Импульсный блок питания лампового усилителя из компьютерного: Старому компьютерному БП – новую жизнь в аудио!

Старому компьютерному БП – новую жизнь в аудио!

Поводом для этой статьи послужил возросший интерес к питанию усилителей от импульсных блоков питания. Но сложность и труднодоступность таких блоков еще пять лет назад была большим препятствием на пути радиолюбителя. Сейчас все значительно упростилось.

Не спешите выкидывать старый компьютер, а также предупредите об этом своих друзей и знакомых. Его блок питания может нам еще послужить.
Сейчас компьютеры перестали быть предметом роскоши, стали более доступны и их число растет ежедневно. Соответственно потенциальных клиентов для переделок становится все больше и больше.
Из моего личного опыта известно, что работоспособность любого компа напрямую зависит от качества питания. И будь в нем хоть 10 процессоров, терабайты ОЗУ и дисков – работать он будет как Р-II или хуже, если его БП не обеспечивает нужных напряжений и токов. И при любом ремонте первым делом заменяется БП!
Вот такие БП я и использую для своих экспериментов.
Я специально не акцентирую внимание на питании ламповых усилителей, так как данную схему можно применить где угодно, ведь она была разработана именно для питания транзисторов.
Ну а я питаю ей лампы, что поделаешь?

Конструкция, для которой задумывался этот БП витает у меня в голове, и пока еще не оформлена на бумаге и в железе, поэтому задачу себе ставлю немного расплывчато.
Нужно получить питание для анода +210В с током 0,3-0,5А, накал 6,3В с током 5-6А.
Запитать, к примеру, какой-нибудь не очень мощный РР.
На триодах.
Блок сделать максимально компактным.
Предусмотреть стабилизацию напряжения накала и защиту от перегрузки.

Итак, беру за основу БП от компьютера.
БП должен быть рабочим, чтоб потом не искать неисправность на вновь собранной схеме.

Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.
Да в общем-то любой, но есть два условия для выбора.
1. Схема будет на TL494, она же KA7500.
2. Максимально «емкий» силовой трансформатор.
Открывая крышку подобного БП, сразу возникает желание ее закрыть, увидев, как много всего там понапихано.
На самом деле половина этого всего точно не понадобится.
В описанном БП «сторонних» деталей всего 8 штук:
1. Два радиатора от монитора, так как родные крупноваты. (я же делаю максимально компактную железку!)
2. Два светодиода.
3. Три конденсатора фильтра по выходным напряжениям. (в имеющихся я не уверен)
4 . Диодный мост на UF5406 по анодному питанию.
Все остальное есть в разбираемом БП.

Схема

Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.
Это «вылизанная и проверенная» мной схема.
Основа ее – ШИМ контроллер на TL494 по типовой схеме включения.
Далее идет каскад на транзисторах Т3 Т4, для раскачки через согласующий трансформатор Tr2 выходного каскада на транзисторах Т1 Т2. Сам выходной каскад представляет из себя полумостовой преобразователь напряжения, нагруженный на силовой трансформатор Tr3. Частота задающего генератора определяется номиналами
R15 С16 и в данной схеме составляет примерно 44кГц.
Так как разбираю я АТХ БП, для запуска которого нужен отдельный источник дежурного напряжения, мне нужно полумост перевести в режим автозапуска, а ШИМ питать уже от полученного напряжения. Для этого ставлю резисторы R2 R6 в цепи база-коллектор T1-T2, а также схему «самопитания» на D11 D12 C13.
Резистор Р1 регулирует порог срабатывания токовой защиты, Р2 регулирует напряжение +6,3В, по которому идет стабилизация. Меняя номинал R22, можно «застабилизировать» и более высокое напряжение.
Теперь мне нужно разобраться с трансформаторами.
Силовой потребуется перемотать, об этом ниже, а согласующий остается без изменений.
Небольшое отступление.
В любом БП АТХ находится три трансформатора, не считая дросселей и фильтров.
Это силовой, согласующий и дежурка.
Обычно топология платы такова, что все три транса стоят в ряд и согласующий находится посередине.
Не перепутать!
И еще один нюанс.
В разных моделях БП стоят разные согласующие трансы.
И не столько разные они по числу витков, сколько по порядку расположения ног и расстоянию между ними.

Для исключения ошибок переворачиваю плату и внимательно «перерисовываю» порядок подключения ног к ключам по низкой и высокой стороне.

Все это учитываю при разводке платы.
Готовлю компоненты.

У меня оказалось два согласующих трансформатора с абсолютно одинаковой цоколевкой, но разных по высоте.
Есть ли различие по числу витков – не могу сказать, но в случае чего будет запасной вариант.
На компоновку ПП ушло больше всего времени.
Хотелось сделать компактно и красиво.
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.

Пока сохнет канифольный лак на плате – займусь силовым трансом.
Для начала его разбираю и готовлю к перемотке.
Процесс разборки я уже описывал в одной из статей, поэтому расскажу в двух словах.
1. С сердечника транса снимаю скотч желтого цвета.
2. Очищаю место соединения половин сердечника от капель смолы, если они есть .
3. Транс варю в горячей воде 30-40 минут.
4. Достаю пинцетом, и аккуратно, через тряпку, покачивая, вынимаю половинки сердечника.
Следует помнить, что горячий феррит очень хрупкий, так что нежно, без ударов кувалды, его следует вынуть и также положить до полного остывания.
Если у вас окажется «фирменный» БП, то процесс разборки сильно усложнится, так как там применяется компаунд на основе эпоксидной смолы, ее «варка» не берет и транс нужно «отмачивать» в ацетоне несколько дней.
Получается примерно такая картина.

Размеры феррита: высота 41мм, длина 36мм, ширина 11мм, диаметр центрального керна тоже 11мм.
Это самый «толстый» из имеющихся у меня трансов от БП.
Говорят, есть больше, но мне не встречались.

Каркас очищен от обмоток.
Высота намотки 26мм.
Мотаю первую половину первички.
Это 20 витков проводом ПЭВ2-0,8мм.

Запоминаю направление намотки, это очень важно.
Обычно царапаю стрелку на верхней щечке каркаса.

Дальше изолирую лакотканью.
Изоляция обязательна, с сетью шутки плохи, помним об этом.

Далее мотаю обмотку II.
Она посложнее.
Сначала наматываю 4 витка в один провод. ПЭВ2-0,8, затем делаю «косу» из 3, 4 или 5 проводов, в зависимости от нужного тока, и мотаю этой «косой» 3 витка.
Затем конец 3-го витка вывожу вверх каркаса, как это было сделано в оригинальном трансе, и заворачиваю его обратно.
Это будет началом следующих трех витков.
Ну и напоследок доматываю еще 4 витка для завершения.
То есть намотка такая 4+3 – вывод вверх — 3+4.
Далее изолирую и готовлю провод для намотки обмотки III.

Раньше анодные я мотал проводом МГТФ, но по случаю приобрел провод МС.
Он более жесткий, что не совсем удобно для намотки, зато многожильный, посеребренный и в хорошей изоляции.
Можно намотать и ПЭВ, но желательно предусмотреть хорошую межслойную изоляцию.
Обычно я делаю межслойную из обычной изоленты.
Если нужно сохранить место под большее число витков – использую скотч.

Последний слой «неполный», так как мне надо было намотать всего 55 витков, а это два полных слоя и немного на третьем.

Изоляция лакотканью.

Вторая половина первички из 20 витков.

Готово.
Транс собираю и стягиваю половинки сердечника изолентой.
Полные данные транса
I. 20+20 витков ПЭВ2-0,8
II. 4+3+3+4
III. 55 витков проводом МС 0,08мм2

Вторичные обмотки можно рассчитать из соотношения 3,75 Вольт на виток для данной схемы.
Это примерный коэффициент и может слегка отличаться.

Трансформатор устанавливаю на плату, но капитально не припаиваю, может потребоваться корректировка числа витков анодной обмотки.

Теперь можно собирать блок в кучу.
Когда все впаяно и проверено, можно попробовать включить.

Первый пуск всегда произвожу с включенной в разрыв сетевого провода лампой на 150ватт.
Если где косяк, она мне об этом сразу сообщит.
В нагрузку тоже желательно что-то повесить, хотя в принципе схема может работать и без нагрузки, но тогда выходные напряжения будут сильно отличаться от расчетных – в меньшую сторону.
Признаком нормального старта будет одиночное моргание лампы (зарядка емкостей) и потом ее погасание.
Если лампа горит в полнакала или на полную, то есть проблемы в цепи полумоста.
Ну и грузить при этом блок на полную мощность не надо.

Убедившись, что блок запустился, и лампа, подключенная к цепи 6,3В горит, отключаю блок от сети, убираю лампу и включаю его уже напрямую.

Зеленый диод в центре говорит о наличии питания 494й, тот, что справа, о наличии напряжения 6,3В.
Ну нравится мне, когда все наглядно!
Теперь можно нагрузить блок.

В качестве нагрузки по 6,3В включена лампа 6С33С с параллельно включенными подогревателями (6А тока), в цепь +210В – лампа 220В 60Вт. (примерно 0,3А при 210В постоянки)
Выставляю 6,3В, порог токовой, чтоб уверенно стартовало на холодные нити накала и измеряю, что получилось.
По анодной немного просчитался, реально на выходе 201В, вместо 210 расчетных.
Ну и ладно, меньше на дросселе «осядет».
Если «разбег» больше, то обычно снимаю силовой транс и доматываю или отматываю анодную до нужного результата.
Поэтому до окончательного «обмера» не впаиваю и не пропитываю транс.
Ну и осциллограммы в точках 1 и 2, указанных на схеме.
Точка1.

Предел измерения 1В/дел

Точка 2.

Здесь предел 5В/дел.
Все в порядке, отпаиваю транс и пропитываю его лаком НЦ.
После полного высыхания можно окончательно собирать блок и гонять его нещадно.

А теперь нюансы и тонкости.
Данный блок можно включать и выключать дистанционно, достаточно предусмотреть блок дежурного питания и добавить схему включения.
При этом резисторы «автозапуска» из полумоста нужно удалить.

Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.

В заключении пару слов про дроссель L1 из практики применения данных БП.
Этот дроссель нужен для сглаживания «иголок», которые образуются при включении-выключении диодов Шоттки .
Чем больше ток, проходящий через диоды, тем больший размах этих игл.
И все они поглощаются этим дросселем, вызывая его нагрев, но и одновременно уже не проходя в саму цепь накала.
Это благоприятно сказывается и на режиме работы электролитов по переменному току.
Если этот дроссель поставить с малой индуктивностью или вообще убрать, начнется разогрев самих диодов и емкостей, а с увеличением индуктивности начинает греться сам дроссель. Поэтому в процессе работы может потребоваться корректировка параметров этого дросселя до «золотой середины», и пренебрегать им не стоит.
При питании транзисторных схем режим его работы будет конечно намного легче…

При всех работах по наладке, измерениях, испытаниях не забываем полностью обесточивать конструкцию.
Так, на всякий случай.
Платы и схемы здесь
▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

Есть вариант с большими радиаторами — не проверен.

С уважением, Алексей.

Алексей (AlexD)

Алматы, Казахстан

Родился 6 апреля 1972 года.
Хобби-радиоэлектроника.
Увлекся железом еще с раннего детства,чем доставлял немало хлопот родителям.
Не брали в радиокружок в 4 классе,т.к. в школе еще не преподавали физику (вот такие были правила).
Ремонт профессионального звукового и светового оборудования ведущих мировых брендов.

Изучаем резонанс. Часть 2. Импульсный БП для лампового усилителя

Следующей темой для моего исследования источника питания LLC resonant converter на микросхеме FAN7621 стала тема питания лампового усилителя.

Все же в кругах радиолюбителей не утихает интерес к лампам, а медных трансформаторов остается все меньше и меньше.
Естественно мной движет чисто исследовательский интерес, и сам усилитель я врядли буду делать – поглядим что вообще получится и как будет работать.

Содержание / Contents

Попробую сформировать техзадание, а заодно поковыряю трансформатор.
Большинство ламповых усилителей для домашнего использования имеют примерно одинаковые энергетические характеристики.
Я возьму за основу РР на 6П3С, смещение автомат, стандартная схема.
Это как правило по 3 баллона в канале – пред/фазик – двойной триод типа 6Н8С и пара 6П3С на выходе.
Нам нужно просто анодное – 250-280В 0.5А-0.8А. И накал – 6.3В 3-4А. Примерно.
Так как большого размера окна, куда можно накрутить много витков вторички у нас нет, то начну с малого, с того, что точно поместится.Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.
И плата:
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.
В общем то ничего сложного, пересчитать трансформатор и все.

Но когда я сел за расчеты, то понял, что в лоб проблему не решить.

В расчете дано, что вторичное напряжение одно, ток фиксирован, и изменение нагрузки не планируется.
У меня же минимум два напряжения, одно регулируемое, второе прицепом. Мощность тоже различная.
В общем по расчетам, требуемое число витков первички у меня получилось от 24 до 26.5, в зависимости от минимальной рабочей частоты для данного трансформатора.

Расчеты я делал на бумажке, приготовился уже мотать, но решил не заморачиваться, и соблюсти только расчетные данные по резонансной цепи. С напряжениями потом разберемся.
Поэтому намотал я его по аналогии с трансформатором из предыдущего описания – точнее из даташита, с корректировкой вторичных обмоток.

А именно:
Первичка – 36 витков – литц 60×0.1 мм.
Самопитание – 3+3 витка – одножильный 0.4 мм.
Вторичка – 6.3В – 1+1 виток – литц 85×0.1 мм
Вторичка – 250В – 40 витков – 0.4 мм одножильный провод.
Сердечник ER3542, секционирован на две секции.

Порядок намотки:
На  «длинную» секцию наматываю первичку.
Получается примерно 3.5 слоя.
Между слоями прокладка из липкой ленты.
Поверх первички – обмотка самопитания.
На  «короткой» секции мотаю анодную, так-же, с межслойной изоляцией, следом накал.
Все поместилось, крышка одевается с большим зазором.

Собрал – померил:

Стянутый – нормально!

Теперь индуктивность рассеяния – она тут получается повыше – так как на вторичке витков поменьше…
Проверим в работе…

Осталось подобрать зазор и можно запускаться.
Для организации нужной индуктивности в этом трансформаторе оказалось достаточно проложить стандартный лист 80 гр/м2 в один слой по центральному керну и с боков.

Ну что? Стартуем? Естественно первое включение через лампочку!

Нагрузка – на накал автомобильная лампа 12В 21+5Вт, на анод лампа от подсветки холодильника 220В 15Вт.

Старт прошел успешно, к сожалению ничего не взорвалось, напруга регулируется, частота тоже.

Ну на лампочку от холодильника любой дурак сможет работать, да и автолампа не нагрузка.
Давай- ка мы тебя подгрузим?

В качестве нагрузки я решил использовать «тяжелые» по накалу лампы, из найденных в запасах – 6Н13С. Ток накала на один баллон – 2.8-3А, почти как у четырех 6П3С. По аноду проблем нет, есть куча лампочек на 220В 40-60Вт.
То есть 100Вт нагрузки хватит в анод – даже с сильным запасом на «средний» домашний push-pull.
Пробую включить – запуск – и тут же останов!

Защита, ктоторая в даташите указана как OVP (Over-Voltage Protection) не дремлет и честно отрабатывает свою функцию!
Как я уже говорил, при работе в резонансном режиме, напряжение пропорционально увеличивается на всех обмотках трансформатора. Поэтому растет и самопитание контроллера.

А теперь надо подумать, как сделать так, чтоб БП тянул нужную мне нагрузку и при этом не падал в OVP.
Может все же намотать транс ближе к моим расчетам? То есть уменьшить число витков в первичке?
Отматываю от первички 6 витков. Откусываю хвост, понимая, что домотать его обратно не получится. Собираю.
Индуктивность уменьшилась, пришлось убрать прокладки с боковых частей магнитопровода.

Пробую через лампочку. Запустилось. Отключаю лампочку, включаю напрямую. Тишина! То есть даже запуска нет! Хотя питание контроллера – 15.4В – в норме для пуска… Ставлю назад лампу в цепь 220В – есть запуск!
Да что за ерунда?

На свой страх и риск, поставив минимальные нагрузки, пробую запустить при закороченной токовой защите.
Есть запуск! Странно…
С меньшим числом витков первички при резком росте питания видимо происходит выброс в цепи токовой, который «лочит» контроллер напрочь…
А через лампу происходит своего рода «софт старт» по высокой стороне, и если и есть какой выброс – то он не достаточен для срабатывания токовой.
Почему это происходит, я не выяснил, может разводка ПП как-то влияет…
Интересно, а прибор его не успевает засечь, как я не пытался…
Но факт есть факт – коротишь токовую – все работает.

А это не нормально!
Значит надо вернуть все назад и домотать тогда накальную обмотку, чтоб получить 6. 3В под нужной нагрузкой, и не вылезти за OVP на самопитании.

Перематываю первичку – теперь там снова 36 витков. А на накал мотаю 2×1.5 Витка.
Так как для такого малого напряжения невозможно намотать целое число витков – приходится колхозить вывод средней точки на верх транса.

Запуск с новыми данными – все стартует – отлично!

Нагрузка – лампа 6Н13С и пара ламп — 220В 15Вт и 220В 60Вт.

Подтыкаю еще одну 6Н13С – и опа, снова OVP! …

Да. Для маленького РР усилителя все нормально. Суммарная нагрузка около 100Вт .Но мне же надо понять, где его предел? Когда же сработает токовая не от КЗ, а от нагрузки?
И так уже токоизмерительный резистор состоит из двух резисторов по 0.33 Ома…
Все же придется делать стабилизатор на питание контроллера…
И отказаться от OVP.
Для мощных решений.
Отключаемый стаб, если что. Как то так…

Ну, а пока вешаю сопли… Не люблю макетные платы, и навесной монтаж. Но перед изготовлением новой ПП надо все проверить!
В том числе и тепловой режим стаба. Я использую LM317. Этот стабилизатор легко конфигурить, он достаточно надежен.
Можно было бы повесить резистор и стабилитрон, но это на любителей рискнуть.
Особенно при таком диапазоне входных напряжений на стабилитроне.
Там 15.6 на старте, и на 23.5 отключается БП – значит бывает и будет явно выше!

Я почему думаю про OVP? В принцпие, это полезная фишка. В отличие от OLP (Overload Protection), которая отслеживает ток через силовые ключи, OVP позволяет отследить проблемы в ОС. Ведь если отключить обратную связь, то контроллер начнет снижать частоту, что вызовет рост напряжений на всех вторичках. Хорошо, если это «отловит» токовая? А если нет – первыми полягут электролиты и далее со всеми вытекающими…

Но сдругой стороны, в даташитной схеме стоит стабилизатор изначально и OVP нужна только для защиты контроллера от перенапряжения при питании от собственного транса.

В общем ваяю наколенный стаб на 17-18В и пробую!

И вот оно счастье то!:)
Нагрузка около 40W.

И далее нагрузка 2×6Н13С+ автолампа, 220В 60Вт+40Вт+15Вт.

Теперь при любой нагрузке размах импульсов одинаков, что видно на синей осциллограмме.
Обратите внимание на зависимость частоты от нагрузки – здесь это хорошо видно.

Ну и самое главное, наконец-то добился срабатывания токовой!
Дело в том, что на холодные лампы БП стартует, и через секунду валится в защиту.
Если отключить или лампу 40Вт из анодной или вынуть одну 6Н13С – старт нормальный. Потом, после прогрева накала ламп – можно подтыкать на ходу что угодно – уже не отключается.
Это видно на желтой линии при максимальной нагрузке – размах приближается к расчетным 0.6В для срабатывания токовой защиты.

Но это не беда. В токовую установлены сопротивления 2×0.33Ом, что соответствует току около 4А, при которых может сработать защита. Для современных полевиков это даже еще не рабочий ток, не говоря об аварийном. А «растолкать» холодную лампу не так просто – это самая большая проблема.

Да и в реальной схеме, даже если не использовать задержку подачи анодного, ток через лампу будет течь только после прогрева катодов, и поэтому на момент старта анодная обмотка будет работать только на емкость фильтра, и аварийной ситуации с перегрузкой просто не возникнет.

Ну, а захочется большего – ничего не мешает поставить резисторы меньшего сопротивления.
Но это если уж очень надо…

Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.
Так как при внесении изменений в разводку, плата вынужденно увеличилась в ширину – то решил добавить еще и обмотку смещения с выпрямителем. Вдруг пригодится когда?
Запуск с новой платой прошел без эксцессов.

В общем все нормально.
Измерил пульсации под нагрузкой на анодном и накале.

Синий – анод. Желтый – накал.
Что удивило – в аноде стоит один кондер – пленка на 1 мкФ 630В – никаких элетролитов и пульсация всего 1В! Ну ничего, электронный дроссель это вылечит легко!

Единственное, что смущает – тепловой режим диодов выпрямителя накала. Я для этого поставил два сдвоенных STPS3045 в параллель. На 7А тока через 15 минут руку на радиаторе держать уже не комфортно.
Ну оно и понятно, напряжение и так маленькое, а еще и по 0. 5В на диодах падает.
Для такого тока – более 3Вт на корпус получается. Выгоднее накал питать от 12В и лампы в послед, но это конечно извращение. Лучше уж, если совсем все плохо, радиатор поставить побольше.

Зато рвет шаблон силовая секция! Радиаторы не нагрелись. Совсем. Как будто БП не работает, а просто лежит на столе.
Даже радиатор стабилизатора на ощупь градусов 35, а эти холодные! Закрадывается мысль о целесообразности применения там радиаторов вообще. Вот что значит мягкое переключение!

Для финального теста я решил все таки приблизить условия к реальным насколько возможно.
Подал накал на 4×6П3С-Е и 2×6Н8С.
А также на коленке собрал электронный дроссель, его видно в правом нижнем углу, нагрузив его на лампы 60Вт и 15Вт в параллель.
Все равно после 20Вт у 6П3С начинает краснеть анод.

Погонял немного, пока под лампой 60Вт не начала тлеть бумага и не повалил дым.
Силовые ключи холодные, Шоттки в накале нагрелись, но уже не так сильно, но зато нагрев стабильный, примерно 60 градусов. Еще прямо на радиатор светила лампа, и это похоже немного исказило картину, но в общем и целом – задача выполнена. Ну и в заключении немного впечатлений и выводов о работе БП.
Как я уже говорил, при работе резонансной цепи, напряжение меняется на всех обмотках. Это не смертельно, но нужно обращать внимание, например, на рабочее напряжение электролитов.

При запуске, пока нити холодные и ток через них сильно более паспортного, напряжение на анодной обмотке может быть выше процентов на 10-15 от номинала, и потом плавно, с прогревом нитей накала, уменьшается до нормы. Естественно, нужно будет применять плавную подачу анодного, это очевидно для такой организации питания.

Также очень четко работает защита от перегрузки. Иногда просто не понятно, отчего блок не стартует, но контроллер не дремлет и отключается еще до начала генерации.

Поэтому перегрузить его при нормально работающей защите не удастся никак.
Топология LLC resonance требует работы под нагрузкой – тогда эффективность максимальна.
Поэтому питать им лампы – как раз нормальное применение. Только долгий прогрев накала затягивает старт БП в нагруженном режиме, но это не беда, потом все нормализуется.

Класс А, работа на драйверы подсветки экранов, сверхъяркие диоды, любая другая активная и постоянная нагрузка – вот прямые области применения этой топологии.

Из недостатков – относительная сложность намотки трансформатора. Хотя что мешает самому сделать секционирование катушек?
Я не стал – заказал готовые. Не пробовал мотать одножильным проводом первичку – все же законы физики обмануть сложно, и, мне кажется, результат будет предсказуемо плохим.
Требуется измерение индуктивности трансформатора. Без этого никуда – на глаз никак не получится попасть в нужный диапазон.
Хотя может кто-то и попытается.

В остальном – мне очень понравилось — могу рекомендовать к повторению!

На радостях жду доставки FSFR2100 и FSFA2100, последняя, судя по даташиту, тоже интересна, но это уже ШИМ.

Когда статья уже была написана и выложена на портал, я задался рядом вопросов: «Ну и что? Что дальше то? На полку? Под разбор?“
И все же решился. Надо доделать до конца.
И если у нормальных людей выбирается лампа, схема на ней, а вокруг строится питание, трансформаторы, компоновка, то у меня все началось с другого конца. С питания.
Порылся в закромах, нашел пару трансов, перемотал остатками провода.

РР. Гу-17+ ЕСС88. Возможность работы в ультралинейном и пентодном режиме.
Выбор режима перемычками. Смещение — фикс, раз уж во второй версии добавил обмотку смещения.

Выбор ламп не случаен. Мне нужно было вписаться в «свой“ стандартный размер по ширине и глубине, чтоб влезло в стойку и не выпирало в высоту.
Из того, что было — 6Э5П, 6П1П и Гу-17. Последние помощнее — вот они и пошли в дело.
Заодно перемотал накал на 12,6В, так полегче диодам при плотной компоновке.
25Вт лампового звука на 5 Ом с резонансным питанием. В UL. В пентоде побольше.
Я думаю, мне хватит.

В динамиках тихо. Возбудов, а также артефактов с частотой преобразования не замечено.
Вот вам и вариант практического применения.
Схема аналогичная той, что опубликована в моей статье про усилитель на трансформаторах ТАН.
А самое главное — цель достигнута, процесс завершен успешно.

Ну, а пока все.

Схемы и платы здесь:
▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

Даташит на FAN7621 и руководство по расчету AN-4151 легко можно найти в сети или в первой части моей статьи.

С уважением, Алексей

Алексей (AlexD)

Алматы, Казахстан

Родился 6 апреля 1972 года.
Хобби-радиоэлектроника.
Увлекся железом еще с раннего детства,чем доставлял немало хлопот родителям.
Не брали в радиокружок в 4 классе,т.к. в школе еще не преподавали физику (вот такие были правила).
Ремонт профессионального звукового и светового оборудования ведущих мировых брендов.

БП ДЛЯ УСТРОЙСТВ НА РАДИОЛАМПАХ

Одна из самых сложных и важных частей любой ламповой конструкции — это источник питания. И лучше (удобнее) всего сделать его на отдельной плате. На ней будут расположены модули: система отложенного старта, включения усилителя, выпрямитель напряжения накалов, охлаждения и стабилизатор анодного напряжения.

Схема блока питания для ламповых устройств

Номиналы радиоэлементов, а также полное и оригинальное описание статьи — смотрите в PDF файле. Для питания накалов радиоламп используем напряжение 6,3 V постоянного и переменного тока. Лампы высокой мощности подогреваются переменным напряжением, в то время как лампы предусилителя — постоянным, с отдельного блока питания. Вот пример усилителя звука к наушникам, для которого и проектировалась эта схема:

Схема УНЧ на радиолампах для наушников

Анодное напряжение выпрямляется и сглаживается с помощью CRC фильтра и электронного фильтра, построенного на транзисторе T1. Коммутация сетевого напряжения переменного тока 230 В выполнена с помощью простой системы, состоящей из небольшого, 2-ваттного трансформатора на 12 В, реле, и нескольких RC элементов, которые и включают основной источник питания — главный трансформатор Tr2.  Как видно по схеме, выключателем W2, который находится на передней панели корпуса усилителя, включаем питание катушки реле Pk1, которое, в свою очередь, включает в сеть основной трансформатор питания — TR2.

Второй модуль — это выпрямитель напряжения накаливания, которым питаются лампы предусилителя. Одновременно выпрямленное напряжение используется для питания охлаждающего вентилятора.

Третий модуль построен на полевом транзисторе T2 и реле Pk2. Это блок задержки включения напряжения питания ламп усилителя. Это позволяет произвести включение напряжения на анодах только тогда, когда лампы достаточно нагрелись, что положительно влияет на их долговечность.

Принцип задержки очень прост: через резистор R106 больших значений (600-800k) заряжается конденсатор C110. По мере заряда транзистор T2 начинает открываться и реле Pk2 срабатывает, подключая напряжение с вторичной обмотки трансформатора Tr2, которое после стабилизации питает аноды ламп.

Диод Dg гасит импульс самоиндукции появляющийся на катушке реле. Светодиоды DL1 и DL2 сигнализируют о работе системы, светодиод DL1 гаснет после включения реле.

Конечно задержка включения анодного питания может быть реализована самым простым из возможных способов — с помощью ручного включения дополнительным переключателем, расположенным в анодной высоковольтной цепи трансформатора TR2, но так удобнее и не надо постоянно помнить об этом.

Так как ламповый усилитель производит много тепла – накал ламп, резисторы в катодах большой мощности, блок питания — всё это греется не слабо. И в довольно тесном корпусе циркуляция воздуха оставляет желать лучшего, несмотря на множество вентиляционных отверстий, то внутрь корпуса вставили вентилятор компьютерный, который значительно улучшил ситуацию. Чтобы вентилятор не шумел слишком громко, он питается пониженным напряжением около 8 В, что снижает шум и (к сожалению) эффективность охлаждения.

Постоянное напряжение 6,3 V используется для питания ламп накаливания предусилителя, что уменьшает проникновение помех от нити накала к катоду. Хотя можно спокойно радиолампы питать напряжением переменного тока, но если уж есть в наличии постоянное напряжение 6,3 V, то стоит его использовать.

Как мы помним, синусоидальное напряжение после выпрямления поднимается заметно. Примерно до 7.2 V постоянного напряжения. Это напряжение слишком высокое для ламп накаливания, так что снизим его с помощью диода.

Если наоборот нехватка вольтажа — используем в выпрямителе диоды Шоттки, которые имеют меньшее падение напряжения в направлении проводимости (0,3-0,4 В), чем у выпрямительных кремниевых диодов (0,6-0,7 V).

Напряжение +/-6.3 V, используемые для накалов ламп предусилителя, симметрировано относительно массы с помощью резисторов R109, R110. Резисторы расположены непосредственно возле ламп.

Выходные мощные радиолампы подогреваются напряжением переменного тока 6,3 V, которые соединены на массу через резисторы R111, R112. Это приводит к тому, что искажения, произведенные протекающими токами в нити накала компенсируют друг друга.  Эти резисторы также находятся на печатной плате возле ламп.

Сетевой трансформатор тороидальный, с экраном, который уменьшает поле рассеяния вокруг трансформатора, и замотан пластиковой лентой, что придает жесткость катушке и уменьшает дребезжание. Экран имеет вывод, который присоединился к массе. Силовой трансформатор TR2 имеет мощность 100VA, а вторичные обмотки 6,3 V/4 A и 150 V/0,5 A.

В общем на базе этой схемы можно собрать универсальный отдельный БП, от которого питать практически любую конструкцию на радиолампах. И в первую очередь, конечно же, усилитель звука.

   Форум по блокам питания

   Обсудить статью БП ДЛЯ УСТРОЙСТВ НА РАДИОЛАМПАХ

Импульсный БП для ламповых усилителей.

?

LiveJournal

  • Main
  • Ratings
  • Interesting
  • iOS & Android
  • Disable ads

Login

  • Login
  • CREATE BLOG

    Join

  • English

    (en)

    • English (en)
    • Русский (ru)
    • Українська (uk)
    • Français (fr)
    • Português (pt)
    • español (es)
    • Deutsch (de)
    • Italiano (it)
    • Беларуская (be)

Импульсный блок питания для усилителя НЧ на ir2153 мощностью 300Вт

Ну, наконец, после небольшого перерыва выкладываю новую статью по сборке импульсного источника двухполярного питания на ir2153 для усилителя низкой частоты. Данный ИИП мощностью 300 Вт может питать такие усилители как “Ланзар” или усилитель на TDA7294 и др., требующие двухполярное питание.

Рассматриваемый блок питания я буду задействовать для питания своего будущего усилителя “Ланзар”. Мощность источника питания 300-400 Вт будет достаточной для двух каналов усилителя  по 100Вт с КПД=55%.

Схема была найдена на просторах интернета, собрана, отработана мною и выложена в виде данной статьи, как проверенная схема, чтобы вы могли без проблем повторить её. Вы же меня понимаете друзья, как редко найденная в интернете схема запускается и работает с первого раза.

На самом деле, схема не сложна, но я с ней помучился и попробую вам объяснить некоторые моменты настройки защиты.

Данный импульсный блок питания имеет защиту от перегрузки. Блок питания нестабилизированный.

Схема ИИП на ir2153 для усилителя низкой частоты.

Данный источник питания не имеет стабилизации, поэтому в выходном каскаде отсутствуют дроссели.

Напряжение планировал +-45Вольт, но расчеты не точны вследствие неизвестного материала сердечника трансформатора, в итоге +-50Вольт при токе 3.5А. Сердечник импортный. Ну, я не огорчился, нормальное напряжение +-50Вольт, в самый раз для моего будущего усилителя.

Опишу немного работу схемы.

Все, что зеленым цветом является плавным запуском. Плавный запуск в данной схеме служит для гашения больших токов при включении источника питания в сеть. При включении в сеть, начинается зарядка большой емкости электролитического конденсатора С10, а так же электролитов в выходном каскаде C13-C16. Суть работы плавного запуска следующая, при включении источника питания в сеть, весь ток протекает через резистор R6, тем самым рассеивая излишки в виде тепла в атмосферу. Как только все емкости зарядились (прошли переходные процессы), замыкаются контакты реле K1, и весь ток начинает течь не через резистор R6 а через замкнутые контакты реле K1. Временная задержка срабатывания реле задается времязадающей емкостью С7. VDS1 является выпрямительным мостом для питания плавного запуска. VD1 стабилитрон на 13 Вольт для питания реле К1.

Перейдем к самому источнику питания. Резистор R2 ограничивает ток питания самого драйвера ir2153, то есть через него запитан драйвер. VD2 является однополупериодным выпрямителем питания драйвера.

Емкость С6 и резистор R4 задают частоту генерации драйвера ir2153. Под статьей можете скачать программу расчета номиналов данных элементов по частоте. Номиналы C6 и R4 указанные на схеме способствуют генерации прямоугольных импульсов с частотой 43-44кГц. Я убавил номинал резистора R4 до 13кОм, тем самым повысил частоту до 50кГц, трансформатор стал греться меньше, но и поднялось напряжение на нагрузке, было +-48 Вольт при токе 3А, стало +-50Вольт, но это только мне на руку.

На транзисторах VT1,VT2,R1,R3 собран “икающий” триггер защиты. R11 является датчиком тока. На нем совсем небольшое падение напряжения, и при увеличении тока во вторичной обмотке, ток первичной обмотки тоже увеличивается, увеличивается и падение напряжения на резисторе R11. Через подстроечный резистор R10 ток поступает на базу транзистора VT1, и при достижении определенного напряжения база-эмиттер примерно 0,6 Вольт транзистор открывается. Через  открытый транзистор VT1 и резистор R1 начинает протекать небольшой ток, который открывает транзистор VT2, через данный транзистор и резистор R3 питание драйвера зашунтируется. Драйвер прекращает работу, ток падает в обмотках трансформатора, транзистор VT1 закрывается. Питание на драйвер вновь появляется, так как закрыт транзистор VT1, а следовательно и VT2, и питание драйвера уже не зашунтировано.

Далее цикл повторяется, пока в первичной обмотке трансформатора не ослабится ток. Визуально это все наблюдается миганием светодиода, эффект “икания”. Подстройка защиты ведется подстроечным резистором R10, но о настройке защиты чуть ниже.

На выходе стоят диоды типа “Шоттки”, позволяющие выпрямить высокочастотный ток. Ну и в каждом из плеч выходного каскада стоят электролиты по 2000мкФ на плечо. Данных баночек вполне достаточно для импульсного источника питания мощностью до 500Вт, используемого под усилитель низкой частоты.

Варистор VDR1 защищает схему от скачков напряжения. При скачке напряжения (напряжение срабатывания MYG14-431 составляет 430В при токе 1мА) сопротивление варистора мгновенно уменьшается, выкорачивая цепь питания схемы, перегорает предохранитель, обрывая сетевое питание.

Дроссель T1 служит для подавления высокочастотных помех на входе.

Детали для сборки импульсного источника питания на ir2153

ОБОЗНАЧЕНИЕТИПНОМИНАЛКОЛИЧЕСТВОКОММЕНТАРИЙ
Драйвер питанияIR21531
VT1Биполярный транзистор2n55511
VT2Биполярный транзистор2n54011
VT3Биполярный транзисторBC5171Составной транзистор
VT4,VT5MOSFET — транзисторIRF7402Полевой транзистор
VD1Стабилитрон1n4743A113В 1. 3Вт
VD2,VD4Выпрямительный диодHER1082Другой быстрый диод
VD3Выпрямительный диод1n41481
VD5,VD6Диод ШотткиMBR20100220А 100В
VDS1Выпрямительный диод1n40074
VDS2Диодный мостRS60716А 1000В
VDR1ВаристорMYG14-4311
HL1СветодиодКрасный1
K1РелеHK3FF-DC12V-SH1Обмотка на 12В 400 Ом
R1Резистор 0,25Вт8,2кОм1
R2Резистор 2Вт18кОм1
R3Резистор 0,25Вт100 Ом1
R5Резистор 0,25Вт47кОм1
R6Резистор 5Вт22 Ом1
R4,R7Резистор 0,25Вт15кОм2
R8,R9Резистор 0,25Вт33 Ом2
R10Резистор подстр.330 Ом1Однооборотный
R11,R11Резистор 2Вт0,2 Ом2
C1,C3,C17,C18Конденсатор неполярный100нФ 400В4Пленка
C2Конденсатор неполярный470нФ 400В1Пленка
C4,C5,C7Электролит220мкФ 16В3
C6,C8Конденсатор неполярный1нФ2Керамика любое напряж.
C9Конденсатор неполярный680нФ1Керамика любое напряж.
C10Электролит330мкФ 400В1
C11,C12Конденсатор неполярный1мкФ 400В2Пленка
C13-C16Электролит1000мкФ 63В4

Дроссель Т1 можете выдрать из любого импульсного блока питания ПК, как это сделал я.
Скачать список компонентов для ИИП на ir2153 в файле PDF.

Трансформатор намотан на кольце марки 2000НМ, размеры 40-24-20 мм. Первичная обмотка содержит 33 витка проводом диаметра 0,85мм в две жилы (перестраховался).

Вторичная обмотка ложится в два слоя. Диаметр провода вторичной обмотки 0,85мм и имеет 13+13 витков (то есть с отводом от середины, всего 26 витков), второй слой аналогичен первому (13+13 витков). Между слоями лежит диэлектрик.

Более подробную инструкцию о расчете и намотке трансформатора читайте в статье «Расчет и намотка импульсного трансформатора», также рекомендую прочитать статью «Как перемотать трансформатор из блока питания ПК».

Данный импульсный источник питания на ir2153 можно пересчитать под любое напряжение, достаточно перемотать трансформатор.

Если надумаете собирать данный блок питания напряжением более +-50В, то следует заменить выходные емкости С13-С16 на более высоковольтные, например на 100В. , а также заменить Шоттки, например, на MBR20200.

Пару слов о защите.

Может сложиться так, что после сборки ИИП описанного в этой статье, при запуске будет срабатывать защита. И регулировка подстроечного резистора не даст никакого результата. Тогда следует уменьшить номинал резистора R11 до 0,07 Ом. У меня так и сделано, параллельно зацеплены три резистора по 0,2 Ом.

Суть ребята такая, если номинал резистора R11 большой, например 0,2 Ом, то на нем будет падение напряжения больше чем нужно, и при работе ИИП постоянно будет большое напряжение на базе транзистора VT1, защита будет срабатывать.

Может случиться так, что при испытании на довольно большой нагрузке защита не срабатывает, то можно попробовать увеличить номинал R11, например до 0,15 Ом. Либо попробовать увеличить номинал подстроечного резистора R10, например до 3,3 кОм. Так как, R10 и R11 соединены параллельно, и R11 на два порядка меньше, то увеличение R10 приведет к очень малому (несколько тысячных-сотых долей) изменению эквивалентного соединения.

В общем, повозитесь с настройкой защиты и все поймете. Хотя если все номиналы будут соответствовать схеме, и мотать трансформатор будете на кольце, даже рассчитанном на другое напряжение, у вас все заработает с первого раза. От вас требуется внимательность, и аккуратность.

Замечу, что на плате стоят два резистора R11 сопротивлением 0,22 Ома, соединенных между собой параллельно,  в результате R11 равен 0,11 Ом (по правилу двух параллельно соединенных проводников). У меня на плате три резистора R11 по 0,22 Ома (параллельно соединенных), что дает в результате 0,07 Ом.

Первый запуск и настройка защиты.

Первый запуск всегда делайте через лампу. Что это значит? Это значит, что от сети подключаем не напрямую питание, а в разрыв одного из двух проводов подсоединяем лампу 220 Вольт.

Что нам даст лампа? Лампа – это тот же резистор, в котором визуально можно наблюдать рассеивание лишней мощности в виде света (тепла соответственно тоже), а также предотвратит  перегорание элементов при неисправности в блоке питания.

Если в вашем собранном блоке питания на ir2153 будет присутствовать короткое замыкание (КЗ), чего я вам не желаю, то при подключении через лампу, последняя будет гореть в полный накал и возможно ничего больше не сгорит, так как лампа рассеет всю мощность. Это очевидно, так как схема примет вид:

Если в блоке питания будет обрыв, то лампа не загорится.

При нормальном запуске ИИП наблюдается следующая картина, лампа должна вспыхнуть и погаснуть. Вспыхивает лампа в момент зарядки всех емкостей. Если емкости не разрядить, то второй запуск пройдет без вспыхивания лампы.

Для настройки защиты лампу исключите из цепи, иначе лампа будет рассеивать мощность и не позволит вам, как следует нагрузить ваш ИИП.

Для проверки защиты нужно нагрузить наш ИИП на ir2153. Нагружать будем мощными резисторами. Для этого их нужно рассчитать.  Расчет производим с помощью закона Ома.  На выходе у меня +-50В, если я замерю не относительно ноля, а на плечах, то получу напряжение +100В. Я хочу выжать из моего блока питания ток 3А, это 300Вт (мощность = ток*напряжение). Теперь 100В/3А=33,3 Ом.

Я нашел несколько 25Вт резисторов и собрал из них 33 Ом. Наливаете в тазик воды и опускаете в него подключенные резисторы . В разрыв амперметр, чтобы замерить ток.

Ток потребления 3 Ампера.

Напряжение на плечах 102 Вольта.

Далее плавным вращением подстроечного резистора R10, добиваемся загорания светодиода, который должен начать мигать.  После того, как поймали место, где срабатывает защита, крутим подстроечный резистор R10 в обратном направлении, пока защита перестанет срабатывать. В этом положении оставляем R10. Все, защита настроена, при перегрузке более 300Вт в моем случае, сработает защита.

Несколько советов.

После пайки обязательно сотрите остатки канифоли спиртом или ацетоном. Посадите ключи и Шоттки на радиаторы, через диэлектрические прокладки. После настройки защиты погоняйте ваш блок питания сначала минут  15, потом можете час. После 1 часа работы, трансформатор нагрелся до 64 градусов и рост температуры остановился. Это нормально. Ключи IRF740 работают до 150 градусов, и соответственно будут нагреваться.

Замеры температуры при работе схемы:

При желании и наличии осциллографа, можете пересчитать R4 и С6, для оптимальной настройки частоты. Уменьшив R4 до 13кОм, я увеличил частоту до 50кГц, что сразу сказалось на работе моего блока питания, повысился КПД, а следовательно и уменьшилось выделение тепла.

Печатная плата для ИИП на ir2153 СКАЧАТЬ

Даташит на ir2153 СКАЧАТЬ

Список компонентов для сборки ИИП на ir2153 (PDF) СКАЧАТЬ

Программа расчета частоты драйвера ir2153 по R4 и C6 СКАЧАТЬ

Статья по расчету и намотке импульсного трансформатора ПЕРЕЙТИ

Статья по перемотке импульсного трансформатора из БП ПК ПЕРЕЙТИ.

Похожие статьи

Надежный ИИП для усилителя | AUDIO-CXEM. RU

Надежный источник питания для усилителя должен не только выдавать необходимый ток при заданном напряжении, но и должен иметь защиту от короткого замыкания (КЗ), надежно срабатывающую при внештатной ситуации. Также, надежность импульсного источника питания для усилителя повышается, если он имеет функцию плавного запуска. Такая функция ограничивает стартовый ток, протекающий через сток-исток полевых транзисторов в момент заряда выходных электролитических конденсаторов. Без функции плавного запуска (софт старт) неожиданно может произойти пробой ключей в момент включения ИИП в сеть.

Схема надежного ИИП для усилителя построена на драйвере управления полевыми транзисторами IR2153. Я уже публиковал несколько схем на базе IR2153 с защитой и без. Сама обвязка микросхемы в них практически не отличается, а вот защита от КЗ и софт старт организован по-разному. Предложенный вариант защиты в этой статье, на мой взгляд, самый удачный и надежный.

Собранный по представленной ниже схеме ИИП я испытывал на КЗ многократно, запускал с закороченным выходом, замыкал выход работающего устройства, защита срабатывала отлично, каждый раз.

Схема надежного ИИП для усилителя

Схема защиты и софт старта разработана Сергеем Лебедевым и взята с ресурса Darkamp.

Пробегусь по основным узлам и элементам. Термистор R2 ограничивает ток заряда емкостей при первом включении. Его сопротивление составляет 5Ом, а после его нагрева сопротивление снижается до нуля. Предохранитель F1 оберегает устройство от пожара при внештатной ситуации, его номинал я снизил до 1.6А. Элементы C1, R1, C2 и синфазный дроссель Tr1 образуют помехоподавляющий фильтр.

Напряжение переменного тока поступает на диодный мост VDS1, выпрямляется им и накапливается в конденсаторе C5. Резистор R3 служит для плавного разряда емкости C5 при отключении ИИП от сети. Выпрямленное напряжение (уже примерно +310В) поступает на емкостной делитель C15, C17, который делит напряжение +310В пополам. Средняя точка делителя соединена с одним выводом первичной обмотки трансформатора. Второй вывод первичной обмотки соединен с истоком транзистора T1 и со стоком транзистора T2. Данные транзисторы, открываясь поочередно, будут подключать первичную обмотку к +155В и к -155В относительно средней точки делителя C15, C17. Таким образом, на первичной обмотке будут импульсы со значением примерно 155В (половина выпрямленного напряжения).

На вторичной обмотке также появляются прямоугольные импульсы. Напряжение вторичной обмотки выпрямляется диодами Шоттки SR5100 и накапливается в электролитических конденсаторах C18 и C19. Резисторы R19 и R20 служат для ограничения раскачки напряжения на холостом ходу и для разряда емкости при отключении ИИП от сети. Дроссели L1 и L2 ограничивают импульс тока заряда выходных емкостей при запуске ИИП.

Цепочка R18, C16 является снаббером, который снижает высокочастотные выбросы (звон) ключей.

С силовой частью разобрались.

Затворами силовых ключей T1 и T2 управляют прямоугольные импульсы, которые поступают на них с выходов драйвера IR2153 (выводы 5 и 7) через конденсаторы C10, C12 и ограничивающие ток резисторы R14 и R15.

Частоту генерации задают элементы R8 и C8. С указанными на схеме номиналами этих элементов, частота генерации лежит в районе 45кГц. К статье приложен калькулятор для расчета времязадающих элементов IR2153 в зависимости от частоты драйвера.

Питание драйвера IR2153 организовано через гасящий резистор R10, подключенный к напряжению переменного тока (~220В). На вывод питания драйвера (вывод 1) поступает стабилизированное стабилитроном ZD напряжение +12В, пульсации которого сглаживаются емкостями C6 и C7.

Элементы VD1 и C11 являются бутстрепными в схеме управления ключами.

Работа защиты и софт старта.

В истоках полевых транзисторов стоят датчики тока R16 и R17. Через них протекает ток, пропорциональный выходной нагрузке блока питания. При увеличении тока, протекающего по ним, возрастает падение напряжения на этих датчиках тока, которое через диоды VD2, VD3 поступает на базы VT5, VT6. При превышении определенного порога, VT5 и VT6 открываются и замыкают затворы силовых ключей на их истоки, транзисторы запираются. Точнее сказать, они продолжают работать, но на первичной обмотке трансформатора форма сигнала принимает вид иголок с очень узкой шириной импульсов. Таким образом, ограничивается ток КЗ или перегрузки. При софт старте происходит то же самое, по мере заряда выходных емкостей ширина иголок постепенно увеличивается и переходит в меандр.

Для большей надежности автор добавил триггер (защелку), построенный на транзисторах VT1 и VT3. Он уже полностью останавливает генерацию при КЗ.

Напряжение с датчика тока R17 поступает на базу транзистора VT4, который открываясь, будет подтягивать базу VT1 к общему проводу и VT1 начнет открываться. Начнет протекать ток через резисторы R6 и R7. Далее по мере увеличения падения напряжения на R7, транзистор VT3 откроется. После открытия VT3 уже будет неважно, какое падение напряжения на датчике тока R17, так как открытый VT3 будет открывать VT1 и наоборот. Вместе с VT3 открывается VT2, который в свою очередь шунтирует (замыкает на общий провод) частотозадающую емкость C8 и генерация останавливается. Для отключения сработанной защиты нужно на некоторое время отключить ИИП от сети. Конденсатор C9 снижает чувствительность защелки. Его емкость необходимо увеличить, если триггер срабатывает при запуске, когда выходные емкости имеют большие номиналы. Если емкость C9 значительно увеличить, то защелка может не срабатывать при КЗ, но защита каждого ключа на VT5 и VT6 будет работать.

Вот такую замечательную защиту предложил автор схемы, помимо триггера, каждый ключ имеет свою защиту, что делает действительно этот импульсный источник питания надежным.

Компоненты

Транзисторы должны быть оригинальными. Не применяйте поддельные IRF740, иначе они будут выходить из строя при старте источника. Также не забываем изолировать их фланцы от радиатора с помощью диэлектрических втулок и прокладок.

В качестве неполярных конденсаторов лучше применить пленочные, с шагом выводов 5мм, особенно это касается C8, C9. При нагреве керамических конденсаторов может изменяться частота генерации или чувствительность защиты.

Диоды VD1-VD3 супер быстрые, серии SF или HER.  На выходе диоды Шоттки SR5100 или аналогичные (можно установить диоды серии SF, FR, UF) на ток 5А и напряжение не менее 80В.

Резисторы R16, R17 должны быть либо SMD с типоразмером 2512, либо с обратной стороны платы можно припаять 1-2Вт выводные сопротивления.

Резистор R10 значительно греется, его рассеиваемая мощность должна быть 2Вт.

Стабилитрон ZD напряжением 12В.

Конденсаторы C1 и C2 помехоподавляющие типа X2. Конденсаторы C3 и C4 обязательно Y типа. Термистор R2 на 5Ом.

Синфазный дроссель мотается на зеленом кольце и содержит по 20-25 витков на каждой половине кольца.

Выходные дроссели L1, L2 мотаются на ферритовых стержнях диаметром 5-6мм. Необходимо не менее 10 витков (больше — лучше) проводом с диаметром не менее 1мм. Я выполнил по 16 витков, индуктивность составила 7мкГн.

Трансформатор

Сердечник (материал PC40) кольцевого типа с размерами 31×19×15 и проницаемостью 2300μ. Подойдет и другое кольцо с примерными размерами и проницаемостью 2000μ.

По авторской схеме трансформатор содержит 51виток в первичной обмотке. У меня 47 витков. Вторичные обмотки содержат 11+11 витков.

Первичную обмотку я мотал одной жилой провода ПЭТ-155 диаметром 0.63мм.

Вторичные обмотки мотаются двумя жилами диаметром 0.63мм.

Для данного ИИП мною было намотано несколько трансформаторов. По фотографиям можно увидеть, что я мотал вторичную обмотку двумя способами, либо двумя жилами каждую обмотку, либо мотал четырьмя жилами сразу две вторичные обмотки, а потом уже их фазировал.

В качестве межслойной изоляции применен рукав для запекания, нарезанный лентами.

Методику намотки я тут разъяснять не буду, она описана в статьях «Импульсный источник питания для TDA7294 на IR2153» и «Блок питания для усилителя на IR2161».

Испытания

Самое первое включение я выполнял через последовательно соединенную лампу (~220В). Лампа, как положено, моргнула и потухла. Значит все отлично. После измерения выходного напряжения я убедился, что ИИП работает исправно.

Первое испытание ИИП было с нагрузочным резистором 22Ома, выходная мощность составляла 132Вт (на выходе ±27В, вторичная обмотка 10+10 витков). На ключах теплоотвод с площадью поверхности 200см2. За 20 минут работы, трансформатор нагрелся до 400С, ключи чуть теплые. Сильно греются выходные диоды (1200С) и диодный мост.

Так как этот ИИП будет трудиться в корпусе усилителя ОМ2 без принудительного охлаждения, то я принял решение наклеить на Шоттки пластинку из алюминия, а также подобную пластину установил на диодный мост с помощью болта и гайки М3, это должно снизить нагрев элементов.

Далее я испытывал ИИП уже в составе усилителя ОМ2. Трансформатор имел 11+11 витков во вторичной обмотке, напряжение на холостом ходу составляло ±36В. Нагрузкой служили два канала ОМ2, нагруженные резисторами по 8Ом. Выходная мощность усилителя составляла 45Вт+45Вт на непрерывный синусоидальный сигнал частотой 1000Гц. Учитывая КПД усилителя ОМ2 равный 55%, ИИП в нагрузке имел 165Вт, напряжение просело до ±31.5В.  Корпус шасси был полностью закрыт. За 20 минут трансформатор нагрелся до 650С, Шоттки — 1050С, ключи — 400С. Это хорошие показатели, ведь при усилении музыкальной программы нагрев будет значительно меньше.

Защита с защелкой срабатывала при замыкании обоих плеч резистором 10Ом. При КЗ также защелка срабатывает отлично. Защелка может не сработать если при КЗ контакт замыкания некачественный, но в этом случае срабатывает защита в истоках ключей, напряжение на выходе падает до нуля и при размыкании выхода восстанавливается.

При софт старте, за счет емкости C9, защелка не успевает сработать, а защита на VT5-VT6 способствует формированию узких импульсов (иголок) на первичной обмотке, заряжая слабым током выходные емкости, по мере их заряда ширина импульсов восстанавливается.

Для снижения выбросов (звона) я заменил керамические конденсаторы пленочными, снизил количество витков первичной обмотки до 47 витков и убрал снаббер R18, C16 (без него почему-то звон стал меньше).

Это уже с 47 витками в первичной обмотке. До перемотки было еще хуже.

После всего сделанного на холостом ходу, на нагрузке выбросы есть, но не такие, как были ранее.

Печатная плата надежного ИИП для усилителя СКАЧАТЬ

Калькулятор времязадающих элементов IR2153 СКАЧАТЬ

Похожие статьи

Выключатель блока питания усилителя по лучшей цене — Выгодные предложения на выключатель блока питания усилителя от глобальных продавцов выключателей блока питания усилителя

Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте для выключателя питания усилителя. 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 доставку и надежные, 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 этот выключатель питания усилителя высшего качества вскоре станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели переключатель питания усилителя 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 переключателе питания усилителя и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам разобраться, 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. , а также ожидаемую экономию.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 power supply switch по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы. На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Что такое блок питания?

Обновлено: 07.10.2019, Computer Hope

Сокращенно PS или P / S , блок питания или PSU (блок питания ) — это аппаратный компонент компьютера, который подает питание на все остальные компоненты. Блок питания преобразует 110–115 или 220–230 вольт переменного тока (переменного тока) в устойчивый низковольтный постоянный ток (постоянный ток), используемый компьютером и рассчитываемый по количеству генерируемых ватт. На изображении показан блок питания Antec True 330 мощностью 330 Вт.

Осторожно

Никогда не открывайте корпус блока питания. Он содержит конденсаторы, способные удерживать сильный электрический заряд, даже если компьютер выключен и отключен от сети на длительное время.

Наконечник

Вы можете защитить свой блок питания и компьютер от скачков и падений напряжения, купив ИБП (источник бесперебойного питания). Если вы не можете позволить себе ИБП, убедитесь, что компьютер хотя бы подключен к сетевому фильтру.

Где в компьютере находится блок питания?

Блок питания расположен на задней панели компьютера, обычно вверху. Однако во многих более поздних корпусах для компьютеров в корпусе Tower источник питания расположен в задней части корпуса. В корпусе настольного компьютера (моноблоки) блок питания расположен сзади слева или сзади справа.

Детали, обнаруженные на задней панели блока питания

Ниже приведен список деталей, которые можно найти на задней панели блока питания.

  • Подключение шнура питания к компьютеру.
  • Вентилятор, выходящий из блока питания.
  • Красный переключатель для изменения напряжения питания.
  • Кулисный переключатель для включения и выключения источника питания.

На передней панели блока питания, которая не видна, если компьютер не открыт, вы найдете несколько кабелей. Эти кабели подключаются к материнской плате компьютера и другим внутренним компонентам. Блок питания подключается к материнской плате с помощью разъема в стиле ATX и может иметь один или несколько из следующих кабелей для подключения питания к другим устройствам.

Детали, обнаруженные внутри блока питания

Ниже приведен список деталей внутри блока питания.

  • Выпрямитель, преобразующий переменный ток в постоянный.
  • Фильтр, который сглаживает постоянный ток, исходящий от выпрямителя.
  • Трансформатор, который регулирует входящее напряжение, повышая или понижая его.
  • Регулятор напряжения, который управляет выходным напряжением постоянного тока, позволяя подавать нужное количество энергии, вольт или ватт, на компьютерное оборудование.

Порядок работы этих внутренних компонентов источника питания следующий.

  1. Трансформатор
  2. Выпрямитель
  3. Фильтр
  4. Регулятор напряжения

Какие элементы питаются от БП компьютера?

Все, что находится в корпусе компьютера, питается от источника питания. Например, материнская плата, ОЗУ, ЦП, жесткий диск, дисководы и большинство видеокарт (если они есть в компьютере) потребляют энергию от источника питания.Любые другие внешние устройства и периферийные устройства, такие как компьютерный монитор и принтер, имеют источник питания или потребляют питание по кабелю передачи данных, как некоторые устройства USB.

Вентилятор всегда работает от источника питания?

Когда компьютер включен, вентилятор (ы) внутри блока питания всегда должен работать. Если вентилятор не работает (вращается), либо компьютер не работает, либо вентилятор вышел из строя, и блок питания следует заменить.

Заметка

Некоторые блоки питания имеют регулируемые элементы управления, которые могут увеличивать или уменьшать скорость вращения вентилятора в зависимости от его температуры.Однако он всегда должен крутиться.

Адаптер переменного тока, Аббревиатуры компьютеров, Термины по оборудованию, Питание, Шнур питания, Выключатель питания, Термины по питанию, Резервный источник питания, SMPS

Что такое импульсный источник питания SMPS »Примечания по электронике

Импульсные источники питания, SMPS обеспечивают повышенную эффективность и экономию места по сравнению с традиционными линейными источниками питания, но следует позаботиться о том, чтобы шум на выходе был низким.


Схемы источников питания SMPS Праймер и руководство Включает:
Импульсный источник питания
Как работает SMPS
Понижающий понижающий преобразователь
Повышающий повышающий преобразователь
Конвертер Buck Boost

См. Также:
Обзор электроники блока питания
Линейный источник питания
Защита от перенапряжения
Характеристики блока питания
Цифровая мощность
Шина управления питанием: PMbus
Бесперебойный источник питания


Импульсные источники питания широко используются из-за преимуществ, которые они предлагают с точки зрения размера, веса, стоимости, эффективности и общей производительности.

Благодаря своим характеристикам импульсные источники питания используются во всех приложениях, кроме самых требовательных, чтобы обеспечить эффективный и действенный источник питания для большинства видов электронных систем.

Импульсные источники питания

стали общепринятой частью электронной сцены и часто называются импульсными преобразователями мощности или просто переключателями.

Терминология импульсного источника питания

Импульсный источник питания, SMPS, технология может быть обозначена рядом схожих терминов.Хотя все они рассматривают одну и ту же базовую технологию, они относятся к разным элементам общей технологии:

  • Импульсный источник питания, SMPS: Термин импульсный источник питания обычно используется для обозначения элемента, который может быть подключен к сети или другому внешнему источнику и используется для генерации источника питания. Другими словами, это полноценный блок питания.
  • Регулятор режима переключения: Обычно это относится только к электронной схеме, которая обеспечивает регулирование.Регулятор режима переключения будет частью общего источника питания режима переключения.
  • Контроллер импульсного регулятора: Многие интегральные схемы импульсного регулятора не содержат последовательного переключающего элемента. Это будет верно, если уровни тока или напряжения высоки, потому что внешний последовательный переключающий элемент сможет лучше справляться с более высокими уровнями тока и напряжения, а также с результирующей рассеиваемой мощностью.

Основы импульсного источника питания

Основная концепция импульсного источника питания или SMPS заключается в том, что регулирование осуществляется с помощью импульсного регулятора.Здесь используется последовательный переключающий элемент, который выключает подачу тока на сглаживающий конденсатор.

Основная концепция импульсного источника питания

Время включения последовательного элемента регулируется напряжением на конденсаторе. Если оно выше требуемого, то переключающий элемент серии отключается, если ниже требуемого — включается. Таким образом, напряжение на сглаживающем или накопительном конденсаторе поддерживается на необходимом уровне.

Преимущества / недостатки импульсного источника питания

Использование любой технологии часто представляет собой тщательный баланс нескольких преимуществ и недостатков.Это справедливо для импульсных источников питания, которые имеют ряд явных преимуществ, но также имеют свои недостатки.

Преимущества ИИП

  • Высокий КПД: Переключающее действие означает, что элемент последовательного регулятора либо включен, либо выключен, поэтому мало энергии рассеивается в виде тепла, и можно достичь очень высокого уровня эффективности.
  • Компактный: Благодаря высокой эффективности и низкому уровню рассеивания тепла импульсные источники питания можно сделать более компактными.
  • Стоимость: Одним из факторов, делающих импульсные источники питания очень привлекательными, является их стоимость. Более высокий КПД и переключаемый характер конструкции означают, что количество тепла, которое необходимо уменьшить, ниже, чем у линейных источников, и это снижает затраты. При этом переключаемый характер питания означает, что многие компоненты имеют более низкую стоимость.
  • Гибкая технология: Технология импульсного источника питания может использоваться для обеспечения высокоэффективного преобразования напряжения в приложениях с повышением или «повышением» напряжения или понижающих приложениях.

SMPS Недостатки

  • Шум: Переходные всплески, возникающие при переключении в импульсных источниках питания, являются одной из самых больших проблем. Если выбросы не отфильтрованы должным образом, выбросы могут мигрировать во все области цепей, питаемых импульсными модулями питания. Кроме того, всплески или переходные процессы могут вызывать электромагнитные или радиочастотные помехи, которые могут влиять на другие расположенные поблизости элементы электронного оборудования, особенно если они принимают радиосигналы.
  • Внешние компоненты: Хотя можно спроектировать импульсный регулятор с использованием одной интегральной схемы, обычно требуются внешние компоненты. Наиболее очевидным является резервуарный конденсатор, но необходимы и фильтрующие элементы. В некоторых конструкциях последовательный переключающий элемент может быть встроен в интегральную схему, но там, где потребляется любой ток, последовательный переключатель будет внешним компонентом. Все эти компоненты требуют места и увеличивают стоимость.
  • Требуется экспертный дизайн: Часто можно собрать работающий импульсный источник питания. Обеспечить его соответствие требуемой спецификации может быть сложнее. Особенно сложно обеспечить поддержание уровней пульсации и помех.