Меню

Блок питания для напряжения смещения



Простой, удобный прецизионный стабилизатор накала для лампового УМЗЧ

Конструируя блок питания для лампового усилителя мощности звуковой частоты (УМЗЧ) высокого качества, вопросам выбора, проектирования блока питания (БП) следует уделять также значительную часть своего времени и внимания, особенно, это касается однотактных выходных каскадов, где сигнальные токи проходят и через элементы БП.

Хороший способ повысить параметры усилителя – применение стабилизации напряжений питания. В усилителях мощности это позволит менее зависеть от сетевых капризов, снизить уровень фона, безопасно использовать лампы в режимах близких к предельным, уменьшить массу и габариты прибора. В некоторых специальных малосигнальных усилителях ЗЧ (например, микрофонных, предварительных или усилителях-корректорах для воспроизведения грамзаписи), часто, стабилизация питания – единственный способ получит приемлемый уровень шумов. Следует, однако, помнить, что необходимо стабилизировать все напряжения питания (а минимум их два — в триодном каскаде с автоматическим смещением — +Ua, и напряжение накала). В противном случае, при изменении сетевого напряжения изменится и нестабилизированное напряжение (а часто забывают именно о стабилизации напряжения накала), что вызовет изменение других важных параметров лампы. При этом есть хорошие шансы на выход лампы за предельно допустимые режимы, не говоря о расчетных. Т.е. следует стабилизировать и накал ламп.

Помним, что прямонакальные лампы с катодом-нитью рекомендуют нагревать переменным током, так они равномернее изнашиваются и ресурс их выше. При питании накалов таких ламп постоянным током, при каждом включении прибора лучше менять его полярность.

С лампами маломощными, в предварительных каскадах усилителя, обычно преотлично управляются классические КРЕН-LM. Нити накаливания парных или просто одинаковых ламп удобно соединить последовательно и использовать напряжение -12.6 В. «Вольтдобавка» к стандартным напряжениям микросхем получается включением кремниевого (+0,6…0,8 В) или германиевого (+0,2…0,3 В) диода в разрыв среднего вывода микросхемы. Тем не менее, у этих микросхем есть ряд недостатков ограничивающих их применение, особенно для ламп выходных каскадов с токами накалов выше 1 А.

Представленный несложный стабилизатор накала взят с сайта Клаусмобиль и свободен от многих недостатков присущих аналогам.

-Входное напряжение (переменное) 11 .. 24 V
-Выходное напряжение регулируется от 6.0V (R4, R5 как на схеме) или от 2.5V up (R4=0)
-Минимальное падение напряжения зависит только от сопротивления канала (до 0.07 В/А с IRFP150. Впрочем, это уже не режим стабилизации)
-Предельный ток нагрузки — практически, зависит только от теплоотвода.
-Выходное сопротивление по постоянному току (включая 30 см проводки сечением 0.5кв.мм.) 0.01 Ом
-Схема стабильна на любые реальные нагрузки
-Мягкий старт (задержка включения 0.5с + плавное нарастание до 12В за 1с)
-Шум на выходе — не смог обнаружить (ток нагрузки 1А, падение на транзисторе 0.5В, мультиметр 200мВ, 4 знака)

В реальной схеме номиналы изменены: C03, C04 1000мкФ 35В, С05 2200 мкФ 25В, R2 1kOm 1Вт. Заземляться может как выход 0V, так и +12V, и средняя точка накальных нитей, и вывод (не силовой!) +6V. Как с шумами в схеме получится, так и заземлять. Диоды главного моста — 10 А, диоды умножителя — любые 100В, 1А минимум.

Что потребовалось для работы.

Набор инструментов и материалов для изготовления печатной платы (ПП), набор инструментов для электромонтажа, измерительные приборы, мелочи.

Читайте также:  Блок питания мощность 600w

Печатная плата стабилизатора разработана в программе Sprint-Layout. Было изготовлено две отдельных платы стабилизаторов +12.6 В (последовательно соединенные накалы выходных ламп, последовательно соединенные накалы маломощных ламп) устанавливаемых на общем радиаторе. Оба имеют одинаковую конструкцию и элементы, только второй экземпляр с несколько измененной топологией для более удобного монтажа R6-R8, С7,С8. Размеры и компоновка плат определялись их расположением в конструкции. Регулирующие транзисторы – IRF540 смонтированы навыворот, со стороны печатного монтажа и при установке на радиаторе охлаждения прижимаются к нему спиной — металлическими фланцами. Все выводы схемы для внешнего сообщения с усилителем сделаны с учетом одностороннего доступа к плате.

ПП получилась простой и без SMD элементов, при ее изготовлении применен ручной способ нанесения лакового защитного рисунка – стеклянным рейсфедером.

Заготовка фольгированного стеклотекстолита зачищалась от окислов, на нее накладывался и закреплялся (отгибы, липкая лента с обратной стороны) рисунок дорожек, центры отверстий накернивались, рисунок удалялся. Заготовка сверлилась сверлом ø1,0 мм, отверстия для более крупных элементов рассверливались сверлом 1.5 мм, для крепежа ø3 мм. Просверленные отверстия зачищались некрупной наждачной бумагой от заусенцев.

Рисунок наносил битумным лаком, высохший ретушировал шилом, травил в растворе хлорного железа.

Защитный лак после травления удалил ацетоном, дорожки залудил.

Сборка платы.

Большой оксидный конденсатор (С1,С2) положил на бочок и закрепил двумя скобочками из нетонкой луженой проволоки. Для уменьшения общей высоты платы. Многие двухвыводные элементы устанавливал торчком, это кроме прочего позволило иметь удобные точки для внешнего подключения (учитывая трудность доступа к обратной, печатной стороне).

Регулирующий транзистор установлен со стороны печатного монтажа, металлическим фланцем к радиатору. При установке платы, винты крепежа (по оси пластиковой части транзистора) надежно прижимают его к теплоотводу.

Пробное включение.

В собранной плате проверил правильность монтажа, подключил к штатному трансформатору будущего усилителя. На холостом ходу переменным резистором R5 установил 12 В, затем подрегулировал под нагрузкой. Ею послужила ГУ-50 с кривой электродной системой (накал 12 В). Никаких неожиданностей не было, все работает штатно. При токе накала около 700 мА нагрев железки в районе установки транзистора – едва заметен на ощупь.

Сборка блока выпрямителей-стабилизаторов.

Для натурного макета усилителя собрал блок выпрямителей-стабилизаторов. Радиаторы штатные, крепления (боковые стенки) пока упрощенные. Для установки на деревянное шасси и испытаний-настройки. После отработки схемы, ее придется разобрать для отделки элементов, изготовления и монтажа дополнительных декоративных. Попробую изобразить некую техническую фантазию.

Платы стабилизаторов накала и плата с двумя стабилизаторами анодного напряжения размещены на разных, но одинаковых алюминиевых игольчатых радиаторов. Размещение с учетом высоты элементов плат, так, чтобы уменьшить толщину сборки. Под металлические фланцы регулирующих транзисторов подкладывается слюдяная пластинка, с двух ее сторон – чуток КТП-8.

Две временных боковых стенки вырезаны из оцинкованной стали, в торцах оснований радиаторов просверлены по три глухих отверстия 2.5 мм, нарезана резьба М3. Все как обычно – два номера метчиков, оборот вперед-пол оборота назад для скалывания стружки. При нарезании резьбы в алюминии, в качестве смазки используется керосин. Метчики удобно отчищать от забившейся мелкой стружки старой зубной щеткой.

Блок стабилизаторов будет стоять на верхней панели усилителя рядом с сборкой трансформаторов (в кожухе). Они одинаковой высоты. Трансформаторы (накал сверху, внизу анодное) применены на однотипных магнитопроводах, они удобно ставятся друг на друга и свинчиваются через крепежные отверстия.

Читайте также:  Как узнать исправен ли блок питания для компьютера

Источник

Блок питания для лампового усилителя

Любой ламповый усилитель нуждается в источнике питания. Как правило, требуется от 2 до 4 сотен вольт постоянного тока для питания анодноых цепей, и 6,3 вольт для питания накалов ламп.

Конечно же, есть лампы, которые требуют более высокого напряжения анодного питания.

Существует несколько технических решений, и до сих пор продолжаются споры о том, какое из них лучше.

Источник питания лампового усилителя можно условно разделить на три части, и каждую из них мы разберём отдельно.

1. Трансформатор

Должен иметь одну или несколько низковольтных вторичных обмоток для питания накалов ламп.

Для питания анодных цепей потребуется вторичная обмотка высокого напряжения.

Если будет использоваться двухполупериодный выпрямитель по схеме со средней точкой, тогда нужен будет отвод от середины вторичной обмотки. Обычно такая схема применяется, если для выпрямления используется лампа-кенотрон.

При мостовой схеме выпрямления отвод от середины обмотки не нужен

Для кенотрона ещё потребуется отдельная обмотка — для питания его накала.

Токи, потребляемые накалами каждой лампы можно найти по справочнику, а токи цепи анодного питания зависят от ламп, схемы их включения и настройки режима. Для большинства схем пределы этих токов известны.

Если в выходном каскаде усилителя применяется фиксированное смещение — потребуется ещё одна дополнительная обмотка.

Где можно достать подходящий трансформатор?

  • Заказать на заводе. Сейчас относительно не дорого можно заказать намотку тороидального трансформатора по параметрам заказчика. Многие лампостроители знают завод в Тверской области.
  • Трансформатор от ламповой радиолы. На сайтах объявлений полно предложений, которые можно найти по запросу «трансформатор от радиолы». Убивать живую радиолу ради трансформатора я бы не стал. Стоит учитывать, что большинство трансформаторов в ламповых приёмниках рассчитано на питание одного канала УЗЧ. Поэтому для стерео усилителя потребуется два таких трансформатора, причём одинаковых

Источник

Регулируемые импульсные блоки питания с Алиэкпресс. Подборка-путеводитель

Регулируемые блоки питания — широкий класс устройств, в которых может регулироваться хотя бы один параметр выхода: напряжение, ток или порог срабатывания защиты по току.

Но так исторически сложилось, что наиболее продвинутые из них выделились в отдельный класс лабораторных блоков питания, отличающихся хорошими характеристиками выходного напряжения, обязательным наличием регулировки величины выходного напряжения и уровня стабилизации (или ограничения) выходного тока. Кроме этого, они должны обладать и подходящим конструктивом для обеспечения безопасной и удобной работы.

Часто они также обладают дополнительными возможностями: измерением не только напряжения и тока, но и отдаваемой мощности; цифровым управлением, памятью режимов и т.п.

В данной подборке лабораторные блоки питания рассматриваться не будут, а будут рассмотрены более простые устройства, во многих ситуациях, тем не менее, достаточные для проведения ремонтно-испытательных работ или же для постоянного применения совместно с питаемым устройством.

В подборке блоки питания будут рассмотрены в порядке от более простых к более «навороченным».

Указанные в подборке цены — примерные на дату обзора с доставкой в Россию; они могут меняться как в зависимости от курсов валют, так и по воле продавцов.

Импульсный блок питания на 96 Вт со ступенчатой регулировкой выходного напряжения

Этот блок питания внешне похож на стандартный блок питания для ноутбука, и отличается от такового только возможностью переключения выходного напряжения. Если правильно устанавливать напряжение, то, действительно, можно и ноутбуки заряжать (набор переходников — в комплекте).

Читайте также:  Блок питания для ноутбука dell d500

Он может выдавать напряжения 12, 15, 16, 18, 19, 20 и 24 Вольт.

Допустимый выходной ток для напряжений 20 и 24 В составляет 4 А, для всех остальных — 4.5 А.

Установка выходного напряжения осуществляется переключателем ползункового типа сбоку устройства; а индикация — семью светодиодами на верхней поверхности.

Источник

Стабилизаторы напряжения в блоках питания

Стабилизаторы напряжения в блоках питания при конструировании стабилизированных блоков питания различной аппаратуры, как правило, используют микросхемы стабилизаторов напряжения. Большая номенклатура таких микросхем предоставляет конструкторам широкую возможность их выбора для создания стабилизатора с требуемыми параметрами. В некоторых случаях, однако, для построения относительно мощных стабилизаторов вполне применимы маломощные микросхемы. Примером в этом отношении может служить построение стабилизатора напряжения, встраиваемого в сетевой адаптер.

В большинстве случаев, как известно, такие адаптеры, особенно импортные, обеспечивают выходной ток до 0,5 А и не содержат стабилизатора напряжения. Если для повышения “качества” выпрямленного напряжения необходим стабилизатор, можно использовать микросхемы ИМС. Из-за доступности микросхем серии КР142. Для получения выходного напряжения 9В обычно выбирают КР142ЕН8А, КР142ЕН8Г. Однако они обеспечивают ток нагрузки до 1 …1,5А при еще большем токе короткого замыкания (КЗ). Из-за этого при возникновении аварийной ситуации могут выйти из строя трансформатор и выпрямительные диоды адаптера. Чтобы избежать этого, нужен стабилизатор с током нагрузки до 0,5 А и током КЗ не более 0,6 А. Но найти микросхемы с такими параметрами и с выходным напряжением 9 В затруднительно.

Стабилизаторы напряжения в блоках питания выход из положения есть. Нужно использовать маломощную микросхему и “умощнить” ее с помощью транзистора (на рисунке выше в статье). В таком устройстве при токе нагрузки более 20 мА падения напряжения на резисторе R1 окажется достаточно для открывания транзистора VT1. Ток потечет “в обход” DA1, выходное напряжение будет определяться ее параметрами, а ток нагрузки может превысить допустимый выходной ток микросхемы во много раз. Правда, ток КЗ достигнет 1…1.5А, что чревато вышеуказанными последствиями.

Ограничить ток КЗ нетрудно введением еще одного транзистора (VT2 на рисунке).

Тогда при токе нагрузки до 20 мА по-прежнему будет работать только DA1, а транзисторы окажутся закрытыми. Когда ток превысит указанное значение, откроется транзистор VT1 и ток потечет через него. Как только ток достигнет значения 400…500 мА либо в цепи нагрузки возникнет КЗ, на резисторе R1 появится такое напряжение, которое откроет транзистор VT2. Теперь оба транзистора начнут работать в режиме стабилизатора тока.

Резистором R1 задают ориентировочное значение тока стабилизации: lCT = 0,6/R1. При этом ток КЗ составит: lK3 = lCT + 1КЗ.МС, где кз.мс ток КЗ микросхемы. В обоих устройствах транзисторы VT1 — любые из серий КТ814, КТ816. Транзистор VT2 должен быть с малым напряжением насыщения коллектор—эмиттер, поэтому желательно применить, кроме указанного на схеме, транзисторы КТ208А—КТ208М, КТ209А—КТ209М, КТ3107А-КТ3107И, КТ3108А— КТ3108В. Конденсатор С1 — конденсатор фильтра адаптера.

Источник