагрузку достаточный ток. Нагрузка – это то, что подключается к блоку питания, то устройство, для питания которого он создан. Для нашего блока питания нагрузкой является усилитель. К усилителю подключается его собственная нагрузка – громкоговорители. Чтобы не путаться, я нагрузку усилителя так и буду называть – громкоговоритель.

От того, как работает блок питания, зависит качество электрической энергии, поступающей в усилитель. А значит, и работа усилителя. Принцип работы усилителя такой: усилитель передаёт в нагрузку энергию, поступающую из блока питания. Причём делает это так, чтобы напряжение на выходе усилителя максимально точно соответствовало напряжению на входе. Точно такой же формы, только больше по величине. Если этого удаётся достичь, то усилитель работает правильно. Как он звучит при этом – это уже зависит от усилителя. Главное, что блок питания позволяет усилителю достичь максимума своих возможностей. Если блок питания не  обеспечивает усилитель качественной энергией, то даже самый лучший усилитель не сможет получить на выходе то, что требуется. И в колонках мы услышим не тот звук, который должен быть, а то, что смог обеспечить блок питания.

Что такое параметры качества блока питания? Здесь нет ничего волшебного. Это те значения напряжения и тока, которые блок питания должен обеспечить. Обычно к средним значениям напряжения и тока предъявляются довольно мягкие требования. Например, напряжение на выходе блока питания может быть равным 32…38 вольт. И усилитель хорошо работает при любом среднем напряжении питания из указанного диапазона. От напряжения питания зависит максимальная выходная мощность усилителя. Чем меньше напряжение питания, тем меньше максимальная выходная мощность. Поэтому уменьшание напряжения питания ниже нормы нежелательно. Если напряжение питания не меньше, чем необходимо, то всё в порядке. При чрезмерном увеличении напряжения питания растёт нагрев выходных транзисторов усилителя.

С другой стороны, есть ряд параметров, требования к которым очень жёсткие. Их три: два основных и одно дополнительное.

1. Максимальное напряжение на выходе блока питания. Все источники электрической энергии обладают тем свойством, что при увеличении отдаваемого тока, выходное напряжение уменьшается. Это свойство является проявлением внутреннего сопротивления источника питания. Следовательно, уменьшение потребляемого тока вызывает увеличение выходного напряжения. На холостом ходу усилителя, когда он не  воспроизводит музыку, напряжение питания возрастает и может стать слишком большим. Чем ограничена величина максимального напряжение питания? В первую очередь рабочими напряжениями конденсаторов, применяемых как в блоке питания, так и в усилителе. Если рабочее напряжение конденсаторов составляет 50 вольт, то напряжение питания не должно быть больше 48 вольт, иначе конденсаторы могут выйти из строя. Вторая причина ограничивать максимально напряжение питания это транзисторы усилителя. Возможно, что они сравнительно низковольтны, и повышенное напряжение для них будет губительно. А ещё они могут просто перегреться.

2. Минимальное напряжение на выходе блока питания. Оно не должно быть меньше определённой величины, так как это напряжение передаётся усилителем в громкоговоритель. При увеличении тока, потребляемого от источника питания (на пиках громкости), его выходное напряжение уменьшается. Усилитель направляет поступающее на него напряжение питания в нагрузку. Частично или почти полностью. Так что напряжение на громкоговорителе может быть меньше напряжения питания, но не больше. И если громкоговорителю требуется напряжение 25 вольт, а блок питания выдаёт только 20 вольт, то возникает клиппинг. И никакой усилитель тут не поможет — звук будет плохой. Надо помнить, что усилитель не может передать в громкоговоритель всё поступающее на него напряжение. Часть напряжения теряется в усилителе, это напряжение называется «минимальное падение напряжения на выходных транзисторах» и в зависимости от конструкции усилителя составляет 4…6 вольт. То есть, максимально возможное напряжение на громкоговорителе меньше, чем напряжение питания на 4…6 вольт. Так что задача блока питания подавать на усилитель напряжение с некоторым запасом. Уменьшение выходного напряжения блока питания, при увеличении потребляемого от него тока я буду называть просадкой напряжения. Самое обидное, что максимальная просадка напряжения происходит именно на пике громкости, тогда, когда усилителю нужно самое большое напряжение питания. Нет в мире справедливости!

3. Максимальный ток, выдаваемый блоком питания. Точно также, как и напряжение, ток блока питания в конце концов протекает через громкоговоритель. И этого тока всегда должно быть достаточно. С максимальным током связана одна проблема. Дело в том, что существует несколько методов измерения максимального тока блока питания. Самый простой и наглядный – на непродолжительное время сделать короткое замыкание и измерить получившийся ток. При этом получается очень большое значение тока, которое обладает хорошими рекламными свойствами. Только это неправильно. При таком способе измерения тока, напряжение на выходе блока питания очень сильно падает. И перестаёт удовлетворять требованию на величину напряжения питания. То есть ток получается большим, но усилителю при таком токе не хватает напряжения, и усилитель работает плохо. Правильное измерение тока должно быть таким, чтобы напряжение на выходе усилителя не становилось меньше минимально допустимого значения. И ещё одна проблема с током: ток зависит от сопротивления. Поэтому на величину тока влияет не только схема блока питания и свойства применяемых компонентов. На величину максимального тока влияет и конструкция блока питания, и сопротивление кабеля, идущего к усилителю, и тип соединительного разъёма, и многое другое.

Первое требование как раз является дополнительным, так как его довольно легко обеспечить. Максимальное напряжение блока питания зависит от силового трансформатора. Точнее, от напряжения на обмотках трансформатора и рассчитывается по формуле:

Здесь U2 – напряжение на вторичной обмотке трансформатора на холостом ходу (когда к трансформатору ничего не подключено). Число 1,41 – это коэффициент амплитуды синусоидального сетевого напряжения, а множитель 1…1,2 учитывает индуктивность трансформатора и падение напряжение на нём под нагрузкой. В формуле используется напряжение на одной обмотке трансформатора. Например, для трансформатора с выходным напряжением 2х36 вольт Umax=1*1.41*36=50.76 вольт.

На самом деле напряжение в сети несколько искажено, поэтому в реальности коэффициент амплитуды равен не 1,41, а примерно 1,36. Но и напряжение трансформатора может быть указано для нагруженного режима, а на холостом ходу оно выше. В общем, если число, полученное по формуле, на десять и более процентов меньше, чем рабочее напряжение конденсаторов и допустимое напряжение питания усилителя, то всё в порядке.

Обычно так и происходит. Гораздо чаще встречается ситуация, когда напряжение, поступающее с трансформатора, меньше, чем хотелось бы.

Остальные два требования удовлетворить гораздо сложнее. Но тут нам помогает тот факт, что отдавать большую энергию блоку питания требуется не всё время, а короткими импульсами. Это связано с характером реального звукового сигнала.

Согласитесь, что для того, чтобы правильно разработать блок питания, мы должны знать, что же мы от него питаем!

Свойства звукового сигнала

Осциллограмма типичного звукового сигнала длительностью полторы секунды показана на рис. 1.

Рис. 1. Фрагмент звукового сигнала длительностью 1,5 секунды.

Значительную часть времени сигнал имеет небольшую амплитуду, лишь иногда кратковременно возрастая до максимума. Примерно из середины осциллограммы выбран фрагмент длительностью 15 миллисекунд, он показан на рис. 2.

Рис. 2. Фрагмент того же звукового сигнала 15 миллисекунд.

Как видно из рисунка 2, в большей своей части амплитуда сигнала  невелика, и только изредка происходят всплески. Такой же сравнительно небольшой ток потребляет от усилителя громкоговоритель, а усилитель, в свою очередь, от блока питания.  

На осциллограмме на рис. 1 примерно на 44-й секунде наблюдается всплеск амплитуды сигнала. В это время напряжение и мощность на выходе усилителя, а значит и потребляемые от источника питания, наибольшие. Эта область в растянутом виде показана на рис. 3. Но даже здесь средняя амплитуда сигнала небольшая, она равна -9,5 дБ, то есть составляет примерно 1/3 от максимума. Пики сигнала имеют длительность примерно 1 мс.

Рис. 3. Фрагмент того же звукового сигнала в области его максимальной амплитуды.

Таким образом, задача блока питания становится проще – он должен отдавать большой ток только в течение достаточно короткого интервала времени, и на это же короткое время (при максимальном токе) удерживать напряжение от заметных просадок. После чего у него есть время «подзарядиться».

Важно! Описанная выше работа блока питания происходит только совместно с усилителем, выходной каскад которого работает в классе B или AB. Я дальше буду говорить именно о такой ситуации. Выходной каскад усилителя, работающий в классе A, потребляет неизменный большой ток, превышающий максимальный ток нагрузки. В этом случае ничего принципиально не изменяется, но к блоку питания предъявляются гораздо более жёсткие требования по энерговооружённости.

Наглядная демонстрация работы усилителя и его блока питания при воспроизведении реального звукового сигнала показана в статье Реальный блок питания на реальном звуке.

Схема блока питания

Схема простейшего блока питания показана на рис. 4.

Обращаю ваше внимание, что это двуполярный блок питания. Он выдаёт относительно общего провода (земли) два одинаковых напряжения – положительное и отрицательное. Такое питание удобнее для усилителя, который передаёт в громкоговоритель переменное напряжение, соответственно и положительное, и отрицательное — каждое из которых поступает от соответствующего плеча блока питания.

Рис. 4. Схема простейшего блока питания.

Блок питания состоит из трёх основных частей:

  1. Трансформатор
  2. Выпрямитель
  3. Фильтр питания.

Предохранитель F1 не участвует в работе устройства. Но я его нарисовал для того, чтобы с самого начала напомнить о правилах безопасности. Без предохранителя нельзя!

Трансформатор

Трансформатор преобразует напряжение 220 вольт, поступающее из сети (в других странах это может быть 230 или 110 вольт) в напряжение той величины, которая нам нужна. Трансформатор имеет две обмотки, из которых получается два напряжения – положительное и отрицательное. Обмотки должны быть одинаковыми. Точками на схеме возле обмоток трансформатора обозначены условные начала обмоток. Такое включение, как показано на рисунке 4, даёт правильное (согласованное, синфазное) последовательное соединение. Если начала обмоток неизвестны, то правильное соединение вторичных обмоток можно найти при помощи вольтметра переменного тока, рис. 5 (первичная обмотка трансформатора в момент измерения включается в сеть). При неправильном соединении вольтметр покажет примерно ноль, при правильном – примерно удвоенное напряжение обмотки. Например, если ваш трансформатор маркирован как 2×25 вольт, то при правильном соединении вольтметр покажет примерно 50 вольт. При определении полярности обмоток трансформатор подключается только к сети, никакой нагрузки к нему не подключается.

Рис. 5. Проверка правильности соединения обмоток трансформатора при помощи вольтметра переменного тока.

Мощность трансформатора и напряжение на вторичных обмотках зависят главным образом от требуемой мощности в громкоговорителях. Если усилитель работает в классе A, то мощность трансформатора равна сумме мощностей всех блоков усилителя с учётом их КПД и КПД самого блока питания. Если усилитель работает в классе B или AB, то мощность трансформатора может быть снижена. Она может быть даже меньше, чем суммарная максимальная мощность в громкоговорителях! Это является следствием импульсного характера звукового сигнала. Выбор мощности и напряжения трансформатора в таком случае описан в статьях Расчёт источника питания усилителя и Трансформатор для питания усилителя.

Другой вариант трансформатора – с выводом от середины вторичной обмотки – показан на рис. 6. Это то же самое, но обмотки трансформатора уже соединены между собой внутри. Каждая половина вторичной обмотки эквивалентна одной из вторичных обмоток на рисунке 4. Такой трансформатор ничем не отличается от трансформатора с раздельными обмотками, но проще в применении.

Рис. 6. Схема простейшего блока питания с трансформатором другой конструкции.

Фильтр помех

В электрической сети содержится большое количество помех. Как высокочастотных, так и очень низкочастотных, которые ошибочно принимают за постоянный ток. На сегодняшний день отсутствуют как доказательства существования постоянного (не сверхнизкочастотного!) напряжения в сети, так и доказательства эффективности устройств, предназначенных с ним бороться. Насколько вредны низкочастотные помехи, и как бороться с ними – это тема отдельного исследования.  А вот высокочастотные помехи – эта наша печальная действительность. Все современные импульсные блоки питания поставляют в сеть помехи с частотой 30…100 кГц. К ним относятся и системы управления двигателями переменного тока (как в лифтах, например) мощностью в десятки киловатт, создающие столь же мощные помехи (их конечно фильтруют, но не полностью). Кроме того,  при коммутации (включении и выключении устройств) в сеть попадают импульсы напряжения величиной несколько киловольт. И все они являются вредными.

Для подавления этих высокочастотных и импульсных помех служат сетевые фильтры. Конструирование и использование таких фильтров – это тема отдельной статьи. А минимальным, но достаточно эффективным устройством для борьбы с помехами является помехоподавляющий конденсатор Cf на рис. 7.

Рис. 7. Использование помехоподавляющего конденсатора.

Конденсатор подключается параллельно первичной (сетевой) обмотке трансформатора и «пропускает через себя» ток помех. Обратите внимание, что если смотреть со стороны сети, конденсатор подключён после предохранителя F1 и сетевого выключателя питания S1. Включение конденсатора после предохранителя – это обязательное правило. В этом случае предохранитель защищает вас и в случае выходе из строя конденсатора. Включение конденсатора после сетевого выключателя полезно по двум причинам:

  1. Безопасность. Когда устройство выключено, конденсатор отключён от сети.
  2. При отключении питания сетевым выключателем, из-за индуктивности трансформатора в нём возникает импульс напряжения самоиндукции. При таком включении, как показано на рис. 7, конденсатор фильтра Cf успешно подавляет этот импульс.

Индуктивность трансформатора — это не индуктивность его обмоток, а нечто другое. Она зависит от конструкции трансформатора, качества его изготовления, напряжения в сети. Я об этом напишу статью.

В качестве Cf используются специальные полипропиленовые помехоподавляющие конденсаторы класса X2, рис. 8. Сейчас они доступны и дёшевы. Ёмкость Cf, можно увеличить до 0,33 мкФ, но заметного  улучшения обычно не происходит. Рабочее напряжение не менее 270 вольт переменного напряжения. О том, что указывается значение именно переменного  напряжения, говорит знак «~» после обозначения вольтажа. На рис. 8 это «275V~».

Рис. 8. Помехоподавляющий конденсатор класса X2.

Такой конденсатор можно разместить прямо на клеммах трансформатора. Если хотите более надёжно защитить блок питания от кратковременных импульсов большой амплитуды, появляющихся в сети, можно дополнительно использовать варистор.

Выпрямитель

Часто говорят, что выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный. Это неверно. Специалисты говорят так только для краткости речи, прекрасно понимая, что происходит на самом деле. А на самом деле выпрямитель преобразует переменный ток в однонаправленный. Который изменяется по величине точно также, как изменяется переменный ток, но при этом не меняет знака. Математически выпрямление означает применение к переменному току операции «взятие по модулю», рис. 9.

Рис. 9. Двухполупериодное выпрямление переменного тока: a – напряжение на входе выпрямителя; b – напряжение на выходе выпрямителя.

На первый взгляд кажется, что выпрямительные диоды VD1…VD4 на рис. 4 включены по схеме моста. На самом деле это не так. Схема очень похожа, но на самом деле это два независимых двухполупериодных выпрямителя со средней точкой, рис. 10. Один из них формирует положительное плечо блока питания, второй – отрицательное. Совместно они действительно образуют схему моста, но работает этот выпрямитель совсем не так.

Рис. 10. Подробная схема двухполупериодного двуполярного выпрямителя.

Главное отличие этой схемы от мостовой состоит в том, что в мостовой схеме выпрямленный ток каждый раз протекает по двум диодам, соединённым последовательно. Здесь ток протекает каждый раз только через один диод. Таким образом, потери напряжения в этой схеме меньше. О свойствах, преимуществах и недостатках различных схем выпрямления можно прочитать в статье Правильный выпрямитель.

Поскольку само включение выпрямительных диодов всё-таки образует мост, то для работы в блоке питания можно использовать не только отдельные диоды но и готовые диодные мосты.

Максимально допустимое напряжение  на диодах должно превышать напряжение одной вторичной обмотки (полуобмотки) трансформатора по крайней мере в 3,5 раза. Максимально допустимый ток через диоды должен быть в несколько раз (от 3 до 30) больше, чем максимальный ток, который предполагается получать от блока питания. Требования к параметрам диодов можно рассчитать при помощи программы расчёта блока питания усилителя.

Использовать в выпрямителе специальные быстродействующие диоды нет смысла. Они более дорогие и при этом более нежные. А вот диоды Шоттки приветствуются. У них меньше прямое падение напряжения, из-за этого:

  • диоды Шоттки меньше нагреваются в процессе работы;
  • потери напряжения в выпрямителе на диодах Шоттки немного меньше.

Об условиях, в которых работают диоды, смотри ниже.

Накопительные конденсаторы – фильтр пульсаций

Если внимательно смотреть на графики напряжения выпрямителя, показанные на рисунке 9b в течение некоторого времени, то можно заметить, что это напряжение всё время изменяется. Такое непрерывно изменяющееся, но однонаправленное напряжение, называется пульсирующим, а факт изменения напряжения называются пульсациями.  

Пульсирующее напряжение на самом деле является суммой постоянного и переменного напряжений.

А нам надо получить на выходе блока питания постоянное, то есть неизменное напряжение. Для этого к выходу выпрямителя подключаются накопительные конденсаторы C1 и C2. Они работают подобно аккумулятору: заряжаются когда напряжение, поступающее с выпрямителя, велико, и отдают энергию когда напряжение, поступающее с выпрямителя, уменьшается, рис. 11.

На Западе такие конденсаторы называются накопительными. Это верно, они накапливают энергию тогда, когда энергия поступает из сети, и отдают накопленную энергию во время пауз сетевого напряжения. В нашей стране эти конденсаторы называют конденсаторами фильтра пульсаций. Или сглаживающий фильтр. По сути это то же самое, но наше название такое потому, что кроме ёмкостного фильтра, состоящего только из конденсаторов, существует ещё индуктивный, состоящий из катушек индуктивности, индуктивно-ёмкостный (катушки и конденсаторы) и активно-ёмкостный (резисторы и конденсаторы). То есть, применение конденсаторов равносильно применению одной из разновидностей электрического фильтра. В учебниках так и изображают структуру блока питания: трансформатор — выпрямитель — фильтр. Поэтому у нас принято оценивать эффективность такого узла как фильтра, пропускающего на выход  блока питания  постоянное напряжение, и подавляющего переменное напряжение – пульсации.

Рис. 11. Работа накопительных конденсаторов в фильтре пульсаций.

Работу накопительных конденсаторов фильтра пульсаций задают диоды выпрямителя. Схема управления зарядом конденсатора показана на рис. 12. Это однополупериодный выпрямитель, процессы в нём несколько проще и наглядней. Здесь i – это ток, протекающий через диод. Этот ток и заряжает конденсатор, и поступает в нагрузку: в то время, когда конденсаторы заряжаются, нагрузка блока питания питается током, поступающим из сети через трансформатор. Ток через диод может протекать только в указанном стрелкой направлении. Для этого полярность напряжения на диоде должна быть такой, как показано на рисунке знаками голубого цвета. Такая полярность возможна, если одновременно выполняются два условия:

1. Полярность напряжения на вторичной обмотке трансформатора такая, как показано знаками красного цвета. Выпрямитель, используемый в блоках питания, является двухполупериодным, так как в нём используются оба полупериода сетевого напряжения (рис. 9). Для него данное условие выполняется всегда.

2. Напряжение в точке A должно быть больше, чем в точке B.

Рис. 12. Процесс заряда накопительного конденсатора через диод.

Заряд и разряд накопительного конденсатора, показанный на рисунке 11, иллюстрирует выполнение этих условий. Пока напряжение, поступающее с выпрямителя (это точка А на рис. 12) больше, чем напряжение на конденсаторе (точка В на рис. 12), ток через диод протекает, и конденсатор заряжается. В это время красная линия на рис. 11 расположена выше синей. Как только напряжение в точке А станет меньше, чем в точке В – красная линия ниже синей, диод закрывается и перестаёт пропускать ток. Теперь нагрузка питается от накопительного конденсатора, вызывая его разряд. Когда входное напряжение снова достаточно повысится, диод откроется, и ток потечёт и в нагрузку, и в накопительный конденсатор.

В нашем выпрямителе таких диодов два, и работают они поочерёдно, каждый от своей обмотки трансформатора, рис. 10. Поэтому мы используем оба полупериода сетевого напряжения, и выпрямитель называется двухполупериодным. Два диода формируют положительное плечо блока питания, два других диода формируют отрицательное плечо блока питания.

Напоминаю, что блок питания содержит два плеча — положительного напряжения и отрицательного напряжения. Эти два плеча должны быть максимально одинаковыми. Поэтому должны быть одинаковыми как выпрямительные диоды, так и конденсаторы фильтра.

Пульсации напряжения

В результате всех этих процессов, входное напряжение блока питания является пульсирующим. Оно изменяется от минимума до максимума и обратно, рис. 13. Пульсации – это вредное переменное напряжение в блоке питания, являющееся помехой. Но избавиться от них полностью невозможно, они всегда существуют, так как появляются вследствие работы выпрямителя. Когда диод открывается, напряжение на выходе растёт. Когда диод закрывается, напряжение на выходе уменьшается. Если диод не будет открываться, ток из трансформатора не будет поступать в нагрузку. Закрываясь, диод отключает источник, в котором недостаточно энергии, от нагрузки. И питает нагрузку сам, не разряжаясь через обесточенный источник. То есть, диод работает как автоматический выключатель, подключая сеть когда в ней есть напряжение, и отключая, когда напряжения в сети недостаточно.

Рис. 13. Максимальное, минимальное и среднее напряжение в блоке питания. Пульсации.

Единственный способ избавиться от пульсаций – использовать стабилизированный источник питания. Да и то, пульсации останутся, просто они станут микроскопическими. Но такой источник является сложным, дорогим и выделяет огромное количество тепла, так как его КПД весьма мал.

Для современных высококачественных усилителей стабилизированный источник  питания является избыточным, и применять его нет необходимости.

Поскольку избежать появления пульсаций невозможно, есть смысл свести их величину к минимуму. Но минимум должен быть разумным. Первое, что приходит в голову, при желании снизить пульсации, это увеличить ёмкость накопительного конденсатора. Чем ёмкость больше, тем меньше снижается напряжение на конденсаторе при его разряде. А следовательно, уменьшаются пульсации (конденсатор разряжается не настолько сильно). Но это только так кажется, что такой путь приведёт к успеху. С увеличением ёмкости конденсатора ухудшаются условия для его заряда. И конденсатор может недостаточно заряжаться. Поэтому принимают компромиссное решение: пульсации ослабляют, но без фанатизма. А с другой стороны, усилитель разрабатывают так, чтобы он был нечувствительным к этим небольшим пульсациям напряжения питания.

Тот факт, что накопительный конденсатор снижает пульсации, и позволяет считать такой конденсатор фильтром пульсаций, или фильтром питания.

На рисунке 13 показаны три типа напряжений, описывающих работу выпрямителя: максимальное, среднее и минимальное. В зависимости от назначения блока питания, существуют разные стратегии его проектирования. Например, стандартная методика, приведённая во многих учебниках, ориентирована на то, чтобы получить требуемое среднее напряжение при величине пульсаций не превышающей заданной. Она подойдёт (с некоторыми дополнениями) для усилителя, у которого выходной каскад работает в классе А. Для усилителей с выходным каскадом, работающим в классе В или АВ, более важно знать минимальное выходное напряжение. Именно оно определяет максимальную мощность в громкоговорителе и возможность клиппинга.

Как зависят параметры блока питания от величины тока, потребляемого нагрузкой? То есть от выходного тока? Ответ на этот вопрос – самый охраняемый секрет разработчиков блоков питания! Шутка. Действительно, ответ на этот вопрос обычно отсутствует в учебниках. Но это лишь потому, что ответить на него легко и самому.

Давайте проанализируем схему блока питания на рис. 4, первоначально предполагая, что индуктивность в схеме отсутствует. Для этого надо определить как повлияет увеличение выходного тока блока питания на  максимальное и минимальное выходные напряжения.

1. Максимальное выходное напряжение. Увеличение тока вызовет увеличение падения напряжения на сопротивлениях обмотки трансформатора и диодов выпрямителя. Потери возрастут, значит максимальное выходное напряжение уменьшится. Поскольку эти сопротивления маленькие, то и снижение максимального выходного напряжения будет маленьким.

2. Минимальное выходное напряжение. Оно обусловлено разрядом накопительного конденсатора, который разряжается, создавая выходной ток. Чем больше ток, тем больше скорость разряда конденсатора. А длительность разряда примерно такая же. Следовательно, минимальное напряжение уменьшится примерно во столько же раз, во сколько увеличится выходной ток.

3. Среднее напряжение уменьшится, так как уменьшилось минимальное напряжение, а максимальное практически не изменилось.

Влияние величины выходного тока на пульсации напряжения показано на рис. 14. Для большей достоверности я промоделировал работу схемы в симуляторе — всё как и предполагалось.

Рис. 14. Влияние величины выходного тока на пульсации. Индуктивность не учитывается.

Но эти результаты не совсем корректны. Я не учёл индуктивность трансформатора. В идеальном трансформаторе индуктивность отсутствует: все его обмотки связаны через общий магнитный поток, и индуктивность всех обмоток взаимно компенсируется. Но в реальном трансформаторе это не так. В нём не происходит полной взаимной компенсации индуктивностей обмоток. Это вызвано полями рассеяния – «потерями» магнитного потока. Это та часть магнитного поля трансформатора, которая проходит через одну обмотку, и не проходит через другую. Поля рассеяния существуют всегда, но обычно они небольшие. Их величина сильно зависит от конструкции сердечника и обмоток трансформатора, сетевого напряжения. Так что величину потоков рассеяния и вызванную ими индуктивность обмоток предсказать невозможно. А вот учитывать – необходимо. Тем более, что к индуктивности трансформатора прибавляется индуктивность проводов электрической сети.

Что изменит индуктивность обмоток? Главным образом внесёт изрядную неопределённость в работу устройства. Потому что эта работа будет зависеть не только от сопротивлений составляющих его элементов, но и от величины индуктивности. Вспомните, как работает колебательный контур. При одном соотношении R, L и С колебательный контур имеет апериодический отклик, а при другом соотношении – колебательный. Это зависит от сопротивления контура, от того больше или меньше оно, чем критическое. Нечто подобное происходит и в блоке питания. Попробуем оценить влияние индуктивности трансформатора, если эта индуктивность невелика, но её сопротивление соизмеримо с активным сопротивлением цепи.

Влияние индуктивности состоит в том, чтоб она пытается поддерживать ток неизменным. Наиболее сильно это влияние проявляется, когда конденсатор зарядился до максимума, диод закрывается, и ток через него прекращается. Но индуктивность будет пытаться продолжить протекание тока, создавая собственное напряжение самоиндукции. Таким образом, ток через диод будет протекать чуть дольше, а напряжение, до которого зарядится конденсатор, будет чуть больше – к тому напряжению, которое поступало с выпрямителя, добавится напряжение самоиндукции. Это дополнительное напряжение будет держать диод открытым ещё некоторое время, пока энергия, запасённая в магнитном поле не иссякнет. Причём, чем быстрее будут закрываться диоды, тем больше будет напряжение самоиндукции, и тем более сильной будет попытка индуктивности держать их открытыми. Интересно, что сторонники применения в блоках питания быстрых диодов, которые очень быстро закрываются, никогда не рассматривали влияние индуктивности на закрывание диодов. По крайней мере, я такого не встречал. Чем больше ток нагрузки, а значит и через индуктивность, тем больше запасается энергии в магнитном поле индуктивности. И тем сильнее её влияние.

Итак, влияние индуктивности проявится в  том, что максимальное напряжение на выходе блока питания немного увеличится. Кстати, примерно по такому принципу работают импульсные стабилизаторы, повышающие входное напряжение. Результат показан на рис. 15.

Рис. 15. Влияние величины выходного тока на пульсации с учётом индуктивности.

Рисунок 15 оправдывает мои предположения. Однако, в зависимости от конкретных значений сопротивления, индуктивности и потребляемого тока, картина может очень сильно различаться.

Ток через диоды

Теперь давайте рассмотрим, какой ток потребляется от трансформатора. Этот же ток протекает через выпрямительные диоды. Снова для простоты используем схему на рис. 12. Итак, ток через диод протекает когда напряжение в точке А больше, чем в точке В. Как это происходит показано на рис. 16. Очевидно, что продолжительность протекания тока составляет небольшую часть полупериода. На рис. 16 часть полупериода, когда ток отсутствует, залита серым. Ток протекает в течение меньше половины полупериода. На самом деле импульс тока ещё короче, так как в реальности величина пульсаций меньше. При уменьшении пульсаций точка А сдвигается вправо, а значит, диод открывается позже и длительность импульса уменьшается.

И за это короткое время надо передать такое количество энергии, которая будет создавать выходной ток в течение всего остального времени, когда диоды закрыты. Следовательно, зарядный ток конденсатора намного больше, чем ток нагрузки блока питания. И чем короче импульс зарядного тока, тем больше должна быть величина тока в импульсе. Форма импульса тока зависит от соотношения активного сопротивления и индуктивности в электрической цепи.

Рис. 16. Процесс формирования тока через выпрямительные диоды.

На рис. 17 показан ток через выпрямительные диоды в модели выпрямителя для разных значений тока нагрузки. Это ток в той цепи, напряжение в которой показано на  рис. 15. Обратите внимание, что при токе нагрузки 2 ампера, ток через диоды превышает ток нагрузки примерно в 2,2 раза. А при токе нагрузки 0,7 ампер, ток через диоды превышает ток нагрузки примерно в 2,6 раз. То есть, даже при сравнительно небольшом токе, потребляемом от блока питания, импульсы дока через диоды могут быть весьма велики. И зависимость «токовой перегрузки» от тока нагрузки не является очевидной.

Рис. 17. Реальный ток через диоды.

Ещё больший ток протекает через диоды в момент включения питания. Накопительные конденсаторы фильтра пульсаций при этом разряжены, и быстро заряжаются до своего рабочего напряжения. Для такого быстрого заряда требуется очень большой ток. Пример осциллограммы реального пускового зарядного тока показан на рис. 18. Для его ограничения до приемлемых значений используют специальное устройство плавного пуска – софтстарт.

Рис. 18. Ток через выпрямительные диоды в момент включения питания.

Предварительные выводы

1. Выходное напряжение блока питания содержит пульсации. Избавиться от них невозможно, можно лишь сделать их величину достаточно маленькой, чтобы они не влияли на работу усилителя.

2. Максимальное напряжение на выходе выпрямителя может быть больше, чем действующее значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора (того, которое указано в его технических данных).

3. При работе блока питания величина пульсаций, максимальное, минимальное и среднее значение выходного напряжения могут изменяться в зависимости от тока, потребляемого от блока питания.

4. Эти изменения непредсказуемы и сильно зависят от таких свойств трансформатора, как сопротивление обмоток, индуктивность, вызванная потоками рассеяния, степень насыщения сердечника, сопротивление и индуктивность сети. Все эти свойства нам неизвестны. Больше того, разброс свойств даже однотипных трансформаторов очень велик, а дешёвые трансформаторы могу обладать отвратительными параметрами.

5. Поэтому точный расчёт блока питания не имеет смысла – погрешности расчёта при неизвестных значениях основных параметров будут катастрофическими. Такому расчёту доверять нельзя. Именно по этой причине в данной статье отсутствуют какие-либо формулы.

6. Применим лишь приблизительный оценочный расчёт блока питания. И надо быть готовым к тому, что в реальности характеристики блока питания могут заметно отличаться от рассчитанных.

7. Но это не должно приводить нас в уныние, мы всё равно победим! Существуют две стратегии конструирования блока питания. Первая – минималистическая, ориентированная на минимальную стоимость. Её обычно придерживаются массовые производители. Вторая стратегия применяется в военной технике, DIY конструировании и иногда в Hi-End. Она заключается в том, что блок питания создаётся с некоторым запасом по своим параметрам. Так, чтобы даже в самой неблагоприятной ситуации он работал не хуже, чем требуется. Но продукция, произведённая по этой стратегии, немного дороже. Этой стратегии придерживаюсь и я в конструировании для себя и в материалах моего сайта.

8. Напряжение на выпрямительных диодах  в несколько раз превышает выходное напряжение блока питания. Применяемые выпрямительные диоды должны быть на это рассчитаны.

9. Ток через выпрямительные диоды во много раз превышает ток нагрузки. И это надо учитывать при выборе диодов.

10. Все элементы блока питания должны работать в штатных условиях, предусмотренных производителем. Не допускается никакой перегрузки. Любые отклонения от нормы в работе блока питания скажутся на работе усилителя, который получает напряжение от этого блока питания. Усилитель не сможет работать правильно. А то, что плохо работает, хорошо звучать не может!

Ёмкость накопительных конденсаторов

На первый взгляд, чем эта ёмкость больше, тем лучше. Действительно, пульсации выходного напряжения обратно пропорциональны величине ёмкости конденсатора фильтра. И рисунок 19 является тому подтверждением. Но всё не так просто. Да, конденсатор большой ёмкости медленнее разряжается. Напряжение на нём при его разряде уменьшается не так сильно, как на конденсаторе меньшей ёмкости при разряде таким же током. Но ведь и ток заряда для конденсатора большей ёмкости должен быть больше. А смогут ли остальные элементы схемы такой ток обеспечить? Сравните величину среднего напряжения с разными ёмкостями на рис. 19.

В искусственно смоделированной ситуации, показанной на рисунке 19, конденсатор ёмкостью 5000 мкФ имеет несомненное преимущество: минимальное напряжение блока питания существенно больше, значит, меньше вероятность клиппинга.

Но эта ситуация искусственная, в реальности применяются конденсаторы гораздо большей ёмкости, да и остальные параметры блока питания могут сильно отличаться от использованных при моделировании. Так что неограниченное увеличение ёмкости не всегда будет хорошим решением.

Рис. 19. Влияние ёмкости накопительного конденсатора фильтра пульсаций на выходное напряжение блока питания.

Величину зарядного тока конденсаторов ограничивают сопротивление и индуктивность трансформатора. Поэтому в неудачных ситуациях чрезмерное повышение ёмкости накопительных конденсаторов приведёт к снижению выходного напряжения. Кроме того, импульсы тока заряда конденсаторов станут очень короткими и будут иметь большую величину. Чем меньше длительность импульсов, и чем больше их амплитуда, тем больше помех излучается блоком питания. Эти помехи попадают в усилитель, усиливаются им и поступают в громкоговорители. Причём помехи вызваны током громкоговорителей, то есть синхронизированы с сигналом. И на слух воспринимаются не как помехи, а как окраска звука. В этом одна из причин заявлений о том, что при увеличении ёмкости конденсаторов фильтра пульсаций, звучание усилителя изменилось. Обычно при этом говорят, что звучание стало лучше, но в реальности новое звучание не всегда правильно оценивается. В том числе и по психологическим причинам.

Выбор оптимальной ёмкости накопительных конденсаторов является не такой простой задачей. Хотя, слишком большая ёмкость — это обычно не так плохо, как слишком маленькая.

Такие пульсации, как показаны на левом графике рисунка 19, недопустимы. Такие, как на правом — тоже нежелательны.

Конденсаторы фильтра питания выполняют одновременно три функции.

  1. Питают усилитель в моменты, когда напряжение в сети переходит через ноль.
  2. Снижают пульсации выпрямленного напряжения.
  3. Пропускают через себя ток громкоговорителей.

Первые две функции мы уже рассмотрели. Давайте рассмотрим третью. Дело происходит так. Во время паузы сетевого напряжения ток из конденсатора поступает в усилитель. Далее этот ток при помощи выходных транзисторов направляется в громкоговоритель. Пройдя через громкоговоритель, ток по земляному проводнику возвращается обратно в усилитель и далее в накопительный конденсатор блока питания. Так что накопительные конденсаторы участвуют в формировании тока громкоговорителя, а значит и звука. В результате в усилителях без общей обратной связи свойства накопительных конденсаторов в принципе могут повлиять на окраску звука. В усилителях с общей отрицательной обратной связью влияние накопительных конденсаторов полностью устраняется. Но это происходит только в том случае, если абсолютно все узлы не только блока питания, но и усилителя работают правильно и не перегружаются. И если конденсаторы способны отдавать требуемый ток. И если сопротивление и индуктивность проводов, идущих от блока питания к усилителю, не ухудшают процесс передачи энергии. Ну и конечно, имеют значение схема и конструкция усилителя.

На самом деле все эти три функции конденсаторов фильтра питания – это одно и то же (три в одном). Их разделяют искусственно, чтобы людям было проще анализировать их работу.

Кстати, на работу накопительных конденсаторов, можно посмотреть ещё вот с какой точки зрения (это просто другой взгляд на то же самое):

Практически всё время усилитель питается от накопительных конденсаторов блока питания. А конденсаторы в свою очередь лишь иногда подзаряжаются от сети короткими импульсами тока. Но подавляющую часть времени работают самостоятельно. Не напоминает ли это ситуацию с мобильными телефонами и их аккумуляторами? Так от чего же «на самом деле» питается усилитель?

Блок питания в условиях реальной работы

А как всё это работает при воспроизведении звука? Нам всё время показывают графики, когда от блока питания потребляется неизменный ток. Но ведь при работе усилителя потребляемый ток изменяется!

Ответ: всё работает примерно так же. Только скорость разряда конденсаторов не является постоянной. Она то больше, то меньше в соответствии с амплитудой звукового сигнала в громкоговорителях. Поэтому заряд и разряд конденсаторов происходит не такими красивыми пилообразными графиками, как показано на рисунках 15 и 19, а совершенно произвольным образом. Реально измеренный график выходного напряжения блока питания при работе усилителя показан на рис. 20. И снова — чем больше ёмкость накопительных конденсаторов, тем меньше пульсации. В обоих случаях усилитель воспроизводил одну и ту же композицию с одинаковой выходной мощностью.

Рис. 20. Зависимость величины пульсаций напряжения блока питания от ёмкости накопительных конденсаторов при воспроизведении музыки.

Пульсации напряжения питания больше похожи на усиливаемый сигнал. И действительно, так и должно быть: конденсаторы разряжаются этим сигналом.

Из этого же графика видно, что блок питания с накопительными конденсаторами ёмкостью 15000 мкФ работает лучше, чем с конденсаторами 4700 мкФ:

  • Пульсации меньше. Следовательно пульсации в меньшей степени проникают в усилитель, и он «звучит чище».
  • Минимальное напряжение больше, значит меньше шансов возникновения клиппинга.

Посмотрите на величину пульсаций напряжения при ёмкости накопительных конденсаторов, равной 15000 мкФ. Такие пульсации вполне допустимы, так что эта величина ёмкости вполне достаточна для хорошей работы усилителя.

Продолжение уже есть!

Имейте в виду, что это был описан самый простой и минималистический блок питания. Тем не менее, его достаточно для успешного воспроизведения звука. Более сложный, следовательно, более хороший блок питания описан здесь.

10.08.2021

Total Page Visits: 2280 — Today Page Visits: 7

Усилитель с импульсным блоком питания и защитой


Всем привет, сделал недавно новый усилитель мощности с импульсным блоком питании, с непрерывной мощностью 700 Вт. Почему здесь импульсный БП? Давно думал о конвертере, потому что надоели традиционные трансформаторные блоки питания, они тяжелые, дорогие, габаритные.

Схема УНЧ с импульсным БП

Драйвер импульсного блока питания — микросхема SG3525, силовые транзисторы — IRFP460. Блок питания выполнен по стабилизированной полумостовой технологии. Конденсаторы на стороне сети имеют емкость 1500 мкФ / 400 В (включаются плавным пуском), на вторичной стороне 4 диода MUR1560 и 10 конденсаторов по 470 мкФ / 100 В.

Главный и управляющий трансформаторы, а также дроссель, были изготовлены по заказу. Сейчас стабилизатор выставлен на 2x 67 В, под нагрузкой сценических колонок и громкой музыки напряжение колеблется в районе +/- 3 В, может и не так уж нормально, но работает как надо.

Перейдя по ссылке вы сможете приобрести коллекторы стальные.

Также тестировал преобразователи с 3-мя галогеновыми лампами 300 Вт / 120 В, через 5 минут загрузки радиатор, дроссель, трансформатор и выпрямительный мост были горячими, но еще не кипели, остальные элементы преобразователя тоже сильно нагрелись.

Преобразователь имеет заявленную непрерывную мощность 700 Вт / 2x 75 В постоянного тока. Усилитель мощности основан на 3 парах 2sc5200 / 2sa1943. Они охлаждаются туннельными радиаторами с вентилятором.

Присутствуют в нём такие защиты, как от перегрузки, короткого замыкания и перегрева (90 C), плавный пуск для импульсного источника питания, для усилителя мощности, защита от постоянного тока на выходе, быстрое отключение и отложенное включение громкоговорителей и остальные защиты, как в импульсном источнике питания.

Сам усилитель мощности 2x 300 Вт оснащен оптическим ограничителем и дозвуковым фильтром (40 Гц / 36 дБ / октава) и фильтром нижних частот << 16 кГц / 12 дБ.

Заявленная мощность, которую достигает преобразователь, составляет около 700 Вт непрерывной мощности, выходная мощность усилителя составляет RMS около 2x 300 Вт / 4 Ом и 2x 200 Вт / 8 Ом.

Также попробовал организовать кабели, большую часть кабелей положил под термоусаживаемый рукав. И позаботился о цвете разъемов, красный +, синий -, черный земля, желтый динамик, зеленый AC 220 В.

На радиаторе установлены датчики температуры 90 С, ножки будут изолированы термоусадкой, хотя замыкание ножек на радиатор приведет к выключению усилителя. Использовал 3 пары силовых транзисторов, усилитель мощности похож на Holton 800, но с некоторыми изменениями и настройками.

Блок питания не экранирован, потому что не видно помех, а входной тракт расположен вдали от преобразователя за радиатором, который служит экраном. Главный трансформатор — ETD49, все работает на частоте около 37 кГц. Один небольшой трансформатор (зеленый) питает автоматику и схему безопасности, другой — вентилятор.

Без ввода сигнала, на максимальном уровне усиления можно услышать легкий гул, фильтрация для входного аудиоканала слишком мала, которая в настоящее время составляет всего 2x 330 мкФ / 35 В, надо обязательно увеличить минимум до 2x 1000 мкФ.

Почему именно 37 кГц? Установлено, что на этой частоте трансформатор имеет наилучший КПД. Что касается частотной характеристики, специально ограничил ее частотой 40 Гц, чтобы диффузоры не портились, и также ограничил верхнюю полосу примерно до 16 кГц, чтобы усилитель не возбуждался от частоты преобразователя.

Конечно представленный УНЧ не относится к категории дешевых (в том числе за счет экономии времени и средств). Однако этот усилитель мощности и по сей день работает без проблем. Он по-прежнему регулярно качает 4 18-дюймовых НЧ динамика общей мощностью около 1500 Вт RMS.

Какой бп взять для самодельного усилителя. Усилитель своими руками

Импульсный блок питания, обеспечивающий двухполярное напряжение +/-50В мощностью до 300 Вт, предназначен для применения , либо лабораторных БП повышенной мощности (). Эта относительно простая схема импульсного БП собрана в основном из радиоэлементов взятых из старых блоков питания AT/ATX.

Принципиальная схема преобразователя 220/2х50В


Схема самодельного импульсного БП для УМЗЧ

Трансформатор инвертора был намотан на ферритовом сердечнике ETD39. Моточные данные практически не отличаются, только выходные обмотки немного домотаны под увеличение вольтажа. Транзисторы ключевые — мощные IRFP450. Драйвер — популярная микросхема TL494. Питание осуществляется через специальный стабилизатор. В нём резистор пусковой с выпрямленным напряжением сети заряжает конденсатор питания, на котором, когда напряжение достигнет порога, включится стабилизатор, запустив драйвер. Он будет питаться только в моменты накопления энергии на конденсаторе, а после запуска преобразователя, питание драйвера возьмет на себя дополнительная обмотка трансформатора. Принцип работы такого варианта запуска известен давно и используется в популярной м/с UC384x.


Печатная плата

Силовой каскад

Еще одна особенность схемопостроения БП — управление полевыми транзисторами. Тут нижний по схеме IRFP450 управляется прямо с выхода драйвера, а верхний с помощью небольшого трансформатора.

Кроме того, система была оснащена защитой по току, отслеживая ток нижнего полевика, используя его сопротивление Rdson .

Результаты испытания БП


Готовый блок питания — плата с деталями

На практике, удалось получить около 100-150 выходной мощности на 4 омных АС. Напряжение +/-50В выставляется резистором P1 10к. Конечно оно может принимать любые значения, в зависимости от применяемой схемы УНЧ. В настоящее время система работает в составе .

Изготовление хорошего источника питания для усилителя мощности (УНЧ) или другого электронного устройства — это очень ответственная задача. От того, каким будет источник питания зависит качество и стабильность работы всего устройства.

В этой публикации расскажу о изготовлении не сложного трансформаторного блока питания для моего самодельного усилителя мощности низкой частоты «Phoenix P-400».

Такой, не сложный блок питания можно использовать для питания различных схем усилителей мощности низкой частоты.

Предисловие

Для будущего блока питания (БП) к усилителю у меня уже был в наличии тороидальный сердечник с намотанной первичной обмоткой на ~220В, поэтому задача выбора «импульсный БП или на основе сетевого трансформатора» не стояла.

У импульсных источников питания небольшие габариты и вес, большая мощность на выходе и высокий КПД. Источник питания на основе сетевого трансформатора — имеет большой вес, прост в изготовлении и наладке, а также не приходится иметь дело с опасными напряжениями при наладке схемы, что особенно важно для таких начинающих как я.

Тороидальный трансформатор

Тороидальные трансформаторы, в сравнении с трансформаторами на броневых сердечниках из Ш-образных пластин, имеют несколько преимуществ:

  • меньший объем и вес;
  • более высокий КПД;
  • лучшее охлаждение для обмоток.

Первичная обмотка уже содержала примерно 800 витков проводом ПЭЛШО 0,8мм, она была залита парафином и заизолирована слоем тонкой ленты из фторопласта.

Измерив приблизительные размеры железа трансформатора можно выполнить расчет его габаритной мощности, таким образом можно прикинуть подходит ли сердечник для получения нужной мощности или нет.

Рис. 1. Размеры железного сердечника для тороидального трансформатора.

  • Габаритная мощность (Вт) = Площадь окна (см 2) * Площадь сечения (см 2)
  • Площадь окна = 3,14 * (d/2) 2
  • Площадь сечения = h * ((D-d)/2)

Для примера, выполним расчет трансформатора с размерами железа: D=14см, d=5см, h=5см.

  • Площадь окна = 3,14 * (5см/2) * (5см/2) = 19,625 см 2
  • Площадь сечения = 5см * ((14см-5см)/2) = 22,5 см 2
  • Габаритная мощность = 19,625 * 22,5 = 441 Вт.

Габаритная мощность используемого мною трансформатора оказалась явно меньшей чем я ожидал — где-то 250 Ватт.

Подбор напряжений для вторичных обмоток

Зная необходимое напряжение на выходе выпрямителя после электролитических конденсаторов, можно приблизительно рассчитать необходимое напряжение на выходе вторичной обмотки трансформатора.

Числовое значение постоянного напряжения после диодного моста и сглаживающих конденсаторов возрастет примерно в 1,3..1,4 раза, по сравнению с переменным напряжением, подаваемым на вход такого выпрямителя.

В моем случае, для питания УМЗЧ нужно двуполярное постоянное напряжение — по 35 Вольт на каждом плече. Соответственно, на каждой вторичной обмотке должно присутствовать переменное напряжение: 35 Вольт / 1,4 = ~25 Вольт.

По такому же принципу я выполнил приблизительный расчет значений напряжения для других вторичных обмоток трансформатора.

Расчет количества витков и намотка

Для питания остальных электронных блоков усилителя было решено намотать несколько отдельных вторичных обмоток. Для намотки катушек медным эмалированным проводом был изготовлен деревянный челнок. Также его можно изготовить из стеклотекстолита или пластмассы.

Рис. 2. Челнок для намотки тороидального трансформатора.

Намотка выполнялась медным эмалированным проводом, который был в наличии:

  • для 4х обмоток питания УМЗЧ — провод диаметром 1,5 мм;
  • для остальных обмоток — 0,6 мм.

Число витков для вторичных обмоток я подбирал экспериментальным способом, поскольку мне не было известно точное количество витков первичной обмотки.

Суть метода:

  1. Выполняем намотку 20 витков любого провода;
  2. Подключаем к сети ~220В первичную обмотку трансформатора и измеряем напряжение на намотанных 20-ти витках;
  3. Делим нужное напряжение на полученное из 20-ти витков — узнаем сколько раз по 20 витков нужно для намотки.

Например: нам нужно 25В, а из 20-ти витков получилось 5В, 25В/5В=5 — нужно 5 раз намотать по 20 витков, то есть 100 витков.

Расчет длины необходимого провода был выполнен так: намотал 20 витков провода, сделал на нем метку маркером, отмотал и измерил его длину. Разделил нужное количество витков на 20, полученное значение умножил на длину 20-ти витков провода — получил приблизительно необходимую длину провода для намотки. Добавив 1-2 метра запаса к общей длине можно наматывать провод на челнок и смело отрезать.

Например: нужно 100 витков провода, длина 20-ти намотанных витков получилась 1,3 метра, узнаем сколько раз по 1,3 метра нужно намотать для получения 100 витков — 100/20=5, узнаем общую длину провода (5 кусков по 1,3м) — 1,3*5=6,5м. Добавляем для запаса 1,5м и получаем длину — 8м.

Для каждой последующей обмотки измерение стоит повторить, поскольку с каждой новой обмоткой необходимая на один виток длина провода будет увеличиваться.

Для намотки каждой пары обмоток по 25 Вольт на челнок были параллельно уложены сразу два провода (для 2х обмоток). После намотки, конец первой обмотки соединен с началом второй — получились две вторичные обмотки для двуполярного выпрямителя с соединением посередине.

После намотки каждой из пар вторичных обмоток для питания схем УМЗЧ, они были заизолированы тонкой фторопластовой лентой.

Таким образом были намотаны 6 вторичных обмоток: четыре для питания УМЗЧ и еще две для блоков питания остальной электроники.

Схема выпрямителей и стабилизаторов напряжения

Ниже приведена принципиальная схема блока питания для моего самодельного усилителя мощности.

Рис. 2. Принципиальная схема источника питания для самодельного усилителя мощности НЧ.

Для питания схем усилителей мощности НЧ используются два двуполярных выпрямителя — А1.1и А1.2. Остальные электронные блоки усилителя будут питаться от стабилизаторов напряжения А2.1 и А2.2.

Резисторы R1 и R2 нужны для разрядки электролитических конденсаторов, в момент когда линии питания отключены от схем усилителей мощности.

В моем УМЗЧ 4 канала усиления, их можно включать и выключать попарно с помощью выключателей, которые коммутируют линии питания платок УМЗЧ с помощью электромагнитных реле.

Резисторы R1 и R2 можно исключить из схемы если блок питания будет постоянно подключен к платам УМЗЧ, в таком случае электролитические емкости будут разряжаться через схему УМЗЧ.

Диоды КД213 рассчитаны на максимальный прямой ток 10А, в моем случае этого достаточно. Диодный мост D5 рассчитан на ток не менее 2-3А,собрал его из 4х диодов. С5 и С6 — емкости, каждая из которых состоит из двух конденсаторов по 10 000 мкФ на 63В.

Рис. 3. Принципиальные схемы стабилизаторов постоянного напряжения на микросхемах L7805, L7812, LM317.

Расшифровка названий на схеме:

  • STAB — стабилизатор напряжения без регулировки, ток не более 1А;
  • STAB+REG — стабилизатор напряжения с регулировкой, ток не более 1А;
  • STAB+POW — регулируемый стабилизатор напряжения, ток примерно 2-3А.

При использовании микросхем LM317, 7805 и 7812 выходное напряжение стабилизатора можно рассчитать по упрощенной формуле:

Uвых = Vxx * (1 + R2/R1)

Vxx для микросхем имеет следующие значения:

  • LM317 — 1,25;
  • 7805 — 5;
  • 7812 — 12.

Пример расчета для LM317: R1=240R, R2=1200R, Uвых = 1,25*(1+1200/240) = 7,5V.

Конструкция

Вот как планировалось использовать напряжения от блока питания:

  • +36В, -36В — усилители мощности на TDA7250
  • 12В — электронные регуляторы громкости, стерео-процессоры, индикаторы выходной мощности , схемы термоконтроля, вентиляторы, подсветка;
  • 5В — индикаторы температуры, микроконтроллер, панель цифрового управления.

Микросхемы и транзисторы стабилизаторов напряжения были закреплены на небольших радиаторах, которые я извлек из нерабочих компьютерных блоков питания. Корпуса крепились к радиаторам через изолирующие прокладки.

Печатная плата была изготовлена из двух частей, каждая из которых содержит двуполярный выпрямитель для схемы УМЗЧ и нужный набор стабилизаторов напряжения.

Рис. 4. Одна половинка платы источника питания.

Рис. 5. Другая половинка платы источника питания.

Рис. 6. Готовые компоненты блока питания для самодельного усилителя мощности.

Позже, при отладке я пришел к выводу что гораздо удобнее было бы изготовить стабилизаторы напряжений на отдельных платах. Тем не менее, вариант «все на одной плате» тоже не плох и по своему удобен.

Также выпрямитель для УМЗЧ (схема на рисунке 2) можно собрать навесным монтажом, а схемы стабилизаторов (рисунок 3) в нужном количестве — на отдельных печатных платах.

Соединение электронных компонентов выпрямителя показано на рисунке 7.

Рис. 7. Схема соединений для сборки двуполярного выпрямителя -36В+36В с использованием навесного монтажа.

Соединения нужно выполнять используя толстые изолированные медные проводники.

Диодный мост с конденсаторами на 1000pF можно разместить на радиаторе отдельно. Монтаж мощных диодов КД213 (таблетки) на один общий радиатор нужно выполнять через изоляционные термо-прокладки (терморезина или слюда), поскольку один из выводов диода имеет контакт с его металлической подкладкой!

Для схемы фильтрации (электролитические конденсаторы по 10000мкФ, резисторы и керамические конденсаторы 0,1-0,33мкФ) можно на скорую руку собрать небольшую панель — печатную плату (рисунок 8).

Рис. 8. Пример панели с прорезями из стеклотекстолита для монтажа сглаживающих фильтров выпрямителя.

Для изготовления такой панели понадобится прямоугольный кусочек стеклотекстолита. С помощью самодельного резака (рисунок 9), изготовленного из ножовочного полотна по металлу, прорезаем медную фольгу вдоль по всей длине, потом одну из получившихся частей разрезаем перпендикулярно пополам.

Рис. 9. Самодельный резак из ножовочного полотна, изготовленный на точильном станке.

После этого намечаем и сверлим отверстия для деталей и крепления, зачищаем тоненькой наждачной бумагой медную поверхность и лудим ее с помощью флюса и припоя. Впаиваем детали и подключаем к схеме.

Заключение

Вот такой, не сложный блок питания был изготовлен для будущего самодельного усилителя мощности звуковой частоты. Останется дополнить его схемой плавного включения (Soft start) и ждущего режима.

UPD : Юрий Глушнев прислал печатную плату для сборки двух стабилизаторов с напряжениями +22В и +12В. На ней собраны две схемы STAB+POW (рис. 3) на микросхемах LM317, 7812 и транзисторах TIP42.

Рис. 10. Печатная плата стабилизаторов напряжения на +22В и +12В.

Скачать — (63 КБ).

Еще одна печатная плата, разработанная под схему регулируемого стабилизатора напряжения STAB+REG на основе LM317:

Рис. 11. Печатная плата для регулируемого стабилизатора напряжения на основе микросхемы LM317.

Представляю вашему вниманию импульсный источник питания для УМЗЧ на популярной микросхеме IR2153.

Данный блок питания обладает следующими достоинствами:

  • Защита от перегрузок 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 повышение сетевого напряжения выше опасного значения и от подачи на вход 380В.
  • Простая и дешевая схема.

Основные технические характеристики ИБП (характеристики приведены для моего конкретного экземпляра):
Долговременная выходная мощность — 300Вт
Кратковременная выходная мощность — 500Вт
Рабочая частота — 50кГц
Выходное напряжение — 2х35В (можно получить любое необходимое выходное напряжение в зависимости от намотки трансформатора).
КПД — не менее 85% (зависит от трансформатора)

Управляющая часть ИБП является стандартной и взята прямиком из даташита на IR2153.
Схема ИБП включает в себя так же: защиту от перегрузок и КЗ. Защита может быть настроена на любой необходимый ток срабатывания с помощью подстроечного резистора — R10. О срабатывании защиты свидетельствует свечение светодиода HL1. При активной защите, в аварийном состоянии ИБП может находится сколько угодно долго, при этом он потребляет ток такой же как и на холостом ходу без нагрузки. В моей версии защита настроена на срабатывание при потреблении от ИБП мощности 300Вт и более. Это гарантирует то, что ИБП не будет перегружен и не выйдет из строя в результате перегрева.В качестве датчика тока в данной схеме используются резисторы включенные последовательно с первичной обмоткой импульсного трансформатора. Это позволяет отказаться от трудоемкого процесса намотки токового трансформатора. При КЗ или перегрузке, когда падение напряжения на R11 достигает заданной величины, такой величины при котором на базе VT1 напряжение станет больше 0,6 — 0,7В, сработает защита и питание микросхемы будет шунтировано на землю. Что в свою очередь отключает драйвер и весь БП в целом. Как только перегрузка или КЗ устранено, питание драйвера возобновляется и блок питания продолжает работу в штатном режиме.

Схема ИБП предусматривает плавный пуск, для этого в ИБП присутствует специальный узел, который ограничивает пусковой ток. Это необходимо для того, чтобы облегчить работу ключам при запуске ИБП. При подключении ИБП в сеть, пусковой ток ограничивается резистором R6. Через данный резистор течет ВЕСЬ ток. Этим током заряжается основная первичная емкость С10 и вторичные емкости. Все это происходит в считанные доли секунд, и когда зарядка завершена и ток потребления снизился до номинального значения, происходит замыкание контактов реле К1 и контакты реле шунтируют R6, тем самым запуская ИБП на полную мощность. Весь процесс занимает не более 1 секунды. Этого времени достаточно чтобы завершились все переходные процессы.

Драйвер запитывается непосредственно от сети, через диод и гасящий резистор, а не после основного выпрямителя от шины +310В как это делают обычно. Такой способ запитки дает нам сразу несколько преимуществ:

1. Снижает мощность рассеиваемую на гасящем резисторе. Что снижает выделение тепла на плате и повышает общий КПД схемы.
2. В отличает от запитки по шине +310В обеспечивает более низкий уровень пульсаций напряжения питания драйвера.

На входе блока питания, сразу после предохранителя установлен варистор. Он служит для защиты от повышения напряжение в сети выше опасного предела. При аварии сопротивление варистора резко падает и происходит короткое замыкание, в следствии которого перегорает предохранитель F1, тем самым размыкая цепь.

Таким вот образом я тестировал ИБП на полной мощности.

В качестве нагрузки у меня выступают 4 керамических, проволочных резистора мощностью 25Вт, погруженные в емкость с «кристально чистой» водой. После часа прохождения тока через такую воду все примеси всплывают наверх и чистая вода превращается в бурую, ржавую жижу. Вода усиленно испарялась и за час испытаний нагрелась практически до кипения. Вода необходима для отвода тепла от мощных резисторов, если кто не понял.

Трансформатор в моем варианте ИБП, намотан на сердечнике EPCOS ETD29. Первичная обмотка проводом 0,8мм2, 46 витков в два слоя. Все четыре вторичные обмотки намотаны тем же проводом в один слой по 12 витков. Может показаться, что сечение провода не достаточно, но это не так. Для работы этого ИБП на питание УМЗЧ этого достаточно, так как средняя потребляемая мощность значительно ниже максимальной, а кратковременные пики тока ИБП без труда отрабатывает за счет емкостей питания. При долговременной работе на резистор, при выходной мощности 200Вт, температура трансформатора не превысила 45 градусов.

Для увеличения выходного напряжение более 45В необходимо заменить выходные диоды VD5 VD6 на более высоковольтные.

Для увеличение выходной мощности необходимо использовать сердечник с большей габаритной мощностью и обмотками, намотанными проводом большего сечения. Для установки другого трансформатора придется изменить рисунок печатной платы.

Печатная плата в готовом виде выглядит так (выполнено ):

Размеры платы 188х88мм. Текстолит я использовал с толстой медью — 50мкм, вместо стандартных 35мкм. Можно использовать медь стандартной толщины. В любом случае не забывайте хорошенько пролудить дорожки.

Список радиоэлементов
Обозначение Тип Номинал Количество Примечание Магазин Мой блокнот
Драйвер питания и MOSFET

IR2153D

1 В блокнот
VT1 Биполярный транзистор

2N5551

1 В блокнот
VT2 Биполярный транзистор

2N5401

1 В блокнот
VT3 Биполярный транзистор

KSP13

1 Или MPSA13 В блокнот
VT4, VT5 MOSFET-транзистор

IRF740

2 В блокнот
VD1 Стабилитрон

1N4743A

1 13В 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 допустимы! В блокнот
K1 Реле TIANBO HJR-3FF-S-Z 1 Катушка 12В 400Ом В блокнот
R1 Резистор 0,25Вт

8.2 кОм

1 В блокнот
R2 Резистор 2Вт

18 кОм

1 В блокнот
R3 Резистор 0,25Вт

100 Ом

1 В блокнот
R5 Резистор 0,25Вт

47 кОм

1 В блокнот
R6 Резистор 2Вт

22 Ом

1 В блокнот
R4, R7 Резистор 0,25Вт

15 кОм

2 В блокнот
R8, R9 Резистор 0,25Вт

33 Ом

2 В блокнот
R10 Резистор подстроечный

3.3 кОм

1 Многооборотный

Доброе время суток, уважаемые радиолюбители! Все когда-то начинают собирать усилители НЧ — сначала это простые схемы на микросхемах c однополярным питанием, затем это микросхемы с двухполярным питанием (TDA 7294, LM3886 и прочие) — бывает приходит время УНЧ на транзисторах, по крайней мере у меня происходит именно так! Так вот, какие бы не были схемы усилителей, объединяет их одно — это питание. При первых запусках нужно, как все знают, подключать источник питания через лампочку и, при возможности, меньшим питанием по вольтажу, чтобы предостеречь от сгорания дорогостоящих деталей при ошибке в монтаже. А почему бы не сделать универсальный блок питания для пробных запусков или ремонта усилителей? Я это всё к тому что у меня это был трансформатор подключенный через лампу, диодный мост с конденсаторами и целая куча проводов, занимающая весь стол. В общем в один прекрасный момент мне это всё надоело и решил БП облагородить — сделать компактным и мобильным! Также решил добавить в него простую схемку для подбора или проверки стабилитронов. И вот что у нас получается:

Схемотехника

Корпус использовал от нерабочего блока питания компьютера. На штатном месте остался выключатель и разъём для сетевого шнура. Трансформатор у меня такой. Информацию про него в интернете не нашёл, и поэтому сам искал первичную, вторичную обмотку.

Напомню: при прозвонке неизвестного трансформатора нужно подключать его к сети через лампочку!

В моём случае выяснилось что он имеет 4 обмотки по 10 вольт. Соединил обмотки последовательно — получилось 2 по 20 вольт или 1 на 40 вольт. Диодных мостов у меня два: один на +/-28 вольт и второй +/-14, сделал для проверки схем на операцинниках (фнч, темброблоки и прочие).

Для проверки стабилитронов была выбрана самая простая хорошо рабочая схемка, которая есть на другом сайте . Изменил только номиналы резисторов R1 и R2: R1 — 15k, R2 — 10k. И соответственно питается она у меня от 56 вольт. Разместил на небольшой кусочек текстолита. Платку изготовил путем прорезания дорожек. Кнопку взял советскую, так как её проще прикрепить к передней панели. Контакты для подсоединения стабилитронов вывел на переднюю панель. Вольтметр не стал размещать на панели, вывел 2 клеммы для подсоединения мультиметра. Диодные мосты с конденсаторами разместил также на кусочках текстолита: можно было конечно разместить на одну плату, просто было несколько «обрезков», вот на них и разместил. Выходы питания, для подсоединения тестируемых устройств, реализовал на зажимах для проводки. В общем получилась такая схематика.

Фото сборки блока питания

Видео

Напряжение 220 вольт идет через лампу на выключатель, с выключателя на трансформатор. Далее на диодные мостики и конденсаторы. Также в корпусе было место, и я прикрутил розетку — для проверки тех же неизвестных трансформаторов или при наладке импульсных блоков питания. Патрон для лампочки прикрепил на верхнюю крышку корпуса, с помощью трубки с резьбой от люстры. Внутри блока питания просто ни как её не разместишь, поэтому пришлось сделать именно так. Итого получилась такая схема, подробнее можно рассмотреть на картинках. Простой блок питания с несколькими функциями, а самое главное занимает немного места на столе. Казалось бы — простая примитивная конструкция, но очень полезная тем, кто занимается изготовлением или , а главное, экономит время и нервы.

реклама
Если нужен блок питания для нестандартных условий, можно воспользоваться построением с низкочастотным трансформатором. Такое решение просто в реализации и не требует особо глубоких специальных знаний, но есть у него и ряд недостатков – большие габариты, низкий КПД и качество стабилизации выходных напряжений. Можно изготовить импульсный БП, но это довольно сложная процедура с массой подводных камней – при малейшей ошибке будет «хлопок» и куча ненужных деталей.

Попробуем снизить планку и ограничимся модернизацией обычного компьютерного блока питания ATX под необходимые требования. Гм, а что именно станет предметом рассмотрения? Вообще-то, 300-400 ваттный БП может обеспечить довольно значительную мощность, область применения у него большая. В одной статье трудно объять необъятное, поэтому ограничимся самым распространенным – усилителем низкой частоты, под него и попробуем осуществить переделку.

Блок питания довольно большой мощности, хотелось бы его использовать по максимуму. Из 12 вольт мощный усилитель не сделать, здесь требуется совсем другой подход – двуполярное питание с выходным напряжением явно побольше 12 В. Если БП будет запитывать самодельный усилитель, собранный из дискретных элементов, то его напряжение питания может быть любым (в разумных пределах), а вот интегральные микросхемы довольно придирчивы. Для определенности возьмем усилитель на – напряжение питания до 100 В (+/-50 В) с выходной мощностью 100 Вт. Микросхема обеспечивает ток в динамике до 10 ампер, что определяет максимальный ток нагрузки блока питания.

Вроде всё ясно, остается уточнить уровень выходного напряжения. Допускается работа от источника питания 100 вольт (+/-50 В), но попытка выбора такого значения выходного напряжения оказалась бы большой ошибкой. Микросхемы крайне отрицательно относятся к предельным режимам работы, особенно при одновременном максимальном значении нескольких параметров — напряжения питания и мощности. К тому же, вряд ли в обычной квартире есть смысл обеспечивать столь высокий уровень мощности, даже для низкочастотных динамиков с их низкой эффективностью.

Импульсный блок питания для лампового усилителя

Попов Евгений Владимирович
Адрес Email -popov (at) kcs.iks.ru
(замените (at) на @)

Захотелось для души чистого раритетного лампового звука.

Собрал проверенный усилитель с радиолы «Эстония-4», настроил с внешних блоков питания, но когда прикинул размер и вес трансформатора с конденсаторами фильтра и прочим, оказалось блок питания соизмерим (если не больше) самого усилителя и душа этому воспротивилась.

Было у меня несколько импульсных блоков питания, но нужных напряжений 300 вольт там не было, а попытки разобрать магнитопровод импульсного БП терпели фиаско, все они были склеены эпоксидкой. С третьего раза удалось один сердечник разобрать, но перематывать все обмотки не стал.

Для блока питания взял от старого сканера FLATBED SCANNER импульсный БП. Там использовались широкораспространенные и недорогие детали Микросхема U3842 и силовой транзистор К741. У него было довольно много выходных напряжений +15, -15, +5, +12 и +24 вольта и почти на всех стояли стабилизаторы и фильтрующие конденсаторы. Первичные обмотки и схему управления я не трогал, а вот выпаяв все лишние вторичные элементы я разместил на их месте второй трансформатор ( с него взял 300 вольт), радиатор силового транзистора (он представлял собой «уголок» алюминия я тоже снял, на его место поставил кулер от процессора для обдува всего блока и запитал его через стабилитрон КС 510 от 24 вольт. Кулера не слышно вообще. Силовой транзистор поставил на заднюю стенку усилителя.

Сканер у меня есть, видеокамера может снять в режиме фото, да ввести с нее изображение в компьютер нечем.Попадется цифровой фотоаппарат у знакомых, по возможности пошлю. Но от блока питания я ничего «не отпиливал». Все осталось в прежних габаритах. Блок питания стоит с огороженном «сусеке» «на ребре» и занимает (он у меня дома, письмо пишу на работе) примерно 15-20% усилителя. Самая большая и тяжелая деталь — это выходной трансформатор усилителя.

Все эти напряжения и стабилизаторы к ним я «отцепил». Для питания накала ламп (на выходе усилителя две 6П14П и две лампы 6Н2П использовал напряжение 7.5 вольт, подаваемое на 5 вольтовый стабилизатор. Получилось, что накал 6.28-6.34 вольта на всех лампах при токе 2.6 ампера(ток постоянный, диоды и конденсаторы оставил).

Пришлось оставить схему 24 вольта, она использовалась для стабилизации напряжения в ИП. Высоковольтную обмотку намотал на другом трансформаторе, который мне удалось разобрать, «первичную» обмотку, я не трогал, остальные обмотки с трансформатора смотал и намотал около 100 витков провода и подключил первичную обмотку второго трансформатора параллельно первичной обмотке блока питания от сканера (между +300 вольт сети и коллектором К741).

На вторичной обмотке (около 100 витков) напряжение оказалось около 300 вольт ( после выпрямления. Правда в момент включения усилителя, когда внутренее сопротивление непрогретых ламп еще велико, напряжение подскакивает до 350 вольт и плавно снижается по мере прогрева ламп до 300 вольт и дальше оно не изменяется независимо от громкости звука. Но через полчаса работы элементы начинали слегка перегреваться. На выпрямительный диод накала пришлось одеть радиатор из фольги и силовой транзистор поставить на более мощный радиатор (я использовал металлическую стенку усилителя, корпуск силового транзистора пластмассовый), а в конечном итоге все нагревания надоели и поставил маленький кулер от процессора на обдув всего блока питания. В итоге весь блок питания получился размерами где-то 14 см на 8 см и толщиной 5 см и весом грамм 200, чему несказанно рад.

И еще. Усилитель моно,один канал, на второй канал мощности не хватит, надо помощнее. В усилителе две лампы 6П14П и две 6Н2П.

Если есть вопросы, пишите, отвечу
popov (at) kcs.iks.ru

Схема импульсного блока питания для усилителя » Паятель.Ру


Импульсный источник питания, который может использоваться не только с усилителями на базе TDA7293 (TDA7294), но и с любым другим усилителем мощности ЗЧ. Основой данного блока питания (БП) служит полумостовой драйвер с внутренним генератором IR2153 (IR2155), предназначенный для управления транзисторами технологий MOSFET и IGBT в импульсных источниках питания.


Функциональная схема микросхем приведена на рисунке 1, зависимость выходной частоты от номиналов RC-задающей цепочки на рисунке 2. Микросхема обеспечивает паузу между импульсами верхнего и нижнего ключей в течении 10% от длительности импульса, что позволяет не опасаться сквозных токов в силовой части преобразователя.

Рис.2

Практическая реализация БП приведена на рисунке 3. Используя данную схему можно изготовить БП мощностью от 100 до 500Вт, необходимо лишь пропорционально увеличивать емкость конденсатора фильтра первичного питания С2 и использовать соответствующий силовой трансформатор TV2.

Рис.3

Емкость конденсатора С2 выбирается из расчета 1…1,5 мкФ на 1 Вт выходной мощности, например при изготовлении БП на 150 Вт следует использовать конденсатор на 150…220 мкФ. Диодный мост первичного питания VD можно использовать в соответствии с установленным конденсатором фильтра первичного питания, при емкостях до 330 мкФ можно использовать диодные мосты на 4…6А, например RS407 или RS607. При емкости конденсаторов 470…680 мкФ нужны уже более мощные диодные мосты, например RS807, RS1007.

Об изготовлении трансформатора можно разговаривать долго, однако вникать в глубокую теорию расчетов слишком долго и далеко не каждому нужно. Поэтому расчеты типоразмеров ферритовых колец М2000НМ1 просто сведены в таблицу 1.

Таблица 1

Как видно из таблицы габаритная мощность трансформатора зависит не только от габаритов сердечника, но и от частоты преобразования. Изготавливать трансформатор для частот ниже 40 кГц не очень логично — гармониками можно создать не преодолимые помехи в звуковом диапазоне. Изготовление трансформаторов на частоты выше 100 кГц уже непозволительно по причине саморазогрева феррита М2000НМ1 вихревыми токами.

В таблице приведены данные по первичным обмоткам, из которых легко вычисляются отношения витков/вольт и дальше уже вычислить, сколько витков необходимо для того или иного выходного напряжения труда не составит. Следует обратить внимание на то, что подводимое к первичной обмотке напряжение составляет 155 В — сетевое напряжение 220 В после выпрямителя и сглаживающего фильтра будет составлять 310 В постоянного напряжения, схема полу мостовая, следовательно к первичной обмотке будет прилагаться половина этого значения.

Так же следует помнить, что форма выходного напряжения будет прямоугольной, поэтому после выпрямителя и сглаживающего фильтра величина напряжения от расчетной отличаться будет не значительно.

Таблица приведена до мощностей 2400 Вт — более мощные БП будут описаны в следующих номерах журнала, поэтому табличку стоит сохранить.

Таблица 2 и 3

Диаметры необходимых проводов рассчитываются из отношения 5 А на 1 кв мм сечения провода. Причем лучше использовать несколько проводов меньшего диаметра, чем один, более толстый провод. Это требование относится ко всем преобразователям напряжения, с частотой преобразования выше 10 кГц, так как начинает уже сказываться скин-эффект — потери внутри проводника, поскольку на высоких частотах ток течет уже не по всему сечению, а по поверхности проводника и чем выше частота, тем сильнее сказываются потери в толстых проводниках.

Поэтому не рекомендуется использовать в преобразователях с частотой преобразования выше 30 кГц проводники толще 1 мм. Следует так же обратить внимание на фазировку обмоток — неправильно сфазированные обмотки могут либо вывести силовые ключи из строя, либо снизить КПД преобразователя.

Но вернемся к БП, приведенному на рисунке 3. Минимальная мощность данного БП практически ни чем не ограничена, поэтому можно изготовить БП и на 50 Вт и меньше. Верхний же предел мощности ограничен некоторыми особенностями элементной базы.

Для получения больших мощностей требуются транзисторы MOSFET более мощные, а чем мощнее транзистор, тем больше емкость его затвора. Если емкость затвора силового транзистора довольно высокая, то для её заряда-разряда требуется значительный ток. Ток транзисторов управления IR2153 довольно не велик (200 мА), следовательно, эта микросхема не может управлять слишком мощными силовыми транзисторами на больших частотах преобразования.

Исходя из вышесказанного становится ясно, что максимальная выходная мощность преобразователя на базе IR2153 не может быть более 500…600 Вт при частоте преобразования 50…70 кГц, поскольку использование более мощных силовых транзисторов на этих частотах довольно серьезно снижает надежность устройства. Список рекомендуемых транзисторов для силовых ключей VT1, VT2 с краткими характеристиками сведен в таблицу 2.

Выпрямительные диоды вторичных цепей питания должны иметь наименьшее время восстановления и как минимум двукратный запас по напряжению и трехкратный току. Последние требования обоснованы тем, что выбросы напряжения самоиндукции силового трансформатора составляют 20…50 % от амплитуды выходного напряжения.

Например при вторичном питании в 100 В амплитуда импульсов самоиндукции может составлять 120…150 В и не смотря на то, что длительность импульсов крайне мала ее достаточно чтобы вызвать пробой в диодах, при использовании диодов с обратным напряжением в 150 В. Трехкратный запас по току необходим для того, чтобы в момент включения диоды не вышли из строя, поскольку емкость конденсаторов фильтров вторичного питания довольно высокая, и для их заряда потребуется не малый ток. Наиболее приемлемые диоды VD4-VD11 сведены в таблицу 3.

Емкость фильтров вторичного питания (С11, С12) не следует увеличивать слишком сильно, поскольку преобразование производится на довольно больших частотах. Для уменьшения пульсаций гораздо актуальней использование большой емкости в первичных цепях питания и правильный расчет мощности силового трансформатора. Во вторичных же цепях конденсаторов на 1000 мкФ в плечо вполне достаточно для усилителей до 100 Вт (конденсаторы по питанию, установленные на самих платах УМЗЧ должны быть не менее 470 мкФ) и 4700 мкФ для усилителя на 500 Вт.

Плата

На принципиальной схеме изображен вариант выпрямителей вторичного силового питания, выполненный на диодах Шоттки, под них и разведена печатная плата (рисунок 4). На диодах VD12, VD13 выполнен выпрямитель для вентилятора принудительного охлаждения теплоотводов, на диодах VD14-VD17 выполнен выпрямитель для низковольтного питания (предварительные усилители, активные регуляторы тембра и т.д.). На том же рисунке приведен чертеж расположения деталей и схема подключения.

В преобразователе имеется защита от перегрузки, выполненная на трансформаторе тока TV1, состоящая из кольца К20х12х6 феррита М2000 и содержащего 3 витка первичной обмотки (сечение такое же как и первичная обмотка силового трансформатора и 3 витка вторичной обмотки, намотанной двойным проводом диаметром 0,2…0,3 мм.

При перегрузке напряжение на вторичной обмотке трансформатора TV1 станет достаточным для открытия тиристора VS1 и он откроется, замкнув питание микросхемы IR2153, тем самым прекратив ее работу. Порог срабатывания защиты регулируется резистором R8. Регулировку производят без нагрузки начиная с максимальной чувствительности и добиваясь устойчивого запуска преобразователя.

Принцип регулировки основан на том, что в момент запуска преобразователя он нагружен максимально, поскольку требуется зарядить емкости фильтров вторичного питания и нагрузка на силовую часть преобразователя максимальная.

Об остальных деталях: конденсатор С5 — пленочный на 0,33… 1 мкФ 400В; конденсаторы С9, С10 — пленочные на 0,47…2,2 мкФ минимум на 250В; индуктивности L1…L3 выполнены на ферритовых кольцах К20х12х6 М2000 и наматываются проводом 0,8… 1,0 мм до заполнения виток к витку в один слой; С14, С15 — пленочные на 0,33…2,2 мкФ на напряжение не менее 100 В при выходном напряжении до 80 В; конденсаторы С1, С4, С6, С8 можно керамические, типа К10-73 или К10-17; С7 можно и керамический, но лучше пленочный, типа К73-17.

Может ли аудио цепь питаться от импульсного источника питания?

Позвольте немного рассказать о себе … Я профессионально работаю в аудио-индустрии более 14 лет. Я разработал схемы для большинства крупных компаний, занимающихся производством аудио, одной аудиофильской компании и нескольких потребительских аудио компаний. Дело в том, что я был рядом и много знаю о том, как делается звук!

SMPS могут и используются для аудио схем! Я использовал их от чувствительных микрофонных предусилителей до огромных усилителей мощности. На самом деле, для больших усилителей мощности они обязательны. Когда мощность усилителя превысит пару сотен ватт, источник питания должен стать очень эффективным. Представьте себе тепло, производимое усилителем мощностью 1000 Вт, если его блок питания работает только на 50%!

Но даже в меньших масштабах эффективность SMPS часто имеет большой смысл. Если аналоговая схема правильно спроектирована, то шум от источника питания отклоняется аналоговой схемой и не оказывает влияния на звуковой шум (очень сильно).

Для этих приложений, чувствительных к шуму, вы можете использовать гибридный подход. Допустим, у вас есть АЦП, который требует + 5В. Вы можете использовать SMPS для генерации + 6 В, затем линейный стабилизатор со сверхнизким уровнем шума, чтобы снизить это до + 5 В. Вы получаете большую часть преимуществ SMPS, но низкий уровень шума линейного регулятора. Это не так эффективно, как просто SMPS, но это компромиссы.

Но нужно помнить одну вещь … SMPS для аудио приложений должен быть разработан с учетом аудио. Конечно, вам понадобится лучшая фильтрация на выходе. Но вам также нужно помнить и другие детали. Например, при очень низком токе SMPS может перейти в нечто, называемое «режим пакетной передачи» или «прерывистый режим». Обычно SMPS переключается с фиксированной частотой, но в одном из этих режимов переключение становится несколько неустойчивым. Такое нестабильное поведение может подтолкнуть выходной шум в полосу звуковых частот, где его становится сложнее отфильтровать. Даже если SMPS обычно переключается с частотой 1 МГц, в одном из этих режимов вы можете получить шум 10 КГц. Управление тем, как это происходит, зависит от конструкции микросхемы, используемой источником питания. В некоторых случаях вы не можете это контролировать.

Некоторые люди рекомендуют использовать только линейные источники питания для аудио. Хотя линейные поставки менее шумные, у них есть много других проблем. Тепло, эффективность и вес являются самыми большими. По моему мнению, большинство людей, которые проповедуют только линейные поставки, либо дезинформированы, либо ленивы. Дезинформированы, потому что они не знают, как обращаться с переключающими источниками питания, или ленивы, потому что они не хотят учиться проектировать надежные схемы. Я разработал достаточно звукового оборудования с SMPS, чтобы доказать, что это можно сделать без особых усилий.

Аудиомиф: «Импульсные блоки питания шумят»

Этот миф выглядит примерно так:

«Шумы переключения питания.»

«Линейные блоки питания лучше всего подходят для аудио».

Мы не согласны!

Около 5 лет назад компания Benchmark прекратила установку линейных блоков питания в свои новые продукты и заменила их импульсными блоками питания. Мы сделали это, потому что линейные источники питания слишком шумные.Да, вы правильно прочитали, линейные источники шумят! Хорошо спроектированный импульсный источник питания может работать намного тише линейного источника.

Линейные блоки питания вызывают гул

Проблема шума связана с тем, что линейные источники питания имеют большие трансформаторы и другие магнитные компоненты, которые работают на частоте сети переменного тока (от 50 до 60 Гц). Эти линейные частоты слышны, и мы слишком хорошо знакомы с гулом и жужжанием, которые могут производить аудиоустройства.Не секрет, что этот шум вызывается блоком питания, но мало кто понимает, почему его так сложно устранить. Большинство людей думают, что гул вызван кондуктивными помехами (пульсация переменного тока на шинах питания), но это редко бывает так. В большинстве случаев гудение переменного тока вызвано магнитными помехами, и его очень трудно устранить.

Шум обычно вызывается магнитными помехами

Трансформаторы представляют собой магнитные устройства. Мощность магнитно передается между входной и выходной обмотками трансформатора.В линейном источнике питания мощность передается со стороны линии переменного тока трансформатора на вторичную сторону низкого напряжения с использованием магнитного поля частоты сети переменного тока. К сожалению, трансформаторы никогда не бывают идеальными, и часть энергии всегда уходит через рассеянные магнитные поля. Эти поля рассеяния могут мешать практически каждому электрическому проводнику в аудиоустройстве. Магнитное экранирование дорого и имеет ограниченную эффективность, когда чувствительные цепи расположены в непосредственной близости от сильного поля.

Усилители мощности — худшие преступники

Источники питания в устройствах высокой мощности, таких как аудиоусилители мощности, могут излучать очень сильные магнитные поля. Эти сильные поля, как правило, ограничивают шумовые характеристики (SNR) усилителей мощности. Эти магнитные поля также могут вызывать помехи в аудиоустройствах, которые находятся слишком близко к усилителю. Аудиокабели, которые входят, выходят или проходят рядом с усилителем, также могут улавливать нежелательный шум и жужжание. По этой причине обычно очень важно держать усилитель мощности на достаточном расстоянии от кабелей и других компонентов аудиосистемы.

Нарушение всех правил!

Новый усилитель мощности AHB2 компании Benchmark нарушает правила. Он даже может быть расположен рядом с чувствительными аудиокомпонентами, не вызывая помех! AHB2 — это мощное устройство, но оно почти не излучает магнитных помех. Что делает его другим?

Секрет внутри AHB2 – это импульсный источник питания. В этом блоке питания есть несколько мощных трансформаторов, но они очень маленькие, и их магнитные поля рассеяния соответственно малы.Причина этого в том, что магниты работают на частотах от 200 кГц до 500 кГц. Для данной номинальной мощности размер трансформатора уменьшается по мере увеличения рабочей частоты. Высокочастотные трансформаторы имеют меньшие сердечники и меньше витков провода. По мере уменьшения физического размера происходит соответствующее уменьшение напряженности магнитного поля рассеяния.

Размер имеет значение

Когда трансформаторы физически малы, есть больше возможностей для магнитного экранирования. Например, небольшие трансформаторы, используемые в AHB2 , полностью заключены в ферритовый материал, который помогает сдерживать паразитные магнитные поля.Эти методы настолько эффективны, что AHB2 достигает SNR от 130 до 135 дБ. Ни один усилитель мощности не работает тише, чем AHB2. Еще более удивительным является тот факт, что плата импульсного блока питания меньше чем на дюйм выше платы усилителя. Этот продукт доказывает, что импульсные источники питания могут быть очень тихими! AHB2 не мог бы достичь такого уровня производительности с линейным источником питания, если бы источник не был размещен в совершенно отдельном корпусе на расстоянии нескольких футов.

Внеполосный шум

Одним из основных преимуществ импульсных источников питания является то, что рабочая частота находится за пределами человеческого слуха.Если возникают помехи, они не вызывают звуковых помех. Эти помехи можно даже убрать фильтром, не нарушая звуковой полосы. Но блок питания в AHB2 настолько тихий, что нам не нужно фильтровать аудиовыход. AHB2 обеспечивает полосу пропускания 200 кГц без признаков какого-либо значительного шума переключения до предела измерения 500 кГц.

Линейное усиление с импульсными источниками питания

Обратите внимание, что AHB2 — это , а не импульсный усилитель класса D.AHB2 — это линейный усилитель класса AB. В импульсном режиме работают только блоки питания. Блоки питания просто обеспечивают стабильное и постоянное регулируемое напряжение постоянного тока для линейного аудиоусилителя.

Эффективность

Еще одним важным преимуществом импульсных источников питания является их высокая эффективность. Источник питания в AHB2 достигает КПД более 90%. Это означает, что очень мало энергии теряется на тепло.

В линейных источниках питания огромные количества энергии могут теряться в цепях регулятора напряжения.Напротив, импульсные источники питания могут выдавать стабильные регулируемые выходные сигналы постоянного тока без дополнительного потребления энергии.

Преимущества Регламента

Большинство традиционных усилителей мощности имеют нерегулируемые линейные блоки питания. Регулирование опущено в целях экономии энергии и уменьшения нагрева. Негативным последствием этого является то, что силовые шины прогибаются с каждым музыкальным пиком. В традиционных конструкциях большие батареи конденсаторов подключаются к шинам напряжения, чтобы уменьшить падение напряжения до приемлемого уровня.Тем не менее, обычно наблюдается значительное увеличение искажений (THD), когда эти традиционные усилители сильно нагружены.

Напротив, AHB2 имеет строго регулируемый блок питания. Это означает, что плата усилителя в AHB2 видит постоянные напряжения постоянного тока, которые не проседают, когда усилитель выдает мощность. AHB2 не нуждается в массивных банках конденсаторов и не имеет их, потому что источник питания отвечает динамическим требованиям музыки. Это помогает предотвратить любое увеличение искажений при работе с большими нагрузками, что является одной из причин, по которой значения THD 8 Ом, 4 Ом и 2 Ом для AHB2 почти идентичны.

Импульсные источники питания должны быть оптимизированы для аудиоприложений

Это обсуждение было бы неполным без указания на то, что многие импульсные источники питания шумят. В более старых и недорогих конструкциях, как правило, используются более низкие частоты переключения, которые находятся в пределах слышимых частот. В эту категорию попадают многие небольшие зарядные устройства для мобильных телефонов и компьютеров. Эти устройства могут создавать помехи, если они находятся в непосредственной близости от аудиокомпонента или кабеля.

Источники питания, используемые в продуктах Benchmark, специально оптимизированы для аудиоприложений.Эти импульсные источники питания намного тише, чем традиционные линейные источники аналогичного размера.

Импульсный источник питания в усилителе мощности AHB2

AHB2 — это линейный усилитель мощности с импульсными блоками питания. Насколько нам известно, он имеет самое высокое соотношение сигнал-шум среди всех усилителей мощности звука. Средневзвешенное отношение сигнал-шум составляет 132 дБ в стереофоническом режиме и 135 дБ в монофоническом режиме. Это на 15–30 дБ лучше, чем у большинства лучших усилителей мощности. Такой низкий уровень шума был бы невозможен с линейным блоком питания.Линейный источник питания создал бы сильные магнитные поля с частотой сети, которые создали бы низкоуровневый гул и гудение, связанные с линией. Эти вызванные магнитным полем помехи, связанные с линией, ограничивают шумовые характеристики большинства усилителей мощности. Обратите внимание, что магнитные помехи излучаются, а не проводятся. Это означает, что его нельзя удалить с помощью фильтрующих конденсаторов. Добавление фильтров к линейному источнику питания не устранит гул и гудение усилителя мощности.

В AHB2 магнитные компоненты (трансформаторы и катушки) полностью заключены в ферритовые сердечники.Это серые цилиндрические объекты (с проводами), показанные на фотографии выше. Эти мощные магнитные устройства очень малы из-за высокой рабочей частоты. Соответственно, напряженность магнитного поля мала и значительно превышает звуковые частоты. Небольшой размер также позволяет встраивать магнитные устройства внутри ферритовых сердечников. Эти ферритовые сердечники полностью герметизируют катушки и значительно уменьшают паразитные магнитные поля.

В AHB2 используется конструкция резонансного переключения, которая значительно снижает шум переключения.Переключающие транзисторы крепятся к алюминиевым стержням, передающим тепло на внешние радиаторы.

Блок питания — это верхняя плата корпуса AHB2 (показана выше). Импульсный блок питания монтируется всего на 1 дюйм выше платы аналогового усилителя. В пространстве между двумя платами видна магнитная экранирующая пластина. Эта пластина достаточно эффективна для экранирования низкоуровневых высокочастотных магнитных полей, создаваемых импульсным источником питания, но не имела бы большого значения, если бы источник питания работал на частотах сети переменного тока.

Еще одним преимуществом использования импульсного источника питания в усилителе мощности является то, что регулировка напряжения не увеличивает рассеиваемую мощность усилителя. AHB2 имеет регулируемые источники питания (очень необычная особенность усилителя мощности). Регулирование помогает уменьшить THD. Насколько нам известно, ни один усилитель мощности не имеет более низкого THD, чем AHB2. Опять же, это во многом связано с использованием импульсного источника питания.

Небольшой ряд конденсаторов на передней панели платы блока питания формирует большую часть емкости на выходах блока питания.Это намного меньше емкости, чем потребовалось бы при нерегулируемом источнике питания. Импульсный источник питания в AHB2 имеет контур регулирования, который может реагировать на звуковые частоты. Это позволяет регулировке реагировать на музыкальные пики в режиме реального времени. Пиковые токи берутся из сети переменного тока по запросу, а не из энергии, хранящейся в батарее конденсаторов.

Измерение магнитного излучения AHB2

На следующих двух фотографиях показано, как измерялась магнитная эмиссия AHB2.Эти измерения подтвердили, что выбросы чрезвычайно низки. Любое аудиоустройство может быть размещено непосредственно над или под AHB2 в стойке для оборудования без риска магнитных помех.

Демонстрация видео — Увидеть — значит поверить!

Два месяца назад мы выпустили видео, демонстрирующее устойчивость к магнитным полям микрофонных кабелей star-quad. Мы подвергли кабели воздействию паразитных магнитных полей, создаваемых различными источниками питания, в том числе некоторыми довольно шумными недорогими импульсными источниками.Мы также подвергали кабели воздействию полей, создаваемых ЦАП1 и ЦАП2. DAC1 создавал магнитные помехи, а DAC2 — нет. Разница? DAC2 имеет импульсный источник питания, оптимизированный для аудио приложений, в то время как DAC1 имеет традиционный линейный источник питания. На видео видно, что импульсный блок питания в DAC2 работает намного тише, чем линейный блок питания в DAC1. Сравнение даже близко не подходит! Иногда увидеть значит поверить!

Посмотрите короткий отрывок из этого видео и помогите положить конец очередному аудио мифу!

Эти примечания к применению были отредактированы 16 июня 2017 г., чтобы добавить фотографии и описания импульсного источника питания в усилителе мощности AHB2.- JS

Импульсный источник питания

Импульсный источник питания

Система зарядки автомобиля выдает менее 15 вольт (не считая тяжелой техники и грузовиков). Фактическое напряжение системы зарядки обычно составляет от 13,5 до 14 вольт при работающем двигателе. Этого просто недостаточно для многих применений. Для автомобильной аудиосистемы усилители и предусилители с высокой выходной мощностью требуют большего напряжения. Для повышения напряжения обычно используется импульсный источник питания. Наиболее распространенный тип импульсного источника питания использует трансформатор для повышения напряжения.Менее распространенный метод использует диоды и конденсаторы в так называемом «удвоителе напряжения».

Импульсный источник питания (также известный как импульсный источник питания или SMPS) пропускает постоянный ток через первичные обмотки трансформатора с относительно высокой частотой (~ 20 000–50 000 импульсов в секунду). Это создает переменное магнитное поле вокруг первичной обмотки и сердечника трансформатора. Поскольку вторичная обмотка также намотана на сердечник и находится в непосредственной близости от первичных обмоток, во вторичных обмотках индуцируется напряжение.Вторичная обмотка может быть или не быть электрически связана с любой точкой источника питания постоянного тока. Выход вторичной обмотки представляет собой переменное напряжение. В большинстве источников питания переменный ток на выходе трансформатора выпрямляется с помощью диодов. Это выпрямленное выходное напряжение «постоянного тока» в усилителях обычно называют «рельсовым напряжением». Напряжение шины — это то, что подает питание на выходные транзисторы усилителя. Выходные транзисторы управляют динамиками.

На приведенной выше схеме показана упрощенная версия трансформатора, который обычно используется в автомобильной аудиоаппаратуре.Он состоит из первичной обмотки, вторичной обмотки и тороидального сердечника. Этот тип трансформатора легкий, компактный и очень эффективный. Трансформаторы могут быть намного меньше, чем те, которые используются в домашнем аудиооборудовании, потому что рабочая частота намного выше. Силовой трансформатор большей части домашнего оборудования просто подключен к сети переменного тока. Сеть в США работает на частоте 60 Гц (60 циклов в секунду). На другой стороне пруда сеть работает на частоте 50 Гц. На 50 или 60 Гц вам нужен гораздо более мощный трансформатор.С импульсным источником питания инженер может выбрать любую частоту по своему желанию (после тщательного рассмотрения всех различных переменных).


На схеме ниже показан упрощенный вариант импульсного блока питания. В типичной конструкции точка «b» подключается к источнику питания, например к аккумулятору автомобиля. Точки «а» и «с» будут попеременно соединены/подведены к земле на высокой частоте (что-то вроде электронных качелей). Переключающие МОП-транзисторы используются для заземления обмоток трансформатора в большинстве современных усилителей.Точка «x» будет заземлением вторичной обмотки трансформатора и может быть полностью изолирована от заземления автомобиля. Точка «y» будет положительным выходным напряжением на шине. Точка Z — отрицательное напряжение на шине. Напряжение в точках y и z будет относиться к вторичному заземлению/центральному отводу. Диоды используются для выпрямления переменного тока на выходе трансформатора. Конденсаторы используются для уменьшения пульсаций на выходе источника питания.

Выше было указано, что вторичное напряжение (в точках x и y) будет относиться к вторичному заземлению/центральному отводу.Если бы вы измеряли напряжение на вторичной стороне источника питания, вам нужно было бы поместить щуп черного измерителя на вторичную землю, а не на первичную. Когда вторичная обмотка изолирована от первичной, вы увидите 0 вольт, если поместите черный щуп на первичную землю (земля для источника 12 В, который подает питание на импульсный источник питания) при измерении напряжения на вторичной стороне вторичной обмотки. источник питания.

Если вы ДЕЙСТВИТЕЛЬНО заинтересованы в проектировании импульсных источников питания для 12-вольтовых систем, прочитайте страницу «Базовая конструкция импульсных источников питания».

Звуковой импорт | Как подключить источник питания Mean Well к плате усилителя

24 марта 2022 г.

SMSL Два новых аудиостека для настольных ПК

При покупке аудиостека для настольных ПК обычно важно обеспечить соответствие синергии, тональности и производительности аудиодекодеров и усилители для достижения максимально возможной производительности в рамках вашего бюджета и вашего аудиовыхода. Чтобы помочь вам найти подходящий стек для ваших акустических систем, SMSL собрала два высококачественных стека для настольных ПК, которые включают в себя новейшие и самые надежные ЦАП HiFi, усилители для наушников и усилители мощности!

3 ноября 2021

Dayton Audio Distributor of the Year 2020

Компания SoundImports была названа «Dayton Audio Distributor of the Year» четвертый год подряд благодаря своему исключительному росту.Для нас в SoundImports большая честь сотрудничать с Dayton Audio и разделять те же ценности обслуживания клиентов и высококачественных продуктов.

6 октября 2021 г.

Как пользоваться измерительными микрофонами. Базовое руководство по измерению вашей (самодельной) аудиосистемы

Вы только что приобрели измерительный микрофон, но не знаете, как им пользоваться. Или вы задаетесь вопросом, нужен ли он вам, и вам нужна дополнительная информация. Этот блог объяснит, что такое измерительный микрофон, а также содержит два мини-руководства.Один для настройки акустического измерения, а другой для аккуратного примера измерения: стробированного измерения.

4 августа 2021 г.

Основное руководство по корпусам динамиков

Корпус играет важную роль в функционировании любого динамика. Я начал писать этот блог, чтобы прояснить основные типы корпусов и то, что они делают, хорошие, плохие, а иногда и уродливые, доступным способом, но также дающим достаточную глубину, чтобы основывать ваше решение при запуске проекта динамика.

7 июля 2021 г.

Превращаем мертвые наушники в мощные беспроводные колонки!

30 апреля DIYPerks (канал YouTube с 2,98 млн подписчиков) и SoundImports совместно опубликовали видео «Превращение мертвых наушников в МОЩНЫЕ беспроводные динамики». Мэтью использовал Tectonic Elements TEBM35C10-4 BMR и комплект Tang Band PR08-A, который мы ему отправили. Нас упоминают на минуте 3:24!

адаптер питания AC110V 220V DC 48V усилителя к Pow

переключения DC48V 7.5A Описание продукта:
Входное напряжение: 110/220 В переменного тока (дополнительно)
Выходное напряжение: 48 В постоянного тока
Выходной ток: 7.5A
Выходная мощность: 360 Вт
Размер: 215*115*50 мм
Интерфейс постоянного тока: 5,5*2,5 мм/длина линии, обычная 1,5 м 85% = блок питания
Мощность блока питания должна быть больше мощности устройства для нормального питания!

Особенности:
·Одногрупповой импульсный блок питания
·Диапазон входного напряжения переменного тока переключается переключателем
·Малый размер, малый вес, высокая эффективность
·Защита: короткое замыкание/перегрузка/перенапряжение/перегрев

Упаковка в комплекте:
1 шт.

Обработка всех товаров в магазине может занять от 2 до 5 рабочих дней.    Добавьте время обработки к расчетной стоимости доставки ниже.

Вот примерное время доставки. Из-за факторов, которые часто влияют на международные поставки, таких как праздничные дни, таможенные и погодные задержки, мы можем только предложить приблизительное время доставки.

 Местоположение

Расчетное время доставки

США

10-30 рабочих дней

Канада, Европа

15-40 рабочих дней

Австралия, Новая Зеландия

15-45 рабочих дней

Мексика, Центральная Америка, Южная Америка

20-60 рабочих дней  

Ближний Восток (ОАЭ, Саудовская Аравия)

20-40 рабочих дней

 

ПОЛИТИКА ДОСТАВКИ
ВАЖНО: Мы не несем ответственности, если посылка не может быть доставлена ​​из-за отсутствия, неполной или неверной информации о месте назначения.Пожалуйста, введите правильные данные о доставке при оформлении заказа. Если вы поняли, что допустили ошибку, просто напишите нам по адресу [email protected] как можно скорее. Однако существует 72-часовой список ожидания для электронной почты, поэтому, если ваш заказ покинул наш склад в течение 72 часов, мы не можем это контролировать.
Aiyima не несет ответственности за налоги страны назначения и/или любые сборы, которые могут возникнуть. Клиенты будут нести ответственность за любые ограничения, пошлины, налоги и любые другие сборы, взимаемые со страны назначения.
Aiyima ни при каких обстоятельствах не несет ответственности за любые пошлины, налоги или таможенные сборы.
Если заказ прибыл в вашу страну и…
• Клиент отказывается принять посылку
• Количество попыток доставки посылки в стране назначения.
Aiyima оставляет за собой право отказаться от пакета (ов) и не несет ответственности за возврат средств.

Блок питания для схемы усилителя звука, несколько выходов 12 В, 15 В, 35 В

Это простой блок питания для схемы усилителя звука .Это простой фиксированный регулятор . Которые имеют несколько выходных напряжений 12 В, + 15 В, -15 В, + 35 В, -35 В и двойное до 70 В макс.

Они используют принцип работы стабилитрона и IC-регулятора в качестве основы для стабильного выходного напряжения.

Идеально подходит для усилителя мощности от 50 Вт до 60 Вт OCL . Эта схема небольшая, недорогая и простая в работе. Вам может понравиться!

Рисунок 1. Блок питания для схемы аудиоусилителя Двойное напряжение 12 В 15 В 30 В

Рекомендуется: как использовать стабилитрон, пример использования схемы Резисторы и конденсаторы.Выполняет оборудование для поддержания стабильного напряжения или регулируемое.

Состоит из понижающего трансформатора T1, выпрямительного моста (D1,D2,D3,D4) и схемы фильтрующего регулятора, состоящей из C1,C2,C3,C4,C4,C5,R1,R2,R3,ZD1, и ЗД2.

Когда линия переменного тока подается на трансформатор T1, напряжение переменного тока изменяется с 220 В до примерно 48 В переменного тока в центральном ответвлении (CT).

Затем выпрямительный мост преобразует переменный ток в пульсирующий постоянный. Далее постоянный ток фильтруется конденсаторами C1, C2.

Оба конденсатора действуют как накопительный конденсатор или фильтр для сглаживания постоянного тока.

Теперь напряжение в этой точке +35В, -35В(для основного усилителя мощности)

Затем нерегулируемый ток постоянного тока на R1, R2 на ZD1, ZD2. Они обеспечивают опорное напряжение, на выходе можно получить напряжение +15В, , -15В (для схемы предварительного усилителя).

И некоторый ток на резисторе R3 уменьшите напряжение до 12 В для цепи предварительного микрофона

Примечание: Вы можете увидеть много схем с простой цепью питания 12 В

Детали, которые вам понадобятся
  1. T1_24V CT, 3A Transformer; Количество = 1
  2. ZD1, ZD2_15V 1 Вт Стабилитрон ; Количество = 2
  3. C1,C2__4700 мкФ 50 В Электролитические конденсаторы; Количество = 2
  4. C1,C2__2200 мкФ 35 В Электролитические конденсаторы; Количество = 2
  5. C1,C2__2,200 мкФ 16 В Электролитические конденсаторы; Количество = 2
  6. R1,R2__470 Ом 1/2 Вт Допустимое отклонение резисторов: 5% ; Количество = 2
  7. R3__10 Ом 1 Вт Допустимое отклонение резисторов: 5 %; Количество = 1

Цепь питания предусилителя 38 В и 15 В

Что еще?

Это схема питания усилителя мощностью 60 Вт.

Иногда вы используете отличную схему предусилителя. Требуется стабильный регулируемый источник питания. Просто только Zener diose недостаточно.

Как сделать? См.:

Мы используем микросхемы регуляторов 7815 и 7915. Обе ИС — хорошие детали.
Примечание. Вт R8–R11 составляют от 1 Вт до 2 Вт.

частей вам понадобится
  • IC1: LM7815, 15V 1A положительный регулятор
  • IC2: LM7915, 15V 1A отрицательный регулятор
    Электролитические конденсаторы
  • C10, C11: 4,700UF 63V
  • C12, C13: 47UF 63V
  • C14, C15: 100UF 63V
    резисторы Допуск: 5%
  • R8, R12: 330 Ом 1-2Вт
  • BD1: 6A 400V мостовой диод
  • T1: 24V CT, 3A трансформатор
  • C2: 0.01 мкФ 400 В Керамический конденсатор
  • S1: выключатель питания

Далее: Схема усилителя мощности 60 Вт

Компоненты для блока питания

усилитель мощности?

В эту эпоху нам нужно экономить деньги. Поэтому нам нужно только использовать оборудование достойно и абсолютно необходимо.

Я хотел бы порекомендовать следующие рекомендации по выбору оборудования.

  • Достаточно ли трансформатора тока?
    В обычном усилителе усиление примерно в 22 раза больше. При входном напряжении 1В. Итак, выходное напряжение 22В. При использовании закона Ома.
    P = VxI или
    I = P/V Попробуйте!
    I = 100 Вт / 22 В
    = 4,5 А или Мы используем трансформатор 5 А для моно/10 А для стерео.

    Если вы используете более низкий ток. Это может снизить мощность звука. Когда он открыл объем много.

  • Сколько стоит конденсаторный фильтр?
    По моему опыту, я часто выбираю емкость конденсаторного фильтра в зависимости от размера трансформатора.Это легко найти. 1А на 2000мкФ.
    Например, в этом случае 5A x 2000 мкФ = 10 000 мкФ
    Подробнее: Почему этого должно быть достаточно

    Иногда вы можете использовать больше конденсаторов, подключенных параллельно, чтобы увеличить емкость. Например, у нас есть 4700 мкФ x 3 = 14 100 мкФ.

    Но будьте осторожны!
    Но необходимо учитывать минимально допустимое напряжение. Например, тот, у которого самое низкое напряжение 50В. Это показывает, что они могут выдержать только 50V.

Согласно моему опыту, я часто выбираю емкость конденсаторного фильтра в зависимости от размера трансформатора.Это легко найти.
1А на 2200 мкФ.

частей вам потребуется
    • C1, C2: 10 000 UF 63V Электролитические конденсаторы 90 000 УФ 63 В Электролитические конденсаторы 90 000
    • C3, C4: 0,001UF 100V Mylar Confacitors
    • C5: 0,01UF 100V Mylar Consacitor
    • T1: 117V / 230V AC Permental до 40 В- Вторичный трансформатор 0-40 В, 5 А
    • BD1: 10 А 100 В Мостовой диод

    Источник питания усилителя с использованием сильноточного трансформатора

    Это схема питания усилителя . У нас есть хорошая идея, чтобы решить, не хватает электрического тока.

    Эта схема соединяла очень мощный трансформатор с параллельной цепью. Поэтому у нас выходной ток выше, чем у обычной цепи питания.

    Работа схемы

    Трансформатор имеет много катушек. Мы можем довести, чтобы сделать сильнотоковую цепь питания хорошо. Если все катушки имеют одинаковое напряжение.

    Это может быть параллельно, может следовать этой цепи, это вывод катушки, который имеет напряжение 24 В и имеет ток около 1 А, чтобы параллельно предотвратить все 2 группы.

    См.: Много цепей питания 24 В

    Он имеет ток в каждой группе 2А при одинаковом напряжении на 24 В.

    Затем эта цепь может стать двойным источником питания: 34 В плюс и -34 В минус и земля. Эта схема используется для питания усилителя. Допустим будет давать электроэнергию около 50ватт.

    Подробнее: Проектирование линейного источника питания 12 В, 5 А и других цепей

    Для диода используйте размеры 3 А, 100 В. И используйте Stancor (тип катушки индуктивности) фильтр шумового сигнала, все хорошо.Эта схема может помочь дать показания у идеи в применении работы других.

    Рисунок 1: Блок питания усилителя с использованием сильноточного трансформатора

    Другие схемы

    Не только это. Подробнее о схемах питания усилителя см. ниже:

    Источники питания предусилителя

     

    Схема двойного источника питания 15 В с печатной платой, +15 В -15 В, 1 А для цепей предусилителя. Мы используем транзисторы, стабилитроны и IC-7815, 7915. Легко собрать с помощью разводки печатной платы.

    Цепь двойного источника питания 24 В

    Для схемы усилителя мощности OCL мощностью от 30 до 35 Вт. Вы можете использовать эту схему ниже.

    31 Двойная цепь питания


    Для усилителя OCL мощностью 55 Вт. Узнать больше

    ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

    Я всегда стараюсь, чтобы электроника Обучение было легким .

    Источники питания — BuildAudioAmps

    Нерегулируемый блок питания с двойной полярностью для аудиоусилителя

     

    Наиболее распространенным источником питания для аудиоусилителя мощности является нерегулируемый источник питания из-за его простоты, хороших характеристик и разумной стоимости.Основными частями нерегулируемого источника питания являются трансформатор, диоды и конденсаторы. Основным недостатком нерегулируемого источника питания являются колебания напряжения в зависимости от нагрузки и колебания питающей сети. Представленный здесь проект источника питания имеет ограничения по току, 24 В переменного тока при 100 ВА, но принцип работы такой же, как и у любых источников питания с более высоким напряжением или током. Этот проект источника питания может подавать питание на любой проект усилителя мощности звука канала, представленный на этом веб-сайте.

    Напряжение сети переменного тока поступает на первичную обмотку силового трансформатора через предохранитель и выключатель.Затем переменный ток передается на вторичную обмотку за счет магнитной индукции до любого напряжения, которое требуется вашему аудиоусилителю. Переменный ток во вторичной обмотке преобразуется мостовым выпрямителем Бр1 в пульсирующий постоянный ток. C1, 2, 3 и 4 представляют собой фильтрующие или резервуарные электролитические конденсаторы большой емкости, которые сглаживают низкочастотные колебания, исходящие от мостового выпрямителя. Напряжение на этих конденсаторах теперь постоянное с пульсациями в несколько милливольт на каждой шине. C5 и C6 — пленочные конденсаторы, снижающие высокочастотный шум рельса.R1, L1, R2 и L2 являются индикаторами включения питания и при желании могут быть опущены.

    Увеличение значения емкости конденсаторов фильтра/резервуара уменьшает пульсации в шинах постоянного тока источника питания. Это также улучшит низкочастотную характеристику усилителя мощности и, на мой взгляд, будет звучать намного чище, тяжелее и злее.

      Схематическая диаграмма проекта нерегулируемого источника питания с двойной полярностью

                                 

                                                                                                       

     

                     

    Основные компоненты построения нерегулируемого блока питания для аудиоусилителей.

     

     

     

     
    +/-54 В постоянного тока SMPS

     

                   

    Проект S с M ode P или S выдает +/-54 В постоянного тока с током около 5 А на каждую шину, что достаточно для питания одного канала любого проекта аудиоусилителя, требующего более высокого напряжения, представленного на этом веб-сайте.

    Я разместил 2 блока питания в алюминиевом корпусе, добавил соединительные клеммы типа «банан» для выходов, выключатель питания и двухпроводной светодиодный вольтметр для отображения выходного напряжения.Для непрерывной работы настоятельно рекомендую добавить вентилятор поверх модулей, как показано на картинке. Для получения дополнительной информации об этом блоке питания см. XL280-AC-DC-Series-Power-Supplies-705501. Наслаждаться!

     

    Внимание! Всегда будьте осторожны при работе с источниками питания! Этот веб-сайт не несет ответственности за любые травмы или ущерб, которые могут возникнуть при создании или тестировании этого проекта.

     

     

     

    Блоки питания по значимости не уступают схемам усилителя – PS Audio

    Правда или вымысел?

    Я разрабатываю электронные схемы уже 50 лет.Мне потребовалось почти половину этого количества лет, чтобы наконец осознать важность источников питания в цепях.

    В прежние годы я думал об источниках питания, как и большинство инженеров: необходимые дополнения к крайне важному биту, который обрабатывает сигнал. Все, что было необходимо, — это поддерживать их адекватными по току и напряжению, чистыми, регулируемыми и малошумящими. Важные части, схемы, которые имели значение, были отдельными.

    Знания и высокомерие — мощные коктейли, которые мешают нам учиться.Мне нужно было вырвать голову из книг эксперта и отправиться в дикую неизвестность, где совершаются открытия и прогресс.

    Вот в чем дело. Источники питания и сигнальные схемы являются частью системы, так же как ваше сердце и артерии работают вместе: они разделены, но неразрывно связаны друг с другом.

    Проблема понимания этой концепции для инженеров усложняется из-за того, как мы видим схемы. Типичная схема отделяет источник питания от сигнальной цепи, тем самым поощряя инженеров игнорировать их как систему.Взгляните на эту схему в качестве примера.

     

    То, что вы видите, это схема сигнала. Обратите внимание, что блок питания даже не показан. Скорее, это подразумевается простой индикацией +/- 63 вольта в крайнем правом углу. Если бы у нас была полная схема, у нас была бы вторая страница, на которой источник питания был показан как отдельная и (почти) несвязанная диаграмма. На самом деле они не разделены, как и мой пример с вашей кровеносной системой.

    Когда мы смотрим на источник питания и усилитель как на единое целое, мы внезапно понимаем, что усилитель — это просто продолжение источника питания, а не наоборот.Клапаны (будь то транзисторы или лампы) управляют потоком того, что источник питания способен доставить. Здесь скорость источника питания, ток, переходная характеристика, импеданс трассы проводов или цепей, накопление и восстановление энергии, а также проблемы с заземлением — все это влияет на качество того, что мы слышим.

    Итак, ответ на вопрос о том, имеют ли источники питания такое же значение, как и схемы, прост: да. Да, черт возьми!

    .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.