Однополярный трансформаторный блок питания схема умзч: Однополярный блок питания для усилителя

1.1 Трансформатор — должен иметь ДВЕ ВТОРИЧНЫЕ ОБМОТКИ … Или одну вторичную обмотку с отводом от средней точки (очень редко). Итак, если у вас трансформатор с двумя вторичными обмотками, то их необходимо подключать, как показано на схеме. Те. начало одной обмотки с концом другой (начало обмотки обозначено черной точкой, это показано на схеме).Напутал, ничего не выйдет. Когда обе обмотки подключены, проверяем напряжение в точках 1 и 2. Если есть напряжение, равное сумме напряжений обеих обмоток, значит, вы все подключили правильно. Точка соединения двух обмоток будет «общей» (земля, рамка, GND, называйте это как хотите). Это первая распространенная ошибка, как мы видим: обмоток должно быть две, а не одна.
Теперь вторая ошибка: В даташите (техническом описании микросхемы) на микросхему TDA7294 указано: для нагрузки 4 Ом рекомендуется питание +/- 27.Ошибка в том, что люди часто берут трансформатор с двумя обмотками 27В, ЭТО НЕ ДЕЛАЙТЕ !!! Когда вы покупаете трансформатор, на нем пишут действующее значение , а вольтметр также показывает вам действующее значение. После выпрямления напряжения конденсаторы им заряжаются. И они заряжаются до значения амплитуды , что в 1,41 (корень из 2) раз больше действующего значения. Следовательно, чтобы микросхема имела напряжение 27В, то обмотки трансформатора должны быть на 20В (27/1.41 = 19,14 Так как трансформаторы не вырабатывают такое напряжение, то берем самое близкое: 20В). Думаю, суть ясна.
Теперь о мощности: чтобы ТДА выдавал свои 70Вт, ему нужен трансформатор мощностью не менее 106Вт (КПД микросхемы 66%), желательно больше. Например, для стереоусилителя на TDA7294 очень подойдет трансформатор на 250Вт.

1.2 Выпрямительный мост — Как правило, тут вопросов нет, но все же. Я лично предпочитаю устанавливать выпрямительные мосты, потому что с 4 диодами возиться не надо, так удобнее.Мост должен иметь следующие характеристики: обратное напряжение 100В, прямой ток 20А. Ставим такой мост и не переживаем, что в один «прекрасный» день он перегорит. Такого моста хватает на две микросхемы и емкость конденсаторов в БП составляет 60 «000мкФ (когда конденсаторы заряжены, через мост проходит очень большой ток)

1.3 Конденсаторы — Как видите, в схеме питания используются 2 типа конденсаторов: полярные (электролитические) и неполярные (пленочные).Неполярные (C2, C3) необходимы для подавления радиопомех. По емкости ставьте что будет: от 0,33 мкФ до 4 мкФ. Желательно поставить наши К73-17, конденсаторы неплохие. Полярные (C4-C7) необходимы для подавления пульсаций напряжения, к тому же они отдают свою энергию на пиках нагрузки усилителя (когда трансформатор не может обеспечить необходимый ток). Что касается емкости, люди все еще спорят, сколько еще нужно. На собственном опыте понял, что на одну микросхему хватит 10000 мкФ на плечо.Напряжение конденсатора: выбирайте сами, в зависимости от блока питания. Если у вас трансформатор на 20В, то выпрямленное напряжение будет 28,2В (20 х 1,41 = 28,2), конденсаторы можно поставить на 35В. То же самое и с неполярными. Вроде ничего не упустил …
В итоге мы получили блок питания, содержащий 3 вывода: «+», «-» и «общий». Закончив с блоком питания, перейдем к микросхеме.

2) Микросхемы TDA7294 и TDA7293

2.1.1 Описание выводов микросхемы TDA7294
1 — Сигнальная земля

4 — Тоже сигнальная земля
5 — Вывод не используется, можно смело его отламывать (главное не перепутать !!! )

7 — «+» источник питания
8 — «-» источник питания

11 — Не используется
12 — Не используется
13 — «+» источник питания
14 — Выход микросхемы
15 — «-» источник питания

2.1.2 Описание выводов микросхемы TDA7293
1 — Сигнальная земля
2 — Инверсный вход микросхемы (в штатной схеме сюда подключается ОС)
3 — Неинвертированный вход микросхемы, здесь мы подаем аудиосигнал через блокирующий конденсатор С1
4 — Также сигнальная земля
5 — Счетчик отсечки, в принципе совершенно ненужная функция
6 — Bootstrap
7 — «+» питание
8 — «-» питание Поставка
9 — Выход Ст-Б.Предназначен для перевода микросхемы в дежурный режим (т.е., грубо говоря, усилительная часть микросхемы отключена от источника питания)
10 — Отключение выхода. Предназначен для ослабления входного сигнала (грубо говоря, вход микросхемы отключен)
11 — Вход конечного каскада усиления (используется при каскадном подключении микросхем TDA7293)
12 — Сюда подключается конденсатор POS (С5) при питании напряжение превышает +/- 40В
13 — «+» питание
14 — Выход микросхемы
15 — «-» питание

2.2 Разница между микросхемами TDA7293 и TDA7294
Такие вопросы встречаются постоянно, поэтому вот основные отличия TDA7293:
— Возможность параллельного подключения (полная фигня, нужен мощный усилитель — собирайте на транзисторах и будете доволен)
— Повышенная мощность (на пару десятков ватт)
— Повышенное напряжение питания (иначе предыдущий пункт не был бы актуален)
— Еще вроде говорят, что все это сделано на полевых транзисторах (что за точка?)
В этом вроде все отличия, от себя только добавлю, что у всех TDA7293 повышенная глючность — слишком часто горят.

— Как подключить светодиод для управления запуском усилителя BM2033?
— Светодиод должен быть подключен параллельно к любому плечу источника питания. Не забудьте установить токоограничитель R = 1 кОм последовательно со светодиодом.

VM2033 это просто сказка! Заменил перегоревший канал в старом «Старт 7235». Он качает в 1,5-2 раза мощнее предыдущего, при этом меньше нагревается.Теперь хочу заменить их на клеммы в «Вега122». Только одна мелочь меня огорчила — по неосторожности прикрутил микросхему прямо к радиатору. В результате пришлось перепаять саму микросхему и восстановить сгоревшую дорожку.

Казалось бы, может быть проще подключить усилитель к блоку питания и можно будет наслаждаться любимой музыкой?

Однако, если вспомнить, что усилитель существенно модулирует напряжение блока питания по закону входного сигнала, становится понятно, что при проектировании и установке блока питания к нему стоит подойти очень ответственно.

В противном случае допущенные при этом ошибки и просчеты могут испортить (в плане звука) любой, даже самый качественный и дорогой усилитель.

Удивительно, но чаще всего в усилителях мощности используются простые схемы с трансформатором, выпрямителем и сглаживающим конденсатором. Хотя в большинстве электронных устройств сегодня используются стабилизированные блоки питания. Причина этого в том, что дешевле и проще сконструировать усилитель с высоким коэффициентом подавления пульсаций питания, чем сделать относительно мощный регулятор.Сегодня уровень подавления пульсаций типового усилителя составляет около 60 дБ на частоте 100 Гц, что практически соответствует параметрам стабилизатора напряжения. Использование источников постоянного тока, дифференциальных каскадов, отдельных фильтров в цепях питания каскадов и других схемотехнических решений в каскадных усилителях позволяет достичь еще больших значений.

Питание выходные каскады чаще всего делают нестабилизированными. Благодаря наличию в них 100% отрицательной обратной связи предотвращается единичное усиление, наличие LOS, проникновение фона и пульсации питающего напряжения на выход.

Выходной каскад усилителя по сути является регулятором напряжения (мощности) до тех пор, пока не перейдет в режим ограничения (ограничения). Затем пульсации питающего напряжения (с частотой 100 Гц) модулируют выходной сигнал, который звучит просто ужасно:

Если для усилителей с однополярным питанием модулируется только верхняя полуволна сигнала, то для усилителей с биполярным питанием модулируются обе полуволны сигнала. У большинства усилителей такой эффект есть при высоких сигналах (мощностях), но на технических характеристиках это никак не отражается… В хорошо спроектированном усилителе не должно происходить клиппирования.

Чтобы проверить свой усилитель (а точнее, блок питания усилителя), вы можете поэкспериментировать. Подайте сигнал на вход усилителя с частотой немного выше той, которую вы слышите. В моем случае достаточно 15 кГц :(. Увеличивайте амплитуду входного сигнала до тех пор, пока усилитель не войдет в клиппинг. В этом случае вы услышите гул (100 Гц) в динамиках. По его уровню вы можете оценить качество блок питания усилителя.

Предупреждение! Обязательно выключите твиттер вашей акустической системы перед тем, как проводить этот эксперимент, иначе он может потерпеть неудачу.

Регулируемый источник питания позволяет избежать этого эффекта и снижает искажения при длительных перегрузках. Однако с учетом нестабильности сетевого напряжения потери мощности на самом стабилизаторе составляют примерно 20%.

Другой способ уменьшить эффект клиппирования — пропустить каскады через отдельные RC-фильтры, что также несколько снижает мощность.

В серийной технике это используется редко, так как помимо снижения мощности увеличивается и стоимость изделия. Кроме того, использование стабилизатора в усилителях класса AB может привести к возбуждению усилителя из-за резонанса контуров обратной связи усилителя и стабилизатора.

Потери мощности можно значительно снизить, используя современные импульсные блоки питания. Тем не менее, здесь возникают другие проблемы: низкая надежность (количество элементов в таком блоке питания намного больше), высокая стоимость (при единичном и мелкосерийном производстве), высокий уровень радиопомех.

Типовая схема питания усилителя с выходной мощностью 50 Вт показана на рисунке:

Выходное напряжение за счет сглаживающих конденсаторов примерно в 1,4 раза выше выходного напряжения трансформатора.

Несмотря на эти недостатки, при питании усилителя от нестабилизированного источника можно получить некоторый бонус — кратковременная (пиковая) мощность выше мощности блока питания из-за большой емкости конденсаторов фильтра.Опыт показывает, что на каждые 10 Вт выходной мощности требуется минимум 2000 мкФ. За счет этого эффекта можно сэкономить на силовом трансформаторе — можно использовать менее мощный и, соответственно, более дешевый трансформатор. Имейте в виду, что измерения стационарного сигнала не обнаруживают этого эффекта, он проявляется только во время кратковременных пиков, то есть при прослушивании музыки.

Стабилизированный блок питания такого эффекта не дает.

Бытует мнение, что в аудиоустройствах лучше использовать параллельные стабилизаторы, так как токовая петля замкнута в локальной петле нагрузки-стабилизатора (питание исключено), как показано на рисунке:

Установка разделительного конденсатора на выходе дает такой же эффект.Но в этом случае нижняя частота усиливаемого сигнала ограничивает.

Наверное, каждому радиолюбителю знаком запах сгоревшего резистора. Это запах горящей эпоксидной смолы лака и … денег. Между тем, дешевый резистор может спасти ваш усилитель!

Автор при первом включении усилителя в цепях питания вместо предохранителей устанавливает низкоомные (47-100 Ом) резисторы, которые в несколько раз дешевле предохранителей.Это неоднократно избавляло дорогостоящие элементы усилителя от ошибок установки, неправильной установки тока покоя (регулятор был установлен на максимум вместо минимума), обратной полярности мощности и т. Д.

На фото усилитель, на котором установщик перепутал транзисторы TIP3055 с TIP2955.

Транзисторы в итоге не повредились. Все закончилось хорошо, но не для резисторов, и комнату пришлось проветривать.

При проектировании печатных плат для блоков питания не только не забывайте, что медь не является сверхпроводником.Это особенно важно для «заземляющих» (общих) проводников. Если они тонкие и образуют замкнутые цепи или длинные цепи, то из-за протекающего по ним тока получается падение напряжения и потенциал в разных точках оказывается разным.

Для минимизации разности потенциалов принято общий провод (землю) разводить в виде звезды — когда к каждому потребителю идет проводник. Термин «звезда» не следует понимать буквально. На фото пример такой правильной разводки общего провода:

В ламповых усилителях сопротивление анодной нагрузки каскадов достаточно высокое, порядка 4 кОм и выше, а токи не очень высокие, поэтому сопротивление проводников существенной роли не играет.В транзисторных усилителях сопротивление каскадов значительно ниже (нагрузка обычно имеет сопротивление 4 Ом), а токи намного выше, чем в ламповых усилителях. Поэтому влияние проводников здесь может быть очень значительным.

Сопротивление дорожки на плате в шесть раз превышает сопротивление отрезанного медного провода такой же длины. Диаметр берется 0,71мм, это типичный провод, который используют при установке ламповых усилителей.

0.036 Ом против 0,0064 Ом! Учитывая, что токи в выходных каскадах транзисторных усилителей могут быть в тысячу раз выше, чем ток в ламповом усилителе, мы находим, что падение напряжения на проводниках может составлять 6000! В раз больше. Возможно, это одна из причин, почему транзисторные усилители звучат хуже ламповых. Это также объясняет, почему ламповые усилители, собранные на печатной плате, часто звучат хуже, чем прототипы, устанавливаемые на поверхность.

Не забывайте закон Ома! Для уменьшения сопротивления печатных проводников можно использовать различные методы.Например, покрыть дорожку толстым слоем олова или припаять толстую луженую проволоку вдоль дорожки. Варианты показаны на фото:

Для предотвращения проникновения сетевого фона в усилитель необходимо принять меры против проникновения импульсов заряда конденсаторов фильтра в усилитель. Для этого дорожки от выпрямителя должны идти прямо на конденсаторы фильтра. По ним циркулируют мощные импульсы зарядного тока, поэтому к ним больше ничего нельзя подключить.цепи питания усилителя должны быть подключены к выводам конденсаторов фильтра.

Правильное подключение (установка) блока питания усилителя с однополярным питанием показано на рисунке:

Увеличение нажатием

На рисунке показан вариант печатной платы:

Большинство нерегулируемых источников питания имеют только один сглаживающий конденсатор после выпрямителя (или несколько, подключенных параллельно).Чтобы улучшить качество питания, можно использовать простой прием: разделить одну емкость на две и подключить между ними небольшой резистор на 0,2–1 Ом. В этом случае даже две емкости меньшего номинала могут оказаться дешевле одной большой.

Это приводит к более плавным колебаниям выходного напряжения с более низкими гармониками:

При больших токах падение напряжения на резисторе может стать значительным. Чтобы ограничить его до 0,7 В, можно параллельно резистору подключить мощный диод.В этом случае, однако, на пиках сигнала, когда диод открывается, пульсации выходного напряжения снова становятся «жесткими».

Продолжение следует …

Статья подготовлена ​​по материалам журнала «Практическая электроника каждый день»

Вольный перевод: Главный редактор РадиоГазета

Создание хорошего источника питания для усилителя мощности (УНЧ) или другого электронного устройства — очень важная задача. От того, какой будет источник питания, зависит качество и стабильность всего устройства.

В этой публикации я расскажу о том, как сделать простой трансформаторный блок питания для своего самодельного усилителя мощности низкой частоты Phoenix P-400.

Такой простой блок питания можно использовать для питания различных схем усилителя мощности низкой частоты.

Предисловие

Для будущего блока питания (БП) усилителя у меня уже был тороидальный сердечник с намотанной первичной обмоткой на ~ 220В, поэтому задача выбора «БП импульсный или на базе сетевого трансформатора» не представляла проблем.

имеют небольшие габариты и вес, высокую выходную мощность и высокий КПД. Блок питания на основе сетевого трансформатора тяжелый, прост в изготовлении и настройке, а также ему не приходится иметь дело с опасными напряжениями при настройке схемы, что особенно важно для таких новичков, как я.

Трансформатор тороидальный

по сравнению с трансформаторами на армированных сердечниках из W-образных пластин имеют ряд преимуществ:

• меньше по объему и весу;
• выше КПД;
• лучшее охлаждение обмоток.

В первичной обмотке уже было около 800 витков провода ПЭЛШО 0,8 мм, он был залит парафином и изолирован слоем тонкой ленты из фторопласта.

Измерив приблизительные размеры железа трансформатора, вы можете рассчитать его общую мощность, таким образом, вы сможете оценить, подходит ли сердечник для получения необходимой мощности или нет.

Рис. 1. Размеры железного сердечника тороидального трансформатора.

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

Например, рассчитаем трансформатор с размерами железа: D = 14см, d = 5см, h = 5см.

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

Общая мощность трансформатора, который я использовал, была явно меньше, чем я ожидал — где-то около 250 Вт.

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 увеличится примерно в 1,3… 1,4 раза по сравнению с переменным напряжением, подаваемым на вход такого выпрямителя.

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

Следуя тому же принципу, я произвел приблизительный расчет значений напряжения для других вторичных обмоток трансформатора.

Для питания остальных электронных блоков усилителя было решено намотать несколько отдельных вторичных обмоток.Для намотки катушек медным эмалированным проводом был изготовлен деревянный челнок. Также он может быть выполнен из стеклопластика или пластика.

Рис. 2. Челнок для намотки тороидального трансформатора.

Обмотка проводилась эмалированным медным проводом, в наличии:

• на 4 силовые обмотки УМЗЧ — провод диаметром 1,5 мм;
• для остальных обмоток — 0,6 мм.

Количество витков вторичной обмотки я выбрал экспериментально, так как я не знал точное количество витков первичной обмотки.

Суть метода:

1. Выполняем намотку 20 витков любого провода;
2. Подключаем первичную обмотку трансформатора к сети ~ 220В и замеряем напряжение на обмотке 20 витков;
3. Делим необходимое напряжение на напряжение, полученное с 20 витков — узнаем, сколько раз 20 витков нужно на обмотку.

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

Расчет длины необходимого провода производился следующим образом: намотал 20 витков провода, сделал на нем отметку маркером, размотал и измерил его длину. Разделил необходимое количество витков на 20, полученное значение умножил на длину 20 витков провода — у меня получилась примерно необходимая длина провода для намотки. Добавив к общей длине 1-2 метра приклада, можно намотать провод на волан и безопасно отрезать его.

Например: вам нужно 100 витков провода, длина 20 витков витка равна 1.3 метра, узнаем сколько раз нужно намотать 1,3 метра, чтобы получилось 100 витков — 100/20 = 5, узнаем общую длину провода (5 штук по 1,3м) — 1,3 * 5 = 6,5м . Добавьте 1,5 м для приклада и получите длину — 8 м.

Для каждой последующей обмотки измерение следует повторять, так как с каждой новой обмоткой длина провода, необходимая для одного витка, будет увеличиваться.

Для намотки каждой пары обмоток на 25 Вольт на шаттле было проложено сразу два провода параллельно (на 2 обмотки).После намотки конец первой обмотки соединяется с началом второй — у биполярного выпрямителя получается две вторичные обмотки с подключением посередине.

После намотки каждой из пар вторичных обмоток для питания цепей УМЗЧ они были изолированы тонкой фторопластовой лентой.

Таким образом было намотано 6 вторичных обмоток: четыре для питания УМЗЧ и еще две для питания остальной электроники.

Ниже представлена ​​принципиальная схема блока питания моего самодельного усилителя мощности.

Рис. 2. Принципиальная схема блока питания самодельного усилителя мощности НЧ.

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

Резисторы R1 и R2 необходимы для разряда электролитических конденсаторов, когда линии питания отключены от цепей усилителя мощности.

В моем УМЗЧ 4 канала усиления, их можно включать и выключать попарно с помощью переключателей, переключающих силовые линии платка УМЗЧ с помощью электромагнитных реле.

Резисторы R1 и R2 можно исключить из схемы, если источник питания постоянно подключен к платам УМЗЧ, в этом случае электролитические емкости будут разряжаться по цепи УМЗЧ.

Диоды КД213 рассчитаны на максимальный прямой ток 10А, в моем случае этого достаточно. Диодный мост Д5 рассчитан на ток не менее 2-3А, собрал его из 4-х диодов. C5 и C6 — конденсаторы, каждый из которых состоит из двух конденсаторов емкостью 10 000 мкФ 63 В.

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

Расшифровка названий на схеме:

• STAB — стабилизатор напряжения без регулирования, ток не более 1А;
• STAB + REG — регулируемый стабилизатор напряжения, ток не более 1А;
• STAB + POW — регулируемый стабилизатор напряжения, ток ок. 2-3А.

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

Uout = 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, Uout = 1,25 * (1 + 1200/240) = 7,5 В.

Дизайн

Вот как планировалось использовать напряжения от блока питания:

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

ИС и транзисторы регулятора напряжения были прикреплены к небольшим радиаторам, которые я снял с неработающих компьютерных блоков питания. Кожухи крепились к радиаторам через изолирующие прокладки.

Печатная плата состоит из двух частей, каждая из которых содержит биполярный выпрямитель для схемы УМЗЧ и необходимый набор стабилизаторов напряжения.

Рис. 4. Одна половина платы блока питания.

Рис.5. Другая половина платы блока питания.

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

Позже при отладке пришел к выводу, что сделать стабилизаторы напряжения на отдельных платах будет намного удобнее. Тем не менее вариант «все на одной плате» тоже по-своему неплох и удобен.

Также выпрямитель для УМЗЧ (схема на рисунке 2) может быть собран навесным монтажом, а схемы стабилизатора (рисунок 3) в нужном количестве — на отдельных печатных платах.

Подключение электронных компонентов выпрямителя показано на рисунке 7.

Рис. 7. Схема подключения биполярного выпрямителя -36В + 36В при поверхностном монтаже.

Соединения должны выполняться с использованием толстых изолированных медных проводов.

Диодный мост с конденсаторами 1000 пФ можно разместить отдельно на радиаторе. Монтаж мощных диодов КД213 (планшетов) на один общий радиатор необходимо производить через изолирующие термопрокладки (терморезина или слюдяные), так как один из выводов диода контактирует с его металлической накладкой!

Для цепи фильтрации (электролитические конденсаторы 10000 мкФ, резисторы и керамические конденсаторы 0.1-0,33 мкФ) можно быстро собрать небольшую панель — печатную плату (рисунок 8).

Рис. 8. Пример панели с вырезами из стеклопластика для установки выпрямительных сглаживающих фильтров.

Для изготовления такого панно вам понадобится прямоугольный кусок стеклопластика. Самодельным резаком (рисунок 9), сделанным из ножовки по металлу, разрезаем медную фольгу по всей длине, затем перпендикулярно разрезаем одну из получившихся деталей пополам.

Рис.9. Самодельная ножовка для полотна фрезы изготовлена ​​на болгарке.

После этого намечаем и просверливаем отверстия под детали и крепеж, зачищаем поверхность меди тонкой наждачной бумагой и лужим флюсом и припоем. Спаиваем детали и подключаем к схеме.

Заключение

Вот такой нехитрый блок питания был сделан для будущего самодельного усилителя мощности звука. Осталось дополнить его мягким запуском и режимом ожидания.

UPD : Юрий Глушнев прислал печатную плату для сборки двух стабилизаторов на напряжения + 22В и + 12В.Он содержит 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, предназначенная для схемы стабилизированного стабилизатора напряжения STAB + REG на базе LM317:

Рис. 11. Печатная плата регулируемого стабилизатора напряжения на микросхеме LM317.

Усилитель 2 х 200 Вт.Схема.

В этой статье представлена ​​схема одного канала усилителя, способного выдавать мощность 200 Вт при нагрузке 4 Ом. Собранный по этой схеме усилитель помимо высокой выходной мощности имеет достаточно низкий уровень шума. Принципиальная схема представлена ​​на рисунке ниже:

Входной каскад усилителя собран на транзисторах А1015. Перед тем, как припаивать их к плате, не поленитесь проверить их коэффициент передачи тока на соответствие параметрам, указанным в даташите на этот транзистор.Ссылка на даташит ниже:

На выходе усилителя находится катушка, включенная параллельно резистору 10 Ом. Его намотка осуществляется на оправку диаметром 9,5 мм, намотано 10 витков провода ПЭВ-2 1,0 мм. Катушка безрамная.

Схема источника питания для этого усилителя показана на следующем рисунке:

Когда усилитель питается от такого источника, вы можете выжать максимум 150 Вт на канал.Чтобы получить мощность 200 Вт на канал, необходимо использовать трансформатор с двумя симметричными обмотками по 40 вольт, способный выдерживать ток нагрузки порядка 10 ампер. Но это еще не все. Также необходимо будет заменить транзисторы предпоследнего и конечного каскада на более мощные, то есть: заменить транзисторы D1047 на 2SC5200, транзисторы B817E заменить на 2SA1943, транзисторы TIP41 заменить на MUE15032, а TIP42 — на MUE15033. Применение номиналов элементов принципиальной схемы и применение менее мощного трансформатора осуществлялось с целью удешевления конструкции в целом.

Печатная плата (на плате расположены оба канала усилителя, а также выпрямительные диоды и емкости блока питания):

Вид печатной платы со стороны элементов:

Схема внешних подключений к плате усилителя:

В этом разделе представлены некоторые варианты реализации блоков питания PP для усилителей. Схема питания с разделением конденсаторной батареи резисторами с сопротивлением в пределах 0.15-0,47 Ом предложил Л.Зуев:

Макет блока питания УНЧ от Владимира Лепехина в выложенном формате

Для УНЧ Натали выложены платы электролитических конденсаторов посадочным диаметром d = 30, 35 и 40 мм с защелкивающимися выводами

Схема со стабилизированным питанием для ВН-А и операционного усилителя на м / с M5230L

Для проекта усилитель ASR на MOSFET с текущим ООООС от Maxim_A (Андрей Константинович), В.Лепехин разделил платы на маломощный блок питания для УН-а усилителя и мощный блок питания для выходного каскада.

верхняя часть платы блока питания малой мощности

плата блока питания с низким энергопотреблением снизу

плата питания ULF верхняя

плата питания ULF снизу

Для реализации двойного моно БП будут использоваться на таких БП:

BP ULF V2012EA

Этот блок питания используется для питания ВК (выходной каскад).Возможна установка электролитов с защелкивающимся креплением на плату диаметром до 30 мм; возможна установка диодов в корпуса ТО220-3 и ТО220-2, что расширяет ассортимент используемых диодов. Размеры ПП 66 х 88 мм.

Для питания UN- и с отдельным блоком питания будет использоваться следующая плата блока питания:

BP ULF V2012EA

Размеры ПП 66 х 52 мм. Посадка диодов универсальная, возможна поставка вывода и в корпус ТО220-2, посадка электролитов диаметром до 25 мм.

Новая топология для умзч в.в. (hi-fi) — усилители мощности низкочастотные (на транзисторах)

Через эмиттерный повторитель (основная роль которого — сдвиг постоянного уровня напряжения) сигнал с входного каскада поступает на усилитель напряжения (Т7, Т8). В эмиттерах транзисторов здесь снова установлены линеаризирующие резисторы.Коллекторный ток этих транзисторов протекает через цепи, регулирующие ток покоя полевых транзисторов усилителя мощности. Остановимся на мгновение! Температурный коэффициент Kt полевых транзисторов (т.е. соотношение напряжение затвора / ток стока) близок к нулю. Для малых токов он маленький и отрицательный, для больших токов — маленький и положительный. Смена знака происходит у мощных транзисторов при токе около 100 мА. Конечный усилитель работает при токе покоя 100 мА.Полевые транзисторы «качаются» через эмиттерные повторители транзисторов, в которых, как известно, Km положительна. Следовательно, необходимо использовать схему с предварительным смещением, компенсирующую температурную зависимость. Температурная зависимость эмиттерных повторителей компенсируется диодами D3 и D4. Ток покоя полевых транзисторов оконечного усилителя устанавливается потенциометром P на уровне около 100 мА. Резисторы (R29, R30) устанавливаются в цепи затвора полевых транзисторов для предотвращения самовозбуждения.Схема, состоящая из диодов и стабилитронов (D5 … D8), предотвращает возникновение напряжения затвор-исток, опасного для полевых транзисторов. В цепи истока полевых транзисторов присутствуют резисторы (R31 и R32) номиналом 0,47 Ом. Из них звездочкой отмечен R32 — в прототипе его значение было равно нулю. Этот резистор сглаживает возможные перепады крутизны полевых транзисторов. Как правило, включение R32 не оказывает катастрофического влияния на усиление, можно ожидать увеличения искажений на величину порядка 20… 30%. Как обычно, перемычка RCL на выходе усилителя защищает его от самовозбуждения при чрезвычайно высоком реактивном сопротивлении нагрузки. Сопротивление Rx в цепи эмиттера T1 на входе усилителя используется для точной балансировки усилителя. Если R13 и R14 имеют одинаковый размер (6,8 кОм) и Rx замкнут накоротко, то выходное смещение вполне удовлетворительное. Но если нужно его улучшить, то R13 уменьшают до 6,2 кОм, а вместо Rx временно подключают потенциометр на 1 кОм.Примерно через 30 минут после «прогрева» усилителя этот потенциометр устанавливает уровень выходного напряжения на ноль. Измеряется сопротивление потенциометра, и резистор со значением, наиболее близким к измеренному значению, припаивается как Rx. Как правило, при замене D1 или D2 возникает необходимость замены Rx. Конденсатор С9 осуществляет частотную коррекцию усилителя. Он имеет двойной эффект: он выполняет, с одной стороны, коррекцию «запаздывания» при емкостной нагрузке коллекторов T7 и T8, а с другой стороны, «опережающий», будучи подключенным не к земле, а к R21.Резистор R34 предотвращает возникновение двух разных контуров заземления при питании двух и более УМЗЧ от одного блока питания. Входное заземление подключается к металлическому корпусу или шасси и предусилителю, а другие заземления, которые по сути являются нулевыми обратными проводами, индивидуально подключаются к нулевой точке источника питания.

Монтаж. Усилитель собран на двусторонней печатной плате, чертеж которой показан на Рисунке 2-3. Со стороны детали сплошная фольга заземления.Зенковка в точках «входа» выводов деталей в плату предотвращает короткие замыкания. Контакты деталей, соединенных с землей, припаиваются непосредственно (без отверстий) к заземляющей фольге. На сборочном чертеже эти точки отмечены черным цветом. На алюминиевых уголках установлены два оконечных полевых транзистора, которые соединены с радиатором, образуя тепловой мост, и оба прикреплены к плате. Их необходимо утеплить от углов и доски.Резистор в цепи эмиттера «висит в воздухе», так как он установлен на стене. Резисторы R29 и R30 для укорочения выводов припаяны со стороны дорожек платы. Радиаторы не должны образовывать ложное заземление с «нулевой» фольгой, поэтому «нулевая» фольга прерывается глубокой царапиной, идущей параллельно радиаторам. Для нормального охлаждения полевых транзисторов достаточно охлаждающей поверхности около 400 см2. Транзисторы Т9 и Т10 прикреплены к «нулевой» фольге через тонкую слюдяную пластину.Здесь очень легко может произойти короткое замыкание, поэтому установку необходимо тщательно проверить омметром. Катушка L1 диаметром 10 мм состоит примерно из 15 плотно намотанных витков проволоки диаметром 0,5 мм (без сердечника). Резистор R33 расположен по оси L1, а его выводы спаяны вместе с выводами катушки, а затем прикреплены к плате. Три провода, идущие к источнику питания, скручены вместе. Два провода, идущие к динамику, тоже скручены в отдельный жгут (вне зависимости от предыдущих).Поскольку здесь протекают большие токи, их магнитные поля могут значительно увеличивать искажения — в основном на высоких частотах. Скручивание проводов вместе заставляет магнитные поля токов, текущих в противоположных направлениях, нейтрализовать друг друга. Нулевая точка источника питания и провод динамика не подключены к шасси, а ведущие к ним провода не сложены друг с другом.

Блок питания. Схема блока питания самая простая (рис. 4). Трансформатор, подключенный к середине вторичной обмотки, питает двухполупериодный выпрямитель, состоящий из двух групп по 2 диода в каждой.Сглаживание пульсаций осуществляется конденсаторами емкостью не менее 4700 мкФ (40 В). Такой блок может подавать питание на два усилителя мощности.

Верхний предел напряжения вторичной обмотки трансформатора определяется типом используемых транзисторов Т7, Т8. В случае использования пары ВС 546/556 напряжение питания (при отсутствии сигнала) не должно превышать 30 … 32 В. Более высокое напряжение эти транзисторы «не переносят» хорошо. При напряжении питания ± 30 В 220 / 2×22.Можно использовать трансформатор 5 В или 230 / 2×24 В. Усилитель с напряжением питания ± 30 В может подавать на нагрузку мощность около 24 Вт (при 8 Ом). Полевые транзисторы, используемые в усилителе мощности, очень дороги. По цене одного такого транзистора можно получить остальной комплект деталей. Невольно возникает вопрос, компенсируются ли прибавочные затраты ожидаемым улучшением качества. Ответ на этот вопрос зависит от многих обстоятельств, потому что:

мы говорим о субъективно воспринимаемых искажениях, поэтому звуковые ощущения будут разными для разных людей;

Восприятие искажений зависит от воспроизводимой музыки.При воспроизведении чисто «авторской» электронной музыки нет смысла говорить об искажениях, потому что невозможно узнать, были ли эти искажения в исходном материале;

Воспроизведение музыки с компакт-диска проблематично. По мнению «критических ушей» и автора, у этой музыки есть определенный колорит. Воспроизведение с хорошей аналоговой записи или непосредственно с концерта дает отличное качество.

При создании усилителей большой мощности в выходном каскаде необходимо использовать параллельное соединение специально подобранных и согласованных групп транзисторов, что существенно усложняет и удорожает изготовление усилителя.Гораздо проще и дешевле использовать в этом каскаде биполярные транзисторы с сильно изолированным затвором (IGBT) с лидерами по усилению, поскольку отпадают вопросы выбора и установки транзисторных групп. Но считается, что такие транзисторы могут работать только в коммутационных режимах. Кроме того, среди них практически нет дополнительных пар.

В настоящее время существует твердое мнение, что только каскады с симметричным выходом на комплементарных транзисторах способны обеспечить высокие параметры УМЗЧ.Это связано с тем, что почти все они повторяют топологию, разработанную Лином на фирме RCA еще в 1956 году, — входной дифференциальный каскад, второй каскад усиления напряжения и выходной симметричный двухтактный каскад — ток Но такая структура далека от оптимальной, если одно из плеч выходного каскада построено по схеме Шикпая, как это имеет место при проектировании УМЗЧ с мощными транзисторами той же проводимости.

Основной проблемой усилителя с выходным каскадом на транзисторах одинаковой проводимости является потенциальная нестабильность, вызванная тем, что одно из плеч выходного каскада перекрывается локальной отрицательной обратной связью.В результате фазочастотные характеристики плеч существенно различаются. А это порождает звон и паразитную генерацию в выходном каскаде и требует дополнительной коррекции, балансировки такого выходного каскада, что снижает общую частоту среза УМЗЧ и в конечном итоге приводит к увеличению искажений. Хотя подобные схемы не вызывают энтузиазма у разработчиков, тем не менее транзисторы одинаковой проводимости широко используются в выходных каскадах. мощные микросхемы УМЗЧ за счет невысокой стоимости изготовления.Конечно, среди биполярных транзисторов очень много комплементарных пар, и трудности возникают только с подбором пар комплементарных транзисторов группы IGBT, привлекательность использования которых очевидна. Это затрудняет использование таких транзисторов с их неоспоримыми преимуществами перед биполярными и полевыми транзисторами. Существуют мостовые схемы силовых каскадов, не требующие дополнительных пар транзисторов. Но они достаточно сложные, и в них сложно использовать эффективную обратную связь.В результате мостовые схемы не получили широкого распространения, за исключением автомобильных радиоприемников, где они используются из-за ограниченного напряжения питания.

Рассмотрим отдельно несимметричный двухтактный выходной каскад на IGBT (рис.1), когда верхний транзистор включен по схеме с общим коллектором, а нижний транзистор включен по схеме с общим коллектором. эмиттер.

Зависимость выходного напряжения от управляющего тока для верхнего транзистора будет: UH = le (1 + R 3 * S) * R n, а для нижнего транзистора — UH = le * R 3 * S * R ЧАС.Видно, что эти зависимости выходного напряжения очень близки, и при одинаковом значении крутизны и большом сопротивлении резисторов в цепи затвора (R 1, R 2) выходной каскад практически симметричен. Но симметрия и линейность — разные свойства. И замечательным свойством этой схемы является то, что разницу в крутизне транзистора можно компенсировать подбором резисторов. Эта симметрия недостижима для дополнительных полевых транзисторов. Разница наклона комплементарных пар полевых транзисторов достигает 300%, примерно такая же разница их входной емкости.

Конечно, симметрия высока только на низких частотах ой, какие звуковые частоты. Задача состоит в том, чтобы спроектировать схему, которая сохраняла бы симметрию в максимально широком диапазоне частот. И здесь топология Lin уже не оптимальна.

Но вернемся к схеме на рис. 1. Недостатком каскада является то, что каждое плечо требует своего генератора сигналов, и в результате возникают трудности с обеспечением термической стабильности тока покоя каскада. Намного удобнее схема каскадного возбуждения на рис.2. Его привлекательность в том, что теперь не требуется два источника сигналов, и управлять таким каскадом намного проще. Более того, здесь изменение сопротивления источника сигнала R изменяет ток от источника тока к резисторам в цепи затвора транзисторов, а изменение сопротивления R r приводит к противофазному изменению напряжения на затворах транзисторов. транзисторы. При увеличении Rr верхний транзистор разблокируется, а нижний блокируется, при уменьшении Rr верхний транзистор блокируется, а нижний — разблокируется.Суммарное значение токов на резисторах затвора при любом значении Rr остается неизменным и определяется источником тока. ,,, То есть входной сигнал преобразуется в управляющий симметричный противофазный ток, но в десятки раз разное управляющее напряжение для верхнего и нижнего плеча несимметричного выходного каскада, что необходимо для управления несимметричным выходом. сцена. Так реализуется двухтактный режим работы мощного несимметричного выходного каскада .. Начальный ток выходных транзисторов и термостабилизация тока покоя достигается изменением тока одного источника тока, т.к. ток источника тока уменьшается, оба транзистора запираются.

Построение выходного каскада на транзисторах одинаковой структуры проводимости по предложенной схеме весьма привлекательно своей простотой, особенно при большой выходной мощности усилителя (более 100 Вт), когда IGBT — транзисторы имеют ряд преимуществ перед биполярными и полевыми транзисторами. Кроме того, как утверждают разработчики компании PLINIUS, звук с усилителями на транзисторах p-p-p структуры лучше, чем на транзисторах p-p-p, а в дорогих моделях предпочитают асимметричный выходной каскад.Объясняется это тем, что транзисторы предпочтительной структуры более линейны и обладают лучшими частотными характеристиками, а также более высоким коэффициентом усиления.

Для эффективного использования IGBT, а также полевых транзисторов той же проводимости, предлагаю новую структуру УМЗЧ — входной каскодный усилитель, затем составной каскад на транзисторах разной проводимости с источником тока и стабилитроном, и наконец, двухтактный несимметричный выходной каскад с транзисторами такой же конструкции.Эта структура с вольтовой и вспомогательной цепями показана на рис. 3. Новая структура создает кратчайший путь прохождения сигнала к нижнему транзистору, который имеет наихудшие частотные характеристики и, несмотря на свою простоту, имеет большое общее усиление.

Рассмотрим схему на рис. 3 подробнее. Входной сигнал через резистор R 1, определяющий входное сопротивление усилителя, поступает на базу транзистора VT 1. Включение этого транзистора в каскоде позволяет использовать низковольтный, высокочастотный, малошумящий. Транзистор на входе нейтрализует эффект Миллера, а также снижает влияние синфазного напряжения.Транзистор VT 2 должен выдерживать необходимое напряжение, т.е. быть относительно высоким напряжением. Использование «разорванного каскода» вместо обычного защищает транзисторы VT 1 и VT 2 от пробоя, так как при перегрузке входного сигнала увеличивается ток VT 1 и VT 2, ограниченный резистором R 3.

Использование дифференциального входного усилителя вместо каскодного уменьшит крутизну входного каскада вдвое и увеличит шум входного каскада на 2 дБ, а это, в конечном итоге, приведет к увеличению искажений.Также необходимо будет подобрать пару входных транзисторов.

С выхода каскодного усилителя сигнал поступает на составной каскад на транзисторах VT 3 VT 4, которые выполняют функцию Rr. Эти транзисторы входят в структуру OB-OE с комбинацией эмиттеров, оптимальной для выбора и использования транзисторов. Коэффициенты усиления по напряжению и мощности транзисторов VT 3 и VT 4 сильно различаются, это требует применения в качестве транзистора VT 3 высоковольтной средней мощности, частотные свойства которого, как правило, намного хуже, чем у низковольтных транзисторов малой мощности.Поэтому включение его в режиме OB более эффективно, чем в режиме OE. Коэффициент усиления по напряжению для VT 4 не такой большой, как для VT 3. Поэтому перевод его в режим OE не сильно ухудшит общую частотную характеристику.

Правильный выбор дешевых высоковольтных транзисторов p-p-p структур для VT 3 не вызывает проблем, а транзистор VT 4 — низковольтных маломощных p-p-p структур из высокочастотных транзисторов широкого применения.

Полевые транзисторы типа VT 1 … VT 4 использовать нецелесообразно, так как они имеют меньшую крутизну, чем биполярные Т-транзисторы, что будет равносильно снижению коэффициента усиления каскадов и линейности усилителя в целом.

Для увеличения максимальной амплитуды напряжения для полупериодов положительной полярности вводится добавка напряжения в виде цепи R 6, C1. Хотя вместо повышения напряжения можно применить дополнительный источник питания, который расширит диапазон действия усилителя до низкочастотной области.Стабилитрон VD 1 компенсирует остаточное падение напряжения на транзисторах VT 3, VT 4 в полупериодах отрицательной полярности с и, таким образом, снижает напряжение насыщения при отрицательном питании.

Использование параллельной обратной связи вместо более распространенной последовательной обратной связи делает усилитель менее чувствительным (с точки зрения линейности) к изменениям импеданса источника сигнала. Так что с его увеличением нелинейные искажения усилителя не увеличиваются, как это происходит при использовании последовательной обратной связи.

Замечательным свойством предлагаемой конструкции является «естественное» ограничение максимального выходного тока. Дело в том, что напряжение на резисторах R 5, R 7 может принимать максимальное значение лишь в два раза превышающее исходное, а за счет выбора сопротивления Из эмиттерных резисторов R 8, R 9 можно ограничить максимальный ток транзисторов, рассчитав его по формуле: Imax = (2 U start — Umax) / R e,

где U старт — напряжение затвор-эмиттер транзисторов VT 5, VT 6, при котором через транзисторы протекает заданный начальный ток; Umax — напряжение затвор-эмиттер транзисторов VT 5, VT 6 при протекании через них максимального тока; R e — сопротивление резисторов R 8, R 9.

В связи с тем, что максимальное напряжение на резисторах R 5, R 7 не превышает вдвое исходного значения (например: если U ze start 5,7 В, то U ze max = 11,4 В), нет смысла устанавливать защита от перенапряжения затвора. А поскольку токи всех устройств усилителя ограничены, нет необходимости в дополнительных схемах каскадной защиты, что значительно упрощает усилитель.

На практике напряжение затвор-эмиттер транзисторов, когда через них протекает максимальный ток, заранее не известно, поэтому путем экспериментального выбора R выбор I max.

Как вы легко можете видеть, R 8 и R 9 выполняют не только ограничительную, но также и линеаризирующую функцию для VT 5 и VT 6, создавая локальный CBO сам по себе и x нелинейных элементов.

Вариант практической схемы реализации мощного УМЗЧ представлен на рис. 4.

Как видно из приведенных параметров технических характеристик, описываемый усилитель не уступает по качеству лучшим усилителям с симметричной структурой, а такая высокая выходная мощность реализуется всего на восьми транзисторах! Неплохой результат при стоимости комплектующих порядка 10 у.е. с учетом того, что подбирать и подбирать группы транзисторов не нужно.В целом схема одна из лучших по соотношению цена / качество.

Наиболее подробно особенности работы УМЗЧ можно описать в полной схеме (рис. транзистор VT 1. В качестве входа к СВЧ транзистору NS brane КТ368А (для быстрого выхода из насыщения после перегрузки при ограничении выходного сигнала). Сигнал обратной связи отправляется на базу того же транзистора через цепь C2, R 3.

Цепочка SZ, R 2, R 4, R 7 предназначена для установки нулевого напряжения смещения на выходе усилителя. Поскольку подстроечный резистор R 7 со временем может изменять сопротивление, вместо него лучше установить выбранный постоянный резистор при тюнинге. Диоды VD 2 и HL 1 задают смещение к базе транзистора VT 2 и одновременно осуществляют температурную компенсацию нулевого напряжения на выходе усилителя за счет одинаковых тепловых коэффициентов транзистора VT 1 и диода VD 2 (он же задает напряжение смещения по цепи R 2, R 4, R 7).

Конденсатор С4 корректирует входной каскад. С коллектора VT 1 сигнал через VT 2 поступает на базу эмиттерного повторителя на транзисторе VT 3. Его задача — увеличить входное сопротивление и тем самым увеличить общий коэффициент усиления, а также ускорить блокировку транзистора VT 5 и нейтрализацию. эффекта Миллера. Стабилитрон VD 3 увеличивает напряжение питания для VT 3 и тем самым ускоряет блокировку транзисторов VT 4, VT 5, увеличивая скорость переднего фронта.

С эмиттера VT 3 сигнал поступает на базу транзистора VT 5. Цепочка L 1, R 13 выполняет коррекцию составного каскада на транзисторах VT 4 и VT 5. С коллектора транзистора VT 5 сигнал идет на затвор выходного транзистора нижнего плеча. С коллектора транзистора VT 4 аналогичный, но противофазный сигнал тока через стабилитрон VD 7 подается на затвор выходного транзистора верхнего плеча.

Chain R 11, C7 в базе VT 4 реализует включающую коррекцию выходного каскада, повышающую устойчивость усилителя в режиме ограничения.Цепи C 10, R 22 и L 2, R 24 повышают устойчивость усилителя при изменении сопротивления нагрузки и благодаря его емкостному характеру.

Диод VD 8 уменьшает вдвое тепловую мощность, рассеиваемую на резисторе R 20, благодаря тому, что через него протекает только зарядный ток конденсатора C8. Ток покоя выходного каскада, равный 0,2 А, задается настроенным резистором R 17.

Для термостабилизации тока покоя УМЗЧ диоды ВД 5 и ВД 6 установлены на радиаторе рядом с выходными транзисторами.Транзисторы VT 4, VT 6 снабжены небольшими пластинчатыми радиаторами, так как рассеиваемая ими тепловая мощность достигает 0,8 Вт. Светодиод HL 2 используется для установки смещения источника тока на транзисторе VT 6 и одновременно указывают на то, что усилитель включен.

Выходные транзисторы необходимо установить на радиатор площадью не менее 3000 см2. Использование вентилятора резко уменьшит его габариты, что значительно уменьшит габариты и вес усилителя.

При первом включении усилителя для защиты выходных транзисторов резисторы R 19 и R 23 рекомендуется заменить на более высокое сопротивление (до 3… 10 Ом) и только после проверки напряжения на затворах. можно установить соответствующую цепь на 0,10 м и установить ток покоя. Причем для ИРГ 4ПК 30Вт напряжение U ze = 5,7 В.

Как видно из полной схемы (рис. 4), в усилителе используется довольно сложная коррекция АЧХ (четыре конденсатора и дроссель, не считая резисторов).Это небольшая цена за то, чтобы асимметричная структура работала так же, как и симметрично. th (с дополнительными устройствами) и получить высокую стабильность усилителя в ограниченной зоне. Можно сказать, что первой проблемой достижения низких искажений после выбора структурной схемы является проблема выбора коррекции АЧХ усилителя, которая создает необходимый запас устойчивости усилителя при большом изменении выходных токов и напряжений и в то же время обеспечивает минимальная фазовая задержка в рабочем диапазоне частот.В большинстве случаев именно коррекция становится решающей, сводя на нет достоинства многих схем.

Разработчик всегда сталкивается с дилеммой — увеличивать ли глубину общей обратной связи для улучшения линейности усилителя или уменьшать ее глубину для увеличения запаса устойчивости, что необходимо, если импеданс динамика имеет сложный характер. И если усилители по-разному звучат, то во многом это связано с запасом устойчивости, который очень заметен на высоких уровнях.Поэтому УМЗЧ с «простыми» схемами часто показывает лучшие результаты, чем со сложной (часто на микросхемах) структурой. И каждый новый каскад должен вводиться после тщательного тестирования эффективности новых элементов NS x. Более того, увеличение глубины ООС в большинстве случаев не дает желаемого результата, а только ухудшает запас устойчивости. И здесь на первый план выходит правильная оценка критериев линейности и динамической устойчивости усилителя, которые в свою очередь зависят от грамотной коррекции.Более того, грамотная коррекция должна минимизировать фазовую задержку в рабочем диапазоне частот без ухудшения общей стабильности. Хорошая коррекция зачастую намного эффективнее нового каскада.

Конечно, выбранный метод балансировки нуля на выходе усилителя далеко не лучший, и привлекателен он только своей простотой. На выходе УМЗЧ может возникать «плавающее» смещение до нескольких десятков милливольт, но оно не оказывает заметного влияния ни на звучание, ни на рабочую точку выходных транзисторов.Чтобы уменьшить дрейф «нуля», полезно ввести блок слежения на прецизионную микросхему, даже если это усложняет усилитель.

Применены транзисторы IRG 4PC 30W недорогие, но они имеют заметную нелинейность на начальном участке и большую входную емкость. Если вы проверите всю серию серий IGBT, предлагаемых производителями, то наверняка найдете устройства с большей линейностью и меньшей входной емкостью. У автора не было возможности провести такую ​​работу.С помощью предложенных транзисторов линейность можно улучшить в два раза, увеличив ток покоя до 0,5 А, но это потребует увеличения площади радиатора.

В заключение хочу отметить, что если нет необходимости в усилителе большой мощности, то вполне можно использовать на выходе вместо IGBT-транзисторов полевые транзисторы с изолированным затвором и каналом n -типа, линейность из которых заметно выше. Усилитель получит более высокую линейность, при этом необходимо только подобрать резисторы на другое напряжение питания и стабилитроны на другое напряжение затвора.Аналог УМЗЧ пониженной мощности на полевых транзисторах, соответствующий приведенной здесь схеме, успешно эксплуатируется автором на протяжении шести лет, доставляя массу приятных минут при прослушивании разного рода музыкальных программ в домашних условиях.

Литература

1. Данилов А.А. Прецизионные усилители низкой частоты M Hotline — Telecom, 2004.

2. Козырев В усилителях «Крелл КАВ-4-xi», «Audio Analogue Maestro», «Plinius 9200». — Аудиомагазин, 2003, No.6, стр. 71,72.

3. Шпак С.В. Патент RU № 2316891 от 10.04.2006.

4 Дуглас Селф о незамеченном ранее источнике искажений транзисторного УМЗЧ при общем ООС — Радиохобби, 2003, № 3, с. 10.11.

5. Витушкин А., Телеснин В. Устойчивость усилителя и естественное звучание. — Радио 1980, №7, с. 36,37.

Сергей Шпак Казань Татарстан

P.S. На сайте уже поднималась тема редакционных ошибок, вот еще один пример такой ошибки: —

[email protected]

Схема усилителя представлена ​​на рис.1. Через RC-цепочку фильтра нижних частот сигнал поступает на дополнительный входной каскад (T1, T2, T3, T4). При желании можно увеличить емкость блокирующего конденсатора С1, но это имеет смысл делать только в случае очень низкой частоты среза звукоизлучающей системы.

В цепь эмиттера входного каскада включен линеаризующий резистор R11 сопротивлением 100 Ом, а к эмиттерам подключена общая отрицательная обратная связь около 30 дБ. «Внутри» каскада, между коллектором «нижнего» транзистора (Т2) и эмиттером «верхнего» (ТЗ), действует второй («внутренний») контур обратной связи около 18 дБ.Это означает, что за исключением транзисторов T1, T2, оба контура имеют одинаковое влияние на все остальные каскады.

Через эмиттерный повторитель (основная роль которого — сдвиг постоянного уровня напряжения) сигнал с входного каскада поступает на усилитель напряжения (Т7, Т8). В эмиттерах транзисторов здесь снова установлены линеаризирующие резисторы. Коллекторный ток этих транзисторов протекает через цепи, регулирующие ток покоя полевых транзисторов усилителя мощности.

Остановимся ненадолго! Температурный коэффициент Kt полевых транзисторов (т.е. соотношение напряжение затвора / ток стока) близок к нулю. Для малых токов он маленький и отрицательный, для больших токов — маленький и положительный. Смена знака происходит у мощных транзисторов при токе около 100 мА. Конечный усилитель работает при токе покоя 100 мА. Полевые транзисторы «качаются» через эмиттерные повторители транзисторов, в которых, как известно, Km положительна.Следовательно, необходимо использовать схему с предварительным смещением, компенсирующую температурную зависимость.

Температурная зависимость эмиттерных повторителей компенсируется диодами D3 и D4.

Ток покоя полевых транзисторов оконечного усилителя устанавливается потенциометром P на уровне около 100 мА.

(R29, R30) для предотвращения самовозбуждения. Схема, состоящая из диодов и стабилитронов (D5… D8), предотвращает возникновение напряжения затвор-исток, опасного для полевых транзисторов.

В цепи истока полевых транзисторов стоят резисторы (R31 и R32) номиналом 0,47 Ом. Из них звездочкой отмечен R32 — в прототипе его значение было равно нулю. Этот резистор сглаживает возможные перепады крутизны полевых транзисторов. Как правило, включение R32 не оказывает катастрофического влияния на усиление, можно ожидать увеличения искажений на величину порядка 20… 30%.

Как обычно, перемычка RCL на выходе усилителя защищает его от самовозбуждения при чрезвычайно высоком реактивном сопротивлении нагрузки.

Сопротивление Rx в цепи эмиттера Т1 на входе усилителя используется для точной балансировки усилителя. Если R13 и R14 имеют одинаковый размер (6,8 кОм) и Rx замкнут накоротко, то выходное смещение вполне удовлетворительное. Но если нужно его улучшить, то R13 уменьшают до 6,2 кОм, а вместо Rx временно подключают потенциометр на 1 кОм.Примерно через 30 минут после «прогрева» усилителя этот потенциометр устанавливает уровень выходного напряжения на ноль. Измеряется сопротивление потенциометра, и резистор со значением, наиболее близким к измеренному значению, припаивается как Rx. Как правило, при замене D1 или D2 возникает необходимость замены Rx.

Конденсатор С9 выполняет частотную коррекцию усилителя. Он имеет двойной эффект: он выполняет, с одной стороны, коррекцию «запаздывания» при емкостной нагрузке коллекторов T7 и T8, а с другой стороны, «опережающий», будучи подключенным не к земле, а к R21.

Резистор R34 предотвращает возникновение двух разных контуров заземления при питании двух и более УМЗЧ от одного источника питания. Входное заземление подключено к металлическому корпусу или шасси и к предусилителю, а другие заземления, которые по существу являются проводами возврата нулевого тока, индивидуально подключены к нулевой точке источника питания.

Монтаж. Усилитель собран на двусторонней печатной плате; Со стороны детали сплошная фольга заземления.Зенковка в точках «входа» выводов деталей в плату предотвращает короткие замыкания. Контакты деталей, соединенных с землей, припаиваются непосредственно (без отверстий) к заземляющей фольге. На сборочном чертеже эти точки отмечены черным цветом.

Два оконечных полевых транзистора установлены на алюминиевых уголках, которые соединены с радиатором, образуя тепловой мост, и оба прикреплены к плате. Их необходимо утеплить от углов и доски.Резистор в цепи эмиттера «висит в воздухе», так как он установлен на стене. Резисторы R29 и R30 для укорочения выводов припаяны со стороны дорожек платы. Радиаторы не должны образовывать ложное заземление с «нулевой» фольгой, поэтому «нулевая» фольга прерывается глубокой царапиной, идущей параллельно радиаторам. Для нормального охлаждения полевых транзисторов достаточно охлаждающей поверхности около 400 см 2. Транзисторы Т9 и Т10 прикреплены к «нулевой» фольге через тонкую слюдяную пластину.Здесь очень легко может произойти короткое замыкание, поэтому установку необходимо тщательно проверить омметром.

Катушка L1 диаметром 10 мм состоит примерно из 15 плотно намотанных витков проволоки диаметром 0,5 мм (без сердечника). Резистор R33 расположен по оси L1, а его выводы спаяны вместе с выводами катушки, а затем прикреплены к плате.

Три провода, идущие к источнику питания, скручены вместе. Два провода, идущие к динамику, тоже скручены в отдельный жгут (вне зависимости от предыдущих).Поскольку здесь протекают большие токи, их магнитные поля могут значительно увеличивать искажения — в основном на высоких частотах.

Скручивание проводов вместе заставляет магнитные поля токов, текущих в противоположных направлениях, нейтрализовать друг друга.

Нулевая точка источника питания и провод динамика не подключены к шасси, а ведущие к ним провода не сложены друг с другом.

Схема блока питания самая простая (рис. 4). Трансформатор, подключенный к середине вторичной обмотки, питает двухполупериодный выпрямитель, состоящий из двух групп по 2 диода в каждой.Сглаживание пульсаций осуществляется конденсаторами емкостью не менее 4700 мкФ (40 В). Такой блок может подавать питание на два усилителя мощности.

Фиг.4

Верхний предел напряжения вторичной обмотки трансформатора определяется типом используемых транзисторов Т7, Т8. В случае использования пары ВС 546/556 напряжение питания (при отсутствии сигнала) не должно превышать 30 … 32 В. Эти транзисторы «не терпят более высоких напряжений». При напряжении питания ± 30 В 220 / 2×22.Можно использовать трансформатор 5 В или 230 / 2×24 В. Усилитель с напряжением питания ± 30 В может подавать на нагрузку мощность около 24 Вт (при 8 Ом).

Полевые транзисторы, используемые в усилителе мощности, очень дороги. По цене одного такого транзистора можно получить остальной комплект деталей. Невольно возникает вопрос, компенсируются ли прибавочные затраты ожидаемым улучшением качества. Ответ на этот вопрос зависит от многих обстоятельств, потому что:

Мы говорим о субъективно воспринимаемых искажениях, поэтому звуковые ощущения будут разными для разных людей;

Восприятие искажений зависит от воспроизводимой музыки.При воспроизведении чисто «авторской» электронной музыки нет смысла говорить об искажениях, потому что невозможно узнать, были ли эти искажения в исходном материале;

Воспроизведение музыки с компакт-диска проблематично. По мнению «критических ушей» и автора, у этой музыки есть определенный колорит. Воспроизведение с хорошей аналоговой записи или непосредственно с концерта дает отличное качество.

Перечень радиоэлементов

Схема усилителя представлена ​​на рис.1. Через RC-цепочку фильтра нижних частот сигнал поступает на дополнительный входной каскад (T1, T2, T3, T4). При желании можно увеличить емкость блокирующего конденсатора С1, но это имеет смысл делать только в случае очень низкой частоты среза звукоизлучающей системы. В эмиттерную цепь входного каскада включен линеаризующий резистор R11 на 100 Ом, а к эмиттерам подключена общая отрицательная обратная связь около 30 дБ. «Внутри» каскада, между коллектором «нижнего» транзистора (T2) и эмиттером «верхнего» (TZ), находится второй («внутренний») контур обратной связи около 18 дБ.Это означает, что за исключением транзисторов T1, T2, оба контура имеют одинаковое влияние на все остальные каскады.

Рис. 1.
Через эмиттерный повторитель (основная роль которого — сдвиг уровня постоянного напряжения) сигнал с входного каскада поступает на усилитель напряжения (Т7, Т8). В эмиттерах транзисторов здесь снова установлены линеаризирующие резисторы. Коллекторный ток этих транзисторов протекает через цепи, регулирующие ток покоя полевых транзисторов усилителя мощности.Остановимся на мгновение! Температурный коэффициент Kt полевых транзисторов (т.е. соотношение напряжение затвора / ток стока) близок к нулю. Для малых токов он маленький и отрицательный, для больших токов — маленький и положительный. Смена знака происходит у мощных транзисторов при токе около 100 мА. Конечный усилитель работает при токе покоя 100 мА. Полевые транзисторы «качаются» через эмиттерные повторители транзисторов, в которых, как известно, Km положительна. Следовательно, необходимо использовать схему с предварительным смещением, компенсирующую температурную зависимость.Температурная зависимость эмиттерных повторителей компенсируется диодами D3 и D4. Ток покоя полевых транзисторов оконечного усилителя устанавливается потенциометром P на уровне около 100 мА. Резисторы (R29, R30) устанавливаются в цепи затвора полевых транзисторов для предотвращения самовозбуждения. Схема, состоящая из диодов и стабилитронов (D5 … D8), предотвращает возникновение напряжения затвор-исток, опасного для полевых транзисторов.В цепи истока полевых транзисторов присутствуют резисторы (R31 и R32) номиналом 0,47 Ом. Из них звездочкой отмечен R32 — в прототипе его значение было равно нулю. Этот резистор сглаживает возможные перепады крутизны полевых транзисторов. Как правило, включение R32 катастрофически не сказывается на усилении, можно ожидать увеличения искажений на величину порядка 20 … 30%. Как обычно, перемычка RCL на выходе усилителя защищает его от самовозбуждения при чрезвычайно высоком реактивном сопротивлении нагрузки.Сопротивление Rx в цепи эмиттера T1 на входе усилителя используется для точной балансировки усилителя. Если R13 и R14 имеют одинаковый размер (6,8 кОм) и Rx замкнут накоротко, то выходное смещение вполне удовлетворительное. Но если нужно его улучшить, то R13 уменьшают до 6,2 кОм, а вместо Rx временно подключают потенциометр на 1 кОм. Примерно через 30 минут после «прогрева» усилителя этот потенциометр устанавливает уровень выходного напряжения на ноль. Измеряется сопротивление потенциометра, и резистор со значением, наиболее близким к измеренному значению, припаивается как Rx.Как правило, при замене D1 или D2 возникает необходимость замены Rx. Конденсатор С9 выполняет частотную коррекцию усилителя. Он имеет двойной эффект: с одной стороны, выполняет коррекцию «запаздывания» при емкостной нагрузке коллекторов Т7 и Т8, а с другой — «опережающий», будучи подключенным не к земле, а к R21. Резистор R34 предотвращает возникновение двух разных контуров заземления при питании двух и более УМЗЧ от одного блока питания. Входное заземление подключено к металлическому корпусу или шасси и к предусилителю, а другие заземления, которые по существу являются проводами возврата нулевого тока, индивидуально подключены к нулевой точке источника питания.

Монтаж. Усилитель собран на двухсторонней печатной плате, чертеж которой представлен на Рисунке 2-3. Со стороны детали сплошная фольга заземления. Зенковка в точках «входа» выводов деталей в плату предотвращает короткие замыкания. Контакты деталей, соединенных с землей, припаиваются непосредственно (без отверстий) к заземляющей фольге. На сборочном чертеже эти точки отмечены черным цветом. На алюминиевых уголках установлены два оконечных полевых транзистора, которые соединены с радиатором, образуя тепловой мост, и оба прикреплены к плате.Их необходимо утеплить от углов и доски. Резистор в цепи эмиттера «висит в воздухе», поскольку установлен на поверхность. Резисторы R29 и R30 для укорочения выводов припаяны со стороны дорожек платы. Радиаторы не должны образовывать «ложное заземление» с «нулевой» фольгой, поэтому «нулевая» фольга прерывается глубокой царапиной, идущей параллельно радиаторам. Для нормального охлаждения полевых транзисторов достаточно охлаждающей поверхности около 400 см2.Транзисторы Т9 и Т10 прикреплены к «нулевой» фольге через тонкую слюдяную пластину. Здесь очень легко может произойти короткое замыкание, поэтому установку необходимо тщательно проверить омметром. Катушка L1 диаметром 10 мм состоит примерно из 15 плотно намотанных витков проволоки диаметром 0,5 мм (без сердечника). Резистор R33 расположен по оси L1, а его выводы спаяны вместе с выводами катушки, а затем прикреплены к плате. Три провода, идущие к источнику питания, скручены вместе.Два провода, идущие к динамику, тоже скручены в отдельный жгут (вне зависимости от предыдущих). Поскольку здесь протекают большие токи, их магнитные поля могут значительно увеличивать искажения — в основном на высоких частотах. Скручивание проводов вместе заставляет магнитные поля токов, текущих в противоположных направлениях, нейтрализовать друг друга. Нулевая точка источника питания и провод динамика не подключены к шасси, а ведущие к ним провода не сложены друг с другом.
Блок питания. Схема блока питания самая простая (рис. 4). Трансформатор, подключенный к середине вторичной обмотки, питает двухполупериодный выпрямитель, состоящий из двух групп по 2 диода в каждой. Сглаживание пульсаций осуществляется конденсаторами емкостью не менее 4700 мкФ (40 В). Такой блок может подавать питание на два усилителя мощности.

Рис. 4.
Верхний предел напряжения вторичной обмотки трансформатора определяется типом используемых транзисторов Т7, Т8.В случае использования пары ВС 546/556 напряжение питания (при отсутствии сигнала) не должно превышать 30 … 32 В. Эти транзисторы «не терпят более высоких напряжений». При напряжении питания ± 30 В можно использовать трансформатор 220 / 2×22,5 В или 230 / 2×24 В. Усилитель с напряжением питания ± 30 В может подавать на нагрузку мощность около 24 Вт (при 8 Ом). Полевые транзисторы, используемые в усилителе мощности, очень дороги. По цене одного такого транзистора можно получить остальной комплект деталей.Невольно возникает вопрос, компенсируются ли прибавочные затраты ожидаемым улучшением качества. Ответ на этот вопрос зависит от многих обстоятельств, потому что:
— мы говорим о субъективно воспринимаемых искажениях, поэтому звуковые ощущения будут разными у разных людей;
— Восприятие искажений зависит от воспроизводимой музыки. При воспроизведении чисто «авторской» электронной музыки нет смысла говорить об искажениях, потому что невозможно узнать, были ли эти искажения в исходном материале;
— проблемное воспроизведение музыки с CD.По мнению «критических ушей» и автора, у этой музыки есть определенный колорит. Воспроизведение с хорошей аналоговой записи или непосредственно с концерта дает отличное качество.

Похожие сообщения

Стереофонический усилитель мощности, предлагаемый нашим читателям, предназначен для автомобильного кассетного плеера, но, конечно же, его можно использовать и в переносном оборудовании с напряжением питания 9 … 13 В. Усилитель содержит минимум деталей, просто …….

Многие радиолюбители слышали о прекрасном звуке, достигаемом с помощью ламповых усилителей, но слышать от кого-то — это одно, а создавать и слушать себя — другое дело.Помимо…….

Предлагаемый УМЗЧ (рис. 1) создан на базе операционного усилителя КР544УД2. Параметры УМЗЧ Диапазон рабочих частот, Гц, не менее 15… 30000 Нелинейность АЧХ, дБ, не более 2 Номинальная мощность на нагрузке: — …….

Однажды я был очарован схемами полностью прямого отопления. Строго говоря, до сих пор не прошло, но приняло мягкую, компромиссную форму, когда я легко лажу, например, с …….

Продолжаем тему маломощных усилителей на интегральных схемах… На этот раз рассмотрим усилитель на микросхеме MAX9751. Чем примечательна эта микросхема? Ну во-первых — низковольтное питание — 5 вольт, однополярное, …….

Блок питания для усилителя сабвуфера. Изготовление блока питания для автомобильного усилителя. Отрежьте заземляющий провод от разъема и зачистите край изоляции

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

В этой публикации я расскажу о изготовлении простого трансформаторного блока питания для своего самодельного усилителя мощности низкой частоты «Феникс П-400».

Такой простой блок питания можно использовать для питания различных схем усилителя мощности низкой частоты.

Предисловие

Для будущего блока питания (БП) усилителя у меня уже был тороидальный сердечник с намотанной первичной обмоткой на ~ 220В, поэтому задача выбора «БП импульсный или на базе сетевого трансформатора» не представляла проблем.

имеют небольшие габариты и вес, высокую выходную мощность и высокий КПД. Блок питания на основе сетевого трансформатора тяжелый, прост в изготовлении и настройке, а также ему не приходится иметь дело с опасными напряжениями при настройке схемы, что особенно важно для таких новичков, как я.

Трансформатор тороидальный

по сравнению с трансформаторами на армированных сердечниках из W-образных пластин имеют ряд преимуществ:

• меньше по объему и весу;
• выше КПД;
• лучшее охлаждение обмоток.

В первичной обмотке уже было около 800 витков провода ПЭЛШО 0,8 мм, он был залит парафином и изолирован слоем тонкой ленты из фторопласта.

Измерив приблизительные размеры железа трансформатора, вы можете рассчитать его общую мощность, таким образом, вы сможете оценить, подходит ли сердечник для получения необходимой мощности или нет.

Рис. 1. Размеры железного сердечника тороидального трансформатора.

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

Например, рассчитаем трансформатор с размерами железа: D = 14см, d = 5см, h = 5см.

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

Общая мощность трансформатора, который я использовал, была явно меньше, чем я ожидал — где-то около 250 Вт.

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, оно увеличится примерно в 1,3… 1,4 раза по сравнению с переменным напряжением, подаваемым на вход такого выпрямителя.

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

Следуя тому же принципу, я произвел приблизительный расчет значений напряжения для других вторичных обмоток трансформатора.

Для питания остальных электронных блоков усилителя было решено намотать несколько отдельных вторичных обмоток.Для намотки катушек медным эмалированным проводом был изготовлен деревянный челнок. Также он может быть выполнен из стеклопластика или пластика.

Рис. 2. Челнок для намотки тороидального трансформатора.

Обмотка проводилась эмалированным медным проводом, в наличии:

• на 4 силовые обмотки УМЗЧ — провод диаметром 1,5 мм;
• для остальных обмоток — 0,6 мм.

Число витков вторичной обмотки я подбирал экспериментально, так как не знал точное число витков первичной обмотки.

Суть метода:

1. Выполняем намотку 20 витков любого провода;
2. Подключаем первичную обмотку трансформатора к сети ~ 220В и замеряем напряжение на обмотке 20 витков;
3. Делим необходимое напряжение на полученное из 20 витков — узнаем, сколько раз по 20 витков нужно на обмотку.

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

Расчет длины необходимого провода производился следующим образом: намотал 20 витков провода, сделал на нем отметку маркером, размотал и измерил его длину. Разделил необходимое количество витков на 20, полученное значение умножил на длину 20 витков провода — у меня получилась примерно необходимая длина провода для намотки. Добавив к общей длине 1-2 метра приклада, можно намотать провод на волан и безопасно отрезать его.

Например: вам нужно 100 витков провода, длина 20 витков витка равна 1.3 метра, узнаем сколько раз нужно намотать 1,3 метра, чтобы получилось 100 витков — 100/20 = 5, узнаем общую длину провода (5 штук по 1,3м) — 1,3 * 5 = 6,5м . Добавьте 1,5 м для приклада и получите длину — 8 м.

Для каждой последующей обмотки измерение следует повторять, так как с каждой новой обмоткой длина провода, необходимая для одного витка, будет увеличиваться.

Для намотки каждой пары обмоток на 25 Вольт на шаттле было проложено сразу два провода параллельно (на 2 обмотки).После намотки конец первой обмотки соединяется с началом второй — у биполярного выпрямителя получается две вторичные обмотки с подключением посередине.

После намотки каждой из пар вторичных обмоток для питания цепей УМЗЧ они были изолированы тонкой фторопластовой лентой.

Таким образом было намотано 6 вторичных обмоток: четыре для питания УМЗЧ и еще две для питания остальной электроники.

Ниже представлена ​​принципиальная схема блока питания моего самодельного усилителя мощности.

Рис. 2. Принципиальная схема блока питания самодельного усилителя мощности НЧ.

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

Резисторы R1 и R2 необходимы для разряда электролитических конденсаторов, когда линии питания отключены от цепей усилителя мощности.

В моем УМЗЧ 4 канала усиления, их можно включать и выключать попарно с помощью переключателей, переключающих силовые линии платка УМЗЧ с помощью электромагнитных реле.

Резисторы R1 и R2 можно исключить из схемы, если источник питания постоянно подключен к платам УМЗЧ, в этом случае электролитические емкости будут разряжаться по цепи УМЗЧ.

Диоды КД213 рассчитаны на максимальный прямой ток 10А, в моем случае этого достаточно. Диодный мост Д5 рассчитан на ток не менее 2-3А, собрал его из 4-х диодов. C5 и C6 — конденсаторы, каждый из которых состоит из двух конденсаторов емкостью 10 000 мкФ 63 В.

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

Расшифровка названий на схеме:

• STAB — стабилизатор напряжения без регулирования, ток не более 1А;
• STAB + REG — регулируемый стабилизатор напряжения, ток не более 1А;
• STAB + POW — регулируемый стабилизатор напряжения, ток ок. 2-3А.

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

Uout = 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, Uout = 1,25 * (1 + 1200/240) = 7,5 В.

Дизайн

Вот как планировалось использовать напряжения от блока питания:

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

ИС и транзисторы регулятора напряжения были прикреплены к небольшим радиаторам, которые я снял с неработающих компьютерных блоков питания. Кожухи крепились к радиаторам через изолирующие прокладки.

Печатная плата состоит из двух частей, каждая из которых содержит биполярный выпрямитель для схемы УМЗЧ и необходимый набор стабилизаторов напряжения.

Рис. 4. Одна половина платы блока питания.

Рис.5. Другая половина платы блока питания.

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

Позже при отладке пришел к выводу, что сделать стабилизаторы напряжения на отдельных платах будет намного удобнее. Тем не менее вариант «все на одной плате» тоже по-своему неплох и удобен.

Также выпрямитель для УМЗЧ (схема на рисунке 2) может быть собран навесным монтажом, а схемы стабилизатора (рисунок 3) в необходимом количестве — на отдельных печатных платах.

показан на рисунке 7.

Рис. 7. Схема подключения биполярного выпрямителя -36В + 36В при поверхностном монтаже.

Соединения должны выполняться с использованием толстых изолированных медных проводов.

Диодный мост с конденсаторами 1000 пФ можно разместить отдельно на радиаторе. Установка мощных диодов (планшетов) КД213 на один общий радиатор должна производиться через изолирующие термопрокладки (терморезина или слюдяные), так как один из выводов диода соприкасается с его металлической накладкой!

Для фильтрующего контура (электролитические конденсаторы 10000 мкФ, резисторы и керамические конденсаторы 0.1-0,33 мкФ) можно быстро собрать небольшую панель — печатную плату (рисунок 8).

Рис. 8. Пример панели с вырезами из стеклопластика для установки выпрямительных сглаживающих фильтров.

Для изготовления такого панно вам понадобится прямоугольный кусок стеклопластика. Самодельным резаком (рисунок 9), сделанным из ножовки по металлу, разрезаем медную фольгу по всей длине, затем перпендикулярно разрезаем одну из получившихся деталей пополам.

Рис.9. Самодельная ножовка для полотна фрезы изготовлена ​​на болгарке.

После этого намечаем и просверливаем отверстия под детали и крепеж, зачищаем поверхность меди тонкой наждачной бумагой и лужим флюсом и припоем. Спаиваем детали и подключаем к схеме.

Заключение

Вот такой простенький блок питания был изготовлен для будущего самодельного усилителя мощности звуковой частоты … Осталось дополнить его плавным пуском и режимом ожидания.

UPD : Юрий Глушнев прислал печатную плату для сборки двух стабилизаторов на напряжения + 22В и + 12В.Он содержит 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, предназначенная для схемы стабилизированного стабилизатора напряжения STAB + REG на базе LM317:

Рис. 11. Печатная плата регулируемого стабилизатора напряжения на микросхеме LM317.

Рис.1 автомобильный монопластинчатый усилитель звука с отдельными преобразователями напряжения питания

Преобразователь напряжения в цепи питания автомобильных усилителей , как и любой блок питания, имеет выходное сопротивление. При питании от общего источника между каналами многоканальных звуковых усилителей существует взаимосвязь, которая тем больше, чем выше выходное сопротивление источника питания. Он обратно пропорционален мощности преобразователя.

Одной из составляющих выходного сопротивления блока питания также является сопротивление питающих проводов.В моделях high-end для питания выходных каскадов усилителя мощности звука используются медные шины сечением 3 … 5 мм. Это простейшее решение проблем с усилителем мощности, позволяющее улучшить динамику и качество звука.

Конечно, за счет увеличения мощности блока питания взаимное влияние каналов можно уменьшить, но полностью исключить его нельзя. Если вы используете отдельный преобразователь для каждого канала, проблема будет устранена. В этом случае требования к отдельным источникам питания можно значительно снизить.Обычно уровень затухания перекрестных помех автомобильных усилителей с обычным блоком питания составляет 40 … 55 дБ для бюджетных моделей и 50 … 65 дБ для более дорогих. Для автомобильных аудиоусилителей с отдельными блоками питания этот показатель превышает 70 дБ.

Преобразователи напряжения питания делятся на две группы — стабилизированные и нерегулируемые. … Нестабилизированные заметно проще и дешевле, но имеют серьезные недостатки. На пиках мощности выходное напряжение преобразователя уменьшается, что приводит к увеличению искажений.Увеличение мощности инвертора снизит экономию при низкой выходной мощности. Поэтому нестабилизированные преобразователи используются, как правило, в недорогих усилителях с суммарной мощностью канала не более 100 … 120 Вт. При большей выходной мощности усилителя предпочтение отдается стабилизированным преобразователям.

Как правило, блок питания монтируется в том же корпусе, что и усилитель (на рис.1 представлена ​​моноплата автомобильного аудиоусилителя с отдельными преобразователями напряжения питания), но в некоторых конструкциях он может быть выполнен как внешний. блок или отдельный модуль.Для включения автомобильного усилителя в рабочий режим усилителя используется управляющее напряжение от головного устройства (Remote terminal). Ток, потребляемый этим выводом, минимален — несколько миллиампер — и не имеет ничего общего с мощностью усилителя. В автомобильных усилителях защита от короткого замыкания нагрузки и перегрева. В некоторых случаях также есть защита акустических систем от постоянного напряжения в случае выхода из строя выходного каскада усилителя. Эта часть схемы для современных автомобильных усилителей стала практически типовой и может отличаться небольшими изменениями.

Рис. 2 Схема стабилизированного блока питания автомобильного усилителя звука «Монакор НРВ 150»

В первых автомобильных усилителях-источниках питания использовались преобразователи напряжения, полностью состоящие из дискретных элементов. Пример такой схемы стабилизированного блока питания автомобильного усилителя звука «Монакор NRV 150» (рис. 2). На схеме сохранена заводская нумерация элементов.

Мастер-генератор выполнен на транзисторах VT106 и VT107 по схеме симметричного мультивибратора.Работой задающего генератора управляет ключ на транзисторе VT101. Транзисторы VT103, VT105 и VT102, VT104 представляют собой двухтактные буферные каскады, улучшающие форму импульсов задающего генератора. Выходной каскад выполнен на параллельно соединенных биполярных транзисторах VT111, VT113 и VT110, VT112. Согласующие эмиттерные повторители на VT108 и VT109 питаются от пониженного напряжения, снимаемого с части первичной обмотки трансформатора. Диоды VD106 — VD111 ограничивают степень насыщения выходных транзисторов.Для дальнейшего ускорения закрытия этих транзисторов введены диоды VD104, VD105. Диоды VD102, VD103 обеспечивают плавный пуск преобразователя. С отдельной обмотки трансформатора на выпрямитель (диод VD113, конденсатор C106) подается напряжение, пропорциональное выходному напряжению. Это напряжение обеспечивает быстрое закрытие выходных транзисторов и помогает стабилизировать выходное напряжение.

Дефектные биполярные транзисторы — высокое напряжение насыщения при большом токе. При токе 10… 15 А это напряжение достигает 1 В, что значительно снижает КПД преобразователя и его надежность. Частоту преобразования нельзя делать выше 25 … 30 кГц, в результате габариты преобразователя-трансформатора и потери в нем растут.

Применение полевых транзисторов в блоках питания повышает надежность и эффективность. Частота преобразования во многих блоках превышает 100 кГц. Появление специализированных микросхем, содержащих задающий генератор и схемы управления на монокристалле, значительно упростило конструкцию источников питания для мощных автомобильных усилителей.

Рис. 3 Упрощенная схема нерегулируемого преобразователя напряжения питания автомобильного усилителя «Jensen»

Упрощенная схема нерегулируемого преобразователя напряжения питания для четырехканального автомобильного усилителя Jensen представлена ​​на рис. 3 (нумерация элементов на схеме условная).

Мастер-генератор преобразователя напряжения собран на микросхеме КИА494П или ТЛ494 (отечественный аналог — КР1114ЕУ4). Схемы защиты на схеме не показаны.В выходном каскаде, помимо указанных на схеме типов устройств, можно использовать мощные полевые транзисторы IRF150, IRFP044 и IRFP054 или отечественные КП812В, КП850. В конструкции используются отдельные диодные сборки с общим анодом и общим катодом, установленные через изолирующие теплопроводящие прокладки на общем радиаторе вместе с выходными транзисторами усилителя.

Трансформатор может быть намотан на ферритовом кольце типоразмера К42х28х10 или К42х25х11 с магнитной проницаемостью μ е = 2000.Первичная обмотка намотана пучком из восьми проводов диаметром 1,2 мм, вторичная — пучком из четырех проводов диаметром 1 мм. После намотки каждый из жгутов делится на две равные части, и начало одной половины обмотки соединяется с концом другой. Первичная обмотка содержит 2х7 витков, вторичная — 2х15 витков, равномерно распределенных по кольцу.

Дроссель L1 намотан на ферритовый сердечник диаметром 16 мм и содержит 10 витков эмалированного провода диаметром 2 мм.Дроссели L2, L3 намотаны на ферритовых стержнях диаметром 10 мм и содержат 10 витков проволоки диаметром 1 мм. Длина каждого стержня — 20 мм.

Аналогичная схема питания с небольшими изменениями применяется в автомобильных усилителях с суммарной выходной мощностью до 100 … 120 Вт. Количество пар выходных транзисторов, параметры трансформатора и устройство схем защиты указаны ниже. разнообразный. В преобразователях напряжения более мощных усилителей введена обратная связь по выходному напряжению и увеличено количество выходных транзисторов.

Для равномерного распределения нагрузки и уменьшения влияния разброса параметров транзисторов в трансформаторе токи мощных транзисторов распределены по нескольким первичным обмоткам. Например, в преобразователе блока питания автомобильного усилителя «Ланзар 5.200» используется 20 штук! мощные полевые транзисторы по 10 в каждом плече. Повышающий трансформатор содержит 5 первичных обмоток. Каждый из них подключен к 4-м транзисторам (два параллельно в плече).Для лучшей фильтрации высокочастотных помех рядом с транзисторами устанавливаются отдельные конденсаторы сглаживающего фильтра общей емкостью 22000 мкФ. Клеммы обмоток трансформатора подключаются непосредственно к транзисторам, без использования печатных проводников.

Поскольку автомобильные аудиоусилители должны работать в очень жаркой среде, в некоторых конструкциях используются встроенные охлаждающие вентиляторы, которые продувают воздух через каналы радиатора для обеспечения надежной работы. Вентиляторы контролируются датчиком температуры.Есть устройства как с дискретным управлением («включение / выключение»), так и с плавным регулированием скорости вращения вентилятора.

Наряду с этим во всех усилителях используется тепловая защита блоков. Чаще всего это реализовано на базе термистора и компаратора. Иногда используют стандартные встроенные компараторы, но в этой роли чаще всего используются обычные микросхемы. операционные усилители ОУ. Пример схемы устройства тепловой защиты, используемой в уже рассмотренном четырехканальном автомобильном усилителе Jensen, показан на рис.4. На схеме нумерация деталей условная.

Термистор R t 1 находится в тепловом контакте с корпусом усилителя около выходных транзисторов. Напряжение с термистора подается на инвертирующий вход операционного усилителя. Резисторы R1 — R3 вместе с термистором образуют мост, конденсатор С1 предотвращает ложное срабатывание защиты. При длине проводов, соединяющих термистор с платой, около 20 см, уровень помех от блока питания достаточно высок.Резистор R4 обеспечивает положительную обратную связь с выхода операционного усилителя, которая превращает операционный усилитель в пороговый элемент с гистерезисом. При нагревании корпуса до 100 ° C сопротивление термистора уменьшается до 25 кОм, срабатывает компаратор и высокий уровень напряжения на выходе блокирует работу преобразователя.

Выходные транзисторы усилителя и ключевые транзисторы преобразователя мощности чаще всего используются в пластиковых корпусах ТО-220. Они крепятся к радиатору винтами или пружинными зажимами.Для транзисторов в металлических корпусах несколько лучше радиатор, но поскольку их нужно устанавливать через специальные теплоотводящие площадки, их установка намного сложнее, поэтому в автомобильных усилителях они используются редко, только в самых дорогих моделях.

Пожалуй, самая сложная часть конструкции усилителя — это питание канала сабвуфера от 12-вольтовой бортовой сети. Об этом много отзывов на разных форумах, но сделать действительно хороший конвертер по советам специалистов очень сложно, убедитесь сами, когда дело касается этой части дизайна.Для этого я решил сосредоточиться на сборке преобразователя напряжения, пожалуй, это будет наиболее подробное описание, так как в нем изложена двухнедельная работа, как в народе говорят — от> до>.
Схем преобразователя напряжения очень много, но по сути после сборки появляются дефекты, сбои в работе, непонятный перегрев отдельных частей и частей схемы. Сборка преобразователя заняла у меня две недели, так как был внесен ряд изменений в главную схему, в итоге могу смело сказать, что преобразователь получился мощный и надежный.
Основной задачей было построить преобразователь на 300-350 ватт для питания усилителя по схеме Ланзара, все получилось красиво и аккуратно, все, кроме платы, у нас большой дефицит химии для травления плат, пришлось использовать макетную плату, но повторять мои мучения не советую, паять проводку для каждой дорожки, залудить каждое отверстие и контакт — дело не из легких, об этом можно судить, посмотрев на плату с обратной стороны. Для красивого вида на доску была приклеена широкая зеленая лента.

ИМПУЛЬСНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

Основным изменением схемы является импульсный трансформатор. Практически во всех статьях по самодельной установке сабвуфера трансформатор выполнен на ферритовых кольцах, но кольца иногда отсутствуют (как в моем случае). Единственное, что было — кольцо альсифера от высокочастотного дросселя, но рабочая частота этого кольца не позволяла использовать его в качестве трансформатора в преобразователе напряжения.

Вот повезло, почти даром получил пару компьютерных блоков питания, к счастью, оба блока имели полностью одинаковые трансформаторы.

В итоге было решено использовать два трансформатора как один, хотя один такой трансформатор может обеспечить нужную мощность, но при намотке обмотки они просто не влезли, поэтому было решено переделать оба трансформатора.

Вначале нужно удалить сердечки, на самом деле работа довольно простая. Зажигалкой нагреваем ферритовый стержень, который закрывает основные сердечки и через 30 секунд обжига клей плавится и ферритовый стержень выпадает.От перегрева свойства стика могут измениться, но это не так важно, так как мы не будем использовать стики в основном трансформаторе.

Делаем это со вторым трансформатором, затем снимаем все штатные обмотки, зачищаем выводы трансформаторов и вырезаем одну из боковых стенок обоих трансформаторов, желательно вырезать стенку без контактов.

Следующая часть работы — склейка рам. Место крепления (шов) можно просто обмотать изолентой или изолентой, различные клеи использовать не рекомендую, так как это может помешать вставке сердечника.

У меня был опыт сборки преобразователей напряжения, но тем не менее, этот преобразователь пережил все мои соки и деньги, так как во время работы погибли 8 полевых рабочих и во всем виноват трансформатор.
Эксперименты с количеством витков, технологией намотки и сечением проводов дали хорошие результаты.
Так что самое сложное — намотка. Многие форумы советуют наматывать толстую первичную обмотку, но опыт показал, что для получения указанной мощности много не нужно.Первичная обмотка состоит из двух полностью идентичных обмоток, каждая из которых намотана 5 жилами из проволоки 0,8 мм, натянутой по всей длине каркаса, но не будем торопиться. Для начала берем провод диаметром 0,8 мм, провод желательно новый и ровный, без загибов (хотя я использовал провод от сетевой обмотки таких же трансформаторов от блоков питания).

Далее наматываем 5 витков по одному проводу по всей длине каркаса трансформатора (можно также все жилы намотать вместе жгутом).После намотки первого сердечника его нужно усилить, просто накрутив на боковые выводы трансформатора. После этого равномерно и аккуратно наматываем остальные жилки. После окончания намотки нужно избавиться от лакового покрытия на концах обмотки, это можно сделать несколькими способами — нагреть провода мощным паяльником или снять лак отдельно с каждого провода при помощи монтажный нож или бритва. После этого нужно залудить концы проводов, сплести их в косичку (удобно использовать плоскогубцы) и покрыть толстым слоем олова.
После этого переходим ко второй половине первичной обмотки. Он полностью идентичен первому; перед тем, как намотать ее, покрываем первую часть обмотки изолентой. Вторая половина первичной обмотки тоже натягивается на весь каркас и наматывается в том же направлении, что и первая, наматываем ее по тому же принципу, по одной сердечнику за раз.

После окончания обмотки нужно фазировать обмотки. У нас должна получиться одна обмотка, которая состоит из 10 витков и имеет отвод с середины.Важно помнить одну важную деталь — конец первого тайма должен стыковаться с началом второго тайма, или наоборот, чтобы не было трудностей с поэтапностью, лучше все делать по фотографиям.
После напряженной работы наконец-то готова первичная обмотка! (можно пиво пить).
Вторичная обмотка также требует большого внимания, так как именно эта обмотка будет питать усилитель мощности. Он наматывается по тому же принципу, что и первичный, только каждая половина состоит из 12 витков, что полностью обеспечивает на выходе биполярное напряжение 50-55 вольт.

Обмотка состоит из двух половинок, каждая намотана по 3 жилы из проволоки 0,8 мм, провода протянуты по всей раме. Намотав первую половину, изолируем обмотку и наматываем на нее вторую половину в том же направлении, что и первая. В итоге мы получаем две одинаковые половинки, которые фазируются так же, как и первичные. После того, как выводы зачищены, сплетены и скреплены между собой.

Один важный момент — если вы решили использовать трансформаторы других типов, то убедитесь, что половинки сердца не имеют разрыва, в результате экспериментов было установлено, что даже малейший разрыв равен 0.1 мм резко нарушает работу схемы, ток потребления увеличивается в 3-4 раза, полевые транзисторы начинают перегреваться так, что кулер не успевает их остудить.

Готовый трансформатор можно экранировать медной фольгой, но особой роли это не играет.

В результате получился компактный трансформатор, который может легко обеспечить необходимую мощность.

Схема устройства непростая, начинающим радиолюбителям обращаться к нему не советую.В основе, как всегда, лежит генератор импульсов, построенный на интегральной схеме TL494. Дополнительный усилитель на выходе построен на паре маломощных транзисторов серии ВС 557, из бытового интерьера можно использовать практически полный аналог ВС556, КТ3107. В качестве силовых переключателей используются две пары мощных полевых транзисторов серии IRF3205, по 2 полевых переключателя на плечо.

Транзисторы устанавливаются на небольшие радиаторы от компьютерных блоков питания, предварительно изолированные от радиатора специальной прокладкой.
Резистор 51 Ом — единственная часть схемы, которая перегревается, поэтому резистор нужен на 2 ватта (правда у меня всего 1 ватт), но перегрев не страшен, на работу схемы это никак не влияет .
Монтаж, особенно на макетной плате, очень утомительный процесс, поэтому лучше всего делать все на печатной плате. Делаем плюсовые и минусовые дорожки шире, затем покрываем их толстыми слоями олова, так как по ним будет течь значительный ток, то же самое и со стоками полевых рабочих.
Ставим резисторы 22 Ом на 0,5-1 Вт, они предназначены для снятия перегрузки микросхемы.

Резисторы ограничения тока затвора возбуждения и резистор ограничения тока питания микросхемы (10 Ом) желательно на полватта, все остальные резисторы могут быть на 0,125 Вт.

Частота преобразователя устанавливается с помощью конденсатора 1,2 нФ и резистора 15 кОм, за счет уменьшения емкости конденсатора и увеличения сопротивления резистора можно поднять частоту или наоборот, но желательно не поиграть с частотой, так как может нарушиться работа всей схемы.Применялись выпрямительные диоды
серии КД213А, справились они лучше всего, потому что из-за рабочей частоты (100 кГц) отлично себя чувствовали, хотя можно использовать любые быстродействующие диоды с током не менее 10 ампер, это нормально. Также возможно использование диодных сборок Шоттки, которые есть в одном блоке питания компьютерных блоков, в одном случае есть 2 диода, которые имеют общий катод, поэтому для диодного моста потребуется 3 таких диодных сборки. Еще один диод установлен на питании схемы, этот диод служит защитой от реверса мощности.

К сожалению, у меня есть конденсаторы с напряжением 35 вольт 3300 мкФ, но лучше выбирать напряжение от 50 до 63 вольт. На плече таких конденсаторов два.
В схеме используются 3 дросселя, первый для питания схемы преобразователя. Этот дроссель можно намотать на стандартные желтые кольца от блоков питания. Равномерно наматываем по кольцу 10 витков, провод имеет две жилы по 1 мм.

Дроссели для фильтрации радиопомех после трансформатора также содержат 10 витков, провод диаметром 1-1.5 мм, намотанные на такие же кольца или на ферритовые стержни любой марки (диаметр стержней не критичен, длина 2-4 см).
Питание передатчика подается, когда провод дистанционного управления (REM) замыкается на положительный полюс питания, это замыкает реле, и передатчик начинает работать. Я использовал два реле, включенных параллельно, по 25 ампер каждое.

Кулеры припаяны к блоку преобразователя и включаются сразу после включения провода REM, один из них предназначен для охлаждения преобразователя, другой — для усилителя, также можно установить один из кулеров в противоположного направления, так что последний удаляет теплый воздух из общего корпуса.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ЗАТРАТЫ

Ну что тут сказать, преобразователь оправдал все надежды и затраты, работает как часы. В результате экспериментов он смог выдать честные 500 ватт и мог бы сделать больше, если бы диодный мост блока, питающего преобразователь, не умер.
Итого израсходован преобразователь (цены указаны за комплекты, а не за одну)

IRF3205 4шт — 5 $
TL494 1шт -0,5 $
ВС557 3шт — 1 $
KD213A 4шт — 4
$ Конденсаторы 35в 3300мкф 4шт — 3
$ Резистор 51 Ом 1шт — 0 $.1 резистор
22 Ом 2шт -0,15 $
Макетная плата — 1 $

Из этого списка диоды и конденсаторы пошли даром, думаю, кроме полевиков и микросхем, все можно найти на чердаке, спросите у друзей или в мастерских, поэтому цена преобразователя не превышает 10 долларов. Купить готовый китайский усилитель для саба со всеми удобствами можно за 80-100 долларов, а товары известных фирм стоят дорого, от От 300 до 1000 долларов, взамен вы можете собрать усилитель идентичного качества всего за 50-60 долларов, даже меньше, если вы знаете, где достать детали, надеюсь, я смог ответить на многие вопросы.

Казалось бы, может быть проще подключить усилитель к блоку питания и можно будет наслаждаться любимой музыкой?

Однако, если вспомнить, что усилитель существенно модулирует напряжение блока питания по закону входного сигнала, становится понятно, что при проектировании и установке блока питания к нему стоит подойти очень ответственно.

В противном случае допущенные при этом ошибки и просчеты могут испортить (в плане звука) любой, даже самый качественный и дорогой усилитель.

Удивительно, но чаще всего в усилителях мощности используются простые схемы с трансформатором, выпрямителем и сглаживающим конденсатором. Хотя в большинстве электронных устройств сегодня используются стабилизированные блоки питания. Причина этого в том, что дешевле и проще сконструировать усилитель с высоким коэффициентом подавления пульсаций питания, чем сделать относительно мощный регулятор. Сегодня уровень подавления пульсаций типового усилителя составляет около 60 дБ на частоте 100 Гц, что практически соответствует параметрам стабилизатора напряжения.Использование источников в усилительных каскадах постоянного тока, дифференциальных каскадов, отдельных фильтров в цепях каскадного питания и других схемотехнических приемов позволяет добиться еще больших значений.

Питание выходные каскады чаще всего делают нестабилизированными. За счет наличия в них 100% отрицательной обратной связи, единичного усиления, наличия LLC предотвращается проникновение фона и пульсации питающего напряжения на выход.

Выходной каскад усилителя по сути является регулятором напряжения (мощности) до тех пор, пока не перейдет в режим ограничения (ограничения).Затем пульсации питающего напряжения (с частотой 100 Гц) модулируют выходной сигнал, который звучит просто ужасно:

Если для усилителей с однополярным питанием модулируется только верхняя полуволна сигнала, то для усилителей с биполярным питанием модулируются обе полуволны сигнала. Большинство усилителей имеют этот эффект при высоких сигналах (мощностях), но он никак не отражается на технических характеристиках … В хорошо спроектированном усилителе не должно происходить клиппирования.

Чтобы проверить свой усилитель (а точнее, блок питания усилителя), вы можете поэкспериментировать. Подайте сигнал на вход усилителя с частотой немного выше, чем вы слышите. В моем случае достаточно 15 кГц :(. Увеличивайте амплитуду входного сигнала до тех пор, пока усилитель не войдет в клиппинг. В этом случае вы услышите гул (100 Гц) в динамиках. По его уровню вы можете оценить качество блок питания усилителя.

Предупреждение! Обязательно выключите твиттер перед этим экспериментом.в противном случае акустическая система может выйти из строя.

Регулируемый источник питания позволяет избежать этого эффекта и снижает искажения при длительных перегрузках. Однако с учетом нестабильности сетевого напряжения потери мощности на самом стабилизаторе составляют примерно 20%.

Другой способ уменьшить эффект клиппирования — пропустить каскады через отдельные RC-фильтры, что также несколько снижает мощность.

В серийной технике это используется редко, так как помимо снижения мощности увеличивается и стоимость изделия.Кроме того, использование стабилизатора в усилителях класса AB может привести к возбуждению усилителя из-за резонанса контуров обратной связи усилителя и стабилизатора.

Потери мощности можно значительно снизить за счет использования современных импульсных блоков питания. Тем не менее, здесь возникают другие проблемы: низкая надежность (количество элементов в таком блоке питания намного больше), высокая стоимость (при единичном и мелкосерийном производстве), высокий уровень радиопомех.

Типовая схема питания усилителя с выходной мощностью 50 Вт показана на рисунке:

Выходное напряжение сглаживающих конденсаторов составляет примерно 1.В 4 раза выше выходного напряжения трансформатора.

Несмотря на эти недостатки, при питании усилителя от нестабилизированного источника можно получить некоторый бонус — кратковременная (пиковая) мощность выше мощности блока питания из-за большой емкости конденсаторов фильтра. Опыт показывает, что на каждые 10 Вт выходной мощности требуется минимум 2000 мкФ. За счет этого эффекта можно сэкономить на силовом трансформаторе — можно использовать менее мощный и, соответственно, более дешевый трансформатор.Имейте в виду, что измерения стационарного сигнала не обнаруживают этого эффекта, он проявляется только во время кратковременных пиков, то есть при прослушивании музыки.

Стабилизированный блок питания такого эффекта не дает.

Бытует мнение, что в аудиоустройствах лучше использовать параллельные стабилизаторы, так как токовая петля замкнута в локальной петле нагрузки-стабилизатора (питание исключено), как показано на рисунке:

Установка разделительного конденсатора на выходе дает такой же эффект.Но в этом случае нижняя частота усиливаемого сигнала ограничивает.

Наверное, каждому радиолюбителю знаком запах сгоревшего резистора. Это запах горящего лака, эпоксидной смолы и … денег. Между тем, дешевый резистор может спасти ваш усилитель!

Автор при первом включении усилителя в цепях питания вместо предохранителей устанавливает низкоомные (47-100 Ом) резисторы, которые в несколько раз дешевле предохранителей.Это не раз избавляло дорогостоящие элементы усилителя от ошибок монтажа, неправильной настройки тока покоя (регулятор был установлен на максимум, а не на минимум), обратной полярности мощности и т. Д.

На фото усилитель, на котором установщик перепутал транзисторы TIP3055 с TIP2955.

Транзисторы в итоге не повредились. Все закончилось хорошо, но не для резисторов, и комнату пришлось проветривать.

При проектировании печатных плат для блоков питания не только не забывайте, что медь не является сверхпроводником.Это особенно важно для «заземляющих» (общих) проводников. Если они тонкие и образуют замкнутые цепи или длинные цепи, то из-за протекающего по ним тока получается падение напряжения и потенциал в разных точках оказывается разным.

Для минимизации разности потенциалов принято общий провод (землю) разводить в виде звезды — когда к каждому потребителю идет проводник. Термин «звезда» не следует понимать буквально. На фото пример такой правильной разводки общего провода:

В ламповых усилителях сопротивление анодной нагрузки каскадов достаточно высокое, порядка 4 кОм и выше, а токи не очень высокие, поэтому сопротивление проводников существенной роли не играет.В транзисторных усилителях сопротивление каскадов намного ниже (нагрузка обычно имеет сопротивление 4 Ом), а токи намного выше, чем в ламповых усилителях. Поэтому влияние проводников здесь может быть очень значительным.

Сопротивление дорожки на печатной плате в шесть раз больше, чем у отрезка медного провода такой же длины. Диаметр взят 0,71мм, это типичный провод, используемый при установке ламповых усилителей.

0,036 Ом против 0.0064 Ом! Учитывая, что токи в выходных каскадах транзисторных усилителей могут быть в тысячу раз больше, чем ток в ламповых усилителях, мы находим, что падение напряжения на проводниках может составлять 6000! В раз больше. Возможно, это одна из причин, почему транзисторные усилители звучат хуже ламповых. Это также объясняет, почему ламповые усилители, собранные на печатной плате, часто звучат хуже, чем прототипы, устанавливаемые на поверхность.

Не забывайте закон Ома! Для уменьшения сопротивления печатных проводников можно использовать различные методы.Например, покрыть дорожку толстым слоем олова или припаять толстую луженую проволоку вдоль дорожки. Варианты показаны на фото:

Для предотвращения проникновения сетевого фона в усилитель необходимо принять меры против проникновения импульсов заряда конденсаторов фильтра в усилитель. Для этого дорожки от выпрямителя должны идти прямо на конденсаторы фильтра. По ним циркулируют мощные импульсы зарядного тока, поэтому к ним больше ничего нельзя подключить.цепи питания усилителя должны быть подключены к выводам конденсаторов фильтра.

Правильное подключение (установка) блока питания усилителя с однополярным питанием показано на рисунке:

Увеличение нажатием

На рисунке показан вариант печатной платы:

Большинство нерегулируемых источников питания имеют только один сглаживающий конденсатор после выпрямителя (или несколько, подключенных параллельно).Для улучшения качества блока питания можно использовать простой прием: одну емкость разделить на две, а между ними включить небольшой резистор на 0,2–1 Ом. В этом случае даже две емкости меньшего номинала могут оказаться дешевле одной большой.

Это приводит к более плавным колебаниям выходного напряжения с более низкими гармониками:

При больших токах падение напряжения на резисторе может стать значительным.