Выбор линейного блока питания для цап
Обновлено: 17.07.2024
Мы уже говорили, что сигнал на выходе усилителя есть не что иное, как его питание, промодулированное входным сигналом. Как правило, разработчики аппаратуры обходят вниманием этот вопрос. Похоже, они и сами предпочитают fast food и нас потчуют продукцией, напичканной устройствами fast power. А для нашего слуха они так же вредны, как гамбургеры для желудка.
Открыв крышку серийного аппарата, мы почти наверняка обнаружим трехвыводные стабилизаторы серии 78ХХ, 79ХХ или их аналоги, ставшие неотъемлемым атрибутом низковольтных цепей. Они получили широкое применение исключительно из-за дешевизны и универсальности. С ними нет никаких проблем: впаял — и на выходе будет нужное напряжение, но мало кто обращает внимание не на количественные, а на качественные показатели.
При чрезвычайно высоких требованиях к источникам питания (ИП) звуковой аппаратуры в них используются микросхемы, которые даже в стандартных применениях ведут себя не совсем адекватно, имея склонность к паразитной генерации. Анализ внутренней структуры показывает, что глубокая обратная связь приводит к самовозбуждению схемы на высоких частотах, поэтому не рекомендуем ставить серию 78ХХ даже в таких второстепенных, на первый взгляд, цепях, как питание косвенного накала ламп.
Стабилизаторы типа LM317/337 более предпочтительны в звуковоспроизводящей технике, хотя схема их включения несколько сложнее. Конечно же, существует масса неплохих, с точки зрения звука, интегральных стабилизаторов, не получивших широкого распространения из-за высокой цены. Мы же сконцентрируем внимание на схемах, ориентированных на максимально высокое качество звучания, как в аналоговых, так и цифровых цепях проектируемого нами тракта.
Сначала определимся с критериями выбора стабилизатора для звуковых целей. Защита от КЗ в нагрузке даром не нужна, поскольку, предотвращая выход из строя копеечного чипа, «съедает» изрядную долю музыкального сигнала и вносит помехи, которые с готовностью излучаются акустическими системами. Бесполезен и такой параметр, как долговременная стабильность выходного напряжения, поскольку его дрейф в пределах нескольких процентов обычно не имеет значения. Гораздо важнее поведение ИП в условиях динамически изменяющегося тока нагрузки, который при реальном музыкальном сигнале носит импульсный характер. Лучше оговорить кратковременную стабильность, поскольку реакция ИП на импульсную нагрузку и характеризует его звуковые свойства, а для цифровых схем становится практически единственным важным фактором.
Как ни странно, но с первого взгляда именно динамические свойства стабилизаторов определяют их собственные шумы, которые тоже нужно учитывать при проектировании. Было бы неправильно относить высокие внутренние шумы интегральных стабилизаторов (а для серии 78ХХ они вообще не нормируются) на счет шумовых характеристик входящих в них элементов. Более внимательное рассмотрение принципов их приводит к несколько иным выводам. Почти все широко распространенные схемы стабилизаторов строятся по принципу слежения с обратным регулированием. Он заключается в обязательном наличии отклонения выходного напряжения от заданного значения и постоянной его компенсации с помощью цепи обратной связи. При этом мгновенное значение выходного напряжения постоянно колеблется вверх-вниз, а точка перехода и считается номинальным значением. Оно указывается в справочных данных, и мы можем измерить его вольтметром. А вот амплитуда этих скачков определяет шум стабилизатора, т.е. переменное напряжение на его выходе. Чем лучше динамические и частотные свойства схемы, тем быстрее она будет компенсировать отклонения и тем меньше будет амплитуда колебаний. Очевидно, что и импульсную нагрузку такой стабилизатор будет отслеживать лучше.
Аналогичная ситуация со стабилитронами, как полупроводниковыми, так и газоразрядными. Инерционные процессы, лежащие в основе их работы, обуславливают неудовлетворительные динамические характеристики и, как следствие, высокие значения паразитных шумов. Поэтому рекомендуем воздержаться от их применения в высококачественных звуковоспроизводящих устройствах.
Итак, остаются два наиболее приемлемых принципа построения стабилизаторов: либо вообще без цепи обратного регулирования, либо, если это невозможно, с максимально короткой и простой цепью обратной связи. Пример реализации вышеизложенного показан на рис. 1. (Здесь и далее: слева — вход стабилизатора, справа — выход.)
Рис. 1
R1 — ВС, УЛИ; 0,25W; 8,2k — подбирается в конкретном случае
Q1 — 1N5283Е1N5314, LM334, КП303АЕВ
Q2 — IRFZ46N
С1 — К77 или аудиофильского класса, К73 — нежелательно
1мкФ, лучше, если ёмкость будет как можно больше.
Такой стабилизатор имеет низкое выходное сопротивление, хорошую реакцию на динамическую нагрузку и, соответственно, прекрасные звуковые качества. Он хорош и в собственных конструкциях, и для замены 78ХХ и им подобных в серийной аппаратуре. Единственным серьезным недостатком схемы можно считать неважную температурную стабильность, хотя на звук это не влияет. Если же потребителю необходима более жесткая стабилизация, генератор лучше собрать на LM334. Некоторое неудобство может вызвать и подбор R1. Желательно к выходу стабилизатора сначала подключить мощный резистор, рассчитав его номинал по закону Ома, после чего подстройкой R1 установить напряжение примерно 4,8 В. Затем — подключить реальную нагрузку и через несколько минут прогрева установить необходимые нам 5 В. При замене стабилизатора 78ХХ на готовой печатной плате уместно использовать освободившиеся монтажные отверстия для установки Q2, на ножках которого без особых проблем размещаются остальные элементы. Столь незначительные переделки с лихвой окупятся заметным улучшением звучания вашего аппарата.Схема представляет собой разновидность умножителя емкости с регулировкой выходного напряжения резистором R1. Прекрасные звуковые свойства обусловлены отсутствием ООС (имеется только местная ОС, присутствующая в схеме истокового повторителя). Регулирующий элемент — полевой транзистор Q2, компенсирующий на своем истоке изменения напряжения на затворе. Обеспечив постоянное напряжение на затворе Q2, мы тем самым стабилизируем и выходное напряжение. Опорным является падение напряжения на резисторе R1, неизменность которого обеспечивается генератором тока на Q1. Величину R1 придется подбирать под конкретный экземпляр Q1. Для улучшения фильтрации всевозможных помех используется конденсатор С1, лучше пленочный, высокого качества и максимально возможной емкости. Крутизна характеристики Q2 — основополагающая при выборе его типа и возможной замене. В схеме на его затворе указана ориентировочная величина напряжения в рабочем режиме. Минимальное напряжение на источнике тока Q1 1N5297 также должно быть не менее 1,5 В, что требует входного напряжения около 10 В при любых изменениях в питающей сети.* Лучше в качестве источника применить LM334, ему нужно всего 1 В, но можно взять и полевой транзистор КП303АЕВ, соединив его затвор с истоком. Правда, он потребует уже 4,5 В.
Рассмотренный выше стабилизатор напряжения называется последовательным — из-за соответствующего включения регулирующего элемента. При этом схема питания устройства превращается в замкнутую цепь: выпрямитель — сглаживающий фильтр — стабилизатор — нагрузка. Изменения тока в нагрузке, соответствующие амплитуде выходного сигнала, вызывают пропорциональные изменения тока и во всех звеньях цепи, т.е. в каждом из них в том или ином виде будет присутствовать музыкальный сигнал. Очевидно, что такой принцип построения предъявляет повышенные требования к схемотехнике и деталям выпрямителя именно с точки зрения их звуковых свойств. Наиболее перспективно с этих позиций применение параллельной стабилизации, т.е. когда регулирующий элемент подключается параллельно нагрузке и становится её зеркальным отражением по потребляемому току. При этом по цепям выпрямителя и сглаживающего фильтра теоретически всегда будет течь ток постоянной величины, что снижает их влияние на звук. Звуковой же сигнал по питанию замыкается по короткой цепи нагрузка — стабилизатор и не выходит за её пределы. Принцип построения таких стабилизаторов предусматривает обязательное наличие в них петли обратного регулирования, поэтому отнесемся к ним очень внимательно.
Великолепные звуковые свойства у стабилизаторов на основе микросхемы TL431, которая продается повсеместно и стоит примерно 16 р. Оценить её внутреннюю структуру, для понимания принципа работы, и почерпнуть много полезной информации можно в [2]. Базовая схема ее включения, применительно к нашим целям, представлена на рис. 2.
Рис. 2.
U1 — TL431
R1 — углерод ВС, УЛИ и др.; 0,5W; 100 Ом
R2, R3 — углерод ВС, УЛИ и др.; 0,125W; 1k
Эксплуатационные параметры этого чипа и расчет выходного напряжения приводился в «Практике» №4, так что повторяться не будем. Отметим лишь, что оптимальным режимом работы параллельного стабилизатора считается тот, когда протекающие токи через него и нагрузку примерно равны. Такое расточительство, к счастью, не всегда обязательно, особенно при питании цифровых схем. Скромные токовые параметры TL431 не позволяют запитать одним корпусом всё наше устройство. Умощнение его возможно, но требует дополнительных силовых элементов. При этом удлиняется цепь обратного регулирования, и важные для нас свойства ухудшаются. Поэтому предлагаю экстремальный, но бескомпромиссный вариант — поставить по стабилизатору на каждую цифровую микросхему, что позволит максимально развязать их друг от друга по цепям питания. Поскольку через выпрямитель и сглаживающий фильтр течёт постоянный, не зависящий от амплитуды сигнала в нагрузке ток, схема легко оптимизируется. Пример ее практической реализации представлен на рис. 3.
Рис. 3
Главной целью при проектировании была максимальная фильтрация питания от высокочастотных помех, постоянно присутствующих в сети. Защита эта двусторонняя, т.е. помеха извне не попадает в наше устройство, а оно, в свою очередь, ничего не генерирует в сеть через сетевой трансформатор. Который в нашем случае повышает амплитуду помех в 22 раза!
В качестве выпрямительных рекомендуем диоды Шоттки, хотя и они дают вредные выбросы. Резисторы R1 и R2 служат для их ограничения по амплитуде, а конденсаторы С2-С5 — для их фильтрации. Кроме того, эти конденсаторы не дают ВЧ-помехам продетектироваться на диодах и тем самым расширить свой спектр. Резисторы R3 и R4 ограничивают ток заряда конденсатора С6, что также предотвращает возникновение широкополосной импульсной помехи, всегда имеющейся в обычных схемах выпрямителей. В конечном результате у нас получился прекрасный многозвенный высокочастотный фильтр. Со стороны сетевых помех он выглядит так:
Если вы решили самостоятельно изготовить сетевой трансформатор или, по крайней мере, намотать необходимую вторичную обмотку на подходящее промышленное изделие, советуем воспользоваться другой схемой выпрямителя (рис. 4).
Рис. 4
Вторичная обмотка наматывается бифилярно, за счет чего получаются две абсолютно идентичные обмотки. Их выводы соединяются с учетом полярности, как показано на рис. 4. Такая схема значительно эффективнее подавляет сетевые помехи, а два диода создают меньше проблем, чем четыре. При самостоятельном изготовлении трансформатора для питания цифровой части очень полезно предусмотреть электростатический экран между первичной и вторичной обмотками. Экран может быть выполнен в виде незамкнутого витка медной фольги, полностью перекрывающего сетевую обмотку. К фольге подпаивается гибкий провод, второй конец которого через маломощный резистор 10 Ом припаивается к точке общего заземления. Для тороидального сердечника можно рекомендовать экран в виде плотной равномерной намотки в один слой проводом диаметром примерно 0,4 мм. Заземляется только один конец этой обмотки. В трансформаторе для аналогового тракта электростатический экран вреден.
Обратимся теперь к более тщательному изучению стабилизаторов на основе предложенных схем. Начнем с питания аналоговой части. Тут изложенные выше принципы позволят полностью отказаться от шунтирующих электролитических конденсаторов, а в большинстве случаев и любых других. Грамотно реализованный параллельный стабилизатор для каждого аналогового потребителя всегда лучше, чем любой, даже самый знаменитый пленочный конденсатор.
Увеличение номинала R1 на схеме 2 улучшает коэффициент стабилизации, что полезно для звука в аналоговых устройствах. При этом, правда, придется повысить входное напряжение, чтобы ток через TL431 был не менее 1 мА. Обратите также внимание на мощность, рассеиваемую R1. Часто рекомендуют заменить R1 генератором тока, чтобы ещё повысить коэффициент стабилизации, но здесь проявятся звуковые свойства самого генератора, который вряд ли переиграет хороший резистор.
Несколько по-иному обстоят дела с питанием цифрового тракта. Потребляемый ток здесь меняется настолько быстро, что стабилизатор не в состоянии эти скачки отследить и вовремя среагировать. Поэтому здесь нужно будет использовать качественный электролитический конденсатор с керамикой в параллель на каждом выводе питания микросхемы. Если вы решили достичь наивысшего результата, следует для каждой из них собрать отдельный выпрямитель с собственной обмоткой. Экстремальным решением, конечно, станет установка отдельного сетевого трансформатора для каждого потребителя. Источник питания, естественно, получится внушительным, но вы не пожалеете о затратах! При этом важно соблюсти синфазность включения всех сетевых обмоток.
Применение в звуковых устройствах параллельных стабилизаторов дает простор для экспериментов с сетевыми фильтрами, теми, что в обычных конструкциях «съедают» динамику музыкального сигнала.
Несколько слов о выборе керамики. В настоящее время широко применяются три основные группы таких конденсаторов, различающихся по типу диэлектрика. По международной системе они обозначаются NP0(C0G/CH); X7R(BX/B) и Z5U/Y5V. Не станем рассматривать их общеизвестные параметры, а выделим важнейший для нас — внутренний пьезоэффект. При подаче или изменении напряжения на конденсаторе происходит механическая деформация диэлектрика, вызывающая вторичную разность потенциалов на обкладках. При большой частоте следования импульсов (а в цифровом тракте она достигает сотен мегагерц) этот процесс идет с задержкой, и «фантом» возникает уже после того, как вызвавший его импульс завершился. Серьезную помеху создают конденсаторы с диэлектриком Z5U/Y5V, причем ее амплитуда пропорциональна ёмкости. В керамике X7R(BX/B) этот эффект значительно ослаблен, а в NP0(C0G/CH) почти незаметен. Проблема в том, что качественные конденсаторы имеют небольшую ёмкость. Для их «разгрузки» понадобятся хорошие электролиты, тогда можно будет поставить самую лучшую керамику, пусть и скромного номинала. В аналоговых цепях никакие керамические конденсаторы недопустимы.
Если вы решились на отдельные обмотки или трансформаторы, со спокойной совестью ставьте конденсаторы NP0 ёмкостью от 1000 до 4700 пФ. При общем выпрямителе и нескольких стабилизаторах нужно параллелить NP0 1000 пФ и X7R 0,1 мкФ, а если стабилизатор один на все устройство, то придется вешать целую «гроздь» — NP0 1000 пФ/X7R 0,047 мкФ/X7R 0,47Е1 мкФ. Избегайте диэлектрика Z5U/Y5V, если только вы не хотите на практике проверить наш опыт.
Наличие приличного (как по ёмкости, так и по качеству) электролитического конденсатора снимает значительную часть динамической нагрузки со стабилизатора.
Рис. 5
U1, U6 — LM334
U3, U4 — TL431, LM431
U2, U5 — LM6181, LM6182
R1, R10 — углерод ВС, УЛИ и др.; 0,125W; 15 Ом
R2, R6 — углерод ВС, УЛИ и др.; 0,125W; 1,8 кОм
R3, R7 — углерод ВС, УЛИ и др.; 0,125W; 1 кОм
R4, R8 — углерод ВС, УЛИ и др.; 0,125W; 820 Ом
R5, R9 — углерод ВС, УЛИ и др.; 0,125W; 910 Ом
С1, С2 — Black Gate FK 10 мкФ/10В
Итак, мы подробно ознакомились с организацией питания низковольтных цепей. Но удивительная микросхема TL431 может работать и в стабилизаторах анодного напряжения. Схема 6 не только изящно выглядит, но и прекрасно работает в звуковых трактах (рис. 6).
Рис. 6
V1 — 6Н8С, оба триода запараллелены
U1 — TL431
R1 — углерод ВС, УЛИ и др.; 2W; 3 кОм
R2 — углерод ВС, УЛИ и др.; 2W; 120 кОм
R3 — углерод ВС, УЛИ и др.; 0,125W; 1 кОм
C1 — МБГО; 10мкФ/300В
Мне нравятся октальные лампы и высокие напряжения, что сказалось на выборе элементной базы и режимов работы. Поведение всей схемы в основном определяется динамическими свойствами TL431. Звуковая сигнатура лампы V1 здесь также будет заметна, хотя и в меньшей степени, чем в усилительных каскадах. Известный тезис о нежелательности применения одних и тех же ламп в разных каскадах одного устройства справедлив и в этом случае. Если у вас в тракте стоят «восьмерки», для питания придется подобрать что-нибудь другое. При этом учитывайте максимально допустимое напряжение на аноде (можно найти в любом справочнике) — оно не должно быть меньше выходного напряжения стабилизатора. И еще: все детали, входящие в эту схему, будут заметно влиять на звук. Так что после окончательной ее отладки вместе с потребителем тока придется все резисторы и конденсатор заменить продукцией любимых аудиофильских брэндов.
Номинал R1 рассчитан по следующим показателям: ток через лампу стабилизатора — 7 мА; ток через делитель R2/R3 — 2,5 мА; ток нагрузки — 7 мА. Расчет и контроль необходим и для величины рассеиваемой мощности на лампе и микросхеме. В этой схеме уместна замена резистора R1 ламповым генератором тока. В конце концов, пара-тройка электродов в вакууме может уверенно соперничать с резисторами известных марок. При необходимости повысить выходное напряжение стабилизатора можно выжать ещё вольт тридцать, подняв потенциал катода с помощью сеточного делителя. Указанные на схеме номиналы и режимы справедливы только для лампы 6Н8С, в других случаях они потребуют пересчёта.
Внимание! Запускать параллельный стабилизатор можно только при подключенной нагрузке или её эквиваленте. Холостое включение приведет к выходу схемы из строя.
Как уже было отмечено, добавление ещё одного активного элемента удлиняет петлю обратного регулирования и дает больший уровень шумов. Для борьбы с ними установлен конденсатор С1, его емкость указана ориентировочно для металлобумажных МБГО, а для более качественных может быть меньше. Если амплитуда сигнала в запитываемой схеме больше 1 В или вместо R1 установлен генератор тока, этот конденсатор лучше исключить.
Удачи вам во всех начинаниях и будьте осторожны с высоким напряжением!
Литература: [1] Микросхемы для бытовой радиоаппаратуры. Справочник. И.В. Новаченко, В.М. Петухов, И.П. Блудов, А.В. Юровский. — М., Радио и связь, 1989.
[2] Хоровиц П., Хилл У., Искусство схемотехники. Пер. с англ. — 5-е изд., перераб. — М., Мир 1998.
Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.
Последние посетители 0 пользователей онлайн
Если до полного "0" не упадет, то останется мизерный ток утечки от которого элементам ничего плохого не будет. Я тебе уже показывал два года назад свой вариант зарядки литиевых аккумуляторов с помощью китайских модулей, которые исправно работают вот уже 12 лет! Да, это пофиг. Суть в том, что на управляющий электрод шимки подается положительное напряжение, снимаемое с токового резистора, относительно 1 её ноги. Соответственно, если токовый резистор установить в разрыв 1 ноги, то возникнет положительная обратная связь по току. И при увеличении тока нагрузки, напряжение будет увеличиваться. Такая схема используется у меня для стабилизации оборотов моторчика сверлильного станка. При потреблении мотора в 1-3 ампера, резистор стоит на 0,3 ома.
Извините что не совсем в тему, но тут более оживленное посещение и по этому попрошу помочь подобрать аналог в этом посте, а именно ШИМ PN8386
У меня скорее всего "копизм". Вот думаю, нафиг мне нужен ламповый проигрыватель четвертого класса. Не хочется в мусор отнести, и такого барахла навалом.
Не вещает "Радио Рокс" в ЧМ-диапазоне. Набери в ГУГЛ "радио рокс украина" и найдешь в закладке "про радио" все ее частоты и города.
Если СМИ находится на территории РФии, то он по-любому подконтролен кремлю . )) Никто ни с кем не договорился. Часть мигрантов возвращается откуда прибыли, а часть остается на тер. Белоруссии. В ЕС через Польшу никто не попадёт. На путинский шантаж никто не купился.
Что значит "переделан"? Было питание 12 В стало 19? Вероятно это TVS TV30C430J. Но раз лопнул, то всё, что мог, он сделал. Очень вероятно, что придётся искать неисправность дальше по схеме.
Термостойкий паяльный коврик с магнитами для мелочевки
Для предотвращения проникновения в аудио-устройства высокочастотных помех из электросети рекомендуется установка сетевого фильтра.
Сетевой фильтр с устранением постоянной составляющей (Lamm filter)
Схема фильтра препятствует проникновению в ЦАП высокочастотных помех из электросети и исключает подмагничивание силового трансформатора и преждевременное его насыщение.
Простой стабилизатор напряжения с высоким коэффициентом стабилизации
Универсальный линейный источник питания
При построении многих аудио конструкций, критичных к качеству питания, постоянно возникает задача в качественном источнике. Для решения этой задачи была разработана следующая универсальная плата модуля питания на дискретных компонентах.
Плата выполнена с панелизацией, на одном куске текстолита размешено 4 независимые линии питания, что очень удобно.
Плата питания и защиты
Все началось с того, что у меня лежали конденсаторы 15000 мкФ*35 Вольт в определенном количестве и мешались в коробке с конденсаторами. Долго думал куда их пристроить. Гибридный усилитель готов, ЦАП к тому времени тоже допилил, появилось свободное время. Решил собрать новый усилитель в формфакторе ЦАПа. Выбор пал на Никитин +, который при своей простоте дает прекрасное качество звучания и как раз пристроится часть конденсаторов 15000-35. Схему усилителя приводить не буду, а вот схему питания и защиты выложу. Плата имеет выходную катушку, цепь Цобеля, защиту от постоянной составляющей на выходе АС, защиту по температуре, защиту по току и задержку подключения АС около 3 секунд. Главная же особенность в том, что при срабатывании любой из защит происходит обесточивание усилителя мощности, и если на плате усилителя в питания не стоит конденсаторов на несколько тысяч микрофарад, то можно устраивать короткое замыкание на выходе УМЗЧ не опасаясь за «вылет» выходных транзисторов за ОБР
Плата в собранном виде выглядит так:
Узел датчика температуры честно содран у Никитина, потому что на компараторах делать не хотелось.
Пятиканальный стабилизатор для ЦАПа
Еще один вариант питания ЦАПов представленных на этом сайте, но на LM317 (LM1085). По умолчанию, на схеме указаны напряжения для +5, +9, +16 Вольт, но вы можете пересчитать их под свои нужды. Сами микросхемы стабилизаторов крепятся к алюминиевой пластине снизу печатной платы. Схема и фото готовой платы прилагается.
Сетевой фильтр для ЦАП
Внимание! На плате присутствует опасное для жизни напряжение! Все работы вы производите на свой страх и риск!
В виду сильных помех в сети и периодического гудения тороидального трансформатора, мне понадобился сетевой фильтр. Представленная мной схема ничего нового собой не представляет, лишь собрана воедино. Здесь CLC фильтр и фильтр Шушурина. Так же на плате есть реле, оно включает выключает цап с Селектора входов I2S для ЦАПа AH-D5, но его можно не устанавливать, а подключить кнопку к J1, подав 220 Вольт на вход J2. Схему, партлист приложил.
Модуль питания для ЦАП-а AH-PW6-mini
Собирая свой новенький ЦАП AH-D6 в симпотичный, но достаточно компактный корпус, я столкнулся с проблемой размещения в нем всех блоков моей конструкции. Поэтому кроме стандартного модуля AH-PW5 решено было разработать и более компактную модель блока питания ЦАП-а, которую я назвал AH-PW6-mini.
В новом модуле питания аналоговую часть AH-D6 решено было, как и в AH-PW5, запитать от трех нестабилизированных линий +12В и ±16В. А для питания цифровой части и тактовых генераторов использовать одну общую обмотку трансворматора, но с разными первичными стабилизаторами на +5В. От дополнительной линии питания для транспорта решено было отказаться в угоду компактности, поэтому вопрос питания USB модуля придется решать отдельно или довольствоваться питанием от USB порта.
Модуль источника питания AH-PW5
Хочу представить вашему вниманию схему источника питания AH-PW5 для ЦАП AH-D5 / AH-D5.5 / AH-D6. Данный модуль питания весьма универсален и может быть использован для питания многих других конструкций.
Для питания ЦАП используются 5 гальванически не связанных линий питания. Дополнительно предусмотрена отдельная 6-я линия для питания транспорта. Аналоговая часть AH-D5 запитывается от трех нестабилизированных линий +12В и ±16В. Цифровая часть запитывается от стабилизированной линии +5В, а для питания тактовых генераторов используется стабилизированная линия +9В.
Модуль источника питания AH-PW3
Хочу представить вашему вниманию схему источника питания (AH-PW3) для ЦАП-а AH-D3.
Для питания ЦАП используются 4 гальванически не связанных линий питания. Аналоговая часть AH-D3 запитывается от трех нестабилизированных линий +12В и ±16В. Цифровая часть запитывается от стабилизированной линии +5В.
Намотка тороидального трансформатора для УМЗЧ
Основным элементом блока питания является трансформатор. Иногда его можно приобрести в специализированных магазинах, на радиорынке либо через интернет. Но чаще всего трансформатор с необходимыми параметрами купить не удается. Для изготовления трансформатора самостоятельно вначале нужно определиться с типом железа. Наиболее распространены трансформаторы из Ш-образных пластин. Вместе с тем, трансформаторы на тороидальном железе (бублик из железной ленты) в сравнении с трансформаторами на броневых сердечниках из Ш-образных пластин имеют меньший вес и габариты. Также торы отличаются лучшими условиями охлаждения обмоток и повышенным КПД. При равномерном распределении обмоток по периметру тороидального сердечника практически отсутствует поле рассеяния и в большинстве случаев отпадает необходимость в экранировании трансформатора. Хотя при построении качественного усилителя экраном пренебрегать не стоит.
Кроме этого, даже на самом лучшем железе при индукции 15000 Гс в тороидальном трансформаторе ток намагничивания имеет форму импульсов с пикфактором 5. 50. Это является источником мощных помех с довольно широким спектром. Более-менее синусоидальным ток х.х. становится при индукции менее 6000 Гс для стали 3410 и 8000. 9000 Гс для 3425. Пониженная индукция заметно удорожает и утяжеляет трансформатор, что для серийной аппаратуры крайне нежелательно. Однако, для снижения помех в усилителе мощности звуковой частоты имеет смысл идти на снижение индукции в трансформаторе блока питания. В данном случае работает правило — «Чем меньше индукция, тем лучше».
БП также могут генерировать как очень высокие напряжения (тысячи вольт), так и очень низкие напряжения (менее 1V). Линейные блоки питания могут легко генерировать несколько выходных напряжений. С другой стороны, они большие по размеру, тяжелые и требуют большего теплоотвода. Линейные источники питания существуют уже несколько десятилетий, были созданы задолго до появления полупроводников.
Что такое линейные блоки питания
Линейные блоки питания могут быть фиксированными, например, как источник питания 5V, который может потребоваться для логической схемы, или несколько фиксированных блоков питания, необходимых для ПК (+5, +12 или -12V). На настольном лабораторном блоке питания вы можете использовать источник переменного тока. В дополнение к одиночным источникам вы также можете получить двойные схемы питания, например, для схем операционного усилителя ±15V, и даже БП двойного контроля, которые синхронизированы по напряжению друг с другом.
Некоторые примеры:
- +5V логические и микропроцессорные схемы
- +12V LED освещение, общая электроника
- Схемы операционного усилителя ±15V
- Стендовое испытательное питание 0-30V
- +14,5V зарядное устройство
В этой статье мы рассмотрим отдельные компоненты блока питания, а затем с нуля разработаем небольшой блок питания 12V и регулируемый двойной блок питания 1–30V.
Компоненты линейного блока питания
Если на выходе нам нужно 12V, то на конденсаторе нужно 12 + 3 = 15V. Теперь, когда этот конденсатор заряжается и разряжается, в нем должна присутствовать переменная составляющая, то есть пульсация напряжения. Чем больше ток, потребляемый конденсатором, тем хуже пульсации, и это тоже нужно учитывать. При выборе значения 10%, т.е. 1,2V (размах), ограничение рассчитывается следующим образом:
где f равно 50 или 60 в зависимости от частоты вашей сети. Следовательно, нам необходимы:
Это возвращает нас к диодам. Поскольку диоды подают не только ток нагрузки, но и ток заряда конденсатора, они будут использовать больший ток.
В двухполупериодном мосту ток составляет 1,8*I нагрузки. На центральном отводе, это 1,2*I нагрузки. Учитывая это, мы должны использовать диоды не менее 2 А.
Теперь мы переходим обратно к вторичной обмотке трансформатора и ее удельному напряжению. В любой надежной системе мы должны учитывать допуски. Если мы будем следовать только минимальным требованиям к конструкции, вход регулятора может упасть ниже уровня падения напряжения, что окажет значительное влияние на сеть. В коммерческих проектах обычно указывается ± 10%, поэтому, если у нас напряжение 230 В, это означает, что оно может упасть до 207V.
Таким образом, необходимое напряжение на вторичной обмотке будет следующим:
Это означает, что готового трансформатора на 15V должно хватить. Бывает, что вы не можете найти подходящий трансформатор, но есть в наличии другой, с более высоким напряжением. Обратной стороной этого является то, что на стабилизаторе будет более высокое напряжение и, как следствие, большая мощность, рассеиваемая его радиатором.
На этом конструирование завершается. А как насчет предохранителя? Это целая наука, но для этого простого блока питания я бы оценил его в 2 раза больше первичного входного тока. Таким образом, в данном случае ВА равно 27, а напряжение сети составляет 230V, а I=2*27/230 = 250 мА.
Теперь мы можем добавить в регулятор последние несколько компонентов:
Шунтирующим диодом D3 часто пренебрегают, но он важен. Если произойдет короткое замыкание на входе регулятора, любая накопленная емкость в нагрузке Vcc, включая C3, разрядится на заднюю часть регулятора и, возможно, спалит его. Но D3 спасает от такой ситуации.
Читайте также: