Tápegységek alacsony frekvenciájú erősítőkhöz. Otthoni erősítő - Unch és védelmi egység. A kulcs a feszültségesés.

A teljesítményerősítő (VLF) vagy más elektronikus eszköz megfelelő tápegységének készítése nagyon fontos feladat. A teljes eszköz minősége és stabilitása attól függ, hogy milyen áramforrás lesz.

Ebben a kiadványban egy egyszerű transzformátoros tápegység gyártásáról fogok beszélni a "Phoenix P-400" házilag készített alacsony frekvenciájú teljesítményerősítőmhöz.

Egy ilyen egyszerű tápegység különféle alacsony frekvenciájú teljesítményerősítő áramkörök táplálására használható.

Előszó

Az erősítő leendő tápegységéhez (PSU) már volt egy toroid magom, ~220V-os tekercselt primer tekercseléssel, így az "impulzusos tápegység vagy hálózati transzformátor alapú" választás nem volt feladat.

A kapcsolóüzemű tápegységek kis méretűek és súlyúak, nagy kimeneti teljesítménnyel és nagy hatásfokkal rendelkeznek. A hálózati transzformátorra épülő táp nehéz, könnyen gyártható és beállítható, ráadásul az áramkör beállításakor sem kell veszélyes feszültségekkel számolnia, ami a hozzám hasonló kezdőknek különösen fontos.

toroid transzformátor

A toroid transzformátorok a Ш alakú lemezekből készült páncélozott magokon lévő transzformátorokhoz képest számos előnnyel rendelkeznek:

• kisebb térfogat és súly;
• nagyobb hatékonyság;
• legjobb hűtés tekercsekhez.

A primer tekercs már kb. 800 menetnyi 0,8 mm-es PELSHO huzalt tartalmazott, paraffinnal volt feltöltve és vékony PTFE szalaggal szigetelve.

A transzformátor vasának hozzávetőleges méreteinek mérésével kiszámítható a teljes teljesítménye, így kitalálható, hogy a mag alkalmas-e a szükséges teljesítmény elérésére vagy sem.

Rizs. 1. A toroid transzformátor vasmagjának méretei.

• Teljes teljesítmény (W) \u003d Ablak területe (cm 2) * Keresztmetszeti terület (cm 2)
• Ablak területe = 3,14 * (d/2) 2
• Keresztmetszeti terület \u003d h * ((D-d) / 2)

Például számoljunk ki egy transzformátort, amelynek vas méretei: D=14cm, d=5cm, h=5cm.

• Ablak területe \u003d 3,14 * (5 cm / 2) * (5 cm / 2) \u003d 19,625 cm 2
• Metszeti terület \u003d 5cm * ((14cm-5cm) / 2) \u003d 22,5 cm 2
• Teljes teljesítmény = 19,625 * 22,5 = 441 watt.

Az általam használt transzformátor teljes teljesítménye egyértelműen kisebbnek bizonyult, mint amire számítottam - valahol 250 watt körül.

A szekunder tekercsek feszültségeinek kiválasztása

Ismerve a szükséges feszültséget az egyenirányító kimenetén az elektrolitkondenzátorok után, megközelítőleg kiszámítható a szükséges feszültség a transzformátor szekunder tekercsének kimenetén.

A diódahíd és a simítókondenzátorok utáni egyenfeszültség számértéke körülbelül 1,3...1,4-szeresére nő az ilyen egyenirányító bemenetére szolgáltatott váltakozó feszültséghez képest.

Az én esetemben az UMZCH táplálásához bipoláris állandó feszültségre van szüksége - 35 volt mindkét karon. Ennek megfelelően minden szekunder tekercsnél váltakozó feszültségnek kell lennie: 35 Volt / 1,4 \u003d ~ 25 Volt.

Ugyanezen elv alapján megközelítőleg kiszámítottam a transzformátor más szekunder tekercseinek feszültségértékeit.

A fordulatok számának és a tekercselésnek a kiszámítása

Az erősítő fennmaradó elektronikus alkatrészeinek táplálására úgy döntöttek, hogy több különálló szekunder tekercset feltekernek. A tekercsek tekercseléséhez rézzománcozott huzallal fából készült sikló készült. Üvegszálból vagy műanyagból is készülhet.

Rizs. 2. Shuttle toroid transzformátor tekercseléséhez.

A tekercselés rézzománcozott huzallal történt, amely elérhető volt:

• 4 UMZCH teljesítménytekercshez - 1,5 mm átmérőjű huzal;
• más tekercseknél - 0,6 mm.

A szekunder tekercsek menetszámát kísérletileg választottam ki, mivel nem tudtam a primer tekercs pontos menetszámát.

A módszer lényege:

1. 20 fordulatot tekerünk bármilyen vezetékből;
2. Csatlakoztatjuk a transzformátor primer tekercsét a hálózathoz ~ 220 V, és megmérjük a feszültséget a tekercsen 20 fordulattal;
3. A szükséges feszültséget elosztjuk a 20 fordulatból kapott feszültséggel - megtudjuk, hányszor kell 20 fordulat a tekercseléshez.

Például: szükségünk van 25 V-ra, és 20 fordulatból 5 V-ot kapunk, 25 V / 5 V = 5 - 5-ször 20 fordulatot kell feltekerni, azaz 100 fordulatot.

A szükséges huzal hosszának kiszámítása a következőképpen történt: 20 menet huzalt feltekertem, markerrel megjelöltem, letekertem és megmértem a hosszát. A szükséges fordulatszámot elosztottam 20-zal, a kapott értéket megszoroztam 20 huzalfordulat hosszával - megközelítőleg megkaptam a tekercseléshez szükséges huzalhosszt. Ha a teljes hosszhoz 1-2 méter készletet adunk, akkor a drótot a siklón feltekerhetjük és biztonságosan levághatjuk.

Például: 100 menetes huzalra van szüksége, 20 tekercses csavar hossza 1,3 méternek bizonyult, megtudjuk, hányszor kell 1,3 métert feltekerni, hogy 100 fordulatot kapjunk - 100/20=5, megtudjuk a huzal teljes hossza (5 db 1,3m) - 1,3*5=6,5m. Hozzáadunk 1,5 m-t az állományhoz, és megkapjuk a 8 m hosszúságot.

Minden következő tekercsnél meg kell ismételni a mérést, mivel minden új tekercselésnél megnő a fordulatonként szükséges huzalhossz.

Az egyes 25 V-os tekercspárok tekercseléséhez egyszerre két vezetéket fektettek párhuzamosan az űrsiklóra (2 tekercshez). Tekercselés után az első tekercs vége össze van kötve a második elejével - két szekunder tekercset kaptunk egy bipoláris egyenirányítóhoz, középen csatlakozóval.

Az UMZCH áramkörök táplálására szolgáló szekunder tekercspárok mindegyikének feltekercselése után azokat vékony fluoroplasztikus szalaggal szigetelték.

Így 6 szekunder tekercset tekercseltek: négyet az UMZCH táplálására, és még kettőt az elektronika többi részének tápellátására.

Egyenirányítók és feszültségstabilizátorok vázlata

Az alábbiakban a házi készítésű végerősítőm tápegységének vázlatos rajza látható.

Rizs. 2. Házi készítésű basszus erősítő tápellátásának vázlata.

Az alacsony frekvenciájú teljesítményerősítő áramkörök táplálására két bipoláris egyenirányítót használnak - A1.1 és A1.2. Az erősítő többi elektronikus alkatrészét az A2.1 és A2.2 feszültségstabilizátorok táplálják.

Az R1 és R2 ellenállások szükségesek az elektrolitkondenzátorok kisütéséhez, amikor a tápvezetékek le vannak választva a teljesítményerősítő áramkörökről.

Az UMZCH-ban 4 erősítőcsatorna van, párban kapcsolhatók be és ki olyan kapcsolókkal, amelyek elektromágneses relék segítségével kapcsolják az UMZCH sál tápvezetékeit.

Az R1 és R2 ellenállások kizárhatók az áramkörből, ha a tápegység folyamatosan csatlakozik az UMZCH kártyákhoz, ebben az esetben az elektrolitikus kapacitások az UMZCH áramkörön keresztül kisülnek.

A KD213 diódákat maximum 10A előremenő áramra tervezték, esetemben ez elég. A D5 diódahidat legalább 2-3A áramerősségre tervezték, 4 diódából állították össze. A C5 és C6 kapacitások, amelyek mindegyike két 10 000 mikrofarad kapacitású, 63 V-os kondenzátorból áll.

Rizs. 3. L7805, L7812, LM317 mikroáramkörök egyenfeszültség-stabilizátorainak sematikus diagramja.

A diagramon szereplő nevek megfejtése:

• STAB - feszültségszabályozó beállítás nélkül, áramerősség legfeljebb 1 A;
• STAB+REG - állítható feszültségszabályozó, áramerősség legfeljebb 1A;
• STAB+POW - állítható feszültségstabilizátor, áram kb. 2-3A.

LM317, 7805 és 7812 mikroáramkörök használata esetén a stabilizátor kimeneti feszültsége egy egyszerűsített képlettel számítható ki:

Uout = Vxx * (1 + R2/R1)

A Vxx for chipek jelentése a következő:

• LM317 - 1,25;
• 7805 - 5;
• 7812 - 12.

Számítási példa az LM317-hez: R1=240R, R2=1200R, Uout = 1,25*(1+1200/240) = 7,5V.

Tervezés

Így tervezték a tápfeszültség felhasználását:

• +36V, -36V - teljesítményerősítők a TDA7250-en
• 12V - elektronikus hangerőszabályzók, sztereó processzorok, kimeneti teljesítményjelzők, hőszabályozó áramkörök, ventilátorok, háttérvilágítás;
• 5V - hőmérsékletjelzők, mikrokontroller, digitális vezérlőpanel.

A feszültségszabályozó chipek és tranzisztorok kis hűtőbordákra voltak szerelve, amelyeket eltávolítottam a nem működő számítógép tápegységeiről. A tokokat szigetelő tömítéseken keresztül rögzítették a radiátorokhoz.

A nyomtatott áramköri lap két részből állt, amelyek mindegyike tartalmaz egy bipoláris egyenirányítót az UMZCH áramkörhöz és a szükséges feszültségstabilizátorkészletet.

Rizs. 4. A tápegység kártya egyik fele.

Rizs. 5. A tápegység tábla másik fele.

Rizs. 6. Kész tápegység alkatrészek házi készítésű végerősítőhöz.

Később a hibakeresés során arra a következtetésre jutottam, hogy sokkal kényelmesebb lenne külön táblákra készíteni a feszültségstabilizátorokat. Ennek ellenére a „mindent egy táblán” opció szintén nem rossz és kényelmes a maga módján.

Ezenkívül az UMZCH egyenirányítója (a 2. ábrán látható rajz) felületre szerelhető, és a stabilizátor áramkörök (3. ábra) a szükséges mennyiségben - külön nyomtatott áramköri kártyákon.

Az egyenirányító elektronikus alkatrészeinek bekötését a 7. ábra mutatja.

Rizs. 7. Csatlakozási rajz bipoláris egyenirányító -36V + 36V felületi szereléssel történő összeszereléséhez.

A csatlakozásokat vastag szigetelt rézvezetőkkel kell elvégezni.

Az 1000pF-os kondenzátorokkal ellátott diódahíd külön is elhelyezhető a hűtőbordán. A nagy teljesítményű KD213 diódák (pillák) egy közös radiátorra történő felszerelését szigetelő hőpárnán (termikus gumi vagy csillám) keresztül kell végrehajtani, mivel az egyik dióda vezeték érintkezik a fém burkolatával!

Szűrőáramkörhöz (10000 μF-os elektrolit kondenzátorok, 0,1-0,33 μF ellenállások és kerámia kondenzátorok) gyorsan összeállíthat egy kis panelt - egy nyomtatott áramköri lapot (8. ábra).

Rizs. 8. Példa üvegszálas nyílásokkal ellátott panelre az egyenirányító simítószűrők felszereléséhez.

Egy ilyen panel elkészítéséhez téglalap alakú üvegszálra van szüksége. Fémhez való fémfűrészlapból készült házi maróval (9. ábra) a rézfóliát teljes hosszában levágjuk, majd az így kapott alkatrészek egyikét merőlegesen kettévágjuk.

Rizs. 9. Házi vágó fémfűrészlapból, darálón készült.

Ezt követően körvonalazzuk és lyukakat fúrunk az alkatrészekhez és a rögzítőkhöz, a rézfelületet vékony csiszolópapírral megtisztítjuk és folyasztószerrel és forrasztással ónozzuk. Az alkatrészeket forrasztjuk és csatlakoztatjuk az áramkörhöz.

Következtetés

Íme, egy ilyen egyszerű tápegység készült egy jövőbeli házi készítésű hangfrekvenciás teljesítményerősítőhöz. Továbbra is ki kell egészíteni egy lágyindítási áramkörrel és készenléti üzemmóddal.

UPD: Jurij Glushnev nyomtatott áramköri lapot küldött két + 22 V és + 12 V feszültségű stabilizátor összeszereléséhez. Két STAB + POW áramkört tartalmaz (3. ábra) LM317, 7812 mikroáramkörökön és TIP42 tranzisztorokon.

Rizs. 10. Nyomtatott áramköri kártya + 22V és + 12V feszültségstabilizátorokkal.

Letöltés - (63 KB).

Egy másik PCB, amelyet az LM317-en alapuló STAB + REG állítható feszültségszabályozó áramkörhöz terveztek:

Rizs. 11. Nyomtatott áramköri lap LM317 chipen alapuló állítható feszültségszabályozóhoz.

A kapcsolóüzemű tápegységeket széles körben használják a modern elektronikai berendezésekben. Az olvasók figyelmét egy 800 W-os kapcsolóüzemű tápegység várja. A korábban leírtaktól térhatású tranzisztorok és primer tekercses transzformátor használatával tér el, átlagos kimenettel az átalakítóban. Az első nagyobb hatékonyságot és csökkentett nagyfrekvenciás zajt biztosít, a második pedig a kulcstranzisztorokon áthaladó áram felét, és kiküszöböli a leválasztó transzformátor szükségességét a kapuáramkörökben.

Az ilyen áramköri kialakítás hátránya a primer tekercs felének magas feszültsége, amely megköveteli a megfelelő megengedett feszültségű tranzisztorok használatát. Igaz, a hídkonverterrel ellentétben ebben az esetben négy helyett két tranzisztor is elegendő, ami kissé leegyszerűsíti a tervezést és növeli a készülék hatékonyságát. A javasolt UPS-ben egy transzformátorral ellátott push-pull átalakítót használnak, amelynek primer tekercsének átlagos teljesítménye van. Nagy hatásfokkal rendelkezik, alacsony hullámossága és gyengén sugároz interferenciát a környező térbe. A szerző az UMZCH kétcsatornás tápellátású változatának táplálására használja.

Az UPS bemeneti feszültsége 180...240 V, névleges kimeneti feszültsége (220 V bemeneten) 2x50 V, maximális terhelési teljesítménye 800 W, az átalakító üzemi frekvenciája 90 kHz. Az UPS sematikus diagramja a 2. ábrán látható. 4.47. Mint látható, ez egy külső gerjesztésű konverter, kimeneti feszültség stabilizálása nélkül. A készülék bemenetén egy CI, LI, C2 nagyfrekvenciás szűrő található, amely megakadályozza az interferencia bejutását a hálózatba. Az áthaladás után a hálózati feszültséget a VD1 ... VD4 diódahíd egyenirányítja, a hullámzást a C3 kondenzátor simítja ki. Egyenirányított egyenfeszültséget (körülbelül 310 V) használnak a nagyfrekvenciás átalakító táplálására.

Az átalakító vezérlő berendezés DD1...DD3 mikroáramkörökön készül. Egy külön stabilizált forrás táplálja, amely egy T1 lecsökkentő transzformátorból, egy VD5 egyenirányítóból és egy feszültségszabályozóból áll a VT1, VT2 tranzisztorokon és egy VD6 zener diódából. A DD1.1, DDI.2 elemeken egy mester oszcillátor van összeszerelve, amely körülbelül 360 kHz ismétlési frekvenciájú impulzusokat generál.

Ezt követi egy 4-es frekvenciaosztó, amely a DD2 chip triggerein készül. A DD3.1, DD3.2 elemek segítségével további szünetek jönnek létre az impulzusok között. A szünet nem más, mint egy logikai 0 szint ezen elemek kimenetein, amely akkor jelenik meg, ha a DDI.2 elem kimenetein logikai 1 szint van, és kiváltja a DD2.1 és DD2.2 jeleket. Az alacsony szintű feszültség a DD3.1 (DD3.2) kimenetén blokkolja a DD1.3 (DD1.4) "zárt" állapotban (a kimeneten - 1. logikai szint). A szünet időtartama megegyezik a feszültségimpulzus időtartamának 1/3-ával az 1 DD3.1 és 13 DD3.2 érintkezőknél, ami elég ahhoz, hogy lezárja a kulcstranzisztort. A DD1.3 és DDI.4 elemek kimenetéről a végül generált impulzusok tranzisztoros kapcsolókra (VT5, VT6) jutnak, amelyek a RIO, R11 ellenállásokon keresztül vezérlik a VT9, VT10 erős térhatású tranzisztorok kapuit ( lásd 4.48. ábra).

A DD2.2 trigger közvetlen és inverz kimenetének impulzusai a VT3, VT4, VT7, VT8 tranzisztorokon készült eszköz bemeneteire kerülnek. Sorra nyílva a VT3 és VT7, VT4 és VT8 feltételeket teremtenek a VT9, VT10 kulcstranzisztorok bemeneti kapacitásának gyors kisütéséhez, pl. gyors zárásuk. A VT9 és VT10 tranzisztorok kapuáramkörében viszonylag nagy ellenállású R10 és R11 ellenállások találhatók. A kapuk kapacitásával együtt aluláteresztő szűrőket alkotnak, amelyek csökkentik a felharmonikusok szintjét a billentyűk nyitásakor.

Ugyanebből a célból vezették be a VD9 ... VD12, R16, R17, C12, C13 elemeket. A T2 transzformátor primer tekercsét a VT9, VT10 tranzisztorok leeresztő áramkörei tartalmazzák. A kimeneti feszültség egyenirányítók a hídáramkör szerint készülnek VD13...VD20 diódákon, ami némileg csökkenti a készülék hatásfokát, de jelentősen (több mint ötszöröse) csökkenti az UPS kimenetén a hullámzási szintet. Fontos megjegyezni, hogy a rezgések alakja, amely maximális terhelésnél majdnem téglalap alakú, simán szinuszoshoz közelivé válik, amikor a teljesítményt 10 ... 20 W-ra csökkentik, ami pozitív hatással van az UMZCH betáplált zajszintjére. erről az egységről alacsony hangerőn. A T2 transzformátor IV tekercsének egyenirányított feszültsége a ventilátorok táplálására szolgál.

A készülék K73-17 (C1, C2, C4), K50-17 (C3), MBM (C12, C13), K73-16 (C14 ... C21, C24, C25), K50-35 (C5) kondenzátorokat használ. ..C7), KM (a többi). Az ábrán feltüntetettek helyett megengedett a K176, K564 sorozatú mikroáramkörök használata. A D246 (VD1 ... VD4) diódák cserélhetők bármely olyan diódával, amelyet legalább 5 A előremenő áramra és legalább 350 V fordított feszültségre terveztek (KD202K, KD202M, KD202R, KD206B, D247B), vagy dióda egyenirányító hídra ugyanazokkal a paraméterekkel, KD2997A (VD13 ... VD20) diódák - KD2997B, KD2999B, zener dióda D810 (VD6) - D814V. VT1-ként a KT817, KT819 sorozat bármely tranzisztorát használhatja, VT2 ... VT4 és VT5, VT6 tranzisztorként - rendre a KT315, KT503, KT3102 és KT361, KT502, KT3107 sorozatok bármelyikét, a VT1 VT9 helyett, - KP707V1, KP707E1 . A KT3102ZH (VT7, VT8) tranzisztorok cseréje nem javasolt.

T1 - TS-10-1 transzformátor vagy bármely más, 11 ... 13 V szekunder feszültséggel, legalább 150 mA terhelési áram mellett. Az L1 hálózati szűrőtekercs K31x18,5x7 méretű ferrit (M2000NM1) gyűrűre van feltekerve PEV-1-1,0 vezetékkel (2x25 menet), a T2 transzformátor három, azonos márkájú, de K45x28x12 méretű ferritgyűrűre van feltekerve. Az I. tekercs 2x42 menetes PEV-2-1.0 huzalt tartalmaz (két vezetékben tekercselt), a II. és III. tekercs - egyenként 7 menetet (öt vezetékben PEV-2-0.8), a IV. tekercs - 2 menet PEV-2-0.8. A tekercsek közé három réteg PTFE szalagból készült szigetelés kerül.

Az L2, L3 fojtótekercsek mágneses áramkörei 6 átmérőjű és 25 mm hosszúságú ferrit (1500NMZ) rudak (B48 páncélozott magból készült trimmerek). A tekercsek 12 menetes PEV-1-1,5 vezetéket tartalmaznak. A VT9, VT10 tranzisztorokat a Pentium mikroprocesszorok hűtésére használt ventilátorokkal ellátott hűtőbordákra szerelik (a 486 processzorok hasonló csomópontjai is alkalmasak). A VD13...VD20 diódák körülbelül 200 cm2 felületű hűtőbordákra vannak felszerelve.

Az UPS telepítésekor törekedni kell arra, hogy minden csatlakozás a lehető legrövidebb legyen, és a tápegységben a lehető legnagyobb keresztmetszetű vezetéket használjon. Célszerű az UPS-t fém pajzsba zárni, és a forráskimenet 0 V-os kivezetésére csatlakoztatni, ahogy az a 1. ábrán látható. 4.49. A tápegység közös vezetékét nem szabad a képernyőhöz csatlakoztatni. Mivel az UPS nincs felszerelve rövidzár és túlterhelés elleni védelemmel, ezért az áramkörbe 10 A-es biztosítékokat kell beépíteni.A leírt UPS-t gyakorlatilag nem kell állítani. Csak az a fontos, hogy a T2 transzformátor primer tekercsének feleit megfelelően fázisozzuk.

Ha az alkatrészek jó állapotban vannak, és nincs hiba a telepítésben, az egység a hálózathoz való csatlakozás után azonnal működésbe lép. Ha szükséges, az átalakító frekvenciáját az R3 ellenállás kiválasztásával állítjuk be. Az UPS megbízhatóságának növelése érdekében kívánatos UMZCH-val üzemeltetni, amely ventilátor általi fújást biztosít.

Az audiofrekvenciás erősítő (UHF) vagy az alacsony frekvenciájú erősítő (ULF) az egyik leggyakoribb elektronikus eszköz. Mindannyian hangos információkat kapunk az ULF egyik vagy másik típusával. Nem mindenki tudja, de az alacsony frekvenciájú erősítőket a méréstechnikában, a hibaészlelésben, az automatizálásban, a telemechanikában, az analóg számítástechnikában és az elektronika egyéb területein is használják.

Bár természetesen az ULF fő alkalmazása az, hogy az elektromos rezgéseket akusztikussá alakító akusztikus rendszerek segítségével hangjelet továbbítson fülünkbe. És az erősítőnek ezt a lehető legpontosabban kell megtennie. Csak ebben az esetben kapjuk meg azt az örömöt, amit kedvenc zenénk, hangjaink és beszédünk nyújt.

Thomas Edison fonográfjának 1877-es megjelenésétől napjainkig a tudósok és mérnökök küzdöttek az ULF alapvető paramétereinek javításáért: elsősorban a hangjelek átvitelének megbízhatóságáért, valamint a fogyasztói jellemzőkért, például az energiafogyasztásért, méretek, könnyű gyártás, beállítás és használat.

Az 1920-as évektől kialakult az elektronikus erősítő osztályok betű szerinti osztályozása, amelyet ma is használnak. Az erősítők osztályai különböznek a bennük használt aktív elektronikus eszközök - vákuumcsövek, tranzisztorok stb. - üzemmódjában. A fő "egybetűs" osztályok az A, B, C, D, E, F, G, H. Az osztálykijelölő betűk kombinálhatók, ha egyes módokat kombinálunk. A besorolás nem szabvány, így a fejlesztők és a gyártók meglehetősen tetszőlegesen használhatják a betűket.

Az osztályozásban kiemelt helyet foglal el a D osztály A D osztályú ULF végfokozat aktív elemei kulcs (impulzus) üzemmódban működnek, ellentétben más osztályokkal, ahol többnyire az aktív elemek lineáris üzemmódját alkalmazzák.

A D osztályú erősítők egyik fő előnye a teljesítmény együtthatója (COP), amely megközelíti a 100%-ot. Ez különösen az erősítő aktív elemei által disszipált teljesítmény csökkenéséhez, és ennek eredményeként az erősítő méretének csökkenéséhez vezet a radiátor méretének csökkenése miatt. Az ilyen erősítők sokkal alacsonyabb követelményeket támasztanak a tápegység minőségével szemben, amely lehet egypólusú és impulzusos. További előnynek tekinthető a digitális jelfeldolgozási módszerek alkalmazásának lehetősége és funkcióik digitális vezérlése a D osztályú erősítőkben - elvégre a digitális technológiák az irányadóak a modern elektronikában.

Mindezeket a trendeket figyelembe véve a Master Kit kínál osztályú erősítők széles választékaD, ugyanazon a TPA3116D2 lapkán van összeszerelve, de eltérő céllal és teljesítménnyel. És hogy a vásárlók ne vesztegetik az idejüket a megfelelő áramforrás keresésére, felkészültünk erősítő + tápegység készletek optimálisan illeszkednek egymáshoz.

Ebben az áttekintésben három ilyen készletet fogunk megvizsgálni:

1. (LF erősítő D-osztály 2x50W + táp 24V / 100W / 4,5A);
2. (LF erősítő D-osztály 2x100W + táp 24V / 200W / 8.8A);
3. (D-osztályú basszus erősítő 1x150W + táp 24V / 200W / 8,8A).

Első szett Elsősorban azoknak készült, akiknek minimális méretekre, sztereó hangra és klasszikus vezérlési sémára van szükségük egyszerre két csatornán: hangerő, mély és magas. Tartalmazza és.

Maga a kétcsatornás erősítő példátlanul kis méretű: mindössze 60 x 31 x 13 mm, gombok nélkül. A tápegység méretei 129 x 97 x 30 mm, súlya körülbelül 340 g.

Kis mérete ellenére az erősítő csatornánként becsületesen 50 wattot ad le 4 ohmos terhelésre 21 voltos tápfeszültség mellett!

Az RC4508 chipet előerősítőként használják - kettős speciális műveleti erősítő az audiojelekhez. Lehetővé teszi az erősítő bemenetének a jelforráshoz való tökéletes illeszkedését, rendkívül alacsony nemlineáris torzítással és zajszinttel rendelkezik.

A bemeneti jel egy 2,54 mm-es tűosztású hárompólusú csatlakozóra kerül, a tápfeszültség és a hangszórók kényelmes csavaros csatlakozókkal csatlakoznak.

A TPA3116 chipre egy kis hűtőbordát szerelnek fel hővezető ragasztó segítségével, amelynek eloszlatási területe maximális teljesítmény mellett is elegendő.

Felhívjuk figyelmét, hogy a helytakarékosság és az erősítő méretének csökkentése érdekében nincs védelem a tápcsatlakozás fordított polaritása ellen (polaritásváltás), ezért legyen óvatos, amikor az erősítőt áram alá helyezi.

Tekintettel a kis méretre és a hatékonyságra, a készlet hatóköre nagyon széles - az elavult vagy meghibásodott régi erősítő cseréjétől a nagyon mobil hangerősítő készletig, amely egy rendezvény vagy buli pontozására szolgál.

Példát adunk egy ilyen erősítő használatára.

A táblán nincsenek rögzítési lyukak, de ehhez sikeresen használhatók potenciométerek, amelyek rögzítőelemekkel rendelkeznek az anyához.

Második szett két TPA3116D2 chipet tartalmaz, amelyek mindegyike áthidalt módban van csatlakoztatva, és csatornánként akár 100 watt kimeneti teljesítményt, valamint 24 voltos kimeneti feszültséget és 200 watt teljesítményt biztosít.

Ezzel a készlettel és két 100 wattos hangszóróval egy masszív eseményt szólaltathatsz meg akár a szabadban is!

Az erősítő kapcsolóval ellátott hangerőszabályzóval van felszerelve. A tábla erős Schottky-diódával rendelkezik, amely megvédi a tápegység polaritásváltását.

Az erősítő hatékony aluláteresztő szűrőkkel van felszerelve, a TPA3116 chip gyártójának ajánlásai szerint telepítve, és ezzel együtt kiváló minőségű kimeneti jelet biztosít.

A tápfeszültség és az akusztikai rendszerek csatlakoztatása csavaros csatlakozókkal történik.

A bemeneti jel lehet egy 3 tűs 2,54 mm-es osztású csatlakozó vagy egy szabványos 3,5 mm-es audio jack.

A radiátor elegendő hűtést biztosít mindkét mikroáramkör számára, és a nyomtatott áramköri lap alján található csavarral a hőpárnákhoz van nyomva.

A könnyebb használat érdekében a táblán egy zöld LED is található, amely jelzi a bekapcsolást.

A tábla méretei kondenzátorokkal és potenciométer gomb nélkül 105 x 65 x 24 mm, a rögzítőfuratok távolsága 98,6 és 58,8 mm. Tápegység méretei 215 x 115 x 30 mm, súlya kb 660 g.

Harmadik szett l-t jelent, és 24 voltos kimeneti feszültséggel és 200 watt teljesítménnyel.

Az erősítő akár 150 watt kimeneti teljesítményt biztosít 4 ohmos terhelés mellett. Ennek az erősítőnek a fő alkalmazása egy kiváló minőségű és energiatakarékos mélynyomó felépítése.

Sok más dedikált mélynyomó-erősítőhöz képest az MP3116btl kiválóan alkalmas meglehetősen nagy átmérőjű mélysugárzók meghajtására. Ezt megerősítik a figyelembe vett ULF vásárlói véleménye. A hang gazdag és fényes.

A NYÁK-terület nagy részét elfoglaló radiátor biztosítja a TPA3116 hatékony hűtését.

Az erősítő bemenetén lévő bemeneti jelhez az NE5532 chipet használják - egy kétcsatornás, alacsony zajszintű speciális műveleti erősítőt. Minimális nemlineáris torzítással és széles sávszélességgel rendelkezik.

A bemenethez tartozik még egy bemeneti jel amplitúdó-szabályozása egy csavarhúzó nyílással. Lehetővé teszi a mélynyomó hangerejének a fő csatornák hangerejének beállítását.

A tápfeszültség polaritásváltása elleni védelem érdekében egy Schottky-dióda van felszerelve a táblára.

A tápellátás és a hangszórók csavaros csatlakozókkal vannak csatlakoztatva.

Az erősítőlap méretei 73 x 77 x 16 mm, a rögzítőfuratok távolsága 69,4 és 57,2 mm. Tápegység méretei 215 x 115 x 30 mm, súlya kb 660 g.

Minden készlet tartalmaz kapcsolóüzemű tápegységeket a MEAN WELL-től.

Az 1982-ben alapított vállalat a kapcsolóüzemű tápegységek vezető gyártója a világon. Jelenleg a MEAN WELL Corporation öt pénzügyileg független partnervállalatból áll Tajvanon, Kínában, az Egyesült Államokban és Európában.

A MEAN WELL termékeket kiváló minőség, alacsony meghibásodási arány és hosszú élettartam jellemzi.

A modern elemalapra kifejlesztett kapcsolóüzemű tápegységek megfelelnek a kimenő egyenfeszültség minőségével szemben támasztott legmagasabb követelményeknek, és eltérnek a hagyományos lineáris tápegységektől kis súlyukban és nagy hatékonyságukban, valamint túlterhelés és rövidzárlat elleni védelem jelenlétében. a kimeneten.

A bemutatott készletekben használt LRS-100-24 és LRS-200-24 tápegységek LED-es teljesítményjelzővel és potenciométerrel rendelkeznek a kimeneti feszültség finombeállításához. Az erősítő csatlakoztatása előtt ellenőrizze a kimeneti feszültséget, és ha szükséges, állítsa be a szintjét 24 V-ra egy potenciométerrel.

Az alkalmazott források passzív hűtést használnak, így teljesen csendesek.

Meg kell jegyezni, hogy az összes figyelembe vett erősítő sikeresen használható autók, motorkerékpárok és akár kerékpárok hangvisszaadó rendszereinek tervezésére is. Ha az erősítőket 12 voltos tápfeszültséggel látják el, a kimeneti teljesítmény valamivel kisebb lesz, de a hangminőség nem romlik, és a nagy hatásfok lehetővé teszi az ULF hatékony táplálását autonóm áramforrásokról.

Felhívjuk a figyelmet arra is, hogy a jelen áttekintésben tárgyalt összes eszköz külön-külön és az oldalon található egyéb készletek részeként is megvásárolható.

Úgy tűnik, hogy könnyebb lenne csatlakoztatni az erősítőt tápegységés élvezed a kedvenc zenéidet?

Ha azonban felidézzük, hogy az erősítő lényegében a bemeneti jel törvénye szerint modulálja a tápfeszültség feszültségét, világossá válik, hogy a tervezési és telepítési problémák tápegység nagyon felelősségteljesen kell megközelíteni.

Ellenkező esetben az egyidejűleg elkövetett hibák és téves számítások (hang szempontjából) bármilyen, még a legkiválóbb és legdrágább erősítőt is elronthatják.

Stabilizátor vagy szűrő?

Meglepő módon a legtöbb teljesítményerősítőt egyszerű áramkörök táplálják transzformátorral, egyenirányítóval és simító kondenzátorral. Bár manapság a legtöbb elektronikus eszköz stabilizált tápegységet használ. Ennek az az oka, hogy olcsóbb és egyszerűbb olyan erősítőt tervezni, amelynek nagy a hullámzás-elutasítása, mint egy viszonylag erős szabályozót építeni. Napjainkban egy tipikus erősítő hullámzáscsökkentési szintje 100 Hz-es frekvencián körülbelül 60 dB, ami gyakorlatilag egy feszültségszabályozó paramétereinek felel meg. Az egyenáramú források, differenciálfokozatok, a fokozatok teljesítményáramköreiben külön szűrők és az erősítő fokozatokban egyéb áramköri technikák alkalmazása még nagyobb értékek elérését teszi lehetővé.

Étel kimeneti fokozatok leggyakrabban nem stabilizálódott. A bennük lévő 100%-os negatív visszacsatolás, az egységerősítés, az LLCOS jelenléte miatt a háttér behatolása és a tápfeszültség hullámzása a kimenetre megakadályozható.

Az erősítő kimeneti fokozata lényegében egy feszültség (teljesítmény) szabályozó, amíg át nem lép vágó (korlátozó) módba. Ekkor a tápfeszültség hullámzása (100 Hz-es frekvencia) modulálja a kimeneti jelet, ami borzasztóan hangzik:

Ha az unipoláris táplálású erősítőknél csak a jel felső félhulláma modulálódik, akkor a bipoláris táplálású erősítőknél a jel mindkét félhulláma modulálva van. A legtöbb erősítő nagy jeleknél (teljesítménynél) rendelkezik ezzel a hatással, de ez semmilyen módon nem tükröződik a műszaki jellemzőkben. Egy jól megtervezett erősítőben nem fordulhat elő vágás.

Az erősítő (pontosabban az erősítő tápegységének) teszteléséhez kísérletet végezhet. Adjon egy jelet az erősítő bemenetére a hallhatónál valamivel magasabb frekvenciával. Az én esetemben 15 kHz is elég :(. Növelje a bemeneti jel amplitúdóját addig, amíg az erősítő vágásba nem lép. Ilyenkor zümmögést (100 Hz) fog hallani a hangszórókban. A szintje alapján értékelheti a minőséget az erősítő tápegységéről.

Figyelem! A kísérlet előtt feltétlenül kapcsolja ki a hangszórórendszer magassugárzóját, különben meghiúsulhat.

A stabilizált tápegység elkerüli ezt a hatást, és kisebb torzítást eredményez hosszan tartó túlterhelés esetén. Figyelembe véve azonban a hálózati feszültség instabilitását, a stabilizátor teljesítményvesztesége körülbelül 20%.

A vágási hatás csökkentésének másik módja az, hogy a fokozatokat külön RC szűrőkön keresztül tápláljuk, ami szintén csökkenti valamelyest a teljesítményt.

A soros technológiában ezt ritkán alkalmazzák, hiszen a teljesítménycsökkentés mellett a termék költsége is nő. Ezenkívül az AB osztályú erősítőkben stabilizátor használata az erősítő gerjesztéséhez vezethet az erősítő és a szabályozó visszacsatoló hurkjainak rezonanciája miatt.

A teljesítményveszteség jelentősen csökkenthető modern kapcsolóüzemű tápegységek alkalmazásával. Mindazonáltal itt más problémák is felmerülnek: alacsony megbízhatóság (egy ilyen tápegység elemeinek száma sokkal nagyobb), magas költségek (egyszeri és kisüzemi gyártás esetén), magas RF interferencia szint.

Az ábrán látható egy tipikus tápáramkör egy 50 W kimeneti teljesítményű erősítőhöz:

A simító kondenzátorok kimeneti feszültsége körülbelül 1,4-szer nagyobb, mint a transzformátor kimeneti feszültsége.

Csúcsteljesítmény

E hiányosságok ellenére, ha az erősítő áramellátása nem stabilizálódott forrás, kaphat némi bónuszt - a rövid távú (csúcs) teljesítmény nagyobb, mint a tápegység teljesítménye, a szűrőkondenzátorok nagy kapacitása miatt. A tapasztalat azt mutatja, hogy minden 10 W kimeneti teljesítményhez legalább 2000 µF szükséges. Ennek a hatásnak köszönhetően megtakaríthatja a transzformátort - használhat kevésbé erős és ennek megfelelően olcsó transzformátort. Ne feledje, hogy az álló jelen végzett mérések nem mutatják ezt a hatást, csak rövid távú csúcsok esetén, azaz zenehallgatáskor jelenik meg.

A stabilizált tápegység nem ad ilyen hatást.

Párhuzamos vagy soros stabilizátor?

Úgy gondolják, hogy a párhuzamos szabályozók jobbak az audioeszközökben, mivel az áramkör egy helyi terhelésstabilizátor hurokban van zárva (a tápellátás kizárva), amint az az ábrán látható:

Ugyanezt a hatást érjük el, ha egy leválasztó kondenzátort telepítünk a kimenetre. De ebben az esetben az erősített jel alsó frekvenciája korlátozza.

Védő ellenállások

Valószínűleg minden rádióamatőr ismeri az égett ellenállás szagát. Égő lakk, epoxi és... pénz szaga. Eközben egy olcsó ellenállás megmentheti az erősítőt!

Amikor a szerző először bekapcsolja az erősítőt a tápáramkörökben, a biztosítékok helyett alacsony ellenállású (47-100 Ohm) ellenállásokat telepít, amelyek többszörösen olcsóbbak, mint a biztosítékok. Ezzel többször is megkímélték a drága erősítőelemeket a telepítési hibáktól, a rosszul beállított nyugalmi áramtól (a szabályozó a minimum helyett a maximumra volt állítva), a megfordított teljesítménypolaritástól stb.

A képen egy erősítő látható, ahol a telepítő összekeverte a TIP3055 tranzisztorokat a TIP2955-tel.

A tranzisztorok végül nem sérültek meg. Minden jól végződött, de nem az ellenállásoknak, és a helyiséget ki kellett szellőztetni.

A kulcs a feszültségesés.

A tápegységek nyomtatott áramköri lapjainak tervezésekor nem szabad elfelejteni, hogy a réz nem szupravezető. Ez különösen fontos a "földi" (közös) vezetékeknél. Ha vékonyak és zárt vagy hosszú áramköröket alkotnak, akkor a rajtuk átfolyó áram miatt feszültségesés következik be, és a potenciál a különböző pontokon eltérőnek bizonyul.

A potenciálkülönbség minimalizálása érdekében szokásos a közös vezetéket (földelést) csillag formájában huzalozni - amikor minden fogyasztónak saját vezetéke van. A "csillag" kifejezést nem szabad szó szerint érteni. A képen egy példa látható egy közös vezeték ilyen helyes bekötésére:

Csöves erősítőkben a kaszkádok anódterhelésének ellenállása meglehetősen nagy, 4 kOhm és nagyobb nagyságrendű, az áramok pedig nem túl nagyok, így a vezetők ellenállása nem játszik jelentős szerepet. A tranzisztoros erősítőkben a kaszkádok ellenállása lényegesen kisebb (a terhelés általában 4 ohm ellenállású), és az áramok sokkal nagyobbak, mint a csöves erősítőkben. Ezért a vezetők befolyása itt nagyon jelentős lehet.

A nyomtatott áramköri lapon lévő sáv ellenállása hatszor nagyobb, mint egy azonos hosszúságú rézhuzal ellenállása. Az átmérő 0,71 mm, ez egy tipikus vezeték, amelyet csöves erősítők felszereléséhez használnak.

0,036 Ohm, szemben a 0,0064 Ohm-mal! Figyelembe véve, hogy a tranzisztoros erősítők kimeneti fokozataiban az áramok ezerszer nagyobbak lehetnek, mint a csöves erősítők árama, azt találjuk, hogy a vezetők közötti feszültségesés 6000! többször is. Talán ez az egyik oka annak, hogy a tranzisztoros erősítők rosszabbul szólnak, mint a csöves erősítők. Ez megmagyarázza azt is, hogy a PCB-re szerelt csöves erősítők gyakran rosszabbul szólnak, mint a felületre szerelt prototípusok.

Ne felejtsd el Ohm törvényét! Különféle technikák alkalmazhatók a nyomtatott vezetők ellenállásának csökkentésére. Például fedje le a pályát vastag ónréteggel, vagy forrasszon egy vastag, ónozott huzalt a pálya mentén. A lehetőségek a képen láthatók:

töltésimpulzusok

Annak megakadályozására, hogy a hálózati háttér behatoljon az erősítőbe, meg kell akadályozni, hogy a szűrőkondenzátorok töltőimpulzusai behatoljanak az erősítőbe. Ehhez az egyenirányító sávjainak közvetlenül a szűrőkondenzátorokhoz kell menniük. Erőteljes töltőáram-impulzusok keringenek rajtuk, így semmi más nem köthető hozzájuk. az erősítő tápáramköreit a szűrőkondenzátorok kapcsaira kell kötni.

Az unipoláris tápegységgel rendelkező erősítő tápegységének helyes csatlakoztatása (szerelése) az ábrán látható:

Nagyítás kattintásra

Az ábra egy PCB-változatot mutat:

Fodrozódás

A legtöbb szabályozatlan tápegységnek csak egy simító kondenzátora van az egyenirányító után (vagy több párhuzamosan csatlakozik). Az energia minőségének javítása érdekében egy egyszerű trükköt használhat: ossza szét az egyik tartályt két részre, és csatlakoztasson közéjük egy kis, 0,2-1 ohmos ellenállást. Ugyanakkor akár két kisebb címletű konténer is olcsóbb lehet, mint egy nagy.

Ez egyenletesebb kimeneti feszültség hullámzást biztosít kevesebb felharmonikussal:

Nagy áramok esetén az ellenállás feszültségesése jelentőssé válhat. A 0,7 V-ra való korlátozás érdekében egy erős dióda csatlakoztatható párhuzamosan az ellenállással. Ebben az esetben azonban a jel csúcsain, amikor a dióda kinyílik, a kimeneti feszültség hullámzása ismét „kemény” lesz.

Folytatjuk...

A cikk a "Practical Electronics Every Day" című folyóirat anyagai alapján készült

Ingyenes fordítás: A Radio Gazeta főszerkesztője

Talán valakit érdekel egy ilyen eszköz - a rendszeregységbe épített ULF 2x25 W.

A készülék megjelenése

Jó anya, jó hangkártya, jó, de passzív hangszórók…

Ennek eredményeként a munkahelyen (a számítógépen) nincs megfelelő hang. Sokáig perverzek mindenféle külső erősítővel, ami helyet foglal az asztalon, további konnektort, vezetékeket és mindenféle egyéb kellemetlenséget igényel. A végén meguntam, és az ms TDA8560Q alapján készítettem egy beépített ULF-et - 2x40 W-os autós kétcsatornás erősítőt 2 Ohm-os terhelés mellett. 4 ohmos terhelésnél a teljesítmény valamivel kisebb - 2x25 watt. A csővezeték egy pár elektrolit a tápellátáshoz, bemeneti osztók (a 25 W azonban túl sok), 4 konder a bemeneten és az áramkörben történő leválasztáshoz, és ha az ujjak valóban olyanok, mint egy ventilátor - egy tranzisztor egy „lágy” indítás (hogy bekapcsoláskor ne legyen kattanás).

Mindez nagyon kényelmesen található egy szabványos PCI-kártya formátumú kártyáján, amelyet az anya szabad nyílásába helyeztem. Annak érdekében, hogy ne terhelje az alaplap sávjait, a tápegységet (12 voltos fedélzeti) külön csatlakozón keresztül táplálták (mint minden IDE-eszközön - CD-k, csavarok és modern videokártyák). Egy régi S3-Trio videókártya szerelőlapja volt kéznél, így nem kellett semmit sem csinálnom egy fájllal.

Kimeneti csatlakozónak DRB-9 aljzatot használtam (hasonlóan a COM port csatlakozóhoz, csak "anya"). Nem túl kényelmes, hogy mindkét hangszóró vezetékeit egy csatlakozóba kellett vezetni, de a készülék „tervezése” nagyon egyszerűnek bizonyult.

Az erősítő a hangkártya kimenetére a CD-ről hagyományos hangkábellel csatlakozott (én csak egy 3,5 mm átmérőjű mini-jack csatlakozót forrasztottam az egyik oldalra).

Az erősítő mikroáramkörének hűtésére tökéletes volt egy régi processzor szabványos radiátora, akár a 486-os, akár az első csonkból (csak 12 mm magas). Igény szerint akár hűtőt is rakhatunk rá (csatlakozót adtam a táblára). De amint az aktív működés egy hónapja megmutatta, erre nincs szükség, a radiátor hőmérséklete még hosszú távú működés és nagy teljesítmény esetén sem haladja meg a 40-50 fokot.

(SLayout-4 scripterben rajzolva). A séma szabványos egy mikroáramkör adatlapjáról, de ha szükséges, akkor kiegészítem. A különbség csak annyi, hogy az egyes csatornák bemenetére 6:1-es osztókat készítettem (5,6 kOhm és 1 kOhm), különben túl magas a hangrendszer jelszintje.

Az összes rész minősítése a pecsétre van felhúzva.

A hűtőborda felszereléséhez egyébként a kis áramkört "hátára" kellett fektetni - fém hordozóval a hűtőborda felé, tehát a mikroáramkör tüskéit tükrözni (más irányba hajlítani) kellett.

Ha egy másik kártyáról (például egy további COM-port csatlakozóról) származó szerelőlapot használ, előfordulhat, hogy meg kell változtatnia a kimeneti csatlakozó helyét (felfelé vagy lefelé mozgatnia a kártyán). Végső megoldásként használhat szabványos zárólemezt, de fél órát kell utána töltenie, és ki kell vágnia egy lyukat a kimeneti csatlakozó számára.

Valami ősi merevlemez táblájáról kiesett az erősítő tápellátását biztosító csatlakozó. 5 hüvelykes meghajtóról vagy CD-ről veheted át.

Remélem, nem lesz gond ennek a hasznos fogalomnak az ismétlésével.

Az egyetlen tanács: ne felejtse el, hogy a számítógép tápegységének árama 12 V-on csak néhány amper (konkrétan nézze meg a tápegységét), ezért ne próbáljon meg mindent "kiszivattyúzni" a TDA-ból, amit tud adni. . A számítás egyszerű - 1 amper áramfelvétel csatornánként körülbelül 5 watt erősítő kimeneti teljesítményt biztosít, 2 amper - 2x10 watt stb. Számítógépemben van egy 450 W-os táp, amely 12 volton 14 A-ig képes leadni, így oldalanként 4-5 amper nem befolyásolja hátrányosan a számítógép működését.

Ne légy kapzsi, és minden csokoládéban lesz!