Блок живлення УКУ, 2х51/2х32 вольт. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Блоки живлення

 Коментарі до статті

Зараз багато любителів високоякісного звуковідтворення самостійно виготовляють підсилювачі ЗЧ з дуже високими характеристиками та вихідною потужністю до десятків ват. Постійне вдосконалення піддають всі ланки підсилювального тракту, а часто й допоміжні пристрої, органи комутації, індикації тощо.

Прагнення досягти максимальних якісних показників УКУ все частіше змушує конструкторів переглядати свої позиції щодо джерел живлення. Це і зрозуміло - адже при великому споживаному струмі найпростіші фільтри, що згладжують, вже не в змозі забезпечити задовільну стабільність напруги живлення, а це відчутно позначається на якості звучання. При відтворенні піків сигналу коливання напруги на виході фільтра досягають 5 і більше, і це змушує передбачати запас напруги живлення підсилювача потужності. Але запас призводить до обтяження режиму роботи вихідних транзисторів підсилювача і, як наслідок, зниження його ККД і надійності.

Тому все більше радіоаматорів віддає перевагу стабілізованим джерелам живлення. До того ж у стабілізатор нескладно ввести пристрій захисту від навантаження, що дуже бажано, враховуючи вартість потужних транзисторів та трудомісткість їх заміни.

Якими ж характеристиками має мати джерело живлення високоякісного підсилювача потужності? До найбільш важливих вимог, що пред'являються до блоку живлення УКУ, слід віднести забезпечення необхідної потужності, що віддається, при заданих коефіцієнтах стабілізації та придушення пульсацій, високу надійність та ефективність системи захисту, максимально можливу простоту схеми та конструкції, температурну стабільність системи захисту та стабілізатора в цілому.

Відмічено, що від стабілізатора, призначеного для роботи з підсилювачем потужності, не потрібно занадто великого значення коефіцієнта стабілізації Кст, що зазвичай призводить до значного ускладнення схеми. Як показала практика, високоякісний підсилювач потужності добре працює зі стабілізатором, що має Кст = 30. Коливання напруги живлення при відтворенні піків сигналу (при вихідній потужності Рвых=60 Вт) не перевищували 0,2 і додаткові спотворення, які в цих умовах звичайні при живленні підсилювача ЗЧ від нестабілізованого джерела, не виникали.

Розглянемо питання вибору напруги живлення та порога спрацьовування пристрою захисту. Вихідна напруга Uпит (рис. 1) одного плеча блока живлення має бути рівним:

де Imax – значення струму, А при максимальному розмаху вихідної напруги; Uке нас - напруга насичення вихідного транзистора, В; Rн - опір навантаження, Ом, Rос - опір резистора зворотного зв'язку в ланцюзі емітера вихідного транзистора Ом.

Приймемо Rн = 4 Ом, тому що для потужного підсилювача це найбільш типовий випадок. Якщо в зазначену нерівність підставити чисельні значення, неважко переконатися, що напруга одного плеча блоку живлення для підсилювача потужністю 60...80 Вт лежить у межах 27...33 Ст.

Зупинимося на питанні визначення порога спрацьовування системи захисту струму. Цілком зрозуміло, що цей поріг повинен бути таким, щоб було забезпечене неспотворене відтворення сигналу при максимальній вихідній потужності. З іншого боку, поріг не повинен перевищувати значення Imax вихідних транзисторів.

Як відомо, корисна потужність у навантаженні

звідки

Виходячи з цього співвідношення складено таблицю значень порога спрацьовування Iз, системи захисту струму для різних значень вихідної потужності.

Таблиця відповідає випадку, коли кожен канал підсилювача живиться від окремого стабілізатора (якщо обидва підсилювачі потужності живляться від загального джерела, поріг спрацьовування повинен бути подвоєний). Орієнтовно можна прийняти Iз = (1,03 ... 1,07) Imax.

На підставі сказаного - і це підтверджує практика - можна дійти невтішного висновку про недоцільність живлення обох підсилювачів потужності від одного стабілізованого джерела.

Важливим є питання вибору типу системи захисту. Захисні пристрої зі стабілізацією струму в аварійному режимі тут не можна використовувати. Справа в тому, що, як правило, при замиканні ланцюга навантаження через регулюючий транзистор стабілізатора протікатиме дуже великий струм. Якщо негайно не вжити заходів щодо його обмеження, можливий тепловий пробій регулюючого транзистора стабілізатора, а потім і вихідних транзисторів підсилювача потужності.

Пристрої захисту із закриванням регулюючого транзистора мають порівняно низьку, але цілком достатню швидкодію. Розрізняють два різновиди таких пристроїв - з самоповерненням і з "тригерним ефектом". Перші автоматично повертають стабілізатор у робочий режим після усунення причин перевантаження. Другі залишають закритим регулюючий транзистор стабілізатора, і повернути його в режим стабілізації після усунення аварії можна лише зовнішнім впливом.

На наш погляд, пристрої із самоповерненням небажано використовувати для захисту підсилювача потужності. Якщо перевантаження носить циклічний характер (наприклад, при відтворенні фонограми з максимальним рівнем), живлення на підсилювач надходитиме переривчасто через періодичні спрацьовування системи захисту. Це призведе до багаторазового повторення перехідного процесу в підсилювачі, що може спричинити вихід його з ладу.

Більш кращі пристрої з "тригерним ефектом". Вони дуже ефективні в процесі налагодження, випробування та ремонту підсилювачів, коли ймовірність виникнення аварійної ситуації є досить високою.

З урахуванням усіх наведених вище міркувань було розроблено стабілізатор, схема якого показана на рис. 2.

Стабілізатор виконаний за компенсаційною схемою з використанням регулюючого елементу складеного транзистора. Обидва плечі стабілізатора схемно однакові.

Застосування керуючого елемента стабілітрона Д818Б, що має негативний ТКН стабілізації, дозволило різко знизити температурний дрейф вихідної напруги. Використання транзисторів різної структури пристрою порівняння (VT4) і регулювальному елементі (VT1) призводить, з одного боку, до необхідності введення ланцюгів запуску стабілізатора. З іншого боку, така побудова дає деякі переваги. Зокрема, для спрацьовування системи захисту потрібен лише короткий перемикаючий імпульс для надійного закривання регулюючого елемента стабілізатора. Цей стан дуже стійкий і немає потреби в тому, щоб транзистор системи захисту VT3 після її спрацьовування був постійно відкритий.

Ланцюг запуску являє собою резистор R3, що шунтує регулюючий елемент і реле часу, що підключається контактами К1.1 (рис. 3). У вихідному стані (блок живлення знеструмлений) контакти К1.1 та К1.2 реле К1 замкнуті. Після подачі живлення протягом приблизно 1 с відбувається запуск стабілізатора. Потім реле спрацьовує, контакти розмикаються і ланцюг запуску вимикається.

У разі перевантаження або замикання ланцюга навантаження падіння напруги на резисторі R7 відкриває транзистор VT3. Через це починає закриватися транзистор VT4 і за ним транзистори VT1 ​​і VT2. Зменшення напруги на емітері транзистора VT3 призводить до ще більшого його відкривання, і регулюючий елемент лавиноподібно закривається (реле К1 залишається включеним). Після спрацьовування системи захисту вихідна напруга та струм через ланцюг навантаження дуже малі. Навіть при розігрітому до 80°З корпусі транзистора VT2 вони не перевищують відповідно 2 мВ і 100 мкА.

Для переведення стабілізатора в робочий режим після усунення причини навантаження потрібно на короткий час відключити живлення підсилювача. На рис. 4 та 5 показані експериментально зняті графічні залежності вихідної напруги та струму навантаження від опору навантаження при різних значеннях порога спрацьовування системи захисту.

З метою повної розв'язки живлення для кожного каналу підсилювача передбачений окремий стабілізатор. Випрямлячі виконані за двопівперіодною бруківкою схемою з ємнісними фільтрами, що згладжують.

Загальний коефіцієнт передачі струму складеного транзистора VT1 і VT2 повинен бути не менше 70000, а транзистора VT4 -більше 100 З метою підвищення чіткості спрацьовування захисту статичний коефіцієнт передачі струму транзистора VT3 повинен бути не менше 150.

Транзистори VT2 і VT6 встановлені кожен тепловідведення з корисною площею 1000 см2 через ізолюючі прокладки. На прокладки з обох боків нанесене теплопровідне мастило. КПТ-8 (ГОСТ 19-783), що дозволило значно знизити тепловий опір корпус транзистора - тепловідведення. Транзистори VT74 ​​і VT1 встановлені на тепловідведення, виготовлених з дюралюмінієвого кутового профілю 5x15 мм і мають площу поверхні близько 15 см10.

У стабілізаторі застосовані підстроювальні резистори СП4-1. Конденсатори С1, С2-КМ-5, решта - К50-6. Резистори R7, R20 - дротяні.

Замість транзистора КТ814В можна використовувати КТ816В, КТ816Г, КТ626В, КТ626Д; замість КТ827В – КТ827Б; замість КТ315Г – КТ503Г, замість КТ503Е – КТ602Б, КТ603Б, КТ503Б, КТ503Г, КТ3102А – КТ3102В, КТ3102Д, КТ3102Е; замість КТ815В – КТ817В, КТ817Г, КТ961А, КТ807А, КТ807Б, КТ801А, КТ801Б; замість КТ825В – КТ825А, КТ825Б, КТ825Г; замість КТ361Г – КТ501Е, КТ501К, КТ502Б, КТ502Г, КТ3107Б, КТ3107І; замість КТ502Е – КТ502Г, КТ502Д, КТ501М.

Для налагодження стабілізатора необхідні вольтметр, амперметр, резистор навантаження потужністю 250...300 Вт (наприклад, реостат. РСП-2); бажано мати також осцилограф із закритим входом та граничною частотою не нижче 1 МГц. Налагоджують почергово усі плечі стабілізаторів. Спочатку запускають стабілізатор без навантаження короткочасним підключенням резистора R3, встановлюють підстроювальним резистором R12 потрібну вихідну напругу. Реостат переводять на максимум опору та через амперметр підключають до виходу стабілізатора. Якщо показання вольтметра не змінилися, самозбудження немає. В іншому випадку доведеться підібрати конденсатор С1.

Систему захисту налагоджують, попередньо встановивши двигун підстроювального резистора R8 в нижнє за схемою положення. Зменшуючи опір навантаження, досягають показання амперметра, рівного пороговому, потім переміщають двигун резистора R8 до спрацьовування захисту. Реостат повертають у положення максимального опору, відключають і знову включають живлення стабілізатора і знову зменшують опір навантаження до спрацьовування. Якщо необхідно, положення двигуна резистора R8 коригують. Налагоджувати систему захисту потрібно швидко, щоб не перегріти потужний транзистор регулюючого елемента.

Багаторазово проведені випробування показали високу надійність роботи стабілізатора та ефективність системи захисту, що підтверджує правильність підходу до проектування джерела живлення підсилювача потужності.

Автори: Є.Міцкевич, І.Карпінович

Дивіться інші статті розділу Блоки живлення.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Графен - надпровідник 13.03.2018 Групі вчених з MIT вдалося перетворити графен на надпровідник, яким електрика передається без опору. Секрет полягає в тому, щоб поєднати два шари наноматеріалу під "магічним кутом". На відміну від звичайних провідників на основі золота або міді, надпровідники відрізняються тим, що передають електрику без опору. Це означає, що втрати тепла, ні втрати потужності під час передачі немає. Ефективність систем (наприклад, комп'ютерів) на основі таких провідників набагато вища, ніж у звичних нам сучасних аналогів. У минулому дослідникам вже вдавалося виявити кілька надпровідних матеріалів, проте всі вони працюють лише за температури, близької до абсолютного нуля. Найбільш успішними надпровідниками стали купрати, але навіть вони працюють за температури на 200 градусів нижче, ніж точка замерзання води. Однак просто відкрити такий провідник набагато легше, ніж пристосувати його для практичних потреб, тому за останні 25 років індустрія не досягла в цьому напрямку особливих успіхів. Мрією всіх винахідників є такий матеріал, який проявляв властивості надпровідності при звичайній, кімнатній температурі і не вимагав дорогих і громіздких систем охолодження. Нові дослідження вчених із MIT можуть відкрити людству двері в еру надпровідників. Вчені експериментували з графеном, який, як відомо, вже зарекомендував себе безліччю цікавих та незвичайних фізичних властивостей. Цей двомірний матеріал складається з атомів вуглецю, і за останні кілька місяців дослідники дослідним шляхом довели не тільки неймовірну міцність, але й відмінну здатність графену проводити тепло та енергію. Тепер у загальну скарбничку додалася ще одна чудова властивість: при охолодженні майже до абсолютного нуля два аркуші графену, стислі разом і зміщені відносно один одного на 1.1 градус, стають надпровідниками. Це відкриття стало несподіванкою навіть для вчених! Відкриття того факту, що графен здатний до надпровідності, у найближчому майбутньому започаткує цілу низку досліджень у цій галузі. З графеном працювати набагато легше, ніж зі складними купринами, а тому саме цей матеріал у майбутньому може стати ключем до створення універсальних надпровідників, які працюватимуть за кімнатної температури.

Інші цікаві новини:

▪ Сенсорна клавіатура з Bluetooth

▪ Чесна нагорода посилює пам'ять

▪ Infineon представила найменший GPS-приймач

▪ Металеві бульбашки для захисної упаковки

▪ У США роздадуть землі під встановлення сонячних панелей

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Цікаві факти. Добірка статей

▪ стаття Ваше благородство завжди без діла гавкати будьте ласкаві. Крилатий вислів

▪ стаття Чи Планета Плутон? Детальна відповідь

▪ стаття Серпоносик піщаний. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Датчик вібрації для охоронного пристрою Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Запобіжник, що самовідновлюється, 5 ампер. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024