Схема двухтактного блока питания: Двухтактные Импульсные Блоки Питания | Электрознайка. Домашний Электромастер.

Содержание

Двухтактный ИБП своими руками | Электрознайка. Домашний Электромастер.

Двухтактный ИБП своими руками




     Изготовим простой, но достаточно надежный преобразователь – инвертор своими руками. Рабочая схема такого инвертора или, говоря по другому, импульсного блока питания ИБП, изображена на рисунке. Эта схема является классической и с небольшими изменениями и дополнениями повсеместно используется.
      Своей целью в рекомендации к изготовлению этого преобразователя я считаю изготовление простого и доступного для каждого начинающего электрика – любителя, электронного прибора. При некотором практическом  навыке это несложно, хотя и придется приложить немного усилий и «потратить нервов».


     Зададимся целью создать источник питания постоянного напряжения на 15 вольт и мощностью 20 ватт в нагрузке. Можно задаться любым выходным напряжением и мощностью.
     Схема состоит из нескольких узлов: выпрямителя, устройства запуска, генератора импульсов, выходного устройства.

     Выпрямитель. Представляет из себя преобразователь переменного напряжения 220 вольт 50 герц в постоянное напряжение 310 вольт. Резистор R1 служит для ограничения первоначального броска тока заряда конденсатора С1. Переменное напряжение выпрямляется диодами D1 – D4 и сглаживается электролитическим конденсатором С1.

     Устройство запуска представляет из себя генератор пилообразного напряжения и состоит из резистора R2 конденсатора С2 и стабилитрона D7.

Импульсы  от этого генератора подаются на базу ключевого транзистора Т2.
Генератор запускающих импульсов работает только в момент пуска, а потом выключается.
     Генератор прямоугольных импульсов преобразует постоянное напряжение 310 вольт в переменное напряжение высокой частоты 30 — 45 килогерц.

Трансформатор Тр1 служит для подачи импульсов управления на базы ключевых транзисторов Т1 и Т2.


Выходной трансформатор Тр2 преобразует высокое переменное напряжение в низкое выходное переменное напряжение (согласно коэффициента трансформации).

     Выходное устройство, это два выпрямительных диода (Д9 и Д10) и сглаживающие конденсаторы (С5 и С6).

     Сразу после включения питания 220 вольт, начинает работать устройство запускающих импульсов, представляющий из себя генератор пилообразного напряжения (R2, С2, Д7) (точка 1). От него запускающие импульсы поступают на базу транзистора  Т2 (точка 2). Происходит запуск автогенератора.

     Ключевые транзисторы открываются поочередно и в первичной обмотке выходного трансформатора  Тр2, включенной в диагональ моста (Т1,Т2 – С3,С4), образуется переменное напряжение прямоугольной формы (точка 3).

     С вторичной обмотки трансформатора Тр2 снимается выходное напряжение, выпрямляется диодами Д9, Д10 (двухполупериодное выпрямление) и сглаживается конденсаторами С5 и С6. На выходе получается постоянное напряжение заданной величины.

     Предпочтение такой схемы двухполупериодного выпрямления ( с двумя диодами), перед схемой с помощью мостика, состоит в большем КПД выпрямительного устройства.

     Рабочее напряжение между коллектором и эмиттером на транзисторах Т1 и Т2, не  превышает напряжения питания 310 вольт.
     Откуда берутся эти 310 вольт?

     Действующее значение переменного напряжения в сети Uд = 220 вольт, а амплитудное значение напряжения равно: Uа = Uд  х √2 = 220 х 1,41 = 310 вольт.
     Электролитический конденсатор С1 заряжается до амплитудного значения этого напряжения Uа = 310 В.
     В рабочем состоянии, под нагрузкой, это напряжение падает до величины, примерно 290 – 295 вольт. Это напряжение также зависит от емкости конденсатора С1. Чем больше емкость С1, тем  напряжение на конденсаторе ближе к 310 вольтам.


     Напряжение на первичной обмотке ферритового трансформатора Тр2 составляет половину напряжения питания. Примем, для расчета, напряжение на С1 — 290 вольт. Один конец первичной обмотки соединен со средней точкой делителя из конденсаторов С3 и С4, которая имеет потенциал равный U = 290/2 = 145 вольт, то есть половину Uпит. Второй конец обмотки w1 (точка 3) — переключаемый узел эмиттер — коллектор силовых транзисторов Т1 и Т2.
На напряжение питания U = 145 вольт мы и будем рассчитывать выходной ферритовый трансформатор Тр2, об этом необходимо помнить.
     Генератор импульсов работает в режиме автогенерации. В этой схеме задействована цепь обратной связи ОС по напряжению (Тр2, w3 – R5 – Тр1, w3). Напряжение обратной связи с обмотки w3 выходного трансформатора Тр2 поступает на обмотку w3 трансформатора Тр1 через гасящий резистор R5. С обмоток w1 и w2 трансформатора Тр1 поступают разнополярные импульсы управления на базы транзисторов Т1 и Т2.

     Генератор импульсов самостоятельно, без устройства запускающего импульса, заработать не может.
      Трансформатор Тр1 наматывается на ферритовом кольце К10×6х4 (наружный диаметр 10 мм, внутренний диаметр 6 мм, ширина кольца 4 мм) марки НМ2000.
     Количество витков в обмотках: w1 = w2 = 7 витков, w3 = 21 витков.     Диаметр провода 0,3 – 0,4 мм в хорошей изоляции. Обмотки w1 и w2 мотать одновременно двумя проводами. Обмотки w1, w2 и w3 равномерно мотать по всему сердечнику. Сначала намотать обмотку w3, а затем поверх обмотки w1 и w2.
     Желательно как то пометить начала и концы этих обмоток, чтобы не перепутать. Я обычно мотаю обмотки w1 и w2 проводом с разным цветом изоляции. Начала обмоток пометить маркером или надеть колечки из хлорвиниловой трубочки подходящего диаметра.

Подключать эти обмотки к базам транзисторов необходимо в разной полярности: начало w1 к базе Т1, начало w2 к эмиттеру Т2; конец w1 к эмиттеру Т1, конец w2 к базе Т2.
     Отнеситесь к этому очень внимательно.

     Трансформатор Тр2 можно намотать на ферритовом кольце, на Ш – образном сердечнике или П — образной формы. Пример построения Тр2 на ферритовом сердечнике Ш — образной формы  смотрите здесь.
     Пример построения трансформатора Тр2 на ферритовом кольце смотрите в статье: «Трансформатор для двухтактного ИБП, на ферритовом кольце.». 

Перечень деталей схемы:
     Резисторы: R1 – 27 Ом, 1 ватт; R2 – 470 Ком; R3 = R4 = 8 Ом; R5 – 50 — 100 Ом. любой мощности.
     Конденсаторы: С1 – 50 МкФ  350 В; С2 – 47 нФ 250 В; С3, С4 – 200 нФ 250 В; С5 – 1,0 МкФ  50 В керамический; С6 – 100 МкФ.
     Диоды: Д1 – Д4, Д5, Д6, Д8 — N4007; Д7 – динистор DB3; Д9, Д10 — КД213 или другие с частой до 100 КГц и током не ниже 3 ампер.


     Транзисторы: Т1, Т2 – 13003, 700 В, 1,6 А или 13005, этот транзистор помощнее.
Транзисторы лучше поставить на два небольшие радиатора по 5 — 8 см.кв., чтобы не грелись.
     Трансформаторы:
     Тр1 — ферритовое кольцо К10×6х4, НМ2000, w1 = w2 = 7 витков, w3 = 21 витков, провод 0,3 – 0,4 мм.
     Тр2 — ферритовое кольцо К28×18х8, НМ2000;
     w1 – 254 витков провода 0,25 — 0,35 мм.;
     w2-1 и w2-2 по 28 витков провода 0,6- 0,7 мм.;
     w3 – 12 витков провода 0,3 мм.
Размеры кольца рассчитаны на мощность побольше 20 ватт. но это неплохо, будет запас по диаметру провода и его  размещению  в окне ферритового кольца.
     Если нет такого ферритового  кольца, можно взять кольцо с  размерами побольше. Количество витков в обмотках можно оставить то же, а диаметры проводов в обмотках немного увеличить. Тогда  мощность инвертора увеличится.

Наладка схемы двухтактного преобразователя – инвертора.

     Перед включением устройства в сеть необходимо проверить все соединения проводов и деталей, согласно электрической схемы. Во избежание пробоя силовых транзисторов Т1 и Т2 в случае неправильного соединения проводов, в разрыв сети 220 вольт временно включают электрическую лампочку на 220 вольт, мощностью 40 -60 ватт. После наладки схемы, ее отключают.
     Еще раз проверить подключение обмоток w1 и w2 трансформатора Тр1 к базам транзисторов Т1, Т2 на полярность включения.
     На выход преобразователя нужно подключить маломощную лампочку на 15 — 24 вольта, 0,1 ампера, для контроля работы устройства питания. В последующем ее можно будет снять.
      Включаем питание 220 вольт на вход схемы. Если все соединения проведены правильно, лампочка  «Л» должна загореться, инвертор работает!


     Если же лампочка не загорелась, генератор не работает. Необходимо поменять полярность подключения обратной связи на трансформаторе Тр2 (w3, точки 4, 5). Значение резистора  R5 примите 75 Ом.

     После этого все должно работать.
Постоянное напряжение на выходе инвертора  около 15 вольт, ток нагрузки до 1,5 ампера.
       Внимание! Изготовленный вами инвертор собран по простой схеме и не имеет никаких защит ни по напряжению, ни по току. Поэтому его нельзя перегружать свыше 20 -30 ватт! Имейте это в виду!

Импульсные источники питания | Электрознайка. Домашний Электромастер.

Здравствуйте уважаемые коллеги!!

     Как построить импульсный трансформатор на ферритовом кольце я уже рассказывал в своих уроках здесь. Теперь  расскажу как я изготавливаю трансформатор на Ш — образном ферритовом сердечнике. Использую я для этого подходящие по размеру ферриты от старого «советского»оборудования, старых компьютеров, от телевизоров и другой электротехнической аппаратуры, которое у меня в углу валяется «до востребования».

     Для ИБП по схеме двухтактного полумостового генератора,  напряжение на первичной обмотке трансформатора, согласно схемы составляет 150 вольт, под нагрузкой примем 145 вольт. Вторичная обмотка выполнена по схеме двухполупериодного выпрямления со средней точкой.
Смотреть схему ИБП здесь.

     Приведу примеры расчета и изготовления трансформаторов для ИБП небольшой мощности 20 — 50 ватт для этой схемы. Трансформаторы такой мощности я применяю в импульсных блоках питания  для своих светильников на светодиодах. Схема трансформатора ниже. Необходимо обратить внимание, чтобы сложенный из двух половинок, Ш — сердечник не имел зазора.   

Магнитопровод с зазором используется только в однотактных  ИБП.

     Вот два примера расчета типичного трансформатора для различных нужд. В принципе, все трансформаторы на разные мощности имеют одинаковый способ расчета, почти одинаковые диаметры провода и одинаковые способы намотки.  Если вам нужен трансформатор для ИБП мощностью до 30 ватт, то это первый пример расчета. Если нужен ИБП мощностью до 60 ватт, то второй пример. 

        Первый пример.
Выберем из таблицы ферритовых сердечников №17,  Ш — образный сердечник Ш7,5×7,5. Площадь сечения среднего стержня Sк = 56 мм.кв. = 0,56 см.кв.
Окно Sо = 150 мм.кв. Расчетная  мощность 200 ватт.
Количество витков на 1 вольт у этого сердечника будет: n = 0,7/Sк = 0,7 / 0,56 = 1,25 витка.
     Количество витков в первичной обмотке трансформатора будет: w1 = n х 145 = 1,25 х 145 = 181,25.  Примем 182 витка.
     При выборе толщины провода для обмоток, я исходил из таблицы «Диаметр провода — ток».
В своем трансформаторе я применил, в первичной обмотке, провод  диаметром 0,43 мм. (провод   большим диаметром  не  умещается в окне). Он имеет площадь сечения S = 0.145 мм.кв.  Допустимый ток  (смотреть в таблице) I = 0,29 A.
Мощность первичной обмотки будет: Р = V x I = 145 х 0,29 = 42 ватта.
     Поверх первичной обмотки необходимо расположить обмотку связи. Она должна выдавать напряжение v3 = 6 вольт.    Количество витков ее будет: w3 = n x v3 = 1,25 x 6 = 7,5 витка. Примем 7 витков.  Диаметр провода 0,3 — 0,4 мм.
Затем мотается вторичная обмотка w2. Количество витков вторичной обмотки зависит от необходимого нам напряжения.       Вторичная обмотка, например на 30 вольт, состоит из двух равных полуобмоток, w3-1 и w3-2 (смотреть по схеме).
     Ток во вторичной обмотке, с учетом КПД (k=0,95) трансформатора:  I = k xР/V = 0,95 x 42 ватта / 30 вольт = 1,33 А ;
     Подберем провод под этот ток. Я применил провод, нашедшийся у меня в запасе, диаметром 0,6 мм.  Его площадь сечения  S = 0,28 мм.кв.
Допустимый ток каждой из двух полуобмоток  I = 0,56 А. Так, как эти две вторичные полуобмотки работают вместе, то общий ток равен 1,12 А, что немного отличается от расчетного тока 1,33 А.
Количество витков в каждой полуобмотке для напряжения 30 вольт: w2.1 = w2.2 = n х 30 = 1,25 х 30 = 37,5 вит.
     Возьмем по 38 витков в каждой полуобмотке.
Мощность на выходе трансформатора:  Рвых = V x I = 30 В х 1,12 А = 33,6 Ватт, что с учетом потерь в проводе и сердечнике, вполне нормально.

     Все обмотки: первичная, вторичная и обмотка связи вполне уместились в окне Sо = 150 мм.кв.  

     Вторичную обмотку можно таким образом рассчитать на любое напряжение и ток, в пределах заданной мощности.

                Второй пример.
    Теперь поэкспериментируем. Сложим два одинаковых сердечника №17,  Ш 7,5 х 7,5 . 

     При этом площадь поперечного сечения магнитопровода «Sк», увеличится вдвое. Sк = 56 х 2 = 112 мм.кв. или 1,12 см.кв.
Площадь окна останется та же «Sо» = 150 мм.кв.     Уменьшится показатель n (число витков на 1 вольт). n = 0,7 / Sк = 0,7 /1,12 = 0,63 вит./вольт.
Отсюда, количество витков в первичной обмотке трансформатора будет:
w1 = n х 145 = 0,63 х 145 = 91,35.    Примем 92 витка.

     В обмотке обратной связи w3, для  6-ти вольт, будет: w3 = n x v3 = 0,63 х 6 = 3,78 витка. Примем 4 витка.
     Напряжение вторичной обмотки примем также как и в первом примере равным 30 вольт.
Количество витков вторичных полуобмоток, каждая по 30 вольт:     w2.1 = w2.2 = n х 30 = 0,63 х 30 = 18,9. Примем по 19  витков.
Провод для первичной обмотки я использовал диаметром 0,6 мм. : сечение провода 0,28 мм.кв.,  ток 0,56 А.
     С этим проводом мощность первичной обмотки будет:    Р1 = V1 x I = 145 В х 0,56 А = 81 Ватт.
Вторичную обмотку я мотал проводом диаметром 0,9 мм. Сечением  0,636 мм.кв. на ток 1,36 ампера.  Для двух полуобмоток  ток во вторичной  обмотке равен 2,72 ампера.
Мощность вторичной обмотки Р2 = V2 x I = 30 x 2,72 = 81,6 ватт.
Провод диаметром 0,9 мм. немного великоват, подходит с большим запасом, это не плохо.

     Провод  для обмоток я применяю из расчета 2 А на миллиметр квадратный (так он меньше греется, и падение напряжения на нем будет меньше), хотя все «заводские» трансформаторы мотают из расчета 3 — 3,5 А на мм.кв. и ставят вентилятор для охлаждения обмоток.
     Общий вывод из этих расчетов таков:
— при сложении двух одинаковых Ш — образных сердечников увеличивается площадь «Sк»  в два раза при той же площади окна «Sо».
     — число витков в обмотках (в сравнении с первым вариантом) изменяется.
     — первичная обмотка w1   с 182 витков уменьшается до 92 витка;
     — вторичная обмотка w2  с 38 витков уменьшается до 19 витков.

     Это значит, что в том же окне «Sо», с уменьшением количества витков в обмотках, можно разместить более толстый провод обмоток, то есть увеличить реальную мощность трансформатора в два раза.

     Я наматывал такой трансформатор, со сложенными сердечниками № 17, изготавливал под них каркас.

     Нужно иметь в виду, что трансформаторы,  по первому и второму примеру, можно использовать под меньшую нагрузку, вплоть от 0 ватт.  ИБП вполне хорошо и стабильно держат напряжение.

     Сравните внешний вид трансформаторов: пример-1, c одним сердечником  и пример-2, с двумя сложенными сердечниками. Реальные размеры трансформаторов разнятся незначительно.

Анализ ферритовых сердечников №18 и №19 подобен предыдущим примерам.
     Все наши выполненные расчеты — это теоретические прикидки. На самом деле, получить такие мощности от ИБП на трансформаторах этих размеров довольно сложно. Вступают в силу особенности построения схем самих импульсных блоков питания. Схему ИБП смотрите здесь.
Выходное напряжение (а следовательно и выходная мощность) зависят от многих причин:
     — емкости сетевого электролитического конденсатора С1,
     — емкостей С4 и С5,
     — падения мощности в проводах обмоток и в самом ферритовом сердечнике;
     — падения мощности на ключевых транзисторах в генераторе и на выходных выпрямительных диодах.
Общий коэффициент полезного действия «k» таких импульсных блоков питания около 85%.
Этот показатель все же лучше, чем у выпрямителя с трансформатором на стальном сердечнике, где  k = 60%. При том, что размеры и вес ИБП на феррите существенно меньше.

Порядок сборки ферритового  Ш — трансформатора.

            Используется готовый или собирается — изготавливается новый каркас под размеры сердечника.
Как изготовить «Каркас для Ш — образного трансформатора» смотрите здесь. Хотя в этой статье и говорится про каркас для трансформатора со стальным сердечником, описание вполне подходит и к нашему случаю.
     Каркас нужно поставить на деревянную оправку. Намотка трансформатора производится вручную.
      На каркас сначала  мотается первичная обмотка. Виток к витку заполняется первый ряд, затем слой тонкой бумаги, лакоткани, далее второй ряд провода и т.д.  На начало и конец провода надевается  тонкая ПВХ трубочка (можно изоляцию с монтажного провода) для жесткости провода, чтоб не обломился.
      Поверх первичной обмотки наносится два слоя бумаги (межобмоточная изоляция), затем нужно намотать витки обмотки связи  w3. Обмотка  w3 имеет  мало витков, а потому ее располагают скраю на каркасе. Затем наносятся витки вторичной обмотки.  Здесь желательно поступить таким образом, чтобы витки вторичной обмотки w2 не располагались поверх витков w3. Иначе могут возникнуть сбои в работе импульсного блока питания.
     Намотка ведется сразу двумя проводами (две полуобмотки), виток к витку в ряд, затем слой бумаги или скотч и второй ряд двух проводов. ПВХ трубку на концы провода можно не надевать, т.к. провод толстый и ломаться не будет.  Готовый каркас снимается с оправки и надевается на ферритовый сердечник. Предварительно проверьте сердечник на отсутствие зазора.
     Если каркас туго одевается на сердечник, будьте очень осторожны, феррит очень легко ломается.  Сломанный сердечник можно склеить. Я клею клеем ПВА, с последующей просушкой.
     Собранный ферритовый трансформатор, для крепости,  стягивается по торцу скотчем. Нужно проследить, чтобы  торцы половинок сердечника совпали без зазора и сдвига.

Импульсные источники питания, теория и простые схемы

Импульсный источник питания — это инверторная система, в которой входное переменное напряжение выпрямляется, а потом полученное постоянное напряжение преобразуется в импульсы высокой частоты и установленой скважности, которые как правило, подаются на импульсный трансформатор.

Импульсные трансформаторы изготавливаются по такому же принципу, как и низкочастотные трансформаторы, только в качестве сердечника используется не сталь (стальные пластины), а феромагнитные материалы — ферритовые сердечники.

Рис. Как работает импульсный источник питания.

Выходное напряжение импульсного источника питания стабилизировано, это осуществляется посредством отрицательной обратной связи, что позволяет удерживать выходное напряжение на одном уровне даже при изменении входного напряжения и нагрузочной мощности на выходе блока.

Обратная отрицательная связь может быть реализована при помощи одной из дополнительных обмоток в импульсном трансформаторе, или же при помощи оптрона, который подключается к выходным цепям источника питания. Использование оптрона или же одной из обмоток трансформатора позволяет реализовать гальваническую развязку от сети переменного напряжения.

Основные плюсы импульсных источников питания (ИИП):

  • малый вес конструкции;
  • небольшие размеры;
  • большая мощность;
  • высокий КПД;
  • низкая себестоимость;
  • высокая стабильность работы;
  • широкий диапазон питающих напряжений;
  • множество готовых компонентных решений.

К недостаткам ИИП можно отнести то что такие блоки питания являются источниками помех, это связано с принципом работы схемы преобразователя. Для частичного устранения этого недостатка используют экранировку схемы. Также из-за этого недостатка в некоторых устройствах применение данного типа источников питания является невозможным.

Импульсные источники питания стали фактически непре­менным атрибутом любой современной бытовой техники, потреб­ляющей от сети мощность свыше 100 Вт. В эту категорию попадают компьютеры, телевизоры, мониторы.

Для создания импульсных источников питания, примеры конкретного воплощения которых будут приведены ниже, приме­няются специальные схемные решения.

Так, для исключения сквозных токов через выходные тран­зисторы некоторых импульсных источников питания используют специальную форму импульсов, а именно, биполярные импульсы прямоугольной формы, имеющие между собой промежуток во времени.

Продолжительность этого промежутка должна быть больше времени рассасывания неосновных носителей в базе вы­ходных транзисторов, иначе эти транзисторы будут повреждены. Ширина управляющих импульсов с целью стабилизации выходно­го напряжения может изменяться с помощью обратной связи.

Обычно для обеспечения надежности в импульсных ис­точниках питания используют вьюоковольтные транзисторы, ко­торые в силу технологических особенностей не отличаются в лучшую сторону (имеют низкие частоты переключения, малые коэффициенты передачи по току, значительные токи утечки, большие падения напряжения на коллекторном переходе в от­крытом состоянии).

Особенно это касается устаревших ныне мо­делей отечественных транзисторов типа КТ809, КТ812, КТ826, КТ828 и многих других. Стоит сказать, что в последние годы поя­вилась достойная замена биполярным транзисторам, традицион­но используемых в выходных каскадах импульсных источников питания.

Это специальные высоковольтные полевые транзисто­ры отечественного, и, главным образом, зарубежного производ­ства. Кроме того, существуют многочисленные микросхемы для импульсных источников питания.

Схема генератора импульсов регулируемой ширины

Биполярные симметричные импульсы регулируемой ши­рины позволяет получить генератор импульсов по схеме на рис.1. Устройство может быть использовано в схемах авторегулирования выходной мощности импульсных источников питания. На микросхеме DD1 (К561ЛЕ5/К561 ЛАТ) собран гене­ратор прямоугольных импульсов со скважностью, равной 2.

Симметрии генерируемых импульсов добиваются регулировкой резистора R1. Рабочую частоту генератора (44 кГц) при необхо­димости можно изменить подбором емкости конденсатора С1.

Рис. 1. Схема формирователя биполярных симметричных импульсов регулируемой длительности.

На элементах DA1.1, DA1.3 (К561КТЗ) собраны компарато­ры напряжения; на DA1.2, DA1.4 — выходные ключи. На входы компараторов-ключей DA1.1, DA1.3 в противофазе через форми­рующие RC-диодные цепочки (R3, С2, VD2 и R6, СЗ, VD5) пода­ются прямоугольные импульсы.

Заряд конденсаторов С2, СЗ происходит по экспоненциальному закону через R3 и R5, соответ­ственно; разряд — практически мгновенно через диоды VD2 и VD5. Когда напряжение на конденсаторе С2 или СЗ достигнет по­рога срабатывания компараторов-ключей DA1.1 или DA1.3, соот­ветственно, происходит их включение, и резисторы R9 и R10, а также управляющие входы ключей DA1.2 и DA1.4 подключаются к положительному полюсу источника питания.

Поскольку включение ключей производится в противофазе, такое переключение происходит строго поочередно, с паузой меж­ду импульсами, что исключает возможность протекания сквозного тока через ключи DA1.2 и DA1.4 и управляемые ими транзисторы преобразователя, если генератор двухполярных импульсов ис­пользуется в схеме импульсного источника питания.

Плавное ре­гулирование ширины импульсов осуществляется одновременной подачей стартового (начального) напряжения на входы компарато­ров (конденсаторы С2, СЗ) с потенциометра R5 через диодно-ре-зистивные цепочки VD3, R7 и VD4, R8. Предельный уровень управляющего напряжения (максимальную ширину выходных им­пульсов) устанавливают подбором резистора R4.

Сопротивление нагрузки можно подключить по мостовой схеме — между точкой соединения элементов DA1.2, DA1.4 и кон­денсаторами Са, Сb. Импульсы с генератора можно подать и на транзисторный усилитель мощности.

При использовании генератора двухполярных импульсов в схеме импульсного источника питания в состав резистивного де­лителя R4, R5 следует включить регулирующий элемент — поле­вой транзистор, фотодиод оптрона и т.д., позволяющий при уменьшении/увеличении тока нагрузки автоматически регулиро­вать ширину генерируемого импульса, управляя тем самым вы­ходной мощностью преобразователя.

В качестве примера практической реализации импульсных источников питания приведем описания и схемы некоторых из них.

Схема испульсного источника питания

Импульсный источник питания (рис. 2) состоит из выпря­мителей сетевого напряжения, задающего генератора, формиро­вателя прямоугольных импульсов регулируемой длительности, двухкаскадного усилителя мощности, выходных выпрямителей и схемы стабилизации выходного напряжения.

Задающий генератор выполнен на микросхеме типа К555ЛАЗ (элементы DDI .1, DDI .2) и вырабатывает прямоугольные импульсы частотой 150 кГц. На элементах DD1.3, DD1.4 собран RS-триггер, на выходе которого частота вдвое меньше — 75 кГц. Узел управления длительностью коммутирующих импульсов реализован на микро­схеме типа К555ЛИ1 (элементы DD2.1, DD2.2), а регулировка дли­тельности осуществляется с помощью оптрона U1.

Выходной каскад формирователя коммутирующих импуль­сов собран на элементах DD2.3, DD2.4. Максимальная мощность на выходе формирователя импульсов достигает 40 мВт. Предва­рительный усилитель мощности выполнен на транзисторах VT1, VT2 типа КТ645А, а оконечный — на транзисторах VT3, VT4 типа КТ828 или более современных. Выходная мощность каскадов — 2 и 60…65 Вт, соответственно.

На транзисторах VT5, VT6 и оптроне U1 собрана схема стабилизации выходного напряжения. Если напряжение на выхо­де источника питания ниже нормы (12 В), стабилитроны VD19, VD20 {КС182+КС139) закрыты, транзистор VT5 закрыт, транзи­стор VT6 открыт, через светодиод (U1.2) оптрона протекает ток, ограниченный сопротивлением R14; сопротивление фотодиода (U1.1) оптрона минимально.

Сигнал, снимаемый с выхода элемен­та DD2.1 и поступающий на входы схемы совпадения DD2.2 на­прямую и через регулируемый элемент задержки (R3 — R5, С4, VD2, U1.1), в силу его малой постоянной времени поступает практически одновременно на входы схемы совпадения (элемент DD2.2).

На выходе этого элемента формируются широкие управ­ляющие импульсы. На первичной обмотке трансформатора Т1 (выходах элементов DD2.3, DD2.4) формируются двухполярные импульсы регулируемой длительности.

Рис. 2. Схема импульсного источника питания.

Если по какой-либо причине напряжение на выходе источни­ка питания будет увеличиваться сверх нормы, через стабилитроны VD19, VD20 начнет протекать ток, транзистор VT5 приоткроется, VT6 — закроется, уменьшая ток через светодиод оптрона U1.2.

При этом возрастает сопротивление фотодиода оптрона U1.1. Длительность управляющих импульсов уменьшается, и происхо­дит уменьшение выходного напряжения (мощности). При коротком замыкании нагрузки светодиод оптрона гаснет, сопротивление фотодиода оптрона максимально, а длительность управляющих импульсов — минимальна. Кнопка SB1 предназначена для запус­ка схемы.

При максимальной длительности положительные и отрица­тельные управляющие импульсы не перекрываются во времени, поскольку между ними существует временная просечка, обу­словленная наличием резистора R3 в формирующей цепи.

Тем самым снижается вероятность протекания сквозных токов через выходные относительно низкочастотные транзисторы оконечного каскада усиления мощности, которые имеют большое время рас­сасывания избыточных носителей на базовом переходе.2, вторичная обмотка имеет 3×6 витков провода ПЭВ-2 1,28 мм (параллельное включение). При подключении обмоток трансформаторов необходимо правильно их фазировать. Начала обмоток показаны на рисунке звездочками.

Источник питания работоспособен в диапазоне измене­ния сетевого напряжения 130…250 В. Максимальная выходная мощность при симметричной нагрузке достигает 60…65 Вт (ста­билизированное напряжение положительной и отрицательной по­лярности 12 S и стабилизированное напряжение переменного тока частотой 75 кГц, снимаемые,со вторичной обмотки транс­форматора Т3). Напряжение пульсаций на выходе источника пи­тания не превышает 0,6 В.

При налаживании источника питания сетевое напряжение на него подают через разделительный трансформатор или фер-рорезонансный стабилизатор с изолированным от сети выходом. Все перепайки в источнике допустимо производить только при полном отключении устройства от сети.

Последовательно с вы­ходным каскадом на время налаживания устройства рекоменду­ется включить лампу накаливания 60 Вт на 220 В. Эта лампа защитит выходные транзисторы в случае ошибок в монтаже. Оптрон U1 должен иметь напряжение пробоя изоляции не менее 400 В. Работа устройства без нагрузки не допускается.

Сетевой импульсный источник питания

Сетевой импульсный источник питания (рис. 3) разрабо­тан для телефонных аппаратов с автоматическим определителем номера или для других устройств с потребляемой мощностью 3…5Вт, питаемых напряжением 5…24В.

Источник питания защищен от короткого замыкания на вы­ходе. Нестабильность выходного напряжения не превышает 5% при изменении напряжения питания от 150 до 240 В и тока нагруз­ки в пределах 20… 100% от номинального значения.

Управляемый генератор импульсов обеспечивает на базе транзистора VT3 сигнал частотой 25…30 кГц.

Дроссели L1, L2 и L3 намотаны на магнитопроводах типа К10x6x3 из пресспермаллоя МП140. Обмотки дросселя L1, L2 со­держат по 20 витков провода ПЭТВ 0,35 мм и расположены каж­дая на своей половине кольца с зазором между обмотками не менее 1 мм.

Дроссель L3 наматывают проводом ПЭТВ 0,63 мм виток к витку в один слой по внутреннему периметру кольца. Трансформатор Т1 выполнен на магнитопроводе Б22 из феррита М2000НМ1.

Рис. 3. Схема сетевого импульсного источника питания.

Его обмотки наматывают на разборном каркасе ви­ток к витку проводом ПЭТВ и пропитывают клеем. Первой нама­тывают в несколько слоев обмотку I, содержащую 260 витков провода 0,12 мм. Таким же проводом наматывают экранирующую обмотку с одним выводом (на рис. 3 показана пунктирной лини­ей), затем наносят клей БФ-2 и обматывают одним слоем лакот-кани.

Обмотку III наматывают проводом 0,56 мм. Для выходного напряжения 5В она содержит 13 витков. Последней наматывают обмотку II. Она содержит 22 витка провода 0,15…0,18 мм. Между чашками обеспечивают немагнитный зазор.

Высоковольтный источник постоянного напряжения

Для создания высокого напряжения (30…35 кВ при токе на­грузки до 1 мА) для питания электроэффлювиальной люстры (люстры А. Л. Чижевского) предназначен источник питания посто­янного тока на основе специализированной микросхемы типа К1182ГГЗ.

Источник питания состоит из выпрямителя сетевого напря­жения на диодном мосте VD1, конденсатора фильтра С1 и высоковольтного полумостового автогенератора на микросхеме DA1 типа К1182ГГЗ. Микросхема DA1 совместно с трансформатором Т1 преобразует постоянное выпрямленное сетевое напряжение в высокочастотное (30…50 кГц) импульсное.

Выпрямленное сетевое напряжение поступает на микросхе­му DA1, а стартовая цепочка R2, С2 запускает автогенератор микросхемы. Цепочки R3, СЗ и R4, С4 задают частоту генерато­ра. Резисторы R3 и R4 стабилизируют длительность полуперио­дов генерируемых импульсов. Выходное напряжение повышается обмоткой L4 трансформатора и подается на умножитель напря­жения на диодах VD2 — VD7 и конденсаторах С7 — С12. Выпрям­ленное напряжение подается на нагрузку через ограничительный резистор R5.

Конденсатор сетевого фильтра С1 рассчитан на рабочее на­пряжение 450 В (К50-29), С2 — любого типа на напряжение 30 В. Конденсаторы С5, С6 выбирают в пределах 0,022…0,22 мкФ на напряжение не менее 250 В (К71-7, К73-17). Конденсаторы умно­жителя С7 — С12 типа КВИ-3 на напряжение 10 кВ. Возможна за­мена на конденсаторы типов К15-4, К73-4, ПОВ и другие на рабочее напряжение 10кB или выше.

Рис. 4. Схема высоковольтного источника питания постоянного тока.

Высоковольтные диоды VD2 — VD7 типа КЦ106Г (КЦ105Д). Ограничительный резистор R5 типа КЭВ-1. Его можно заменить тремя резисторами типа МЛТ-2 по 10 МОм.

В качестве трансфор­матора используется телевизионный строчный трансформатор, например, ТВС-110ЛА. ВЬюоковольтную обмотку оставляют, ос­тальные удаляют и на их месте размещают новые обмотки. Об­мотки L1, L3 содержат по 7 витков провода ПЭЛ 0,2 мм, а обмотка L2 — 90 витков такого же провода.

Цепочку резисторов R5, ограничивающих ток короткого замыкания, рекомендуется включить в «минусовой» провод, кото­рый подводится к люстре. Этот провод должен иметь вьюоко-вольтную изоляцию.

Корректор коэффициента мощ­ности

Устройство, именуемое корректором коэффициента мощ­ности (рис. 5), собрано на основе специализированной микро­схемы TOP202YA3 (фирма Power Integration) и обеспечивает коэффициент мощности не менее 0,95 при мощности нагрузки 65 Вт. Корректор приближает форму тока, потребляемую нагруз­кой, к синусоидальной.

Рис. 5. Схема корректора коэффициента мощности на микро­схеме TOP202YA3.

Максимальное напряжение на входе — 265 В. Средняя час­тота преобразователя — 100 кГц. КПД корректора — 0,95.

Импульсный источник питания с микросхемой

Схема источника питания с микросхемой той же фирмы Po­wer Integration показана на рис. 6. В устройстве применен полупроводниковый ограничитель напряжения — 1,5КЕ250А.

Пре­образователь обеспечивает гальваническую развязку выходного напряжения от напряжения сети. При указанных на схеме номина­лах и элементах устройство позволяет подключать нагрузку, по­требляющую 20 Вт при напряжении 24 В. КПД преобразователя приближается к 90%. Частота преобразования — 100 Гц. Устрой­ство защищено от коротких замыканий в нагрузке.

Рис. 6. Схема импульсного источника питания 24В на микросхеме фирмы Power Integration.

Выходная мощность преобразователя определяется типом используемой микросхемы, основные характеристики которых приведены в таблице 1.

Таблица 1. Характеристики микросхем серии TOP221Y — TOP227Y.

Тип микросхемы Рmax, Вт Ток срабатывания защиты, А Сопротивление открытого тран­зистора, Ом
TOP221Y 7 0,25 31,2
T0P222Y 15 0,5 15,6
T0P223Y 30 1 7,8
T0P224Y 45 1,5 5,2
T0P225Y 60 2 3,9
T0P226Y 75 2,5 3,1
T0P227Y 90 3 2,6

Простой и высокоэффек­тивный преобразователь напряжения

На основе одной из микросхем ТОР200/204/214 фирмы Power Integration может быть собран простой и высокоэффек­тивный преобразователь напряжения (рис. 7) с выходной мощ­ностью до 100 Вт.

Рис. 7. Схема импульсного Buck-Boost преобразователя на микросхеме ТОР200/204/214.

Преобразователь содержит сетевой фильтр (С1, L1, L2), мостовой выпрямитель (VD1 — VD4), собственно сам преобразо­ватель U1, схему стабилизации выходного напряжения, выпрями­тели и выходной LC-фильтр.

Входной фильтр L1, L2 намотан в два провода на феррито-вом кольце М2000 (2×8 витков). Индуктивность полученной катуш­ки — 18…40 мГн. Трансформатор Т1 выполнен на ферритовом сердечнике со стандартным каркасом ETD34 фирмы Siemens или Matsushita, хотя можно использовать и иные импортные сердечни­ки типа ЕР, ЕС, EF или отечественные Ш-образные ферритовые сердечники М2000.

Обмотка I имеет 4×90 витков ПЭВ-2 0,15 мм; II — 3×6 того же провода; III — 2×21 витков ПЭВ-2 0,35 мм. Все об­мотки наматывают виток к витку. Между слоями должна быть обеспечена надежная изоляция.

Источник: Шустов М.А. Практическая схемотехника. Преобразователи напряжения (2002).

Исправления: в схеме на рисунке 3 для катушки L2 изменена точка, указывающая начало намотки.

Мощный линейный блок питания своими руками

Здравствуйте, сегодня мы рассмотрим довольно хорошую схему регулируемого блока питания на популярной микросхеме LM317 с дополнительным мощным транзистором. Данный вариант может выдать в районе 10-12 А.


Ниже предоставлена принципиальная схема блока питания.



Она хороша тем, что не требует никаких наладок и работает сразу. Её сможет собрать даже начинающий радиолюбитель. Минусом схемы есть то, что нет защиты от короткого замыкания. В самой микросхеме она есть, но вот транзистор скорее всего сгорит при кз. Так что на выход желательно поставить обычный предохранитель на нужный ток. Хоть какая-то защита уже будет.

ВНИМАНИЕ: В СХЕМЕ Я ЗАБЫЛ ДОРИСОВАТЬ РЕЗИСТОР НА 10 КИЛООМ 0.25Вт ЕГО НАДО ПОДКЛЮЧИТЬ ПОРАЛЕЛЬНО К ВЫХОДНОМУ КОНДЕНСАТОРУ

Также у меня есть видеоролик на ютуб канале про данную схему кому интересно можете посмотреть.



Для начала давайте найдём диодный мост я использовал сборку GBJ1506, его максимальный ток 15А, желательно взять с запасом. Вы также можете сделать его самостоятельно из четырёх мощных диодов. Но мне было более удобно использовать сборку.

Чтобы снизить пульсации на выходе диодного моста желательно применять конденсаторы разных видов, а именно ЭЛЕКТРОЛИТЫ и КЕРАМИЧЕСКИЕ или ПЛЁНКУ.

Сердцем схемы у нас будет, как не странно, ЛМ317, но максимальный ток на выходе 1.5 А, а если микросхема еще и поддельная то максимальный ток будет около 800 мА.

Чтобы усилить максимальный ток нам просто нужно взять транзистор, я использовал 2SC5200 транзистор уже рассчитан на довольно большой ток, а именно 15 А.

Не желательно применять транзисторы в корпусе ТО220 — работать будет, но вот с тепло отдачей будут большие проблемы. Транзистор попросту не успеет отдать свое тепло и сгорит. Наиболее подходят транзисторы в металлическом корпусе ТО-3. Я бы посоветовал составной транзистор КТ827 он подойдёт сюда идеально.

На схеме также присутствует защитный диод его можно не использовать, но всё же лучше поставить. Он защищает силовой транзистор от обратных импульсов.

Дальше собираем схему я решил спаять на макетной плате, но вы также можете спаять всё навесным монтажом или спаять на печатной плате на работоспособность это не влияет, чисто эстетика.

Если вы паяли активным флюсом, то его надо будет обязательно отмыть, хорошо подходит спирт. В наше время его не тяжело найти.

В итоге у нас получается вот такая красота, ну красота красотой главное чтобы работало хорошо.

При работе схема будет греться поэтому хотим мы этого или нет, но нам придётся прикрутить радиатор. Идеально подходит радиатор от процессора вместе с вентилятором.

Для лучшего контакта с радиатором на транзистор и диодный мост мажем немного термопасты

Дальше схему нам потребуется подключить к понижающему трансформатору, я буду использовать вот такого самодельного ёжика, он спокойно может отдать 10А и даже не греется.

Если на входе диодного моста будет 20В, то на выходе максимальное напряжение без просадки будет 18В. Но на холостом ходу схему выдаёт 23.5 В, связано это с тем, что конденсаторы заряжаются до амплитудного напряжения.

Схема хорошо работает, но есть один большой минус — это нагрев транзистора. Если на входе 20В, а на выходе допустим 7В и ток 6 А, то радиатор превращается в кипятильник. Ну с этим ничего не поделаешь — ЛИНЕЙНЫЙ РЕЖИМ. Конечно проблему можно решить если сделать схему переключения обмоток трансформатора нагрев будет, но уже намного меньше. Пульсации на выходе около 50 мВ при токе 1 А и напряжении 13.87 В.

На этом моя статья заканчивается, пишите своё мнение на счет данной схемы, интересно выслушать ваше внимание.

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Импульсный блок питания мощностью 200 Вт для УМЗЧ

РадиоКот >Схемы >Питание >Блоки питания >

Импульсный блок питания мощностью 200 Вт для УМЗЧ

Здравствуй уважаемый Кот! С днем рождения тебя и всех благ, так сказать! А в качестве подарка прими такую очень полезную вещь, как источник питания для усилка.

ВНИМАНИЕ!

Часть элементов данного устройства находится под опасным для жизни напряжением сети! Некоторые элементы сохраняют опасный электрический заряд после отключения устройства от сети! Поэтому при монтаже, наладке и работе с устройством необходимо соблюдать требования электробезопасности. Повторяя устройство, вы действуете на свой страх и риск. Я, автор, НЕ несу никакой ответственности за любой моральный и материальный ущерб, вред имуществу, здоровью и жизни, причиненный в результате повторения, использования или невозможности использования данной конструкции.

Итак, начнем.

Споры о том, благо ли или зло импульсный источник питания для УМЗЧ (далее ИИП), выходят за рамки данной статьи. Лично я считаю, что правильно спроектированный, спаянный и налаженный ИИП ничуть не хуже (а по некоторым показателям даже лучше), чем классический БП с сетевым трансформатором.

В моем случае применение ИИП было необходимо потому, что я хотел засунуть свой усилок в плоский корпус.

Прежде чем разрабатывать данный ИИП, мной было изучено много готовых схем, имеющихся в сети и в литературе. Так, среди радиолюбителей очень популярны разные варианты схемы нестабилизированного ИИП на микросхеме IR2153. Преимущество этих схем только одно – простота. Что же касается надежности, то она никакая – сама ИМС не имеет функции защиты от перегрузки и мягкого старта для зарядки выходных электролитов, а добавление этих функций лишает ИИП его преимущества – простоты. Кроме того, реализация мягкого старта на данной ИМС крайне сомнительна – ширину импульсов она менять не позволяет, а методы, основанные на изменении частоты работы ИМС малоэффективны в «обычном» полумостовом ИИП и применимы в резонансных преобразователях. Долбать же электролиты и ключи огромными токами при включении блока мне как-то не очень хотелось.

Также рассматривалась возможность использования всем известной ИМС TL494. Однако при более глубоком ее изучении выяснилось, что для надежной работы вокруг этой ИМС придется повесить кучу всяких транзисторов, резисторов, конденсаторов и диодов. А это уже «не наш метод» 🙂

В результате выбор пал на более современную и быструю микросхему под названием UC3825 (русский аналог К1156ЕУ2). Подробное описание данной ИМС можно найти в ее русском даташите [1] и в журнале «Радио» [2].

Для тех, кто поленился прочитать эти источники, скажу, что это быстродействующий ШИМ-контроллер, обладающий следующими возможностями:

  • Управление  мощными  МОП-транзисторами.
  • Работа  в  устройствах  с  обратной связью по напряжению и току.
  • Функционирование  на  частотах  до 1МГц.
  • Задержка прохождения сигнала через схему 50нс.
  • Полумостовые выходы на ток до 1.5А.
  • Широкополосный усилитель ошибки.
  • Наличие ШИМ-защелки.
  • Ограничение тока в каждом периоде.
  • Плавный  запуск.  Ограничение  величины  максимальной  длительности выходного импульса.
  • Защита  от  пониженного  напряжения питания с гистерезисом.
  • Выключение  схемы  по  внешнему сигналу.
  • Точный источник опорного напряжения (5.1В +/- 1%).
  • Корпус “DIP-16”

Ну прям то что надо! Рассмотрим теперь сам ИИП.

Входное напряжение, В…………………………………………….. 176…265;

Номинальная суммарная мощность нагрузки, Вт………………. 217,5;

Уровень сигнала управления, при котором БП включен……… Лог. 1 КМОП;

Уровень сигнала, при котором БП выключен…………………… <0,6 В или NC;

КПД при максимальной нагрузке, %……………………………… 80;

Габариты (ДхШхВ), мм………………………………………………..212х97х45

Выходные напряжения

Выходное напряжение, В

Минимальный ток нагрузки, А

Максимальный ток нагрузки, А

± 25

0,24

4

± 15

0

0,5

+ 5 (дежурное)

0

0,5

Принципиальная схема

Принципиальная схема ИИП показана на рисунке.

По архитектуре данный БП напоминает ИИП компьютеров формата ATX. Напряжение сети через предохранители FU1 и FU2 подается на сетевой фильтр и трансформатор дежурного питания. Использование двух предохранителей необходимо по соображениям безопасности – с одним общим предохранителем в случае КЗ в обмотке Т1 ток в ее цепи будет недостаточен для пережигания этого предохранителя, а мощность, выделяющаяся на вышедшем из строя трансформаторе достаточна для его возгорания.

Сетевой фильтр содержит двухобмоточный дроссель L1, X-конденсаторы С1, С2 и Y-конденсаторы С3, С4 и особенностей не имеет. Варистор RV1 защищает ИИП  от высоковольтных выбросов в сети и при превышении напряжением сети максимально допустимого значения.

NTC-терморезистор RK1 ограничивает ток зарядки конденсатора С5 при включении ИИП в сеть.

Напряжение, выпрямленное мостом VD1 и сглаженное конденсатором С5, поступает на полумостовой инвертор, образованный МОП-транзисторами VT1, VT2 и конденсаторами емкостного делителя С6, С7. Раздельное построение входного фильтра и емкостного делителя позволяет облегчить режим работы оксидного конденсатора фильтра, имеющего сравнительно большое значение ЭПС. Резисторы R5, R6 выравнивают напряжение на конденсаторах делителя.

В диагональ полумоста включен силовой импульсный трансформатор Т4.

Выходные цепи ИИП содержат выпрямители на диодах VD5 – VD8, VD9 – VD12, дроссель групповой стабилизации (ДГС) L3 и П-образные фильтры С11 – C16, L4, L5 и C17 – С22, L6, L7. Керамические конденсаторы С13, С14, С17, С18 облегчают режим работы соответствующих электролитов. Резисторы R11 – R14 создают начальную нагрузку, необходимую для нормальной работы ИИП на холостом ходу.

Цепочки C8, R7; C9, R9; C10, R10 – демпфирующие. Они ограничивают выбросы ЭДС самоиндукции индуктивности рассеяния и снижают создаваемые ИИП помехи.

Схема управления на основной плате не помещалась, поэтому собрана в виде модуля А1 на дополнительной плате.

Как вы наверно уже догадались, ее основой является микросхема DA2 UC3825AN. Питается она от интегрального стабилизатора на КРЕНке DA1. Конденсаторы С1 и С7 – фильтр питания. Они, как гласит ДШ, должны быть расположены максимально близко к соответствующим выводам DA2. Конденсатор С5 и резистор R8 – частотозадающие. При указанных на схеме номиналах частота преобразования БП примерно равна 56 кГц (частота работы ИМС при этом в 2 раза выше – у нас ведь двухтактный ИИП). Конденсатор С4 задает длительность плавного старта, в данном случае – 78 мс. Конденсатор С2 фильтрует помехи на выходе источника опорного напряжения. Элементы С6, R9, R10 – цепь компенсации усилителя ошибки, а R4, R6 – делитель выходного напряжения БП, с которого снимается сигнал обратной связи.

Защита от перегрузки по току реализована на трансформаторе тока Т3. Сигнал с его вторичной обмотки выпрямляется выпрямителем на диодах VD3, VD4 (основной платы). Резистор R8 (на основной плате) является нагрузкой трансформатора тока. Сигнал с R8 через фильтрующую цепочку R7, C3 (в модуле А1) подается на вход ограничения тока DA2. В этом БП реализовано потактовое ограничение тока, т. е. микросхема не дает току через ключи нарасти до опасных значений. При достижении напряжения 1 В на выводе 9 микросхема ограничивает ширину импульсов. Если же в нагрузке произошло КЗ и ток ключей увеличился быстрее, чем DA2 успела среагировать на это, напряжение на выводе 9 превысит 1,4 В. Микросхема разряжает С4 и вырубается. Ток в цепи первичной обмотки пропадает и микросхема перезапускается. Таким образом, при КЗ в нагрузке ИИП переходит в «икающий» режим.

Управление затворами полевых транзисторов реализовано с помощью трансформатора Т2. В настоящее время получило распространение использование всяких бутстрепных высоковольтных драйверов типа IR2110 и т. п. Однако недостатком таких микросхем является то, что при выходе из строя какого-либо элемента выгорает ВСЯ высоковольтная часть БП и гальванически связанные с ней узлы (с чем мне и пришлось столкнуться в процессе экспериментов с данными микросхемами). Кроме того, данные ИМС не обеспечивают гальванической развязки схемы управления от высоковольтной части, что при выбранной архитектуре недопустимо. Про особенности управления затворами можно прочитать в [3], а в [4] можно скачать программу для расчета трансформатора управления.

Диоды Шотки VD1 – VD4 в модуле А1 защищают выходы драйвера микросхемы управления. Этому также способствует резистор R11.

На элементах VT1, VT2, R1 – R5 собрана схема выключения ИИП. Смысл всего этого – коротить С4, переводя тем самым микросхему управления в ждущий режим. Такие навороты нужны для гарантированного выключения ИИП даже если вход выключения вдруг повис в воздухе (сгорел проц в блоке управления, оборвался провод) или же вышел из строя источник дежурного питания. Иными словами, работа DA2 будет заблокирована до тех пор, пока на нее подано питание и при этом на вход управления ИИП не подан уровень лог. 1.

В ИИП имеется дежурный источник питания, который может использоваться для питания блока управления усилителем с функцией дистанционного включения.

Основа дежурного источника питания – трансформатор Т1. Применение «обычного», 50-герцового трансформатора повышает надежность устройства по сравнению с получившими широкое распространение в компьютерных БП импульсными обратноходовыми преобразователями, которые очень часто дохнут, создавая различные пиротехнические эффекты. Все-таки дежурка предполагает круглосуточную работу. Выпрямленное мостом VD2 и сглаженное конденсатором С23 напряжение (около 15 В) поступает модуль А1 и на Step-Down (понижающий) импульсный преобразователь на всем известной МС34063 (русский аналог К1156ЕУ5АР). Про эту микруху можно почитать в ДШ [5]. Кто-то скажет, а зачем такие сложности? Чем не угодила КРЕНка? Дело в том, что для нормальной работы UC3825 нужно минимум 12 В во всем допустимом диапазоне напряжений сети.  При максимальном же напряжении в сети (мы ведь должны учесть всё) на выходе моста VD2 может быть аж 18-20 В. При этом если ваш микропроцессорный блок потребляет больше 50 мА, КРЕНка превратится в большую печку.

Супрессор VD14 защищает нагрузку дежурки (ваш мегасложный и супернавороченный микроконтроллерный блок управления) в случае выхода из строя источника дежурного питания (например, при пробое ключа МС34063 на ее выходе могут оказаться все 15 В).

 

Поскольку я не люблю «соплей», а данное устройство любит правильную разводку, ИИП собран на односторонней печатной плате, рисунок которой приведен ниже:



На основной плате установлены две перемычки из провода МГТФ — J1 со стороны деталей и J2 — со стороны дорожек.

Как уже отмечалось выше, схема управления не поместилась на основной плате и поэтому собрана на вспомогательной плате:
                     

Применение SMD-элементов здесь вызвано не столько желанием сделать ультрамаленький модуль и усложнить задачу покупки элементов радиолюбителям из отдаленных от г. Москва регионов, сколько требованиями по разводке высокочастотных цепей вокруг UC3825. Благодаря использованию SMD-элементов удалось сделать все печатные проводники минимальной длины. Кто хочет, может попробовать красиво нарисовать платку под обычные детальки – у меня не получилось =))

Замечу также, что сильно отклоняться от приведенной разводки платы я настоятельно не рекомендую, т. к. БП может либо начать «гадить» в эфир, либо вообще не будет работать.

Теперь о деталях. Многие из них можно вытащить из неисправных или устаревших компьютерных БП. Основная плата рассчитана на установку резисторов С2-23 (МЛТ, ОМЛТ и т. п.), резисторы R10, R13 и R14 импортные (они тоньше МЛТ). Керамические конденсаторы – К10-17Б или аналогичные импортные, С25 должен быть обязательно из диэлектрика NPO или аналогичного, С6, С7 – пленочные К73-17.

Помехоподавляющие конденсаторы С1, С2 должны быть категории Х2, а С3 и С4 – Y2. К последним это требование обязательно, т. к. от них зависит электробезопасность ИИП. Конденсаторы С8 – С10 – керамические дисковые высоковольтные импортные. Можно поставить К15-5, но они больше, придется подправить плату.

Все оксидные конденсаторы должны быть с низким эквивалентным последовательным сопротивлением (Low ESR). Подойдут конденсаторы Jamicon серии WL. В качестве С5 подойдет Jamicon HS.

Дроссель L1 – от компового БП, выдранный из аналогичного места. На моем было написано “YX EE-25-02”. Дроссели L2, L4, L5 – стандартные на гантельках диаметром 9 мм, например, серии RLB0914. Дроссель L2 должен быть рассчитан на ток не менее 0,8А, L4, L5 – не менее 0,5 А. Дроссели L6 и L7 намотаны на кольцах T72 (К18,3х7,11х6,60) из распыленного железа марки -26 (желто-белого цвета). Я использовал уже готовые, поэтому сколько там витков не знаю, но при желании число витков можно рассчитать в программе «DrosselRing» [6]. Измеренная индуктивность моих дросселей 287 мкГн.

Транзисторы VT1, VT2 – n-канальные MOSFET с напряжением сток-исток не менее 500 В и током стока не менее 8 А. Следует выбирать транзисторы с минимальным сопротивлением открытого канала (Rds_on) и минимальным зарядом затвора.

Мост VD1 – любой на 800-1000 В, 6А, VD2 – любой >50В, 1А. В качестве VD3, VD4 подойдут КД522. Диоды VD5 – VD8 – Шоттки на напряжение не менее 80 В и ток не менее 1 А, VD9 – VD12 – быстродействующие (ultrafast) на напряжение не менее 200 В, ток 10…15 А и временем обратного восстановления не более 35 нс (в крайнем случае 75…50 нс). Будет совсем шикарно, если найдете Шоттки на такое напряжение. Диод VD13 – любой Шоттки 40 В, 1А.

В модуле А1 применены SMD-резисторы и конденсаторы типоразмера 0805. На позиции J1 устанавливается перемычка 0805. С5 должен быть обязательно из диэлектрика NPO или аналогичного, С6 – не хуже X7R. С1 – танталовый типа С или D – площадки на плате рассчитаны на любой из них. Транзисторы VT1, VT2 – любые n-p-n в корпусе SOT23. Диоды  VD1 – VD4 – любые Шоттки на ток 3А в корпусе SMC. DA1 можно заменить на 7812.

XP3 – разъем с ATX-материнки.

Трансформатор Т1 типа ТП121-8, ТП131-8 . Подойдет любой с выходным напряжением под нагрузкой 15 В и мощностью 4,5 ВА. Намоточные данные других индуктивных элементов приведены ниже.

Обмотка

№ контакта (Н-К)

Число витков

Провод

I

4-2

16

МГТФ-0,08

II

10-9

16

МГТФ-0,08

III

6-7

16

МГТФ-0,08

Магнитопровод

Ферритовое кольцо Т90 (К22,9х14,0х9,53) зеленого цвета, u=4600

Каждая из обмоток занимает 1 слой и равномерно распределена по кольцу. Сначала мотают обмотку I и покрывают ее слоем изоляции, например, фторопластовой ленты или лакоткани. Изоляция на этой обмотке определяет безопасность ИИП. Далее мотают обмотки II и III. Кольцо вертикально приклеивают к пластмассовой панельке с контактами, которую потом впаивают в плату. Следует отметить, что для нормальной работы этот трансформатор должен иметь минимальную индуктивность рассеяния, поэтому сердечник для него должен быть тороидальный и с максимальной магнитной проницаемостью. Я пробовал мотать этот транс на сердечнике Е20/10/6  из N67 – импульсы на затворах имели выбросы, которые приоткрывали второй транзистор полумоста:

Голубой график – импульсы на затворе VT2, желтый – напряжение на стоке VT2.

С тороидальным трансформатором, намотанным как написано выше, осциллограмма имеет такой вид:

При монтаже трансформатора управления необходимо соблюдать фазировку обмоток! При неправильной фазировке при включении сгорят транзисторы полумоста!

Обмотка

№ контакта (Н-К)

Число витков

Провод

I

1

МГТФ-0,35

II

1-2-3

2х75

ПЭВ-2 0,23

Магнитопровод

2 кольца К12х8х6 из феррита М3000НМ

Обмотку II мотают в 2 провода, после намотки конец одной полуобмотки соединяют с началом другой и контактом 2. Обмотка I представляет собой отрезок провода, пропущенный через кольцо в виде буквы «П». Для повышения электрической и механической прочности изоляции на провод надета фторопластовая трубка.

Обмотка

№ контакта (Н-К)

Число витков

Провод

I

4 – 2

18+18

3хПЭВ-2 0,41

II

9 – 7 – 8

6+6

ПЭВ-2 0,41

III

10 – 11 – 12

9+9

5хПЭВ-2 0,41

Магнитопровод

EI 33,0/24,0/12,7/9,7 из феррита PC40 TDK

 Трансформатор рассчитан в программе ExcellentIT(5000) [7]. Сердечник извлечен из компового БП. Сначала мотается первая половина обмотки I. Поверх нее укладывается слой изоляции (я использую лавсановую пленку от фоторезиста) и экран – незамкнутый виток медной ленты, обернутой скотчем. Экран соединен с выводом 2 трансформатора. Далее кладется несколько слоев пленки или лакоткани и мотается обмотка III жгутом из 10 проводов. Мотать надо виток к витку сжав жгут пальцами так, чтобы все 10 проводов расположились в один ряд – иначе не влезет. Конец одной полуобмотки (5 проводов) соединяется с началом другой и выводом 11 каркаса. Обмотка III покрывается одним слоем лавсановой пленки, поверх которой укладывается обмотка II аналогично III. После этого укладывается еще несколько слоев пленки или лакоткани, незамкнутый виток изолированной медной фольги, соединенный с выводом 2, слой пленки, и мотается вторая половина первичной обмотки.

Такая намотка трансформатора позволяет уменьшить индуктивность рассеяния в четыре раза.

На все выводы первичной обмотки надевают фторопластовые трубки.

Обмотка

Число витков

Провод

L3.1

24

ПЭВ-2 0,457

L3.2

24

ПЭВ-2 0,457

L3.3

40

ПЭВ-2 0,8

L3.4

40

ПЭВ-2 0,8

Магнитопровод

Кольцо T106 (К26,9х14,5х11,1) из распыленного железа -26 (желто-белое)

ДГС рассчитан в программе «CalcGRI» [8].

Сначала мотаются обмотки L3.3 и L3.4 одновременно в 2 провода. Они займут 2 слоя. Поверх них аналогично мотаются обмотки L3.1 и L3.2 в один слой. При монтаже ДГС на плату необходимо соблюдать фазировку обмоток!

Все моточные изделия рекомендуется пропитать лаком PLASTIK-71.


Транзисторы VT1, VT2 установлены на алюминиевом ребристом радиаторе размерами 60х15х40 мм и площадью поверхности 124 см2. Диоды VD9 – VD12 установлены на аналогичном радиаторе размерами 83х15х40 мм и площадью 191 см2. С указанной площадью теплоотводов блок питания способен работать длительное время под постоянной нагрузкой не более 100 Вт! Если ИИП предполагается использовать не для усилителя, а для питания нагрузки с постоянной потребляемой мощностью до  200 Вт, площадь радиаторов необходимо увеличить или применить принудительное охлаждение!

Выглядит собранный ИИП так:



Сначала на плату устанавливают все элементы, кроме VD1, VT1, VT2, T4, R7, C8, FU1. Включают ИИП в сеть и проверяют наличие напряжения +5 В на контакте 11 разъема XP3. После этого соединяют 1 и 11 контакты разъема XP3 и подключают двухлучевой осциллограф параллельно резисторам R3 и R4 (землю осцила на нижние концы резисторов, сигнальные щупы – на верхние. С установленными транзисторами и поданным силовым питанием так делать нельзя!!!). Осциллограмма должна иметь такой вид:


Если вдруг импульсы оказались у вас синфазными, значит вы накосячили при распайке обмоток  трансформатора Т2. Поменяйте местами начало и конец нижней или верхней обмотки. Если этого не сделать, то при включении ИИП с ключами будет большой и красочный салют 🙂

Если у вас нет двухлучевого осциллографа, можно по очереди проверить форму и наличие импульсов однолучевым, но при этом остается полагаться только на собственную внимательность при распайке трансформатора Т4.

Если у вас до сих пор ничего не взорвалось, не нагрелось, импульсы есть и правильно сфазированы, можно впаять все недостающие элементы и произвести первое включение. На всякий случай рекомендую это сделать через лампочку Ильича ватт на 150 (если сможете купить :D). По-хорошему, чтобы ничего не сжечь, ее конечно надо включать в разрыв цепи между плюсом С5 и полумостом. Но так как у нас печатная плата, это сделать затруднительно. При включении в разрыв сетевого провода от нее толку мало, но все-таки как-то спокойнее)). Включаем ИИП на холостом ходу и замеряем выходные напряжения. Они должны быть приблизительно равны номинальным.

Подключаем между выходами «+25 В» и «-25 В» нагрузку 100 Вт. Для этих целей удобно использовать обычный чайник 220 В 2,2 кВт, предварительно наполнив его водой. Один чайник нагружает ИИП примерно на 90 – 100 Вт. Снова замеряем выходные напряжения. Если они значительно отличаются от номинальных, вгоняем их в допустимые пределы подборкой резисторов R4 и R6 в модуле А1.

Если ИИП работает неустойчиво – выходное напряжение колеблется с некоторой частотой, необходимо подобрать элементы компенсации обратной связи C6, R9, R10. Увеличение емкости С10 увеличивает инерционность ИИП и повышает стабильность, однако чрезмерное увеличение его емкости приведет к замедлению ОС и возрастанию пульсаций выходного напряжения. Теперь можно проверить ИИП на максимальной нагрузке. Если ИИП под нагрузкой запускается неустойчиво, либо переходит в «икающий» режим, можно попробовать увеличить емкость конденсатора С3, однако слишком увлекаться этим не рекомендую – это приведет к снижению быстродействия защиты по току и возрастанию ударных перегрузок элементов ИИП при КЗ. Также можно попробовать уменьшить номинал R8. При указанном на схеме значении защита срабатывает при амплитуде тока первичной обмотки Т4 около 5 А. К слову скажу, что максимально допустимый ток стока примененных транзисторов – 8 А.

Если и теперь ничего не взорвалось, все транзисторы и конденсаторы остались на своих местах,  блок питания удовлетворяет приведенным в начале статьи характеристикам, а чайник согрелся, подключаем к БП усилок и наслаждаемся музыкой, попивая свежеприготовленный чаек 🙂

PS: Я испытал свой ИИП совместно с усилителем на LM3886. Никакого фона в колонках я не заметил (что не скажешь о комповых колонках с «классическим» трансформатором). Звук очень понравился.

Удачной сборки!

  1. Схемы ШИМ-контроллеров К1156ЕУ2, К1156ЕУ3 https://www.sitsemi.ru/kat/1156eu23.pdf
  2. Широтно-импульсные контроллеры серий КР1156ЕУ2 и КР1156ЕУ3. – Радио, 2003, №6, с. 47 – 50.
  3. Разработка и применение высокоскоростных схем управления силовыми полевыми транзисторами https://valvolodin.narod.ru/articles/FETsCntr.pdf
  4. Расчет и применение GDT https://bsvi.ru/raschet-i-primenenie-gdt/
  5. DC-DC конвертер К1156ЕУ5 https://www.sitsemi.ru/kat/1156eu5c.pdf
  6. Программа «DrosselRing»  https://radiokot.ru/forum/download/file.php?id=106660
  7. Программа «ExcellentIT(5000)» https://radiokot.ru/forum/download/file.php?id=106659
  8. Программа «CalcGRI» https://radiokot.ru/forum/download/file.php?id=106664

Файлы:
Фотография
Плата в формате Sprint Layout 5.0

Все вопросы в Форум.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

Импульсные блоки питания своими руками

ИБП

Описание

В продолжительной поездке на личном автомобиле или отдыхая «дикарем» на природе, неплохо иметь с собой домашние электрооборудование, например, фен, электрическую бритву, фото или видеокамеру. Но из-за отсутствия розеток невозможно обеспечить питание приборов от обычной сети.

Единственным источником энергии в этом случае могут быть только автомобильные аккумуляторы, но их постоянного напряжения в 12 вольт не хватит для домашних устройств, работающих от переменного тока 220 вольт. Налицо полная несовместимость по сразу двум основным параметрам.

Но не стоит отчаиваться, выход из такой ситуации есть – это использование небольшого импульсного преобразователя тока. Он поможет превратить «воду в вино», то есть 12 вольт напряжения аккумулятора, в ток, требуемый для работы всех приборов − 220 вольт.

Принцип работы

Принцип его работы заключается в конвертировании переменного напряжения из электросети, имеющее частоту 50 Гц в аналогичное прямоугольного типа. Затем оно подвергается трансформации для достижения определенных значений, выпрямляется и отфильтровывается. Такой транзистор повышенной мощности, исполняющий одновременно роль импульсного трансформатора и ключа, преобразует напряжение тока.

По схеме они бывают двух типов: управляемые извне, внедрены в большинстве электроприборов и автогенераторы импульсного типа.

Также такие трансформаторы выпускаются разных размеров и мощностей в зависимости от специфики применения, но габариты в них не главное так, как эффективность таких устройств повышается по мере нарастания частоты, увеличение которой позволяет серьезно уменьшить размер и вес стального сердечника. Они, как правило, работают в частотном диапазоне от 18 до 50 кГц.

Область применения

Область применения импульсных преобразователей питания для бытового использования постоянно ширится. Они сегодня используются для обеспечения энергией всех приборов бытовой и вычислительной техники, а также в устройствах бесперебойного питания и зарядных устройствах для АКБ разного назначения, питания низковольтных осветительных систем и других нужд.

Часто приобретение такого устройства заводской сборки не очень оправдано, по соображениям экономии или с точки зрения специфики технических параметров требуемого агрегата. В этом случае собственноручное сооружение импульсного преобразователя может быть лучшим вариантом. Такой подход, как правило, более рационален благодаря широкому выбору недорогих комплектующих.

Преимущества и недостатки

Покупая ИБП, необходимо соотнести все его достоинства и недостатки с конкретными требованиями к эксплуатации в каждом частном случае и если он им удовлетворяет можно смело приобретать агрегат.

Преимущества импульсных блоков питания:

  • Малый вес агрегата, благодаря меньшему размеру требуемого для работы трансформатора, и как следствие уменьшенной конструкции всего преобразователя. Конструкция оснащается фильтром выходного напряжения меньших размеров, так как, при сопоставимой мощности с аналогами импульсное устройство имеет большую частоту преобразования.
  • Агрегаты повышенной мощности имеют наивысший КПД, доходящий до 90-98%. Такие устройства имеют минимальные потери энергии благодаря минимальному количеству операций переключения ключа, так как он большую часть времени находится в одном положении, в то время как в агрегатах других типов на операции с ним расходуется значительная мощность.
  • На порядок более высокая степень надежности стабилизаторов импульсного типа в сравнении с линейными аналогами, которые сейчас используются только в питании плат со слабыми токами, например, СВЧ печах или колонках и других агрегатах малой мощности, созданных для непрерывной эксплуатации в течение нескольких лет без техобслуживания.
  • Кроме того их преимуществом является расширенный диапазон частоты и напряжения тока, который могут быть реализованы только в очень дорогих, недоступных обычному потребителю, блоках линейного типа. Это позволяет использовать переносной импульсный блок даже при путешествиях по всему миру, так как его характеристики можно регулировать в широком диапазоне, подстраивая их для работы от розеток в разных странах с разными частотами и напряжением в электросети.
  • В отличие от линейных устройств, благодаря универсальности импульсных преобразователей мощностью 12 V налажен массовый выпуск комплектующих для них, что положительным образом снизило их себестоимость и повысило доступность для рядового потребителя. Однако на более мощные их варианты эта особенность, конечно, не распространилась, они стоят дорого.
  • Как правило, такие устройства в конструкции имеют несколько степеней защиты от аварийных ситуаций в сети: перебоев питания, короткого замыкания, отсутствия выходной нагрузки.

Недостатки импульсных блоков питания:

  • Работы по их ремонту отличаются сложностью, так как большинство их внутренних элементов функционируют в совместной сети без какой-либо гальванической развязки.
  • Сам импульсный принцип работы имеет оборотную сторону в виде высокочастотных помех, которые требуют подавления для использования блоков с большинством аппаратуры. А с некоторыми ее видами, обладающими повышенной чувствительностью к помехам они и вовсе не совместимы.
  • Входящий ток имеет ограничение на минимальную мощность, при которой блок начнет работать.

Схема

Основой большинства преобразователей тока импульсного типа является блок-схема простейшего импульсного трансформатора, включающая в себя несколько блоков:

  • Блок, преобразующий ток сети переменного типа в постоянный на выходе. В его основе диодный мост, который исполняет роль выпрямителя переменного напряжения и конденсатор, нивелирующий пульсации напряжения подвергшегося выпрямлению. Он может быть оснащен вспомогательными приборами: фильтрами напряжения сети, сглаживающими пульсации генератора импульсов и термисторами для ослабления скачка напряжения при включении. Наличие или отсутствие дополнительных компонентов влияет на себестоимость агрегата, и является статьей экономии при покупке бюджетного варианта агрегата.
  • Блок генератора импульсов, создающий для питания первичной обмотки трансформатора импульсы заданной частоты. Различные модели работают с разной частотой, но границы ее колебания для всех устройств находятся в пределах от 30 до 200 кГц. Трансформатор является сердцем прибора, так как именно посредством него происходит гальваническая развязка с электросетью и преобразование тока для соответствия требуемым параметрам.
  • Третий − блок трансформации переменного тока, поступающего с трансформатора в постоянный. В него входят диоды для выпрямления напряжения и фильтры пульсаций, которые значительно сложнее своего аналога из первого блока и включают в себя уже несколько конденсаторов и дроссель. В качестве статьи экономии, для уменьшения себестоимости преобразователи могут комплектоваться конденсаторами и дросселями минимально необходимой для работы, емкости и индуктивности соответственно.

Как сделать своими руками

Необходимые инструменты:

  • паяльный аппарат;
  • бокорезы;
  • утконосы;
  • пинцет;
  • скальпель.

Пошаговое руководство

  • Первым делом на входе устанавливается РТС термистор, выполняющий роль полупроводникового резистора с плюсовым коэффициентом по температуре. Он способен резко увеличить свое сопротивление при превышении определенного значения температуры, например, когда необходимо защитить силовые ключи, когда агрегат только начинает работать и конденсаторы еще заряжаются.
  • Далее, монтируется диодный мост для выпрямления входящего напряжения сети током 10А. Можно использовать разные диодные сборки: «вертикалку» или «табуретку».
  • Затем на входе паяется пара конденсаторов в соотношении 1 мкФ на 1 Вт мощности.
  • Используются отечественные резисторы типа МЛТ-2 в качестве гасящего сопротивления в сети переменного тока мощностью 2 Вт.
  • Для регулировки затворов полевых транзисторов, функционирующих под током 600В, монтируется драйвер IR Он попеременно открывает затворы полевых транзисторов с периодичностью, определяемой деталями на ножках Rt и Ct.
  • Полевые транзисторы выбираются не меньше 200В, имеющие минимальное сопротивление в открытой фазе работы. Величина сопротивления прямо пропорциональна нагреву устройства и обратно пропорциональна его КПД.
  • При их монтаже фланцы транзисторов нельзя закорачивать, поэтому применяются прокладки для изоляции.
  • Трансформатор, проще взять обычный понижающий из старого блока ПК. Но можно и самостоятельно намотать на ферритовые торы из расчета на преобразующую частоту 100 кГц и ½ преобразованного напряжения.
  • Трансформаторные выводы закорачивают аналогично плате, из которой он взят.
  • На выходе устанавливаются диоды с небольшими таймингами восстановления − не более 100 нс, например, из группы HER.
  • Буферную емкость на выходе не стоит преувеличивать более 10 тыс. мкФ.
  • Как и любой электрический агрегат, самодельный импульсный блок питания при сборке предъявляет повышенные требования к внимательности и аккуратности в процессе сборки. Необходим верный монтаж полярных деталей и выполнение мер предосторожности в работе с электросетью. Верно, сконструированный блок не требует до настройки или подлаживания.

Регулируемый/однотактный/двухтактный/двухполярный блок своими руками

  • Для сборки регулируемого блока питания необходимо в его схеме сборки использовать один или два транзистора полупроводникового типа. Однако для контроля напряжения понадобится установить датчик в виде вольтметра. Тогда ориентируясь на его показания, можно будет отрегулировать оптимальное напряжение на выходе для работы разных приборов, чтобы не пожечь их. Напряжение регулируется при помощи резистора переменного типа.
  • В самом простом однотактном блоке ток преобразуется за счет работы одного транзистора, который открывается и закрывается, пропуская импульсы определенной частоты.
  • Его усовершенствованной модификацией, работающей с удвоенной частотой и соответственно лучшим КПД, является двухтактный преобразователь, в котором друг за другом открываются и закрываются уже два транзистора.
  • Двухполярная конструкция блока еще сложнее, так как необходим монтаж операционного усилителя и стабилитронов. Особое внимание в этом случае следует уделять качеству пайки и соответствию сечения проводов току.

Ремонт ИБП

Ремонт ИБП, как правило, заключается в замене, неисправных, погоревших деталей на новые. Но сложность даже не в самом монтаже новой детали, а именно в поиске неисправной. Для этого производят следующие операции:

  • Внешний осмотр платы блока на предмет наличия вздувшихся конденсаторов, обуглившихся резисторов и других элементов с дефектами.
  • Осмотр пайки трансформатора, ключевых транзисторов и микросхем, а также дросселей.
  • Проверка цепи питания на предмет разрыва: позванивают сам кабель, предохраняющий переключатель, переключатель тока при его наличии, а также дроссели и выпрямительный мост.
  • Первичная диагностика любой детали производится без демонтажа, и только когда есть вполне обоснованное предположение о том, что она неисправна, ее можно выпаивать и проверять отдельно.
  • Также необходимо проверить цепь на предмет коротких замыканий.
  • Проведя визуальную и приборную диагностику оборудования и поменяв нерабочие элементы, приступают к проверке под рабочим напряжением сети. Но в роли предохранителя используется обычная лампочка на 150-200 Ватт 220 вольт. Она не даст сгореть всему преобразователю при наличии неисправности и просигнализирует о характере дефекта. Так, если лампочка ярко вспыхнет и притухнет, излучая растр, то, скорее всего, неисправны конденсаторы. Проверить их на исправность можно только заменив на новые. Другим случаем является вариант, когда лампа вспыхнула и сразу же погасла совсем. Этот вариант предусматривает индивидуальную проверку всех резисторов цепи запуска. Наконец последний случай – светильник горит на полную яркость. В этом случае надо полностью перепроверить всю схему заново.

Советы/рекомендации

  • При конструировании импульсного преобразователя тока своими руками следует помнить, что все работы по монтажу и испытанию агрегата проходят под напряжением опасным для жизни и здоровья. Поэтому настоятельно рекомендуется в помещении, в котором проводятся работы установить автоматические прерыватели тока, работающие в связке с прибором аварийного отключения тока. Такая система способна защитить человека от удара током даже в случае, когда он коснулся фазы.
  • При работе с импульсными преобразователями тока, даже со стандартными блоками от ПК, необходимо всегда соблюдать технику безопасности. Например, конденсаторы электролитического типа входящие в их схему даже после отключения от сети долгое время держат токи высокого напряжения. Поэтому прежде чем приступить к каким-либо манипуляциям с ними их необходимо предварительно разрядить, замкнув их выводы.
  • И наконец, при проведении любых работ связанных с электричеством, всегда следует пользоваться исправными, предназначенными для этого инструментами. Например, ручки всех отверток, бокорезов и других инструментов должны быть заизолированы.

Статья была полезна?

0,00 (оценок: 0)

Двухтактный импульсный источник питания

  • Изучив этот раздел, вы сможете:
  • Понять работу двухтактного преобразователя постоянного тока в постоянный.
  • Понимание работы типичного контроллера режима переключения I.C.
  • • Транзисторы силовые переключающие.
  • • Широтно-импульсный модулятор.
  • • Защита от перегрузки по току и перенапряжения.
  • • Измерение тока.
  • Распознавать компоненты и методы, используемые для изоляции вывода.

Рис. 3.4.1 Блок-схема двухтактного ИИП

Двухтактный ИИП

На рис. 3.4.1 показана блок-схема импульсного источника питания, разработанного на базе усовершенствованного регулирующего широтно-импульсного модулятора UC3524 от Texas Instruments.

Схема представляет собой преобразователь постоянного тока в постоянный, использующий входное напряжение постоянного тока от 15 до 30 В и обеспечивающий регулируемый выходной сигнал 5 В при токе примерно до 250 мА.В схеме используется двухтактное переключение мощности, приводящее в действие высокочастотный трансформатор, который полностью изолирует выходную цепь от входа. Выход защищен от короткого замыкания, а выходное напряжение можно регулировать вручную. Максимальный ток также можно установить вручную с помощью регулируемого ограничения тока.

Первичный контур.

Генератор 100 кГц в IC1 (UC3524) генерирует импульсы, которые обрабатываются широтно-импульсным модулятором (в IC1), используемым для управления транзисторами переключения мощности.Ширина обрабатываемых импульсов возбуждения определяет продолжительность времени, в течение которого транзисторы переключения мощности проводят, и, следовательно, количество мощности, подаваемой на трансформатор.

Ширина импульса и, следовательно, выходное напряжение регулируются усилителем ошибки в IC1. Это измеряет разницу между выборкой выходного напряжения, возвращаемой через оптоизолятор, и опорным напряжением, установленным с помощью Vr1. Когда эти два напряжения равны, выходное напряжение схемы правильное.Если есть разница, ширина импульсов, создаваемых широтно-импульсным модулятором, увеличивается или уменьшается, чтобы исправить ошибку.

Защита от перегрузки по току обеспечивает отключение источника питания в случае слишком высокого потребления тока на выходе. Выходные клеммы можно даже замкнуть вместе, не повреждая питание.

Каждый импульс тока в силовых переключающих транзисторах создает импульс напряжения на чувствительном резисторе R12. Амплитуда этих импульсов пропорциональна току, подаваемому на трансформатор схемой переключения.Если пиковое значение любого из этих импульсов превышает напряжение постоянного тока, установленное параметром Vr2 (ограничение тока), то выходной сигнал от IC2 приведет к тому, что входной сигнал широтно-импульсного модулятора уменьшит ширину импульса, производимого модулятором в это время, мгновенно уменьшив выходное напряжение. Если условие перегрузки по току исчезнет, ​​выходное напряжение будет восстановлено до нормального уровня, но если ток нагрузки останется высоким, ограничитель тока продолжит уменьшать ширину импульса, в зависимости от величины перегрузки по току, даже до нуля в случай короткого замыкания на выходе.

Вторичный контур

Двухтактные переключающие транзисторы создают форму волны переменного тока на первичной обмотке трансформатора, а вторичная обмотка питает обычный двухполупериодный выпрямитель и LC-фильтр нижних частот, чтобы обеспечить нагрузку стабильным напряжением 5 В на выходных клеммах. Отрицательная обратная связь в цепи регулирования напряжения в IC1 осуществляется через оптоизолятор (IC3). Чем выше выходное напряжение, тем ярче свечение светодиода, закрытого на вторичной стороне, и тем больше выходное напряжение постоянного тока, получаемое от контакта 4 IC3 на первичной стороне устройства.Это напряжение используется в качестве выборки на инвертирующем входе усилителя ошибки в IC1, где оно сравнивается с напряжением от регулятора VR1 «установленного напряжения» для управления широтно-импульсным модулятором.

Описание цепи

Полная принципиальная схема схемы представлена ​​на рис. 3.4.2.

Рис. 3.4.3 UC3524N (деталь детали)

Генератор внутри IC1 производит узкие импульсы 100 кГц (приблизительно), которые используются в качестве тактовых импульсов для логики переключения внутри IC1.Компоненты синхронизации для генератора — R3 и C2. Форма волны пилообразного изменения, формируемая при заряде C2, также используется в качестве входа для инвертирующего входа компаратора в IC1.

Широтно-импульсный модулятор включает в себя компаратор внутри IC1 и логическую схему переключения, которая состоит из бистабильного и двух трех входных вентилей ИЛИ-НЕ. Выходы этого блока подают импульсы переменной ширины на два транзистора Qa и Qb.

Усилитель ошибки сравнивает стабильное опорное напряжение на выводе 1 (устанавливается VR1, подаваемую из внутренне регулируемого 5V от штифта 16) с образцом напряжения нагрузки, разработанной через оптоизолятор эмиттера резистор R11,.Результирующее напряжение ошибки используется как неинвертирующий вход для компаратора ШИМ.

Возможности UC3524, которые используются в этой схеме, показаны более подробно на рис. 3.4.3 (Примечание: некоторые неиспользуемые возможности UC3524 для ясности опущены, дополнительную информацию см. В техническом описании Texas Instruments UC3524).

Широтно-импульсный модулятор

Рис. 3.4.4 UC3524N и осциллограммы первичной обмотки трансформатора

Действие широтно-импульсного модулятора, описываемое формами волны, показанными на рис.3.4 4 выглядит следующим образом:

Тактовые импульсы (CK) от генератора подаются на бистабильный (триггер), который производит прямоугольную волну с соотношением метка / пространство 1: 1 и частотой 50 кГц (половина от частоты генератора) при его Q-выход и инвертированная версия этой волны на Q-выходе.

Выход Q обеспечивает вход в вентиль ИЛИ-НЕ a, а выход Q (противоположный Q) обеспечивает вход в вентиль ИЛИ-НЕ b. Логическое правило для логического элемента ИЛИ-НЕ состоит в том, что его выход будет высоким только тогда, когда все его три входа будут низкими.Обратите внимание, что сигналы Q и Q переходят в низкий уровень в начале альтернативных низких состояний тактового импульса. Тактовый сигнал также является входом для обоих вентилей ИЛИ-НЕ.

Третий вход для каждого логического элемента ИЛИ-НЕ обеспечивается выходом компаратора, который представляет собой серию импульсов низкого состояния переменной ширины, создаваемых путем сравнения напряжения ошибки постоянного тока от усилителя ошибки в IC1 с линейным изменением, создаваемым конденсатором синхронизации генератора. C2.

Когда каждый выход логического элемента ИЛИ-ИЛИ становится высоким, только когда все три его входных сигнала имеют низкий уровень, на базы внутренних транзисторов Qa и Qb подаются чередующиеся импульсы высокого состояния, ширина которых зависит от значения напряжения ошибки.Чем ниже значение напряжения ошибки (из-за более высокого значения напряжения «выборки» на выводе 1), тем уже генерируемые импульсы. Эти более узкие импульсы, когда используются для включения силовых переключающих транзисторов TR3 и Tr4, приведут к снижению мощности в трансформаторе и уменьшению напряжения нагрузки.

Цепи переключения мощности

Рис. 3.4.5 Ускорение включения выключателя питания

Каждый из внутренних управляющих транзисторов Qa и Qb выдает серию импульсов на своем коллекторе и серию противофазных импульсов на своем эмиттере.Сигналы эмиттера a и b управляют транзисторами Tr3 и Tr4 переключения мощности соответственно, а сигналы коллектора управляют схемами повышения скорости Tr1 / Tr2.

Причина включения схем ускорения состоит в том, чтобы преодолеть задержку, которая обычно возникает, потому что, когда транзисторы Tr3 и Tr4 переключения мощности являются проводящими, их переход база / эмиттер (который, естественно, образует небольшой конденсатор из-за слоя обеднения между базой и эмиттерные слои в транзисторе) заряжены и должны быть разряжены, прежде чем транзистор полностью выключится.

Переходы силового транзистора быстро разряжаются при кратковременном включении Tr1 или Tr2 с использованием дифференцированного импульса, генерируемого нарастающим фронтом сигнала от коллектора Qa или Qb в IC1, что, конечно, происходит точно в тот же момент, что и Tr3 или Tr4. выключается, как показано на рис. 3.4.5.

Поскольку центральный ответвитель первичной обмотки трансформатора подключен к основному источнику (+ V IN ), он всегда будет иметь потенциал питания. Напряжения коллектора Tr3 и Tr4 также будут на уровне + V IN в периоды, когда оба транзистора выключены.

Во время импульса включения Tr3 его коллектор будет примерно на 0 В, и из-за центрального отвода первичной обмотки трансформатора нижняя половина первичной обмотки будет противофазна верхней половине, поэтому коллектор Tr4 будет положительным при удвоенном значении + V IN в течение периода импульса включения Tr3. Эта ситуация меняется на обратную во время импульса включения Tr4. Это действие создает сигнал ступенчатого типа с амплитудой + V IN x 2 на первичной обмотке трансформатора, как показано на рис.4.4.

Вторичный контур

Результирующее вторичное напряжение выпрямляется D1 и D2 и сглаживается фильтром нижних частот L1 / C10 перед подачей на нагрузку. Образец напряжения нагрузки подается обратно на светодиод в оптоизоляторе IC3 через резистор ограничения тока светодиода R13.

Рис. 3.4.6 Типовой высокочастотный трансформатор
с несколькими вторичными обмотками

Из-за двухтактной конструкции, используемой в этой схеме, очень просто организовать такую ​​схему с несколькими выходами.Различные (более высокие или более низкие) напряжения могут быть получены с помощью трансформатора, подобного изображенному на рис. 3.4.6, который имеет несколько вторичных обмоток с соответствующими отношениями витков.

Однако общий ток, подаваемый на несколько выходов, не должен превышать максимальный номинальный ток SMPS. Каждая линия питания будет иметь свой собственный выпрямитель и систему фильтров, а также может включать дополнительную точку регулирования нагрузки. Однако выборка напряжения обычно берется только с одного из выходов для обеспечения обратной связи с широтно-импульсным модулятором, поскольку управление мощностью, подаваемой на первичную обмотку трансформатора, будет управлять всеми выходами напряжения.

Ограничение тока

Ограничение тока, которое может полностью отключить цепь в условиях экстремальной перегрузки, обеспечивается действием IC2 и отключающего транзистора между контактами 9 и 10 внутри IC1.

Контакт 3 IC2 снабжен стабильным опорным напряжением, полученным из регулятора напряжения шунта R7 / ZD1 через ограничения тока управления VR2. Неинвертирующий вход IC2 подключен к низкоомному резистору R12 для измерения тока в эмиттерном выводе, общем для обоих переключающих транзисторов Tr3 / Tr4.

Каждый раз, когда какой-либо транзистор проводит ток, в результате большой ток эмиттера создает импульс напряжения на R12. Пиковое напряжение этого импульса будет пропорционально току эмиттера, протекающему в Tr3 / Tr4, и, следовательно, также и выходному току.

Если пиковое напряжение любого из этих импульсов, приложенных к неинвертирующему входу IC2, превышает стабилизированное постоянное напряжение на инвертирующем входе, на выходе будет сформирован положительный импульс и, следовательно, на базе Qc внутри IC1.Это приведет к падению напряжения на коллекторе этого транзистора, а также уменьшит выход усилителя ошибки, который управляет широтно-импульсным модулятором. Это действие приводит к уменьшению ширины генерируемого в данный момент импульса, тем самым мгновенно уменьшая выходное напряжение. Если перегрузка по току исчезнет, ​​широтно-импульсный модулятор вернется к нормальной работе. В противном случае последующие импульсы будут уменьшаться до тех пор, пока выходное напряжение не упадет (при необходимости) до нуля.

Однако срабатывание схемы ограничения тока не является абсолютно мгновенным из-за наличия C4 на выводе компенсации отключения (9) IC1.Этот конденсатор имеет тенденцию интегрировать изменения напряжения на коллекторе отключающего транзистора, чтобы избежать очень быстрых (цикл за циклом) изменений выходного напряжения во время действия ограничителя тока.

Лучшее соотношение цены и качества на трансформацию push-pull — отличные предложения по трансформации push-pull от глобальных продавцов push-pull трансформаций

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для преобразования типа «тяни-толчок»К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю и надежную, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку это преобразование типа «верхний толчок» станет одним из самых востребованных бестселлеров в кратчайшие сроки. Подумайте, как вы, друзья, будете завидовать, когда скажете им, что сделали пуш-пул-трансформацию на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в трансформации «пуш-пул» и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести push-pull transform по самой выгодной цене.

Мы всегда в курсе последних технологий, новейших тенденций и самых обсуждаемых лейблов.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

индекс


Ключевое слово здесь — «простой», а не «лучший», поскольку простые усилители часто связаны со сложными проблемами. Как же так? Простые усилители обычно предъявляют дополнительные требования к остальной части системы, и их производительность обычно ухудшается из-за нескольких ключевых характеристик, таких как выходное сопротивление, входное сопротивление, частотная характеристика и искажения.Тем не менее, помимо более быстрой сборки и более низкой стоимости, в звуке простого усилителя есть что-то особенное, что-то правильное. Может быть, простота — это то, что всегда помогало ламповому звучанию так хорошо звучать.

Самый простой двухтактный усилитель тот, который требует только двух активных устройств. Усилитель на справа использует входной трансформатор для разделения фазы и подачи сигнала усиление. Выходной трансформатор обеспечивает согласование импеданса между выходные лампы и громкоговоритель.Всего из пяти частей это усилитель настолько прост, насколько это возможно. Тем не менее, большая сложность скрыто: трансформаторы совсем не простые, как нет трансформатора соответствует своему идеалу. Используемый провод имеет сопротивление; сердечник, гистерезис; и две обмотки, емкость. Давайте добавьте некоторую индуктивность рассеяния, чтобы действительно испортить вечеринку. Другими словами, нам придется заплатить либо за качественный трансформатор, либо за спектакль.

Поскольку мы вряд ли чтобы избавиться от выходного трансформатора в ламповом усилителе, мы должны Сосредоточьте наше внимание на устранении входного трансформатора. Два Усилители, показанные ниже, делают именно это. Крайний левый усилитель использует дроссель с центральным отводом для разделения фазы сигнала. Другими словами, он принимает входной сигнал и создает дополнительный инвертированный сигнал управлять вторым триодом.Самый правый усилитель полагается на баланс входной сигнал для управления обеими выходными лампами. В обоих усилителях вход усиление сигнала трансформатора было сдвинуто обратно на линейный усилитель, так как линейный усилитель теперь должен обеспечивать достаточное усиление для управления выходом трубка на полную мощность. В зависимости от выходных труб этот повышенный спрос поскольку усиление может быть чрезмерным (150Vpp), таким образом, высокая крутизна Следует использовать выходную трубку, такую ​​как 2A3, EL34, EL84 или 8417.(Фактически, даже версия с входным трансформатором также предъявляет высокие требования к линии усилитель, так как входная емкость выходных ламп эффективно увеличено на квадрат коэффициента намотки, что означает, что при выходе колебания напряжения небольшие, выходной ток линейного каскада высокий частоты значительно увеличены по сравнению с обычным усилителем.)

Теперь давайте рассмотрим несколько плохих идей.Уловка, используемая в дешевых усилителях было отказаться от расходов на входной трансформатор или фазоделитель схема, в которой использовался дополнительный триод, что делает схему более чем случайно похож на СРПП. В усилителе справа видим верхний EL34 управляется входным сигналом, но нижний EL34 получает свой управляющий сигнал от сигнала, развиваемого на верхнем пентоде экран. Что не так с этим усилителем? Степень баланса между лампами меняется в зависимости от импеданса нагрузки и обоих первых пентодов. ограничения искажений и пропускной способности просто каскадированы снизу пентод.Кроме того, шум источника питания не устраняется, поскольку обычно. Тем не менее, хотя результаты не были идеальными, они были хорошими. достаточно для многих приложений, например, для дешевых фонографов.

Последняя конструкция усилителя также несет ограничение на использование пентодов. С другой со стороны, усилитель ниже может использовать триоды или пентоды, как привод нижней трубы сигнал поступает от ответвителя первичной обмотки.Эта схема является даже более близкий эквивалент SRPP, чем предыдущая схема. Но это тоже разделяет те же недостатки. (В идеальном мире, который был идеальным лампы, трансформаторы, нагрузки и источники питания, эти схемы будут работать намного лучше. К сожалению, мы живем не в этом мире.) Единственное преимущество этих двух схем состоит в том, что они заставляют операцию класса A на усилителях.

В качестве лампового двухтактного усилителя необходимо видеть симметричный сигнал привода работает хорошо, похоже с помощью входного трансформатора или сбалансированный линейный сигнал — наши лучшие варианты.

Или они? Следующий усилитель требует плавающего источника питания, так как он смещает свою опорную точку с земли на середину двух входных резисторов 47 кОм. Этот сдвиг в ссылке создает фазовый разделитель из двух резисторов, позволяя несимметричный (несимметричный) линейный усилитель будет использоваться. Этот фазоделитель почти настолько чистый, насколько это возможно, поскольку резисторы не ограничивают частотную характеристику и не добавляют фазовые сдвиги индуктивных фазоделителей. Но требования, предъявляемые к линии с точки зрения необходимого размаха напряжения и усиления, будут большими.Кроме того, любая паразитная емкость между плавающим источником питания и заземленным шасси может нарушить высокочастотное разделение фаз (изолирующие шайбы могут этому противодействовать).


подобно В ламповой версии самый простой усилитель MOSFET должен вмещать только два МОП-транзисторы. И, как и ламповая версия, усилитель MOSFET может использовать входных и выходных трансформаторов, чтобы свести количество деталей к минимуму.Однако, в отличие от ламповой версии, усилитель MOSFET не требуются такие большие передаточные числа обмоток или такое высокое напряжение, как MOSFET имеет несколько значений дополнительной крутизны по сравнению с любой вакуумной лампой.

Все мы знаем, что, хотя лампы не испытывают проблем с перекачкой больших напряжений, им трудно передавать большой ток. Итак, позвольте лампе делать то, что она делает хорошо, и позволить MOSFET делать то, что она делает хорошо.

Усилитель, показанный выше, сам по себе прост.Сбалансированный ламповый линейный каскад обеспечивает все колебания напряжения (+/- 20 вольт), которые требуются полевым МОП-транзисторам для полной нагрузки на 8-омную нагрузку. Дроссель с центральным отводом создает виртуальную отрицательную шину питания. Следовательно, нагрузка может видеть перепад напряжения в этой цепи от 20 до 24 вольт (от 25 до 30 Вт). (Если вдвое больше холостого тепла допустимо, то дроссель можно заменить двумя источниками постоянного тока. См. Иллюстрацию ниже.) Этот усилитель обеспечивает низкие искажения и низкий выходной импеданс.Обратной стороной этого усилителя является то, что выходной каскад должен быть смещен по классу A, чтобы эта топология могла работать с большинством дросселей.


Усилитель мощности в стиле Zeus

Усилитель на полевых МОП-транзисторах, показанный выше, на самом деле был прекрасно создан талантливым английским инженером-электриком Сьюзан Паркер. Она назвала свой усилитель Zeus Power Amplifier . (Показанные детали и значения напряжения приведены только для иллюстрации и не отражают то, что держит настоящий усилитель Zeus.Обязательно загляните на ее сайт для более подробного объяснения ее усилителя. Да, есть женщины-проектировщики аудиосхем ( EveAnna Manley, , «Tube Chick» сразу приходит на ум).

На схеме выше в усилителе используется входной трансформатор для разделения фазы входного сигнала и получения требуемого усиления по напряжению. Два выходных полевых МОП-транзистора сконфигурированы по топологии повторителя источника, которая не обеспечивает усиления, но обеспечивает широкую полосу пропускания, низкий выходной импеданс и низкие искажения.Выходной трансформатор может обеспечивать как повышение, так и понижение напряжения, но никогда не потребуются высокие отношения обмоток, используемые в ламповых усилителях. Эти низкие коэффициенты намотки сами по себе делают трансформатор лучше, а выходной трансформатор этого усилителя может быть даже с единичной обмоткой, 1: 1, что значительно снизит дефекты трансформатора. Единственная очевидная проблема этого усилителя — высокая входная емкость. И снова входная емкость выходного каскада будет увеличена входным трансформатором; или, другими словами, выходное сопротивление линейного каскада эффективно увеличивается на квадрат отношения обмоток входного трансформатора.Другими словами, линейные каскады на лампах с высоким выходным импедансом могут оказаться непригодными, поскольку полоса пропускания может оказаться слишком ограниченной.

Строго говоря, нужны два источника питания, основной и источник питания смещения.



Простая схема смещения на основе резистора

Добавление трех резисторов устраняет необходимость для источника питания смещения. В усилителе выше мы видим три резистора на месте.Обратите внимание, что вторичная обмотка входного трансформатора нагружается двумя последовательно включенными резисторами 280 кОм. На самом деле это преимущество, не в ущерб. Каждый трансформатор имеет оптимальное сопротивление нагрузки, который легко найти с помощью генератора прямоугольных импульсов, потенциометра и область применения. Поскольку 560k вряд ли будет правильным значением для каждого (или любой) входной трансформатор, можно разместить дополнительный нагрузочный резистор прямо через вторичный.Также обратите внимание, что одиночный резистор 10 кОм позволяет установить ток холостого хода, изменяя его значение, и что этот резистор можно было легко заменить потенциометром или, что еще лучше, потенциометр и резистор, соединенные последовательно.


Двухтактный усилитель MOSFET с обратной связью по источнику

Выше показан другой вариант закрепки. Фактически, мы разместили контур обратной связи через выходной трансформатор. Хотя обратная связь может вызвать некоторые проблемы со стабильностью, над этой схемой стоит поэкспериментировать.Представьте, что вы подключаете батарею к выходным соединениям. Один полевой МОП-транзистор будет иметь принудительно положительный источник, который будет служить для его отключения. Другой МОП-транзистор будет иметь принудительно отрицательный источник, который будет служить для его дальнейшего включения. В конечном итоге выходной каскад будет снижать приложенное напряжение.


Двухтактный усилитель MOSFET с усилением по напряжению и обратной связью

Другой подходом было бы использовать некоторые из полевых МОП-транзисторов с высокой крутизной для обеспечения усиления напряжения.Конфигурация полевых МОП-транзисторов как заземленного источника усилители разгружают входной трансформатор, обеспечивая сигнал усиление. Полевые МОП-транзисторы имеют высокий выходной импеданс на стоках, поэтому потребуется петля обратной связи. Усилитель ниже использует две петли обратной связи для снижения выходного сопротивления и искажений. Кроме того, они позволяют нам легко установить необходимое напряжение смещения. Обратите внимание, что в этом случае вторичная обмотка входного трансформатора нагружен двумя последовательно включенными резисторами 20 кОм, а не двумя резисторами 300 кОм струны последовательно.(МОП-транзисторы настроены на инвертирование сигнала у их ворот, поэтому соединение между резисторами эффективно заземлен.)

Еще одна проблема может пойти после выходного трансформатора, как показано ниже. Мы снова вернулись к использованию полевых МОП-транзисторов в конфигурации «источник-последователь». Однако на этот раз выходной трансформатор был заменен дросселем с центральным отводом. Поскольку ток, протекающий по двум путям от центрального ответвителя, одинаков на холостом ходу, дроссель не намагничивается, как это обычно бывает при однонаправленном течении тока.Следовательно, сердечник дросселя не обязательно должен иметь воздушный зазор, хотя это возможно.


Двухтактный буфер / усилитель MOSFET класса A

На всех проводах есть DCR, против высокого холостого тока вызовет напряжение смещения постоянного тока на крайности обмотки дросселя. Однако, поскольку выход усилителя не привязанный к земле, динамик никогда не увидит чистой разницы напряжения постоянного тока. Этот усилитель, в отличие от предыдущих усилителей MOSFET, должен работать в строгом классе-A, поэтому ток холостого хода будет довольно высоким, наполовину пикового текущего спроса.Как определить пиковый текущий спрос? Этот усилитель фактически эквивалентен обычному повторителю источника. усилитель с шинами +/- напряжения такой же, как у одиночной шины этого усилителя; магия индукторов. В этом В этом случае можно предположить, что 12 вольт из 15 вольт блока питания будут подаваться на каждую сторону 8-омной нагрузки, так что всего 24 В (пиковое напряжение) требуется 3А пикового тока (когда одна клемма поднимается, другая вниз).Таким образом, требуется полный ток холостого хода 6 А (24 В / 8 Ом), 3 А на каждый МОП-транзистор. Другими словами, нагрузка 8 Ом может рассматриваться как эквивалент двух последовательно соединенных нагрузок 4 Ом, общее соединение которых заземлено; таким образом, 12В / 4 Ом = 3А. (Если использовался плавающий источник питания, который не был заземлен, отрицательный выход усилителя может быть заземлен, и его положительный выход все равно будет на земле потенциал, так как центральный отвод будет под некоторым отрицательным напряжением — просто примечание для опытных практикующих.)


Двухтактный усилитель на МОП-транзисторах класса A с нагрузкой источника постоянного тока

В качестве альтернативы мы могли бы исключить выходной трансформатор (или дроссель) все вместе. В усилителе ниже мы видим двойные плавающие блоки питания. и две параллельные цепи обратной связи. Это классический Circlotron. переделал. Это может показаться странным, но функционирует идентично обычному биполярный ведомый усилитель источника питания, как показано ниже.В Единственное отличие состоит в том, что используются только N-канальные MOSFET и два силовых нужны припасы. Первое отличие важнее, чем второй. Отчасти простота этого усилителя заключается в использовании идентичные устройства вывода, так как P-канальные MOSFET никогда не совпадают точно их N-канальные дополнения. Следовательно, использование устройства как для уменьшение мощности значительно улучшает естественный баланс усилителя.К сожалению, мы должны использовать входной трансформатор для создания необходимого сбалансированный управляющий сигнал.

Простой цирклотронный усилитель класса AB

Использование P- и N-канальных полевых МОП-транзисторов позволяет нам обойтись несимметричным входным сигналом. В усилителе ниже мы видим дополнительные устройства вывода, настроенные как последователи источника. Поскольку этот усилитель не обеспечивает усиления по напряжению, линейный усилитель будет надо качать полные +/- 30 вольт нужные для вывода усилителя на полную мощность.Поскольку в этом усилителе нет усиления, он использует все крутизна выходного каскада для обеспечения низкий выходной импеданс и низкие искажения.

Двухтактный буфер / усилитель MOSFET

Два конденсатора связи мешают, хотя гораздо меньше, чем входной трансформатор. Тем не менее, было бы неплохо покончить с их. Одна из возможностей — использовать две одноэлементные батареи. пример.Одним из преимуществ использования батарей является то, что при их разряде ток холостого хода будет уменьшаться, а не увеличиваться, как это часто бывает в других схемы смещения батареи. В качестве альтернативы мы можем просто использовать резисторы, так как показано ниже.

Сдвиг земли и вывода создает усилитель из буферной топологии. Усилитель внизу инвертирует входной сигнал на выходе и использует два контура обратной связи для установки усиления и уменьшения выходного сопротивления и искажений.Не будет ли нарушен сигнал, поступающий на нагрузку? из-за электролитических конденсаторов? Да, это будет. Но знаете что: сигнал нарушен из-за электролитических конденсаторов в неплавающий, обычный усилитель, так как выходные токи проходят через конденсаторы источника питания в обоих усилителях одинаково. Это просто мы редко думаем о частях источника питания как о в цепи, хотя они есть.

Примечание для опытного практикующего, если блок питания конденсаторы не нашли подключения к силовому трансформатору центральный отвод, тогда выход этого усилителя будет полностью конденсаторным соединены, что устранит проблемы смещения постоянного тока (резистор 1 кОм затем должен быть подключен от земли к общему проводу конденсаторов. подключение, если конденсаторы различаются по номиналу).Однако для меня большая проблема — несоответствие между устройствами вывода. Следующий вариация на тему решает эту проблему.

Как показано на графике ниже, производительность превосходна для такого простого усилителя. Переведено в процентном соотношении THD, искажение составляет около 0,1% при 1 выходная мощность 3% при полной мощности, 35 Вт. Выходное сопротивление составляет около 1 Ом.Полоса пропускания простирается от постоянного тока до 200 кГц. Конденсатор 170 пФ это своего рода обман для увеличения частоты, поскольку резисторы 12 кОм работая на входной емкости MOSFET ограничить частотную характеристику. Коэффициент усиления всего в 2,4 раза больше входного, поэтому линейный усилитель должен быть способен выдавать пиковое напряжение 10 В. Чем больше усиление, тем выше выходной импеданс и больше искажений. и выбор между более низким входным импедансом или менее расширенной полосой пропускания, что может быть неплохой идеей, поскольку я слышал несколько отличных звуковых усилителей с высоким выходным сопротивлением и полосы пропускания 60 кГц.


Схема к справа — двухтактный усилитель класса А, который не использует отдельный фазоделитель или симметричная входная цепь. Вместо этого текущий нижний полевой МОП-транзистор проходит через резистор 0,65 Ом, определяющий привод сигнал для верхнего полевого МОП-транзистора. Этот резистор теоретически должен быть равен к инверсии gm верхнего MOSFET, но опубликовано спецификация вряд ли будет соответствовать фактическому gm при токе холостого хода, поэтому требуются некоторые эксперименты.

Выход должен иметь конденсаторную связь из-за однополярного питания. питания, но при достаточном шунтировании конденсаторы не должны навредить звук и фактически обеспечит хороший запас прочности. Снова мы вернулись к низкому входному сопротивлению, поэтому стоит посмотреть на трюк с использованием отрицательной шины питания, чтобы позволить больший набор входные и обратные резисторы.


В простейший гибридный усилитель, с точки зрения малого количества деталей, может быть возьмите существующий твердотельный двухтактный усилитель и запустите его каскад усиления с одной лампой.Добавление петли обратной связи дает лампе контроль над твердотельным усилителем. Схема ниже может стать основой отличного компьютерного усилителя, так как только одна лампа и две микросхемы все это может легко поместиться в алюминиевый съемный жесткий диск. держатель привода. LM12 — это надежный четырехконтактный операционный усилитель, способный обеспечить Ток 10 ампер с полной защитой от короткого замыкания.

В качестве альтернативы этот метод может быть применен к более слабому усилителю мощности для наушников.Фактически, 6GM8, напряжение ± 12 В постоянного тока преобразователь, и микросхема двойного усилителя мощности могла быть размещена в Altoid олово, в то время как внешний батарейный блок может содержать свинцово-кислотную батарею 6 В или четыре D-ячейки для тех случаев, когда настенная бородавка недоступна. 6GM8 представляет собой сдвоенный триод, внешне похожий на 6DJ8, а внутри, так как это тоже каркасно-сеточный триод. От 6DJ8 отличается то есть имеет специально обработанный катод, который может испускать сильный электрон поток только под 10 вольт.

Конечно, многие скоро лучше пить красное вино с рыбой, чем использовать IC в их аудио оборудование, даже если эта ИС была такой же гладкой, как LM12. Так что-то сложнее (я имею в виду «дискретный») нужно. В приведенном ниже усилителе используются лампы, транзисторы и полевые МОП-транзисторы. Триод работает в зеркале тока, которое воспроизводит ток колебания триода в коллекторе ПНП, который нагружен резистором 5к.Сигнал, который был инвертирован на триоде пластина затем снова инвертируется транзистором. Прирост намного выше чем вы могли ожидать, поскольку триод не нагружен резистором 5 кОм, а резистором на 200 Ом. Это означает, что триод мало теряет крутизны и претерпевает довольно большие текущие качели. Транзистор, в свою очередь, передает ток на резистор 5 кОм, так же, как каскодная схема.Другими словами, потому что резистор 5k не включен последовательно с триодом, крутизна триода не сокращается; больше крутизны означает больший выигрыш. Этот усилитель не использует внутренних конденсаторов связи, но требует выхода конденсатор.

Похоже на резистор 5к служит резистором обратной связи, но коэффициент усиления усилителя намного меньше, чем коэффициент усиления 100 Ом и Резисторы 5k подразумевают.Если бы транзистор был нагружен постоянной источник тока, тогда резистор 5k можно подключить к выходу и прекрасно работают как резистор обратной связи. Диоды используются как напряжение падает, и струну можно заменить эталоном напряжения или, задыхаясь, стабилитрон. Одна проблема со схемой заключается в том, что ее PSRR — это еще не все это хорошо. Использование пентода или каскода вместо триода может помогите, но есть способ получше.

Следующая цепь сохраняет текущее зеркало и использует биполярный источник питания для выхода этап. (Обратите внимание на более низкие напряжения на шине.) Нижний триод эффективно равен резистору 10 кОм, что позволяет получить большое усиление. Нижний триод также обеспечивает путь к отрицательному шуму источника питания, который затем будет противодействовать положительному шум источника питания и подавление на резисторе 250 Ом.Ницца уловка. В целом неплохой дизайн.

Вот несколько возможных украшений. Обратная связь может быть легко добавлена ​​с катода верхнего триода. к выходу. Может быть добавлен сервопривод постоянного тока, чтобы поддерживать выходной сигнал в центре. при 0 вольт. Может быть интересно послушать нижний мю-триод, например 5687 к. И, наконец, транзистор PNP можно заменить на P-канал. МОП-транзистор.

Так как мы заглянули в SRPP Усилитель MOSFET, мы должны отдать ту же услугу белому катоду последователь. Оптимальная версия белого катодного повторителя TCJ- была много раз упоминалось на этих страницах, так что я не буду утомлять вас слишком много деталей. (Выполните поиск по этому сайту, если хотите узнать больше.) Короче говоря, мы хотим, чтобы схема давала самые большие, наиболее симметричные колебания тока, поэтому мы используем оптимально подобранные чувствительный резистор для управления нижней трубкой.В этом случае трубки были заменены полевыми МОП-транзисторами. Резистор 0,65 Ом равен инверсия крутизны MOSFET, так как ток, протекающий через этот резистор, меняется, нижний MOSFET получает соответствующее напряжение привода. И поскольку мы установили этот резистор на равно обратной крутизне, она эффективно нагружается равным сопротивлением после присоединения петли обратной связи.Это означает что уровень шума источника питания на стоке верхнего полевого МОП-транзистора равняется половине шума источника питания.

Теперь два триода последовательно также определите делитель напряжения 50%, поэтому в их средней точке мощность шум поставки будет уменьшен вдвое также. Каскадирование входной цепи в выходной каскад приводит к в верхнем и нижнем MOSFET видно одинаковое количество питания шум, что означает, что шум блока питания отменяется на выходе — еще один хороший трюк.6GM8 используется здесь с большим успехом, а два 1M резисторы нужны для защиты выходного каскада при нагревании лампы вверх или отсутствует.

Следующий усилитель отображает та же основная топология, но вместо этого используется высоковольтное питание питание, конденсатор связи и 6DJ8s. Обратите внимание на конденсатор 100 мкФ, который соединяет верхний триод. пластина к 40-вольтовому блоку питания. Если этот конденсатор попал на землю, PSRR был бы намного хуже.Думайте об айкидо, а не о дзен. Примечание: обе схемы требовать, чтобы выходной каскад выполнялся в строгом режиме работы класса A, поскольку Выходной каскад с белым катодным повторителем может работать только в том случае, если верхний MOSFET всегда дирижирует; в данном случае около 1А на холостом ходу.

Следующая схема — буфер / усилитель что не дает усиления по напряжению. Задача трубки — обеспечивать ток для управления полевым МОП-транзистором. высокая входная емкость и обеспечение высокого входного сопротивления.В выходной каскад может работать в экономичном классе-AB или в богатом классе-A. DC сервоконтур был бы хорошим дополнением и источником питания ± 90 может быть паразитно выведен из источника питания ± 30.

Что будет, если выход был замкнут на массу? Трубка все равно будет следовать за входом сигнал и выходной каскад будут испытывать огромные колебания тока. Если блок питания остался плавающим, качели будут приводить в движение мощность центральный ответвитель источника питания вверх и вниз в противофазе входному сигналу.Усилитель, показанный ниже, делает эту топологию Чисто. Буфер стал усилителем с большим усилением и высоким выходное сопротивление, что делает его идеальным кандидатом для обратной связи. Но где мы применяем цикл обратной связи?

Поскольку выход инвертирован относительно сетки триода, резистор обратной связи может соединить сетку с выходом. Теперь соотношение между входной резистор и обратная связь задают коэффициент усиления усилителя.Проблема в том, что сопротивление резистора обратной связи настолько велико, что любой паразитная емкость снижает высокочастотную характеристику. С меньшим значением резисторы могут быть использованы, но тогда входной резистор будет загружен выход линейного каскада.

Подлая техника применять обратную связь к верхнему триоду пластина и катод нижнего триода.Схема следующего усилителя проясняет это. Здесь блоки питания действуют как прямые короткие замыкания для выходной сигнал. Например, представьте, что импульс + 1В был вынужден на выходе усилителя. Верхний триод увидит большее напряжение между катодом и пластиной и будет проводить больше тока, что подтяните его катод вверх на 1 мкм. И наоборот, нижний триод увидит меньшее напряжение между катодом и пластиной и будет проводить меньше тока, что поднимет свою пластину на 1 / mu.Теперь верхний полевой МОП-транзистор увеличится его проводимость, в то время как нижний MOSFET уменьшит его проводимость. Поскольку верхний полевой МОП-транзистор проводит больше, его сток будет тянуть вниз его подключение к источнику питания, и выход будет качаться вниз: Другими словами, обратная связь.

Триоды действуют как резисторы обратной связи и устанавливают коэффициент усиления усилитель звука. Итак, коэффициент усиления этого усилителя 33, мю 6DJ8? Нет, ближе к 10, потому что резисторы на входном каскаде не обошел.Следует ли шунтировать эти резисторы? Нет, по мере увеличения количество искажений сверх увеличения усиления. Фактически, триоды прекрасно дополняют полевые МОП-транзисторы, и искажения уменьшаются сверх того, что мы ожидаем только от обратной связи. Ниже представлен Spice B². Схема A / D и моделирование этой топологии.

Схема отличается немного от того, что выше, так как я исследовал разные способы уменьшить искажения.Таким образом, я добавил резисторы последовательно с мощностью блоки питания для имитации DCR блока питания и резистора 0,45 в верхнем источнике MOSFET. Этот резистор уменьшает N-канальный MOSFET крутизна, чтобы она могла лучше соответствовать P-канальному MOSFET естественно более низкая крутизна. (Признаюсь: это так много легче настроить усилитель в SPICE, чем на реальном рабочем месте. Конечно, если вы довольны результатами в SPICE, приступайте к работе. подтвердить.) Прежде всего, обратите внимание на широкую полосу пропускания: ровная от постоянного тока до 100к. Во-вторых, обратите внимание на красиво убывающие гармоники. (Одно преимущество к этому механизму обратной связи, что мало кто узнает его как таковой, что означает, что его можно было бы рекламировать как «обратную связь бесплатно »в высококачественных аудиожурналах, если так хочется.)


После стольких твердотельных устройств, я знаю, что у многих по коже мурашки по коже.Итак, вот токен цельнотрубная конструкция. История этой схемы: около десяти лет назад человек, который занимался изготовлением и продажей копий Futterman OTL, связался с мне. Его усилители звучали не так хорошо, и они были настроены очень хорошо. вверх. Я понял, что проблемы начались с входной трубки, дешевый телевизионный пентод, который работал в режиме голодания: 0,3 мА! Я создал прототип альтернативной входной схемы, которая использовала 6922 в традиционном каскод.Одна проблема, которую я обнаружил с новой схемой, заключалась в том, что она легко мог качать +200 вольт, но только -60 вольт, а выход трубки нужно больше, чем это. Подключив сетку верхнего триода на выходе усилителя чистый отрицательный размах значительно увеличился, так как верхний катод теперь качнулся вместе с пластиной. Кстати, моя схема никогда не использовался, поскольку он утверждал, что схема Футтермана идеальна и не могли быть заменены (странно, как «идеальные схемы» не всегда так хорошо работают), и вскоре после этого он ушел из бизнеса.Единственная петля обратной связи — это 200-омный резистор, соединяющий мосты. вывод на сетку верхнего триода. Дополнительная петля обратной связи может быть добавлен из сетки нижнего триода к выходу, но усиление усилителя резко упадет.

// JRB

Kit Руководство пользователя PDF-файлы
Нажмите на изображение, чтобы загрузить



TCJ PPC, версия 2 Улучшения

Восстановленный движок моделирования
Создавайте отчеты в формате PDF *
Больше графиков 2D / 3D *
Добавлена ​​справочная система
Целевой ток холостого хода
Создание переработанного массива
Трансформатор первичный и вторичный
Включение RDC
Сохранение пользовательских определений трансформатора
Улучшенное отображение результатов
Добавлена ​​сетка результатов массива


TCJ Push-Pull Calculator предназначен только для одной цели: для оценки выходных каскадов на основе ламп путем моделирования фактических характеристик восьми топологий (пять OTL и три с трансформаторной связью) с заданной лампой, источником питания и напряжением смещения, а также импедансом нагрузки. .Точность моделирования зависит от точности используемых моделей трубок, а математическая модель трубки — это та же самая модель True Curves ™, которая используется в программах GlassWare SE Amp CAD и Live Curves, которая намного точнее, чем обычная модель трубки SPICE.

Скачать или CD-ROM
Windows 95/98 / Me / NT / 2000 / XP (29 долларов США)

2A3 Двухтактный усилитель | Д а р к Л а н т е р н

Триодный PP-усилитель с прямым нагревом может сочетать гармоническую естественность триодного усиления с более низким выходным импедансом и хорошим контролем НЧ при двухтактном усилении.

«Я думаю, что производитель усилителя должен проконсультироваться с самим собой и со своим усилителем, прежде чем обращаться к справочникам и властям. И только после долгой обрезки и попыток я нахожу наиболее подходящую точку для звука. Трубка инструкция похожа на телефонную книгу. Это дает идеальные числа. Полезно дать возможность поговорить с девушкой, но по номеру телефона мы не можем увидеть ее красивое лицо. Чтобы добиться наилучшего звука от лампы, даже если правильное соответствие составляет 5k, мы попробуем 7k.И мы пробуем эти «несовпадающие» значения с входными трансформаторами и другими деталями. Когда вы, наконец, найдете лучшую рабочую точку для трубки, вы получите адрес девушек ».

~ Susumu Sakuma

Сначала немного истории…

В 1996 году я построил усилитель Audio Note Kit One 300B.

Это был триодный входной каскад 5687 с драйвером в стиле 6SN7 SRPP для несимметричного выхода 300 В мощностью 7-8 Вт. Нити 300B имели постоянный ток, регулируемый SS.Этот усилитель 300B, созданный на базе усилителя Audio Research D70 (6550 Push Pull), стал настоящим открытием.

Маломощный, но прозрачный и открытый. Широкий динамический диапазон. Односторонний DHT, но не совсем «винтажный» звук.

AN Kit One… мой стиль в стиле Кондо

В 2002 году я построил еще один цельнотриодный усилитель SE. (Вместе с моим приятелем Марком, известным как «Winding Man»).

Этот усилитель был вдохновлен дизайном «Katelelo» 300B Чиро Марцио (изд. Costruire HIFI). В нашей сборке мы использовали входной каскад на триода 76 с силовой лампой DHT 71A (или 46), управляя 2A3 (или 300B).Я использовал выпрямитель на ртутных парах 83… с низким импедансом, большей отдачей, более широкой полосой пропускания. (Примечание: трехкаскадный усилитель инвертирует фазу.)

Полностью триодная топология дает отличное разрешение, большой теплый тон. Отсутствие лишь небольшой динамической «атаки» на какую-то музыку.

Я узнал, что отопление переменного тока звучит чище, менее жестко, более динамично.

В 2003 году… 2-ступенчатый усилитель SET.

Этот усилитель основан на интерпретации Джо Робертса (Sound Practices) классической схемы модели 91 300B Western Electric… пентода в сочетании с 300B.Пентод WE310A заменяется на 6SJ7 или 6J7 (или EF37A). Я использовал выходной триод 2А3. Вы можете использовать другие выпрямители, например. 5Z3 или 5U4.

Как выяснили другие, здесь присутствует синергия пентод-триод… динамичная, маневренная и музыкальная. 6J7 имеет высокое усиление и очень чувствительный усилитель.

Это подводит нас к… двухтактному усилителю на триоде (2A3).

Мне понравился звук 2A3, более нейтральный баланс, чем у 300B, с твердыми низкими частотами.

Триодный PP-усилитель с прямым нагревом может сочетать гармоническую естественность триодного усиления с более низким выходным импедансом и хорошим контролем НЧ при двухтактном усилении.Вдобавок… выходная мощность в 3-4 раза выше, чем у усилителя SE.

Мне сказали, что конструкция 2A3 Push-Pull от японской компании Valves World очень хороша.

Примечания:

  • Петля отрицательной обратной связи на данный момент удалена.
  • Значения
  • PSU изменены для соответствия моно PSU.
  • Используются отдельные трансформаторы накаливания и нагревателя.
  • 3-ступенчатый усилитель инвертирует фазу ( Дополнительный комментарий декабрь 2015 г. : проверьте «абсолютную фазу» выходного сигнала, если можете, например.с помощью осциллографа и соответствующим образом подключите OPT. В моем случае вторичные соединения OPT должны быть подключены противоположной полярности, чтобы выходной сигнал совпадал по фазе с входным сигналом.)

Вы можете видеть, что выходная мощность более 10 Вт доступна при входном напряжении менее 0,4 В (с шунтированными катодами 76) — этот усилитель чувствителен: у меня уже были подходящие выходные трансформаторы Partridge 6k6 PP 25 Вт: мне нужны были деревянные моно корпуса , со всеми компонентами внутри, кроме трубок. Для начальной сборки я использовал «хорошего качества», но не дорогие детали:

  • Металлизированный полипропилен Obbligato соединительные колпачки «медный корпус»
  • Резисторы с проволочной обмоткой (PSU) Mills
  • Резисторы металлопленочные Takman
  • Неиндуктивные резисторы мощности 50 Вт в алюминиевом корпусе (катод 2A3)
  • Катодный байпасный конденсатор Elna Silmic II (катод 2A3)
  • Высоковольтный электролитический конденсатор фильтра блока питания F&T
  • JJ Высоковольтный конденсатор фильтра электролитического блока питания
  • Panasonic TSUP электролитические развязывающие конденсаторы B +

При использовании деревянного шасси необходимо осторожное размещение и ориентация трансформаторов и дросселей во избежание электромагнитного взаимодействия (шума).Трубки все новые Старые сток:

  • RCA или Ken Rad 2A3 (двухпластинчатый)
  • RCA 76 и 6A6
  • RCA 5Z3 выпрямитель

Дополнительный выключатель питания предназначен для переключения центрального отвода HT для предварительного прогрева дополнительного выпрямителя 83 (пары ртути). Также удобно, если вы хотите предварительно нагреть выпрямитель прямого нагрева, например 5Z3 / 5U4.

Частотная характеристика при выходной мощности 1 Вт при нагрузке 8 Ом… неплохо, небольшой спад на ВЧ, но отличные характеристики на низких частотах (20–20 кГц. -0.4 дБ, -1,6 дБ, исх. 1 кГц):

(повторные измерения: сентябрь 2018 г.)

Этот усилитель действительно звучит очень хорошо… не совсем «прозрачная» прозрачность и красивый высокий тон, как у несимметричного усилителя, но… очень хорошие басы и динамический запас по уровню, низкое разрешение, гармонические детали и привлекательный тон.

В целом, сочетание красоты триодов с ритмом и мощностью двухтактного выхода.

См. Обновления в 2016 году: Эта конструкция зарекомендовала себя превосходно, поэтому я обновлю некоторые детали.

Любые комментарии приветствуются!

Нравится:

Нравится Загрузка …

Связанные

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.