|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Двополярний стабілізатор напруги з водяним охолодженням, 220/±41 вольт 4 ампери. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Блоки живлення Компенсаційні стабілізатори напруги безперервної дії послідовного типу мають невисокий ККД, проте великий коефіцієнт стабілізації і низький вихідний опір. Тому вони все ще мають широке поширення. Однак їм властива низька надійність при перевантаженні або замиканні навантаження. Це особливо небезпечно для транзисторних пристроїв, тому доводиться вводити в стабілізатори складні вузли захисту датчиків струму. У цьому потужному двополярному стабілізаторі напруги вихідний струм обмежений. Пристрій не боїться перевантажень і може працювати на конденсатори, що фільтрують, великої ємності. Аналіз схем УМЗЧ дозволяє зробити висновок про те, що для живлення їх вихідних щаблів стабілізатори напруги безперервної дії застосовують рідко. Причини цього – висока вартість таких стабілізаторів, великі енергетичні втрати при їх застосуванні, а головне – "і так зійде", адже працює і без стабілізатора. Коли стабілізатора немає, напруга живлення підсилювача змінюється в залежності від навантаження в широких межах (в AV-ресивері "Pioneer-714" - 30...50). Справа в тому, що середня вихідна напруга випрямляча з ємнісним фільтром залежить від відпливу навантаження. Причому конденсатори фільтра заряджаються імпульсами в кожному напівперіод мережної напруги. Процес може зайняти кілька напівперіодів, і це частково передається у навантаження УМЗЧ. У радіоаматорській літературі неодноразово висловлювалася думка про необхідність живити УМЗЧ від стабілізованого джерела для забезпечення природнішого звучання. Дійсно, при максимальній вихідній потужності підсилювача розмах пульсацій напруги нестабілізованого джерела досягає кількох десятків вольт. Це непомітно на пікових значеннях високочастотних складових звукових сигналів, але дається взнаки при посиленні їх низькочастотних складових великого рівня, піки яких мають велику тривалість. В результаті конденсатори, що фільтрують, встигають розрядитися, знижується напруга живлення, а значить, і пікова вихідна потужність підсилювача. Якщо зниження напруги живлення таке, що призводить до зменшення струму спокою вихідних транзисторів підсилювача, це може викликати додаткові нелінійні спотворення. Кардинальний спосіб придушення пульсацій та нестабільності напруги живлення – його стабілізація. Стабілізатор знижує пульсації напруги на лініях живлення на один-два порядку, що дозволяє легко отримати максимальну амплітуду вихідного сигналу підсилювача. Крім зниження рівня фону частотою 50 (100) Гц, зменшуються також нелінійні спотворення та ймовірність обмеження сигналу на піках гучності. Збільшується запас за гранично допустимими параметрами транзисторів вихідного ступеня підсилювача. Знижується можливість проникнення мережевих перешкод на вихід підсилювача. Крім того, застосування стабілізатора дозволяє спростити підсилювач, що сприятливо позначається на звуку. Ще один плюс - функцію захисту вихідного ступеня підсилювача від навантаження теж можна доручити стабілізатору. З мінусів - реалізація потужного та надійного стабілізатора напруги безперервної дії стає суттєвою фінансовою проблемою та технічно непростим завданням. Крім цього виникає необхідність відводити від силових транзисторів стабілізатора велику кількість тепла. Сумарні ККД і потужність підсилювача, що розсіюється, разом зі стабілізатором набагато гірше, ніж без нього. Для підвищення якості джерела живлення бажано застосувати мережевий трансформатор зі зниженою індукцією. Як відомо, пусковий струм звичайних трансформаторів досягає значень, що значно перевершують робочий струм. Зменшення амплітуди індукції в магнітопроводі вдвічі значно підвищує надійність, зменшує потік розсіювання трансформатора та зменшує його пусковий струм до значення, що не перевищує номінальний струм холостого ходу. Однак менша індукція призводить до збільшення необхідної кількості витків обмоток і, як наслідок, до погіршення масогабаритних показників трансформатора, його вартості та зростання втрат енергії на активному опорі обмоток. Але ж йдеться про справді високоякісне звуковідтворення, чи не так? А звучання підсилювача, що живиться стабілізованою напругою, значно краще в порівнянні зі звучанням того ж підсилювача без стабілізатора. Двополярний стабілізатор напруги, схема якого зображена на малюнку, призначений для живлення УМЗЧ.
Основні технічні параметри
Він складається з двох незалежних стабілізаторів напруги позитивної та негативної щодо загального дроту полярності. Верхня частина схеми відноситься до стабілізатора позитивної полярності, а нижня – негативної полярності. Схема стабілізатора негативної полярності є, сутнісно, дзеркальне відображення схеми стабілізатора позитивної полярності. Тому докладно розглянемо лише стабілізатор напруги позитивної полярності. Змінна напруга, що знімається з обмотки II трансформатора T1, випрямляє двонапівперіодний випрямляч на здвоєних діодах Шоттки VD3 і VD4 SR30100P, що мають ізольований корпус, тому їх зручно кріпити на загальному тепловідводі. Через перешкододавлюючий дросель L1 випрямлена напруга надходить на конденсатори C8-C16, що згладжують і перешкодно-давні, і далі на зрівнюючі емітерні струми паралельно з'єднаних транзисторів VT1-VT9 резистори R3-R11. Ці резистори мають досить великий опір, що сприяє ефективній "ізоляції" колекторних ланцюгів транзисторів VT1-VT9 від мережевих перешкод. Разом з транзистором VT20 транзистори VT1-VT9 утворюють потужний складовий транзистор з великим коефіцієнтом посилення струму. Базовий струм транзистора VT20 втікає в колектор транзистора VT22. Транзистором VT22 управляє напруга з виходу ОУ DA3.1. До виходу стабілізатора підключені послідовно з'єднані стабілітрони VD13, VD14, сумарна напруга стабілізації яких служить зразковим для аналізованого стабілізатора. Замість стабілітронів можна встановити резистор такого опору, щоб разом із резистором R29 він забезпечував нульовий потенціал у точці їх з'єднання при номінальній вихідній напрузі стабілізатора. Але порівняно зі стабілітронами це менш ефективний варіант. Зрушений стабілітронами або резистором потенціал у системі стабілізації є сигналом неузгодженості і надходить на інвертуючий вхід ОУ DA3.1, неінвертуючий вхід якого з'єднаний з проводом "0". Майте на увазі, що проводи "О" та "Загальн." повинні бути з'єднані між собою та із загальним проводом живлення від стабілізатора пристрою (підсилювача) на платі останнього. Це значно зменшує рівень наведень та перешкод у стабілізованій напрузі. Резистор R21 забезпечує працездатність стабілізатора, коли до нього підключений підсилювач. У процесі роботи ОУ безперервно порівнює потенціал на своєму вході, що інвертує, з нульовим потенціалом на неінвертуючому вході. Далі він так керує транзистором VT22, а разом з ним і складеним транзистором VT20, VT1-VT9, щоб на виході стабілізатора підтримувалося задану напругу. Припустимо, напруга на виході стабілізатора зменшилася внаслідок збільшення струму навантаження. Потенціал на вході, що інвертує, ОУ DA3.1 стане негативним щодо неінвертуючого, і напруга на виході ОУ збільшиться. Це призведе до збільшення колекторного струму транзистора VT22, а з ним базового та емітерного струму транзистора VT20. В результаті збільшиться сумарний колекторний струм транзисторів VT1-VT9, компенсуючи збільшення струму навантаження. Вихідна напруга повернеться до попереднього значення. Пристрій м'якого старту на транзисторі VT19 і реле K1 забезпечують плавне наростання напруги батареї конденсаторів C28-C30, С34- C63 при підключенні стабілізатора (первинної обмотки трансформатора T1) до мережі. У цей момент через резистор R2 починає текти струм, що заряджає конденсатор C27. Коли через 30...35 з напруга, прикладена до стабілітрону VD9, досягає 36, він відкривається. Це призводить до відкривання транзистора VT19 і спрацьовування реле K1, яке перемикає резистори, що обмежують вихідний струм стабілізатора. Поки реле не спрацювало, цей струм обмежений резистором R32 до 450...650 мА, що усуває кидок струму заряджання батареї конденсаторів С28-С3О, С34-С63 загальною ємністю понад 100000 32 мкФ. Реле, що спрацювало, підключає паралельно резистору R35 резистор R4. З цього моменту стабілізатор може віддавати в навантаження, що досягає XNUMX А. При випадковому замиканні виходу стабілізатора із загальним проводом струм теж не перевищить 4 А, але різко збільшиться потужність, що розсіюється на транзисторах Vt1-VT9. Однак вона не перевищить 25 Вт на кожний транзистор. З цього випливає, що стабілізатор напруги надійний і не боїться замикань у навантаженні. Щоб встановити рівні обмеження струму, необхідно тимчасово замінити резистор R32 змінним резистором опором близько 500 кОм, а резистор R35 не встановлювати. Двигун змінного резистора переведіть у положення максимального опору. Замкнувши вихід стабілізатора амперметром, увімкніть стабілізатор і плавно зменшуйте опір змінного резистора, спостерігаючи показання амперметра. При досягненні безпечного пускового струму вимкніть стабілізатор, виміряйте введений опір змінного резистора і замініть його постійним резистором такого ж опору. Потім замість резистора R35 підключіть змінний резистор опором 100 кОм, а до виходу стабілізатора через амперметр – максимальне навантаження. Увімкніть стабілізатор та дочекайтеся спрацювання реле. Після цього починайте плавно зменшувати опір змінного резистора. При досягненні номінальної напруги стабілізації та заданого максимального струму навантаження вимкніть стабілізатор, виміряйте введений опір змінного резистора та замініть його на постійний. Таку ж процедуру слід виконати і зі стабілізатором негативної напруги. Не можна просто встановлювати резистори R33 і R36 такого ж опору, як R32 і R35. Справа в тому, що коефіцієнти передачі струму у транзисторів, застосованих в обох стабілізаторах, суттєво різняться. Наприклад, у транзисторів 2SA1943 він – близько 140, а у 2SС5200 – лише 85. Трансформатори T1 і T2 - замовні зі зниженою індукцією і вторинними обмотками на 2x54 (з середніми висновками) при струмі навантаження 5 А. Трансформатори встановлюють кожен зі свого боку в нижній частині теплообмінника (акваблоку) системи водяного охолодження стабілізатора. Акваблок служить своєрідним шасі, на якому розміщені всі вузли пристрою. Перед встановленням трансформаторів для них формують за допомогою епоксидної смоли ідеально плоскі посадкові майданчики. Потім різьбовими шпильками М12 трансформатори притискають до акваблоку. У режимі холостого ходу напруга на виходах випрямлячів (входах власне стабілізаторів) - 76 В. При підключенні до виходу стабілізатора навантаження опором 10 Ом воно падає до 64 В. Якщо необхідний більший струм навантаження, наприклад 10 А, то номінали резисторів R3-R до 20 Ом. Діоди-супресори VD1 і VD2 призначені для гасіння перенапруг під час перехідних процесів, що супроводжують включення стабілізатора до мережі. При правильному монтажі та збиранні стабілізатор починає працювати без будь-яких проблем. При безперервному навантаженні струмом 4 А транзисторах VT1-VT9 розсіюється потужність близько 60 Вт (по 6 Вт кожному транзисторі). На кожному з резисторів R3-R11 – по 4 Вт. Спільно стабілізатори напруги позитивної та негативної полярності розсіюють близько 180 Вт. Дві пари стабілізаторів для живлення підсилювачів лівого та правого стереоканалів, встановлені на загальному акваблоку, розсіюють 360 Вт. Акваблок складається з двох відрізків дюралюмінієвої шини перетином 100x10 мм і довжиною 1000 мм, стягнутих гвинтами по периметру. Для герметизації стику між шинами застосовано автомобільний герметик. На внутрішній поверхні кожної шини відфрезеровані по дві паралельні канавки розмірами 960x15x4 мм, якими тече охолодна вода. Загальний переріз водопровідного каналу – 15x8 мм, його сумарна довжина – 1920 мм, витрата води – 0,75 л/хв, температура води на вході акваблоку – 24 °C, на виході – 29 °C. Вода надходить із водопроводу через одноступінковий фільтр. Чотирирічний досвід експлуатації такої відкритої системи водяного охолодження показав стабільність її теплових параметрів. Але систему можна зробити і закритою із циркуляцією дистильованої води через акваблок та зовнішній автомобільний радіатор. Транзистори VT1-VT18 змонтовані на друкованій платі з алюмінієвою підкладкою, притиснутою до акваблоку із застосуванням теплопровідної пасти. Температура поверхні плати – близько 34 °C. Транзистори 2SA1943 та 2SС5200 нагріваються до температури близько 50 °C. Випробування показали, що ця температура протягом трьох годин роботи залишалася незмінною. Описана система охолодження компактна, ефективна та абсолютно безшумна. Вона дозволяє відводити близько кіловата теплової потужності. Як сигналізатор аварійної відсутності проточної води в системі в трубопроводі, що підводить її, встановлений датчик тиску ДРД-40. Він ідеально підходить для стандартної водопровідної мережі. При аварійному відключенні води контакти цього датчика розмикаються та відключають стабілізатор від електричної мережі. Крім того, необхідно встановити датчики температури на одному або декількох транзистори 2SA1943, які, як показала практика, сильніше нагріваються, ніж транзистори 2SС5200. Такі датчики рекомендується встановити і на трансформаторах. Автор: В. Федосов
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Смарт-браслет Sony SmartBand ▪ Музичний центр від PIONEER з 40 Гбіт HDD з'явиться наприкінці травня ▪ Розумна кнопка для Інтернету речей ▪ Кліматичні зміни зроблять авіаперельоти менш комфортними
▪ розділ сайту Радіоелектроніка та електротехніка. Добірка статей ▪ стаття У якій країні популярні сувеніри із слоганом Тут кенгуру немає? Детальна відповідь ▪ стаття Квіллая мильна. Легенди, вирощування, способи застосування ▪ стаття Простий синхронний помножувач частоти. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page