|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ Импульсный блок питания для УМЗЧ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Усилители мощности транзисторные Достоинства импульсного блока питания в сравнении с сетевым БП классического типа при мощности 150 Вт очевидны: существенно меньшие вес и габариты. При правильном выполнении конструкции и монтажа исключены какие-либо заметные помехи и фон сети переменного тока как в УМЗЧ, так и в аудиосистеме в целом. Подробное описание налаживания импульсного БП будет полезно и при изготовлении более мощного преобразователя с несколькими выходными напряжениями. Быть или не быть импульсным источникам питания (ИИП) в УМЗЧ? Такой сакраментальный вопрос по отношению к данному классу устройств отнюдь не случаен. Об этом же свидетельствует и дискуссия радиолюбителей на форуме сайта журнала, посвященная публикации [1]. Большинство участников дискуссии все же считают оправданным использование ИИП в УМЗЧ. Но в конструкции импульсного трансформатора ИИП [1] есть недостаток, на который участники дискуссии совершенно не обратили внимания. Его первичная обмотка намотана в два провода. Хотя магнитная связь витков в этом случае максимальна, достигнута она рискованным способом. Во всех соседних витках действующая разность потенциалов достигает выпрямленного сетевого напряжения (около 300 В). Лаковая изоляция проводников способна выдерживать такое воздействие, но что может случиться с ней через несколько лет эксплуатации? Даже в отсутствие перехлеста проводников (а это не исключено) их неизбежное механическое смещение при нагревании и остывании после каждого включения может значительно ослабить электрическую прочность изоляции, и тогда... в лучшем случае "сгорит" предохранитель. В этом случае более оправдано применение провода ПЭЛШО взамен рекомендованного автором ПЭВ-2. В целом же предложенный схемотехнический вариант вполне жизнеспособен. Некоторое преимущество (за исключением предельной мощности преобразования) перед предложенным в [1] импульсным преобразователем имеют обратноходовые ИИП. Всего один коммутирующий транзистор, эффективная стабилизация выходного напряжения при изменениях сетевого напряжения и нагрузки, высокая технологичность исполнения обмоток для Ш-образного магнитопровода по сравнению с кольцевым (тороидальным) - вот далеко не полный ряд достоинств такого преобразователя. Со времени публикации упомянутой статьи прошло около четырех лет, за этот период в журнале предложены и другие схемотехнические варианты ИИП, в частности [2-4]. В этой же статье я предлагаю вариант подобного устройства с многоканальным выходом. Основные параметры
Среднеквадратическое значение пульсаций выходного напряжения измерено милливольтметром ВЗ-48А. Рабочий интервал входного напряжения характеризует возможность как длительной работы ИИП в указанном интервале, так и способность нейтрализации кратковременных провалов и выбросов сетевого напряжения без ухудшения приводимых параметров. Тем не менее следует помнить о невозможности включения устройства при сетевом напряжении ниже 170 В. Режим работы обратноходового преобразователя - с прерывистым магнитным потоком в импульсном трансформаторе, максимальное значение коэффициента заполнения коммутирующих импульсов составляет 0,45 (при минимальном напряжении сети). Более мощные выпрямители выходного напряжения (каналы 1, 2) предназначены для питания выходных каскадов мостового УМЗЧ, а маломощные (каналы 3, 4) - для цепей входного усилителя на ОУ. Устройство и конструкция Рассмотрим работу устройства по принципиальной схеме, показанной на рис. 1.
Как сама схема, так и использованные элементы с возможной их заменой подробно характеризовались в [2-4], и дополнительных комментариев тут не требуется. Следует, однако, подробнее описать примененный здесь способ включения вторичного контура регулирования, поскольку его особенности важно учитывать при налаживании ИИП. С небольшими упрощениями процесс стабилизации выходного напряжения по вторичному контуру обратной связи можно представить следующим образом. В качестве следящего элемента в аналогичных устройствах применяют так называемый стабилизатор параллельного типа - микросхему DA2 КР142ЕН19А (импортный аналог - TL431 с любым буквенным индексом). Нагрузкой микросхемы являются параллельно соединенные балластный резистор R17 и излучающий диод (выводы 1, 2 оптрона U1) с токоограничивающим резистором R18. Балластный резистор создает минимальную нагрузку, необходимую для нормального функционирования микросхемы. Выходное напряжение через подстраиваемый резистивный делитель R14-R16 подано на управляющий вход микросхемы (вывод 1). Для обеспечения запаса регулирования делитель рассчитывают так, чтобы на управляющем входе микросхемы при номинальном выходном напряжении ИИП интервал напряжения, устанавливаемого подстроечным резистором R15, составлял около 2,5±0,25 В. Предположим, на пике громкости фонограммы резко возрастет потребляемый УМЗЧ ток, и за счет увеличившегося падения напряжения на обмотке IVa и выпрямительном диоде VD6 выходное напряжение источника +35 В снизится. Соответственно понизится напряжение на управляющем входе микросхемы DA2 (вывод 1), и резко уменьшится ток через балластный резистор и излучающий диод. Эквивалентное сопротивление участка коллектор-эмиттер фототранзистора, оптически связанного с излучающим диодом, возрастет. Поскольку это сопротивление включено параллельно резистору R3, являющемуся верхним плечом резистивного делителя напряжения, напряжение на входе усилителя сигнала ошибки (+2,5 В на выводе 2 DA1) уменьшится. Усилитель сигнала ошибки немедленно скомпенсирует такое уменьшение входного напряжения увеличением коэффициента заполнения коммутирующих импульсов и тем самым восстановит прежнее значение напряжения на выходе устройства. К особенностям устройства также следует отнести многоканальность выходных источников напряжения. Контроль и регулирование выходного напряжения осуществляется только в одном канале, но сильная магнитная связь между всеми вторичными обмотками позволяет эффективно стабилизировать напряжение в каждом канале одним ШИМ-контроллером. Печатная плата устройства представлена на рис. 2.
Среди конструктивных особенностей ИИП нужно отметить следующее. Узел ШИ-контроллера А1 (чертеж его платы - на рис. 3) соединен с основной платой с помощью четырехконтактного унифицированного разъема Х1, подобного используемым в телевизорах УСЦТ Крепежные винты между основной платой и теплоотводом обеспечивают его электрическое соединение с общим проводом ИИП. Коммутирующий транзистор VT1 установлен через слюдяную пластину на ребристый радиатор размерами 70x45x24 мм. К этому же теплоотводу двумя винтами на трубчатых стойках высотой 7,5 мм крепят плату контроллера А1. Микросхему DA1, установленную в плату через переходную панель, теплоотводящей поверхностью корпуса плотно прижимают к теплоотводу. Использование теплопроводящей кремнийорганической пасты КПТ8 позво ляет контроллеру отслеживать рабочую температуру транзистора и автоматически выключать ИИП в аварийных ситуациях при его перегреве. При монтаже в плату А1 транзистор VT1 запаивают с предварительно отформованными выводами так, чтобы его плоскость была параллельна поверхности платы, а металлический фланец корпуса транзистора был обращен к подсоединяемому прижимной планкой и двумя дополнительными винтами теплоотводу. Сама плата А1 также обращена к теплоотводу стороной расположения элементов. Конденсаторы С9, С10 подпаивают непосредственно к соответствующим контактам панели со стороны печатных проводников.
На основной плате оптрон U1 также установлен через переходную панель. Напряжение +35 В подается во вторичный контур регулирования через электрически соединенный с катодом диода VD6 теплоотвод, что позволило обойтись без дополнительной перемычки на печатной плате. В авторском варианте применен ребристый радиатор размерами 40x20x18 мм, такие раньше изготавливали для транзисторов П213-П217. В качестве теплоотвода можно также использовать П-образный алюминиевый прокат толщиной 1,5...2 мм размерами 100x40 мм. Диод запаивают в плату так, чтобы его металлический фланец, электрически соединенный с катодом, был обращен к теплоотводу, и затем прижимают двумя винтами. Такой же теплоотвод пригоден и для диода VD7. В дополнительном принудительном охлаждении устройство не нуждается. Подстроечный резистор R15 - типа СПЗ-16В. При выбранных оксидных конденсаторах фильтра (серии СарХоn или аналогичные) требуемый уровень пульсаций выходных напряжений вполне обеспечивают стандартные высокочастотные дроссели, и нет необходимости изготавливать самодельные. В каналах 2x35 В использованы дроссели ДМ-2,4, а в каналах 2x15 В - ДМ-0,6. Все эти дроссели установлены перпендикулярно основной плате. Для дросселя L2 используют 10-миллиметровый отрезок трубчатого феррита, используемого, в частности, в названных дросселях. Через осевое отверстие в трубке продевают провод ПЭВ-2 0,72, а затем отгибают каждый из концов на 180° от первоначального положения, образуя тем самым замкнутый виток. Этот дроссель эффективно подавляет высокочастотные колебания, возникающие в трансформаторе при включении и выключении коммутирующего транзистора, а также устраняет самовозбуждение в контурах регулирования. Импульсный трансформатор устройства и другие его основные элементы рассчитаны с помощью специализированной программы VIPer Design Software, подробно описанной в [4]. Индуктивность первичной обмотки трансформатора на частоте преобразования 50 кГц должна соответствовать 420...450 мкГн. Печатная плата устройства вначале была спроектирована под трансформатор с магнитопроводом Ш10x10 из феррита М2500НМС1 со стандартной контактной панелью (номера выводов 1'-6', 7-12). Но затем плата была дополнена контактными площадками 1-6. Проблема подбора трансформатора как одного из основных элементов, определяющих надежность всего устройства, возникла у автора из-за того, что в одной из столичных фирм под видом магнитопровода Ш10x10 из феррита М2500НМС1 ему был продан магнитопровод того же типоразмера без заводской маркировки. В трансформаторе он разогревался настолько, что превышение температуры явно не укладывалось в расчетный допуск. Варьировались рабочая частота преобразования и соответственно ей число витков, порядок расположения обмоток, диаметр проводников, и все безрезультатно. По мере накопления объема отрицательных результатов созрела мысль сравнить электрическое сопротивление имеющегося магнитопровода с ферритом М3000НМС2 (Ш 12x20). Результаты измерения догадку подтвердили: электрическое сопротивление, измеренное прибором Ц4341, слабо зависело от взаимного расположения прикладываемых измерительных электродов, и для материала "поддельного" магнитопповода оно составило 0,9... 1,2 кОм, а для феррита М3000НМС2 - 2...3 кОм. В справочной литературе указано, что удельное электрическое сопротивление М2000НМ1 составляет 0,5 Ом-м, а М2500НМС1 (М3000НМС2) - 1 Ом-м. В результате в одной из фирм, реализующих импортные компоненты, среди множества компонентов был выбран самый дешевый импульсный трансформатор для телевизоров SAMSUNG (децимальный номер P/N 5106-061101-00) с типоразмером магнитопровода ER42/22/15 и немагнитным зазором 1,3 мм (измеренный коэффициент индуктивности около 180 нГн на виток). Удельное электрическое сопротивление материала оказалось почти таким же, как у феррита М3000НМС2 (Ш 12x20). Для использования в ИИП такого и других готовых трансформаторов выполняют следующие технологические операции. Перед разборкой с трансформатора снимают электростатический экран, а затем полностью погружают в ацетон или другой растворитель и выдерживают в нем трое суток. После такой операции каркас с обмотками должен без прикладывания значительных усилий перемещаться вдоль центрального стержня магнитопровода. Этот магнитопровод зажимают в тиски через картонные прокладки со стороны, противоположной выводам. Двумя мощными паяльниками разогревают до 100...120 °С места склейки стыков двух половинок магнитопровода, и через П-образную оправку наносят несильный удар молотком по каркасу с обмотками в сторону выводов трансформатора. В результате удара половинки магнитопровода должны разъединиться. Остается перемотать обмотки в соответствии с приведенными в статье данными. Значительный запас в сечении окна магнитопровода позволяет применить обмоточные провода большего диаметра и при необходимости увеличить выходную мощность ИИП. Не исключено также применение трансформатора с магнитопроводом Ш12x20x21 из феррита М3000НМС2, используемого в импульсных блоках питания телевизоров УСЦТ. Причем выходную мощность ИИП в этом случае можно значительно повысить без переделки электрической части устройства. Но трансформатор на номинальную мощность 120 Вт (максимальную 180...200 Вт) придется рассчитывать по рекомендациям Ю. Семенова [2]. В такой модификации некоторые элементы на плате придется немного сместить. На магнитопровод от импульсного трансформатора БП телевизора SAMSUNG, использованный автором, сначала укладывают 17 витков в два провода ПЭВ-2 0,57 (обмотка la), затем после межобмоточной изоляции наматывают обмотки IV6 и IVa (второй и третий слои - по 21 витку каждый) проводом ПЭВ-2 1,0, и опять межобмоточную изоляцию. В четвертом слое в два провода ПЭВ-2 0,41 "вразрядку" - 9 витков обмоток Шб и Ша. После межобмоточной изоляции 5-й слой - 8 витков проводом ПЭВ-2 0,12 (опять "вразрядку") обмотки II. 6-й и 7-й слои - это обмотка 16, состоящая из 17 и 16 витков соответственно в два провода ПЭВ-2 0,57. Секции la и 16 первичной обмотки соединяют пайкой соответствующих выводов на контакте 2 (2'), который укорачивают на несколько миллиметров, чтобы он не мешал установке трансформатора на плату. Вывод 2 в плату не запаивают. После склеивания магнитопровода на готовом трансформаторе устанавливают экран - виток медной фольги шириной 15 мм, закрывающий среднюю часть катушки. Как показали эксперименты с другими магнитопроводами, при использовании магнитопровода Ш10x10 (М2500НМС1) с немагнитным зазором около 1 мм число витков в обмотках будет таким же, как и для "корейского" магнитопровода. Более того, конструктивный немагнитный зазор 1 мм на центральном керне вполне допустимо заменить прокладками из гетинакса толщиной 0,5 мм между боковыми стержнями обычного магнитопровода. При этом индуктивность рассеяния трансформатора увеличивается от 4 до 6 мкГн, но обусловленный ею выброс напряжения на стоке в момент выключения коммутирующего транзистора IRFBC40 еще далек от предельного для него значения 600 В. Налаживание ИБП Если монтаж устройства выполнен без ошибок и использованы исправные элементы, его налаживание сводится к установке выходного напряжения (выбору рабочего режима оптрона). Однако полностью исключать вероятность неработоспособности ИИП при первом включении нельзя, поэтому рассмотрим процесс налаживания подробнее. Приводимые здесь сведения будут полезны и при налаживании самостоятельно спроектированного ИИП с другими выходными напряжениями. Прежде всего, перед установкой полевого транзистора убеждаются в его исправности. О том, как это сделать, подробно рассказывалось, например, в [5] и других публиковавшихся в журнале статьях. Затем с помощью универсального прибора для проверки ИИП [5] при отключенном узле контроллера А1 проверяют правильность фазировки обмоток трансформатора и работоспособность выходных выпрямителей. Чтобы рабочая частота прибора соответствовала требуемой частоте преобразования (50 кГц), достаточно к имеющемуся в устройстве частотозадающему конденсатору 220 пФ подпаять параллельно еще один конденсатор емкостью 120 пФ. Выходные напряжения ИИП при этом будут примерно соответствовать требуемым. На выходе устройства включают резисторы, сопротивления которых приблизительно эквивалентны половинной нагрузке. В каждом из каналов 2x15 В это могут быть лампы накаливания с рабочим током 0,1...0,2 А, позволяющие визуально контролировать появление выходных напряжений. В каналах 2x35 В в качестве нагрузки используют по два последовательно соединенных резистора сопротивлением 33 Ом (ПЭВ на 25 Вт). Следующий этап - проверка исправности контроллера и контроль функционирования ИИП с первичным контуром регулирования, для чего временно отключают вторичный контур, установив движок резистора R15 в нижнее по схеме положение и вынув из панели оптрон U1. При налаживании ИИП необходимо постоянно контролировать выходное напряжение вольтметром. Его значение 36 В является предельно допустимым для микросхемы DA2, и обратное напряжение на выпрямительных диодах VD6, VD7 также приближается к максимально допустимому. Для выявления запаса электрической прочности устройства автор преднамеренно на несколько минут это напряжение увеличивал до 45 В. Но длительная эксплуатация ИИП в таком режиме невозможна из-за резкого снижения надежности. Для проверки исправности микросхемы DA1 и контроля работоспособности первичного контура регулирования к точкам включения резистора R3 (его временно исключают) припаивают реостатом "технологический" подстроечный резистор с номиналом 22-33 кОм, движок которого установлен в положение максимального сопротивления, а к конденсатору С13 на это время припаивают маломощный стабилитрон на 18 В, который ограничит напряжение питания контроллера. При вынутом из разъема Х1 узле А1 на плюсовой вывод конденсатора С13 от лабораторного источника питания (ЛИП) подают стабилизированное напряжение +17,5 В, что необходимо для гарантированного включения микросхемы DA1. Не подключая ИИП к сети, вращением движка технологического резистора на контакте 3 разъема Х1 устанавливают напряжение равным +2,5 В. После этого вставляют в разъем узел А1 и с помощью осциллографа контролируют наличие импульсов на затворе коммутирующего транзистора VT1. При необходимости подбором цепи R6C8 регулируют частоту следования коммутирующих импульсов. Если импульсы отсутствуют, заменяют микросхему DA1. На следующем этапе уменьшают напряжение ЛИП до +15 В, технологическим резистором восстанавливают напряжение +2,5 В на контакте 3 разъема Х1, затем ЛИП отключают и подключают ИИП к сети. Возрастание напряжения питания микросхемы происходит по мере зарядки конденсатора С13 относительно медленно, и между подачей сетевого напряжения и моментом ее включения отчетливо заметен временной интервал в 0,5...2 с. Возможно, для некоторых образцов микросхем КР1033ЕУ10 (UC3842, КА3842) напряжение питания микросхемы не будет достигать требуемого для включения микросхемы порогового значения 14,5...17,5 В ("застынет", например, на +14 В), и тогда потребуется уменьшение сопротивления резистора R9. Плавным перемещением движка технологического резистора убеждаются в возможности регулирования выходного напряжения ИИП. На этом проверку исправности микросхемы DA1 и контроль работоспособности первичного контура регулирования завершают и переходят к налаживанию вторичного контура регулирования. В панель для оптрона U1 устанавливают любой светодиод анодом к контактному выводу 1, катодом - к выводу 2. В разрыв цепи R18 - вывод 1 оптрона включают миллиамперметр на 15.. .30 мА (это может быть комбинированный измерительный прибор). К выходу+35 В ИИП подключают в соответствующей полярности ЛИП с выходным напряжением 35 В (нагрузку при этом можно отключить). Резистор R18, определяющий значение максимальной выходной мощности (вдвое больше номинальной - около 150 Вт), предварительно подбирают так, чтобы при крайнем верхнем по схеме положении движка резистора R15 контролируемый ток не превышал 12 мА. Если ток существенно выше (при этом светодиод может выйти из строя, но он все же дешевле оптрона) и подстроечным резистором R15 не регулируется, заменяют микросхему DA2. Затем вместо светодиода устанавливают оптрон и снова проверяют возможность регулирования входного тока и его максимальное значение. Если ток отсутствует, заменяют оптрон. После этого движок резистора R15 устанавливают в нижнее по схеме положение, а минусовый вывод ЛИП подключают к выводу 2 оптрона. Плавно увеличивая от нуля выходное напряжение ЛИП, устанавливают контролируемый ток в интервале 1 ...2 мА. К конденсатору С13 подключают второй ЛИП и устанавливают напряжение на его выходе равным 12,5 В, при этом сетевое питание ИИП должно быть выключено. Регулировкой технологического резистора добиваются того, чтобы напряжение на контакте 3 разъема Х1 соответствовало 2,5 В. Изменяя ток излучающего диода оптрона в пределах 0,5...3 мА, убеждаются в его сильном влиянии на установленное ранее напряжение 2,5 В. Если этого не происходит, заменяют оптрон. Снова устанавливают входной ток излучающего диода в интервале 0,5...2 мА, и технологическим резистором восстанавливают 2,5 В на контакте 3 разъема Х1, после чего отключают второй ЛИП с напряжением +12,5 В, а первый ЛИП с выходным напряжением +35 В снова подключают к выходу ИИП. Плавно перемещая движок резистора R15 (по схеме вверх), прекращают регулировку в тот момент, когда придет в движение стрелка миллиамперметра. Отключают ЛИП от блока и вместо него включают эквивалент нагрузки. Теперь на ИИП можно снова подать сетевое напряжение. При включенной сети напряжение +35 В на выходе устройства может на десятые доли вольта отличаться от требуемого значения. Методом последовательного приближения с помощью регулировок резистора R15 и технологического резистора (они сильно взаимозависимы) устанавливают входной ток излучающего диода около 1,5 мА, а напряжение на выходе ИИП - +35 В. Замыкая выводы одного из нагрузочных резисторов (33 Ом) в цепи +35 В, контролируют уменьшение тока излучающего диода примерно на 0,5 мА, а при замыкании еще одного из нагрузочных резисторов в цепи -35 В - дополнительное уменьшение на 0,5 мА. При этом с помощью осциллографа можно наблюдать заметное двухступенчатое увеличение коэффициента заполнения коммутирующих импульсов. В заключение ЛАТРом изменяют сетевое напряжение в интервале 125...250 В. При всех изменениях резистивной нагрузки и сетевого напряжения выходное напряжение ИИП должно стабилизироваться с точностью не хуже 0,1 В. Затем удаляют из устройства миллиамперметр, защитный стабилитрон и выпаивают технологический резистор (R3). Измеряют его действующее сопротивление и впаивают вместо него резистор с ближайшим номиналом. Убеждаются в требуемой стабильности выходного напряжения. После этого измеряют максимальную мощность, обеспечиваемую блоком питания при номинальном напряжении сети, для чего нагрузочные резисторы сопротивлением 33 Ом подключают к выходу БП параллельно - по два на каждый канал. Ток в нагрузке контролируют амперметром на 3 А. Уменьшением сопротивления резистора R18 (в авторском варианте - до 680 Ом) добиваются того, чтобы устройство защиты включалось при токе более 2,5 А при подсоединении дополнительной нагрузки. Затем - на номинальной нагрузке - необходимо восстановить подстроенным резистором R15 изменившееся выходное напряжение +35 В. В результате при максимальной нагрузке выходное напряжение снижается на 2...3 В, в зависимости от параметров микросхемы. На этом налаживание вторичного контура регулирования закончено. В заключение налаживания, соблюдая меры предосторожности, контролируют импульсы на стоке полевого транзистора VT1. При наличии высокочастотного самовозбуждения, которое может возникнуть, например, если замкнуть выводы дросселя L2, в контролируемой цепи помимо основных импульсов инвертора будут присутствовать узкие (длительностью около 1 мкс) импульсы помех. Их спектр настолько широк, что они затрудняют прием радиостанций даже в диапазоне УКВ приемником, расположенным в нескольких метрах от работающего ИИП. Такой способ позволяет выявить наличие самовозбуждения в устройстве "на слух", без осциллографа. После устранения возбуждения, если таковое потребуется, увеличивают нагрузку до номинального значения и примерно через полчаса проверяют установившиеся тепловые режимы трансформатора, выпрямительного моста, коммутирующего транзистора и диодов в выходных цепях. Если все детали исправны, температура их корпусов не должна превышать более чем на 20 °С температуру окружающей среды. Приобретенный для первого авторского варианта ИИП импортный выпрямительный мост оказался некондиционным и сильно перегревался даже на холостом ходу (в отсутствие какой-либо нагрузки, подключенной к сетевому выпрямителю). Обнаружить причину такого недостатка можно только измерением обратного тока диодов моста при напряжении около 300 В. Перегрев выпрямительного моста и его разрушение могли привести к повреждению остальных элементов сетевого выпрямителя, а вслед за ними и коммутирующего транзистора с контроллером. Предложенный топологический вариант печатной платы устройства с некоторыми упрощениями может быть также использован при замене узла контроллера А1 его полным аналог ом - импортной микросхемой VIPer100 (VIPer100A). Об испытании ИИП Приведенные в начале статьи параметры ИИП измерены в номинальном режиме с постоянной нагрузкой на выходах источника питания. Его максимальную мощность можно оценить по максимальному току в нагрузке по выходам +35 В и -35 В, который достигает 2,5 А при уменьшении напряжения на этих выходах приблизительно на 3 В. Между тем, если к блоку питания подключить в качестве нагрузки УМЗЧ с большой выходной мощностью, это будет соответствовать динамическому режиму На пиках громкости усиливаемого звукового сигнала, особенно в полосе частот 20.. .200 Гц, нагрузка на ИИП будет возрастать, иногда (кратковременно) превышая номинальное значение тока в несколько раз, а в паузах - ослабевать до минимума, ограниченного током покоя выходных транзисторов УМЗЧ. Очевидно, что системы автоматического регулирования в микросхеме позволяют в некоторой степени компенсировать колебания выходного напряжения, связанные с динамической нагрузкой. Но понятно, что эти возможности не безграничны, и поэтому требуется некоторый буфер между ИИП и УМЗЧ, ослабляющий резкие изменения нагрузки. В качестве такого буфера используют дополнительные конденсаторы фильтра в канале питания каждого плеча УМЗЧ. Если сравнивать высокочастотные импульсные и обычные сетевые источники питания, можно предположить, что у первых должно быть некоторое преимущество по отношению ко вторым, связанное с возможностью использования фильтрующих конденсаторов меньшей емкости. Обычно радиолюбители в традиционных БП используют фильтрующие конденсаторы из расчета 4700 мкФ на каждые 50 Вт мощности УМЗЧ, но иногда доводят их емкость до многих десятков тысяч микрофарад. На взгляд автора, в ИИП для такого наращивания нет оснований. Ведь подпитка энергией фильтрующих конденсаторов в традиционных БП происходит с частотой 100 Гц, а в ИИП - 50 кГц! Конечно, надеяться, что в этом случае емкость выбирать можно в 500 раз меньше, не приходится, а вот выяснить некоторое их оптимальное значение необходимо. Данный вопрос был вынесен во главу угла при эксплуатационных испытаниях этого ИИП со стереофоническим усилителем. Испытания проведены с УМЗЧ на микросхеме TDA7294 [6] по рекомендуемой производителем схеме включения. Выходная мощность УМЗЧ на номинальную нагрузку 8 Ом составляет 60...70 Вт. Каждый канал стереофонического УМЗЧ с дополнительными фильтрующими конденсаторами по 2200 мкФ был подключен к двухполярному источнику ±35 В через высокочастотные дроссели ДМ-2,4 (5 мкГн). Точно такие же дроссели использовались для подключения двухполярного источника ±15 В к темброблоку. Включение УМЗЧ происходит фактически бесшумно. Проведенные измерения показали, что даже при максимальном уровне тонального сигнала в полосе 20 Гц... 50 кГц без заметных искажений на нагрузке 8 Ом средний потребляемый от источника ±35 В ток не превышает 1,1...1,2 А для каждого из каналов усилителя. Следует помнить, что двухтактный УМЗЧ по каждому из каналов источника питания (+35 В и -35 В) потребляет импульсный ток со скважностью, близкой к двум. За время паузы конденсаторы сглаживающих фильтров успевают восстановить заряд, обеспечивая импульсный ток нагрузки в следующем периоде сигнала. При максимальной выходной мощности УМЗЧ "просадка" напряжения относительно номинального значения не превышает 2 В. Поскольку такой режим испытаний усилителей на тональном сигнале весьма далек от реальных условий эксплуатации, в случае усиления музыкальных сигналов выходные напряжения ИИП остаются стабильными. Литература
Автор: С.Косенко, г.Воронеж
Искусственная кожа для эмуляции прикосновений
15.04.2024 Кошачий унитаз Petgugu Global
15.04.2024 Привлекательность заботливых мужчин
14.04.2024
▪ Искусственные эмбрионы, вызывающие беременность ▪ Беспроводной микрофон Nikon ME-W1 Nikon ▪ TOSHIBA представила прототипы аудиоплееров на топливных элементах ▪ Обоняние заставляет толстеть
▪ раздел сайта Афоризмы знаменитых людей. Подборка статей ▪ статья Хорошо поет, собака, убедительно поет. Крылатое выражение ▪ статья Где зимуют змеи? Подробный ответ ▪ статья Демонстратор пластических поз. Должностная инструкция ▪ статья Кодовый замок. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте
www.diagram.com.ua |
Смотрите другие статьи раздела 
Последние новости науки и техники, новинки электроники:
All languages of this page