Меню

Доработка импульсного блока питания для усилителя мощности

Доработка импульсного блока питания для усилителя мощности

  • Усилители мощности
  • Светодиоды
  • Блоки питания
  • Начинающим
  • Радиопередатчики
  • Разное
  • Ремонт
  • Шокеры
  • Компьютер
  • Микроконтроллеры
  • Разработки
  • Обзоры и тесты
  • Обратная связь
  • Форум
    • Усилители мощности
    • Шокеры
    • Качеры, катушки Тэсла
    • Блоки питания
    • Светодиоды
    • Начинающим
    • Жучки
    • Микроконтроллеры
    • Устройства на ARDUINO
    • Программирование
    • Радиоприемники
    • Датчики и ИМ
    • Вопросы и ответы
  • Online расчёты
  • Умный дом
  • Видео
  • RSS
  • Приём статей
    • Усилители мощности
    • Светодиоды
    • Блоки питания
    • Начинающим
    • Радиопередатчики
    • Разное
    • Ремонт
    • Шокеры
    • Компьютер
    • Микроконтроллеры
    • Разработки
    • Обзоры и тесты
    • Обратная связь
  • Форум
    • Усилители мощности
    • Шокеры
    • Качеры, катушки Тэсла
    • Блоки питания
    • Светодиоды
    • Начинающим
    • Жучки
    • Микроконтроллеры
    • Устройства на ARDUINO
    • Программирование
    • Радиоприемники
    • Датчики и ИМ
    • Вопросы и ответы
  • Online расчёты
  • Умный дом
  • Видео
  • RSS
  • Приём статей
  • Мощный ИИП для питания усилителей

    Сетевой блок питания на основе старых добрых железных трансформаторов сегодня уже роскошь, поэтому радиолюбители все чаще и чаще стремятся к импульсным источникам питания. В свою очередь мне тоже был нужен ИИП , как простой и надежный вариант для питания усилителя по схеме ЛАНЗАР.

    Недолго думая решил в очередной раз собрать старую и добрую схему на основе высоковольтного полумостового драйвера IR2153.

    Мощный ИИП для питания усилителей на ir2151, схема

    Усилитель по схеме ланзара при максимальной мощности может обеспечивать до 350 ватт выходной мощности, но запускать усилитель на таких мощностях крайне не советуется. Оптимальный вариант выходной мощности до 280 ватт, этого вполне хватит для полной раскачки современных сабвуферных головок на 1000 ватт, как в моем случае.

    Сам блок питания должен обеспечить нужную мощность с учетом КПД усилителя в классе АB (не более 60%) для, следовательно 280-300 ватт (мощность на выходе усилителя) и еще дополнительных 120 ватт, которые идут на тепловые потери, итого — 400-420 ватт. Типичная схема на IR2153 вполне может обеспечить 500-800 и даже больше ватт, но разумеется если разогнать блок. А разгон делается подбором электролитов полумоста, использованием более мощных силовых ключей, но нам не нужна высокая мощность, поэтому блок мучить не будем. В нашем случае — максимальная мощность БП до 500 ватт.

    Мощный ИИП для питания усилителей на ir2153, платаМощный ИИП для питания усилителей на ir2153, смонтировано часть деталей

    Плата от многоуважаемого DTS. Плата хороша тем, что предусмотрены места для предохранителей, довольно удобная и габаритная плата.

    В качестве мостового выпрямителя задействовал довольно крутые, но одновременно дорогие диоды MUR860, это высоковольтные супербыстрые диоды на 8Ампер без теплоотвода, с ним можно и до 10-15 Ампер (ИМХО), со своей задачей справлялись на ура. Блок питания обеспечивает двухполярное 50 вольт для питания ланзара, на счет намоточных параметров — думаю все отлично видно по расчету, поэтому мелочиться не буду.

    Мощный ИИП для питания усилителей на ir2153, расчёт трансформатора

    Магнитопроводов два, обе обмотки растянуты по всему кольцу, изоляция тряпочной изолентой.

    Мощный ИИП для питания усилителей на ir2153, изолированное ферритовое кольцоМощный ИИП для питания усилителей на ir2153, сердечник готов к намотке

    Мощный ИИП для питания усилителей на ir2153, намотана первичкаМощный ИИП для питания усилителей на ir2153, трансформатор с намотанной первичкой

    Мощный ИИП для питания усилителей на ir2153, намотана первичная обмоткаМощный ИИП для питания усилителей на ir2153, хорошо изолируем первичную обмотку

    Мощный ИИП для питания усилителей на ir2153, трансформатор с межслойной изоляциейМощный ИИП для питания усилителей на ir2153, детали преобразователя

    Мощный ИИП для питания усилителей на ir2153, фильтр по питанияМощный ИИП для питания усилителей на ir2153, транзисторы преобразователя

    Мощный ИИП для питания усилителей на ir2153, трансформатор со вторичной обмоткойМощный ИИП для питания усилителей на ir2153, хорошо изолируем выводы трансформатора

    Мощный ИИП для питания усилителей на ir2153, зачищаем и облуживаем концы обмотокМощный ИИП для питания усилителей на ir2153, готовый трансформатор

    Мощный ИИП для питания усилителей на ir2153, собранная платаМощный ИИП для питания усилителей на ir2153, плата, вид на дорожки

    Мощный ИИП для питания усилителей на ir2153, преобразователь, вид на трансформаторМощный ИИП для питания усилителей на ir2153, смонтировано часть деталей

    Мощный ИИП для питания усилителей на ir2153, вид сверхуМощный ИИП для питания усилителей на ir2153, смонтировано часть деталей

    Мощный ИИП для питания усилителей на ir2153, в сравнении с рукойМощный ИИП для питания усилителей на ir2153, рядом с ланзаром

    Мощный ИИП для питания усилителей на ir2153, рядом с ФНЧ и УНЧМощный ИИП для питания усилителей на ir2153, предварительная компоновка усилителя

    В фильтре использовал 6 электролитов по 1000 мкФ (3 электролита в плече) с расчетным напряжением 63Вольт, но лучше кондеры взять с запасом по напряжению.

    На счет работы, как только не мучил этот блок,хотя он не имеет никаких защит, но работает на порядок лучше тех блоков, которые напичканы всевозможные экзотическими защитами, опять же уместно — «ГЕНИАЛЬНО ВСЕ, ЧТО ПРОСТО»

    С уважением — АКА КАСЬЯН

    Связанные статьи

    Мощный импульсный блок питания

    В радиолюбительской практике многие самодельные конструкции остаются на полках без внимания по той причине, что не имеют блока питания. Одна из самых повторяемых.

    Преобразователь напряжения на SG3525

    На днях возникла необходимость собрать преобразователь напряжения с выходным стабильным напряжением 0,7В и током 70А. Не долго думая, в качестве шим контроллера.

    Переделка электронного трансформатора

    Электронный трансформатор — сетевой импульсный блок питания, который предназначен для питания галогенных ламп 12 Вольт. Подробнее о данном устройстве в статье.

    Электронный трансформатор (ознакомление)

    Электронный трансформатор (ЭТ) — импульсный сетевой блок питания, основное предназначение которого — питание галогенных ламп с напряжением 12 вольт.

    Источник

    

    Изготовление домашней аудиосистемы — часть 2

    После небольшого перерыва я снова тут)) Сегодня давайте поговорим более подробно о самой важной вещи в любом усилителе, о том, с чего начинается звук. Блок питания. От качества этого узла зависит очень многое, и по этому тут не стоит брать что попало.

    Есть два варианта блоков питания для усилителей — импульсный и трансформаторный БП. Оба варианта имеют свои плюсы и минусы. Но обо все по порядку.

    В ходе проектирования усилителя я закладывал питание от импульсного блока питания, ибо он имеет малый вес, компактен и при всех этих бонусах обладает большой мощностью. Самое главное отличие импульсного блока питания от обычного сетевого — это частота) Сетевой блок питания работает на частоте 50 Гц, по этому что бы передать нужную мощность в единицу времени нужна большой габарит железа этого самого трансформатора, что бы так сказать насытится энергией (это если очень упрощенно), а у импульсного блока питания все гораздо интереснее, он преобразовывает сетевую частоту 50 Гц в в частоту выше в 1000 раз! Что позволяет уменьшить габариты трансформатора (да, внезапно в ИБП тоже есть трансформатор, не во всех конечно) в десятки раз, при той же мощности) Вот такая замечательная штука этот ИБП. Типов ИБП бывает большое количество, я для своего усилителя взял зарядку от ноутбука, и она неплохо подошла для этих целей) Если усилитель, который вы захотите собрать будет питаться от однополярного напряжения, то зарядка вам тоже подойдет.

    Если у вас нет никаких требований к габаритам и весу усилителя то есть дешевый, даже почти бесплатный вариант для питания усилителя. Причем он валяется под ногами, вернее стоит.

    Вот такое замечательное устройство, которое имеет внутри не менее замечательный и при этом мощный трансформатор, который просто отлично подходит под наши цели.

    Если раздраконить коробку, внутри найдете вот такой вот агрегат

    Этого трансформатора хватит, что бы запитать усилитель мощностью в 100 ватт, что очень даже неплохо!)

    Источник

    Немного о блоках питания усилителей (часть I)

    Опубликовано: 6 марта, 2017 • Рубрика: Блоки питания

    Блок питания усилителя мощностиКазалось бы что может быть проще, подключить усилитель к блоку питания, и можно наслаждаться любимой музыкой?

    Однако, если вспомнить, что усилитель по сути модулирует по закону входного сигнала напряжение источника питания, то станет ясно, что к вопросам проектирования и монтажа блока питания стоит подходить очень ответственно.

    Иначе ошибки и просчёты допущенные при этом могут испортить (в плане звука) любой, даже самый качественный и дорогой усилитель.

    Стабилизатор или фильтр?

    Удивительно, но чаще всего для питания усилителей мощности используются простые схемы с трансформатором, выпрямителем и сглаживающим конденсатором. Хотя в большинстве электронных устройств сегодня используются стабилизированные блоки питания. Причина этого заключается в том, что дешевле и проще спроектировать усилитель, который бы имел высокий коэффициент подавления пульсаций по цепям питания, чем сделать относительно мощный стабилизатор. Сегодня уровень подавления пульсаций типового усилителя составляет порядка 60дБ для частоты 100Hz , что практически соответствует параметрам стабилизатора напряжения. Использование в усилительных каскадах источников постоянного тока, дифференциальных каскадов, раздельных фильтров в цепях питания каскадов и других схемотехнических приёмов позволяет достичь и ещё больших значений.

    Читайте также:  Тема Ремонт телевизора Юность 406Д

    Питание выходных каскадов чаще всего делается нестабилизированным. Благодаря наличию в них 100% отрицательной обратной связи, единичному коэффициенту усиления, наличию ОООС, предотвращается проникновение на выход фона и пульсаций питающего напряжения.

    Выходной каскад усилителя по сути является регулятором напряжения (питания), пока не войдет в режим клиппирования (ограничения). Тогда пульсации питающего напряжения (частотой 100 Гц) модулируют выходной сигнал, что звучит просто ужасно:

    Блок питания усилителя

    Если для усилителей с однополярным питанием происходит модуляция только верхней полуволны сигнала, то у усилителей с двухполярным питанием модулируются обе полуволны сигнала. Большинству усилителей свойственен этот эффект при больших сигналах (мощностях), но он никак не отражается в технических характеристиках. В хорошо спроектированном усилителе эффекта клиппирования не должно происходить.

    Чтобы проверить свой усилитель (точнее блок питания своего усилителя), вы можете провести эксперимент. Подайте на вход усилителя сигнал частотой чуть выше слышимой вами. В моём случае достаточно 15 кГц :(. Повышайте амплитуду входного сигнала, пока усилитель не войдёт в клиппинг. В этом случае вы услышите в динамиках гул (100Гц). По его уровню можно оценить качество блока питания усилителя.

    Предупреждение! Обязательно перед этим экспериментом отключите твиттер вышей акустической системы иначе он может выйти из строя.

    Стабилизированный источник питания позволяет избежать этого эффекта и приводит к снижению искажений при длительных перегрузках. Однако, с учётом нестабильности напряжения сети, потери мощности на самом стабилизаторе составляют примерно 20%.

    Другой способ ослабить эффект клиппирования это питание каскадов через отдельные RC-фильтры, что тоже несколько снижает мощность.

    В серийной технике такое редко применяется, так как помимо снижения мощности, увеличивается ещё и стоимость изделия. Кроме того, применение стабилизатора в усилителях класса АВ может приводить к возбуждению усилителя из-за резонанса петель обратной связи усилителя и стабилизатора.

    Потери мощности можно существенно сократить, если использовать современные импульсные блоки питания. Тем не менее, здесь всплывают другие проблемы: низкая надёжность (количество элементов в таком блоке питания существенно больше), высокая стоимость (при единичном и мелко-серийном производстве), высокий уровень ВЧ-помех.

    Типовая схема блока питания для усилителя с выходной мощностью 50Вт представлена на рисунке:

    Блок питания усилителя

    Выходное напряжение за счёт сглаживающих конденсаторов больше выходного напряжения трансформатора примерно в 1,4 раза.

    Пиковая мощность

    Несмотря на указанные недостатки, при питании усилителя от нестабилизированного источника можно получить некоторый бонус — кратковременную (пиковую) мощность выше, чем мощность блока питания, за счёт большой ёмкости фильтрующих конденсаторов. Опыт показывает, что требуется минимум 2000мкФ на каждые 10Вт выходной мощности. За счёт этого эффекта можно сэкономить на трансформаторе питания — можно использовать менее мощный и, соответственно, дешёвый трансформатор. Имейте ввиду, что измерения на стационарном сигнале этого эффекта не выявят, он проявляется только при кратковременных пиках, то есть при прослушивании музыки.

    Стабилизированный блок питания такого эффекта не даёт.

    Параллельный или последовательный стабилизатор ?

    Бытует мнение, что параллельные стабилизаторы лучше в аудиоустройствах, так как контур тока замыкается в локальной петле нагрузка-стабилизатор (исключается источник питания), как показано на рисунке:

    Стабилизатор напряжения питания

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

    Автор использует стабилитроны для питания операционных усилителей. При этом можно организовать индикацию напряжения питания практически без дополнительных затрат (светодиодам не нужны гасящие резисторы):

    Стабилизатор напряжения питания
    Защитные резисторы

    Каждому радиолюбителю наверняка знаком запах горелого резистора. Это запах горящего лака, эпоксидной смолы и. денег. Между тем, дешёвый резистор может спасти ваш усилитель!

    Автор при первом включении усилителя в цепях питания вместо предохранителей устанавливает низкоомные (47-100 Ом) резисторы, которые в несколько раз дешевле предохранителей. Это не раз спасало дорогие элементы усилителя от ошибок в монтаже, неправильно выставленного тока покоя (регулятор поставили на максимум вместо минимума), перепутанной полярности питания и так далее.

    На фото показан усилитель, где монтажник перепутал транзисторы TIP3055 с TIP2955.

    защита усилителя

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

    Главное — падение напряжения

    При проектировании печатных плат блоков питания и не только не надо забывать, что медь не является сверхпроводником. Особенно это важно для «земляных» (общих) проводников. Если они тонкие и образуют замкнутые контуры или длинные цепи, то в из-за протекающего тока на них получается падение напряжения и потенциал в разных точках оказывается разным.

    Для минимизации разности потенциалов принято общий провод (землю) разводить в виде звезды — когда к каждому потребителю идёт свой проводник. Не стоит термин «звезда» понимать буквально. На фото показан пример такой правильной разводки общего провода :

    блок питания усилителя

    В ламповых усилителях сопротивление анодной нагрузки каскадов довольно высокое, порядка 4кОм и выше, а токи не очень велики, поэтому сопротивление проводников не играет существенной роли. В транзисторных усилителях сопротивления каскадов существенно ниже (нагрузка вообще имеет сопротивление 4Ом), а токи гораздо выше, чем в ламповых усилителях. Поэтому влияние проводников тут может быть весьма существенным.

    Сопротивление дорожки на печатной плате в шесть раз выше, чем сопротивление отрезка медного провода такой же длинны. Диаметр взят 0,71мм, это типичный провод, который используется при монтаже ламповых усилителей.

    печатная плата блока питания

    0.036 Ом в отличие от 0.0064 Ом! Учитывая, что токи в выходных каскадах транзисторных усилителей могут в тысячу раз превышать ток в ламповом усилителе, получаем, что падение напряжения на проводниках может быть в 6000! раз больше. Возможно, это одна из причин, почему транзисторные усилители звучат хуже ламповых. Это также объясняет, почему собранные на печатных платах ламповые усилители часто звучат хуже прототипа, собранного навесным монтажом.

    Не стоит забывать закон Ома! Для снижения сопротивления печатных проводников можно использовать разные приёмы. Например, покрыть дорожку толстым слоем олова или припаять вдоль дорожки лужёную толстую проволоку. Варианты показаны на фото:

    печатная плата блока питания

    Импульсы заряда

    Для предотвращения проникновения фона сети в усилитель нужно принять меры от проникновения импульсов заряда фильтрующих конденсаторов в усилитель. Для этого дорожки от выпрямителя должны идти непосредственно на конденсаторы фильтра. По ним циркулируют мощные импульсы зарядного тока, поэтому ничего другого к ним подключать нельзя. цепи питания усилителя должны подключаться к выводам конденсаторов фильтра.

    Правильное подключение (монтаж) блока питания для усилителя с однополярным питанием показан на рисунке:

    монтаж блока питания

    Увеличение по клику

    На рисунке показан вариант печатной платы:

    монтаж блока питания

    Увеличение по клику

    Автору до сих пор попадаются усилители, у которых высокий уровень фона вызван неправильной разводкой земли и подключением дорожек от разных «потребителей» к выходам выпрямителя.

    Читайте также:  Поставка оборудования видеонаблюдения в соответствии со спецификацией

    Пульсации

    Большинство нестабилизированных источников питания имеют после выпрямителя только один сглаживающий конденсатор (или несколько включенных параллельно). Для улучшения качества питания можно использовать простой трюк: разбить одну ёмкость на две, а между ними включить резистор небольшого номинала 0,2-1 Ом. При этом даже две ёмкости меньшего номинала могут оказаться дешевле одной большой.

    пульсации выходного напряжения

    Это дает более плавные пульсации выходного напряжения с меньшим уровнем гармоник:

    пульсации выходного напряжения

    При больших токах падение напряжения на резисторе может стать существенным. Для его ограничения до 0,7В параллельно резистору можно включить мощный диод. В этом случае, правда, на пиках сигнала, когда диод будет открываться, пульсации выходного напряжения опять станут «жесткими».

    Статья подготовлена по материалам журнала «Практическая электроника каждый день»

    Автор: Джек Розман

    Вольный перевод: Главного редактора «РадиоГазеты»

    Источник

    Доработка импульсного блока питания для усилителя мощности

    интересные РАДИОСХЕМЫ самодельные

    • ELWO
    • 2SHEMI
    • БЛОГ
    • СХЕМЫ
      • РАЗНЫЕ
      • ТЕОРИЯ
      • ВИДЕО
      • LED
      • МЕДТЕХНИКА
      • ЗАМЕРЫ
      • ТЕХНОЛОГИИ
      • СПРАВКА
      • РЕМОНТ
      • ТЕЛЕФОНЫ
      • ПК
      • НАЧИНАЮЩИМ
      • АКБ И ЗУ
      • ОХРАНА
      • АУДИО
      • АВТО
      • БП
      • РАДИО
      • МД
      • ПЕРЕДАТЧИКИ
      • МИКРОСХЕМЫ
    • ФОРУМ
      • ВОПРОС-ОТВЕТ
      • АКУСТИКА
      • АВТОМАТИКА
      • АВТОЭЛЕКТРОНИКА
      • БЛОКИ ПИТАНИЯ
      • ВИДЕОТЕХНИКА
      • ВЫСОКОВОЛЬТНОЕ
      • ЗАРЯДНЫЕ
      • ЭНЕРГИЯ
      • ИЗМЕРЕНИЯ
      • КОМПЬЮТЕРЫ
      • МЕДИЦИНА
      • МИКРОСХЕМЫ
      • МЕТАЛЛОИСКАТЕЛИ
      • ОХРАННЫЕ
      • ПЕСОЧНИЦА
      • ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
      • ПЕРЕДАТЧИКИ
      • РАДИОБАЗАР
      • ПРИЁМНИКИ
      • ПРОГРАММЫ
      • РАЗНЫЕ ТЕМЫ
      • РЕМОНТ
      • СВЕТОДИОД
      • СООБЩЕСТВА
      • СОТОВЫЕ
      • СПРАВОЧНАЯ
      • ТЕХНОЛОГИИ
      • УСИЛИТЕЛИ

    Импульсные блоки питания постепенно вытесняют своих традиционных сородичей и в звукотехнике, поскольку и экономически и габаритно выглядят заметно привлекательней. Тот же фактор, что импульсные блоки питания вносят свою не малую лепку искажения усилителя, а именно появления дополнительных призвуковуже теряет свою актуальность в основном по двух причинам — современная элементная база позволяет конструировать преобразователи с частотой преобразования значительно выше 40 кГц, следовательно вносимые источником питания модуляции питания будут находиться уже в ультразвуке. Кроме этого более высокую частоту по питанию гораздо легче отфильтровать и использование двух Г-образных LC фильтров по цепям питания уже достаточно сглаживают пульсации на этих частотах.
    Конечно же есть и ложка дегтя в этой бочке меда — разница в цене между типовым источником питания для усилителя мощности и импульсным становиться более заметной при увеличении мощности этого блока, т.е. чем мощней блок питания, тем больше он выгодней по отношению к своему типовому аналогу.
    И это еще не все. Используя импульсные источники питания необходимо придерживаться правил монтажа высокочастотных устройств, а именно использование дополнительных экранов, подачи на теплоотводы силовой части общего провода, а так же правильной разводке земли и подключения экранирующих оплеток и проводников.
    После небольшого лирического отступления об особеностях импульсных блоков питания для усилителей мощности собсвенно принципиальная схема источника питания на 400Вт:

    Рисунок 1. Принципиальная схема импульсного блока питания для усилителей мощности до 400 Вт
    УВЕЛИЧИТЬ
    Управляющим контроллером в данном блоке питания служит TL494. Разумеется, что есть и более современные микросхемы для выполнения этой задачи, однако мы используем именно этот контроллер по двум причинам — его ОЧЕНЬ легко приобрести. В изготавливаемых блоках питания мы использем микросхемы фирмы Texas Instruments и качеством этих контроллеров ОЧЕНЬ довольны. Усилитель ошибки охвачен ООС, позволяющей добиться довольно большого коф. стабилизации (отношение резисторов R4 и R6). Более подробно о контроллере TL 494 можно почитать тут и тут.
    После контроллера стоит полумостовой драйвер IR2110, который собственно и управляет затворами силовых транзисторов. Исполльзование драйвера позволило отказаться от согласующего трансформатора, широко используемого в комьютерных блоках питания. Драйвер IR2110 нагружен на затворы через ускоряющие закрытие полевиков цепочки R24-VD4 и R25-VD5.
    Силовые ключи VT2 и VT3 работают на первичную обмотки силового трансформатора. Средняя точка, необходимая для получения переменного напряжения в первичной обмотке трансформатора формируется элементами R30-C26 и R31-C27.
    Моточные данные данные для сетевых импульсных источников питания на ферритовых кольцах проницаемостью 2000НМ сведены в таблицу 1.

    Последовательно с первичной обмоткой силового трансформатора включен трансформатор тока TV1, позволяющий контролировать протекающий через силовые ключи ток и строить на этом токовую защиту. Кроме этого используя выходное напряжение с трансформатора тока можно управлять оборотами вентилятора принудительного охлаждения (VT4).
    Вторичное питание состоит из трех двуполярных источников — два силовых для питания одного усилителя с двухуровневым питанием или двух усилителей с двуполярным питанием. Причем во втором случае величины выходных напряжений могут отличаться — более низкое для широкополосных, а более высокое для сабвуфера или же одинаковыми для раздельного питания каждого канала. Третье двуполярное напряжение используется для питания предварительных каскадов.
    Кроме этого имеется дополнительный однополярный источник напряжения используемый для питания контроллера TL494, полумостового драйвера IR2110 и реле мягкого старта.
    Выходное напряжение контролируется лишь по одному плечу двуполярного источника. Стаблизация остальных силовых напряжений производится при помощи дросселя групповой стабилизации L1.
    Если необходимо получить лишь один двуполярный силовой источник, то принципиальную схему можно упростить исключив не нужные элементы
    Для примера приведена принципиальная схема сетевого импульсного источника питания для УМЗЧ мощностью до 2000 Вт с двумя и одним двуполярным источниками напряжения.


    Рисунок 2. Принципиальная схема импульсного блока питания с двумя двуполярными источниками и суммарной выходной мощностью до 2000 Вт

    Рисунок 3. Принципиальная схема импульсного блока питания с одним двуполярным источником и суммарной выходной мощностью до 2000 Вт

    Как видно из схем они отличаются лишь емкостями фильтров первичного питания и используемыми силовыми транзисторами. Емкость фильтров первичного питания расчитывается из отношения 1 мкФ на 1 Вт выходной мощности, а силовые транзисторя олжны иметь максимальный ток минимум на 30% больше чем ток протекающий через первичную обмотку силового трансформатора при максимальной мощности. Для большей наглядности емкости фильтров первичного питания и рекомендуемые силовые транзисторы сведены в таблицу

    Несколько слов об алгоритме работы данного блока питания:
    В момент подачи сетевого напряжения 220 В емкости фильтров первичного питания С15 и С16 заражаются через резисторы R8 и R11, что не позволяет перегрузиться лиолному мосту VD током короткого замыканияполностью разряженных С15 и С16. Одновременно происходит зарядка конденсаторов С1, С3, С6, С19 через линейку резисторов R16, R18, R20 и R22, стабилизатор 7815 и резистор R21.
    Как только величена напряжения на конденсаторе С6 достигнет 12 В стабилитрон VD1 «пробивается» и через него начинает течть ток заряжая конденсатор C18 и как только на плюсовом выводе этого конденсатора будет достигнута величина достаточная для открытия тиристора VS2 он откроется. Это повлечет включение реле К1, которое своими кнтактами зашунтирует токоограничивающие резисторы R8 и R11.Кроме этого открывшийся тиристор VS2 откроет транзистор VT1 и на контроллер TL494 и полумостовой драйвер IR2110. Контроллер начнет режим мягкого старта, длительность которого зависит от номиналов R7 и C13.
    Во время мягкого старта длительность импульсов, открывающих силовые транзисторы увеличиваются постепенно, тем самым постепенно заряжая конденсаторы вторичного питания и ограничивая ток через выпрямительные диоды. Длительность увеличивается до тех пор, пока величина вторичного питания не станет достаточной для открытия светодиода оптрона IC1. Как только яркость светодиода оптрона станет достаточной для открытия транзистора длительность импульсов перестанет увеличиваться (рисунок4).

    Рисунок 4. Режим мягкого старта.

    Читайте также:  Элемент питания Panasonic Alkaline Power LR6APB 2BP

    Тут следует отметить, что длительность мягкого старта ограничена, поскольку проходящего через резисторы R16, R18, R20, R22 тока не достаточно для питания контроллера TL494 и драйвера IR2110 напряжение питания этих микросхем начнет уменьшаться и вскоре уменьшиться до величины, при которой TL494 перестанет вырабатывать импульсы управления. И именно до этого момента режим мягкого старта должен быть окончен и преобразователь должен выйти на нормальный режим работы, поскольку основное питание контроллер TL494 и дрейвер IR2110 получают от силового трансформатора (VD9, VD10 — выпрямитель со средней точкой, R23-C1-C3 — RC фильтр, IC3 — стабилизатор на 15 В) и именно поэтому конденсаторы C1, C3, C6, C19 имеют такие большие номиналы — они должны удерживать величнину питания контроллера до выхода его на обычный режим работы.
    Стабилизация выходного напряжения происходит путем изменения длительности импульсов управления силовыми транзисторами при неизменной частоте — Широтно Импульсная Модуляция — ШИМ. Это возможно лишь при условии, когда величина вторичного напряжения силового трансформатора выше требуемой на выходе стабилизатора минимум на 30%, но не более 60%.

    Рисунок 5. Принцип работы ШИМ стабилизатора.

    При увеличении нагрузки выходное напряжение начинает уменьшаться, светодиод оптрона ШС1 начинает светиться меньше, транзисторы оптрона закрывается, тем самым увеличивая длительность импульсов управления до тех пор, пока действующее напряжение не достигнет величины стабилизации (рисунок 5). При уменьшении нагрузки напряжение начнет увеличиваться, светодиод оптрона IC1 начнет светиться ярче, тем самым открывая транзистор и уменьшая длительность управляющих импульсов дотех пор, пока величина действующего значения выходного напряжения не уменьшиться до стабилизируемой величины. Величину стабилизируемого напряжения регулируют подстроечным резистором R26.
    Следует отметить, что контроллером TL494 регулируется не длительность каждого импулься в зависимости от выходного напряжения, а лишь среднее значение, т.е. измерительная часть имеет некотрую инерционость. Однако даже при установленных конденсаторах во вторичном питании емкостью 2200 мкФ провалы питания при пиковых кратковременных нагрузках не превышают 5 %, что вполне приемлемо для аппаратуры HI-FI класса. Мы же обычно ставим конденсаторы во вторичном питании 4700 мкФ, что дает уверенный запас на пиковые значения, а использование дросселя групповой стабилизации позволяет контролировать все 4 выходных силовых напряжения.
    Данный импульсный блок питания оснащен защитой от перегрузки, измерительным элементом которой служит трансформатор тока TV1. Как только ток достигнет критической величины открывается тиристор VS1 и зашунитрует питание оконечного каскада контроллера. Импульсы управления исчезают и блок питания переходит в дежурный режим, в котором может находиться довольно долго, поскольку тиристор VS2 продолжает оставаться открытым — тока протекающего через резисторы R16, R18, R20 и R22 хватает для удержание его в открытом состоянии.
    Для вывода блока питания из дежурного режима необходимо нажать кнопку SA3, которая своим контактами зашунтирует тиристор VS2, ток через него перестанет течь и он закроется. Как только контакты SA3 разомкнуться транзистор VT1 закроется тме самы снимая питания с контроллера и драйвера. Таким образом схема управления перейдет в режим минимального потребления — тиристор VS2 закрыт, следовательно реле К1 выключено, транзистор VT1 закрыт, следовательно контроллер и драйвер обесточены. Конденсаторы С1, С3, С6 и С19 начинают заряжаться и как только напряжение достигнет 12 В откроется тиристор VS2 и произойдет запуск импульсного блока питания.
    При необходимости перевести блок питания в дежурный режим можно воспользоваться кнопкой SA2, при нажатии на которую будут соеденены база и эмиттер транзистора VT1. Транзистор закроется и обесточит контроллер и драйвер. Импульсы управления исчезнут, исчезнут и вторичные напряжения. Однако питание не будет снято с реле К1 и повторного запука преобразователя не произойдет.
    Расположение деталей на печатной плате показано на рисунке 6. Сразу следует оговориться — этот импульсный блок питания не для начинающих, поэтому некоторые номиналы на чертеже не проставлены, чтобы более опытные смогли разобраться, а начинающих это должно остановить.


    Рисунок 6. Расположение деталей на плате сетевого импульсного блока питания для усилителей мощности до 1000 Вт.
    Немного крупнее и мощнее печатная плата показанная на рисунке 7. На ней установлены диоды вторичного питания в корпусе ТО-247, а в этом корпусе есть диоды с током до 80 А и 1200 В, а так же более крупный силовой трансформатор.

    Рисунок 7. Расположение деталей на плате сетевого импульсного блока питания для усилителей мощности до 1000 Вт.
    Немного о деталях:
    Силовой трансформатор мы изготавливаем на сердечниках от строчных трансформаторов телевизоров. Однако схожие параметры можно получить и на феритовых кольцах, правда частоту преобразования не стоит поднимать выше 70 кГц, поскольку даже уже на этой частоте феррит 2000 начинает греться из за внутренних потерь. В качестве дросселя групповой стабилизации мы используем сердечник от ТПИ. Обмотки распологаются встречно, как показанно на принципиальной схеме. Сечение проводников расчитывается из отношения 3-4 А на мм кв. Обмотки наматываются до заполнения окна. В случае использвания в качестве сердечника для дросселя групповой стабилизации ферритового кольца лучше использовать кольцо К40х25х11. Обмотки мотаются до уменьшения отверстия внутри до 14. 16 мм. В качестве дополнительных фильтрующих индуктивностей мы используем сердечники от фильтров сетевого питания телевизоров, но эти фильтры можно намотать и на кольцах диаметром 20. 25 мм. Обмотка мотается до заполнения, тем же проводом, что и дроссель групповой стабилизации.
    При необходимости получить блок питания для усилителя с двухуровневым питанием выходные напряжения блока питания следует соеденить по схеме рисунка 8.

    Рисунок 8. Схема соединений выходных напряжений для усилителя с двухуровневым питанием.

    НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕНОСТИ ДАННЫХ БЛОКОВ ПИТАНИЯ
    Если повнимательней расмотреть принципиальную схему, то станет ясно, что контролируется лишь напряжение силовой части. Однако с этого же силового трансформатора производится и питание самой управляющей части блока. Поэтому без нагрузки в силовой части контролируеммое напряжение достигнув своей величины сократит длительность управляющих импульсов вплоть до их полного исчезновения. Это повлечет обесточивание контроллера TL4949 и драйвера IR2110 и блок питания просто отключится.
    Поэтому данный блок питания без нагрузки отрегулировать нельзя. Для регулировки в качестве нагрузки следует все силоывые напряжения нагрузить резисторами мощностью 2 Вт и сопротивлением 4,7к. 6,8к. При выходном напряжении 60. 90 В это будет имитировать ток покоя усилителй мощности. При более низком выходном напряжении сопротивление следует немного уменьшить.

    Источник