Bërja e një furnizimi të mirë me energji elektrike për një amplifikator të energjisë (VLF) ose pajisje tjetër elektronike është një detyrë shumë e përgjegjshme. Cilësia dhe qëndrueshmëria e të gjithë pajisjes varet nga burimi i energjisë.

Në këtë botim do t'ju tregoj për krijimin e një furnizimi me energji të thjeshtë transformatori për amplifikatorin tim të energjisë me frekuencë të ulët "Phoenix P-400".

Një furnizim i tillë i thjeshtë me energji mund të përdoret për të fuqizuar qarqet e ndryshme të amplifikatorit të fuqisë me frekuencë të ulët.

Parathënie

Për njësinë e ardhshme të furnizimit me energji (PSU) për amplifikatorin, unë tashmë kisha një bërthamë toroidale me një mbështjellje primare të plagosur prej ~ 220 V, kështu që nuk kishte asnjë problem për të zgjedhur "ndërrimin e PSU ose bazuar në një transformator rrjeti".

Furnizimet me energji komutuese kanë dimensione dhe peshë të vogël, fuqi të lartë të prodhimit dhe efikasitet të lartë. Furnizimi me energji i bazuar në një transformator rrjeti është i rëndë, i lehtë për t'u prodhuar dhe vendosur, dhe nuk keni pse të përballeni me tensione të rrezikshme kur vendosni qarkun, gjë që është veçanërisht e rëndësishme për fillestarët si unë.

Transformator toroidal

Transformatorët toroidalë, në krahasim me transformatorët me bërthama të blinduara të bëra nga pllaka në formë W, kanë disa përparësi:

• më pak vëllim dhe peshë;
• efikasitet më i lartë;
• ftohje më e mirë për mbështjelljet.

Dredha-dredha kryesore tashmë përmbante afërsisht 800 rrotullime me tela PELSHO 0,8 mm, ajo ishte e mbushur me parafinë dhe e izoluar me një shtresë shiriti të hollë fluoroplastik.

Duke matur dimensionet e përafërta të hekurit të transformatorit, mund të llogarisni fuqinë e tij të përgjithshme, në mënyrë që të vlerësoni nëse bërthama është e përshtatshme për të marrë fuqinë e kërkuar apo jo.

Oriz. 1. Dimensionet e bërthamës së hekurit për transformatorin toroidal.

• Fuqia e përgjithshme (W) = Zona e dritares (cm 2) * Zona e seksionit (cm 2)
• Zona e dritares = 3,14 * (d/2) 2
• Zona e seksionit = h * ((D-d)/2)

Për shembull, le të llogarisim një transformator me përmasa hekuri: D=14cm, d=5cm, h=5cm.

• Sipërfaqja e dritares = 3,14 * (5cm/2) * (5cm/2) = 19,625 cm2
• Sipërfaqja e prerjes tërthore = 5cm * ((14cm-5cm)/2) = 22,5 cm 2
• Fuqia e përgjithshme = 19,625 * 22,5 = 441 W.

Fuqia e përgjithshme e transformatorit që përdora doli të ishte qartësisht më pak se sa prisja - rreth 250 vat.

Zgjedhja e tensioneve për mbështjelljet dytësore

Duke ditur tensionin e kërkuar në daljen e ndreqësit pas kondensatorëve elektrolitikë, mund të llogaritni afërsisht tensionin e kërkuar në daljen e mbështjelljes dytësore të transformatorit.

Vlera numerike e tensionit direkt pas urës së diodës dhe kondensatorëve zbutës do të rritet me afërsisht 1.3..1.4 herë në krahasim me tensionin alternativ të furnizuar në hyrjen e një ndreqësi të tillë.

Në rastin tim, për të fuqizuar UMZCH ju nevojitet një tension bipolar DC - 35 Volt në çdo krah. Prandaj, një tension i alternuar duhet të jetë i pranishëm në çdo mbështjellje dytësore: 35 Volt / 1.4 = ~ 25 Volt.

Duke përdorur të njëjtin parim, bëra një llogaritje të përafërt të vlerave të tensionit për mbështjelljet e tjera dytësore të transformatorit.

Llogaritja e numrit të kthesave dhe dredha-dredha

Për të fuqizuar njësitë elektronike të mbetura të amplifikatorit, u vendos të mbështilleshin disa mbështjellje sekondare të veçanta. U bë një anije druri për të mbështjellë mbështjelljet me tela bakri të emaluar. Mund të bëhet gjithashtu nga tekstil me fije qelqi ose plastike.

Oriz. 2. Anije për mbështjelljen e një transformatori toroidal.

Dredha-dredha u bë me tel bakri të emaluar, i cili ishte në dispozicion:

• për 4 mbështjellje të fuqisë UMZCH - tel me diametër 1.5 mm;
• për mbështjelljet e tjera - 0,6 mm.

Unë zgjodha numrin e kthesave për mbështjelljet dytësore në mënyrë eksperimentale, pasi nuk e dija numrin e saktë të rrotullimeve të mbështjelljes parësore.

Thelbi i metodës:

1. Ne mbështjellim 20 kthesa të çdo teli;
2. Ne lidhim dredha-dredha parësore të transformatorit në rrjetin ~ 220V dhe matim tensionin në plagë 20 kthesa;
3. Ne e ndajmë tensionin e kërkuar me atë të marrë nga 20 kthesa - do të zbulojmë se sa herë nevojiten 20 kthesa për dredha-dredha.

Për shembull: ne kemi nevojë për 25V, dhe nga 20 kthesa marrim 5V, 25V/5V=5 - duhet të mbështjellim 20 kthesa 5 herë, domethënë 100 rrotullime.

Llogaritja e gjatësisë së telit të kërkuar është bërë si më poshtë: mbështjella 20 rrotullime teli, shënova me një shënues, e shkëputa dhe mata gjatësinë. E ndava numrin e kërkuar të kthesave me 20, shumëzova vlerën që rezulton me gjatësinë e 20 kthesave të telit - mora afërsisht gjatësinë e kërkuar të telit për dredha-dredha. Duke shtuar 1-2 metra rezervë në gjatësinë totale, mund ta mbështillni telin në anije dhe ta prisni në mënyrë të sigurt.

Për shembull: ju duhen 100 kthesa teli, gjatësia e 20 kthesave të plagëve është 1.3 metra, ne zbulojmë se sa herë duhet të mbështillet 1.3 metra secila për të marrë 100 kthesa - 100/20 = 5, zbulojmë gjatësinë totale e telit (5 copë 1, 3m) - 1.3*5=6.5m. Shtojmë 1.5 m për rezervë dhe marrim një gjatësi prej 8 m.

Për çdo dredha-dredha pasuese, matja duhet të përsëritet, pasi me çdo mbështjellje të re gjatësia e telit të kërkuar nga një kthesë do të rritet.

Për të mbështjellë secilën palë mbështjellje 25 volt, dy tela u vendosën paralelisht në anije (për 2 mbështjellje). Pas mbështjelljes, fundi i mbështjelljes së parë lidhet me fillimin e të dytës - marrim dy mbështjellje sekondare për një ndreqës bipolar me një lidhje në mes.

Pas mbështjelljes së çdo çifti mbështjelljesh dytësore për të fuqizuar qarqet UMZCH, ato u izoluan me shirit të hollë fluoroplastik.

Në këtë mënyrë, 6 mbështjellje dytësore u plagosën: katër për fuqizimin e UMZCH dhe dy të tjera për furnizimin me energji elektrike për pjesën tjetër të elektronikës.

Diagrami i ndreqësve dhe stabilizuesve të tensionit

Më poshtë është një diagram skematik i furnizimit me energji elektrike për amplifikatorin tim të energjisë të bërë në shtëpi.

Oriz. 2. Diagrami skematik i furnizimit me energji elektrike për një amplifikator të energjisë me frekuencë të ulët të bërë në shtëpi.

Për të fuqizuar qarqet e amplifikatorit të fuqisë LF, përdoren dy ndreqës bipolarë - A1.1 dhe A1.2. Njësitë e mbetura elektronike të amplifikatorit do të mundësohen nga stabilizuesit e tensionit A2.1 dhe A2.2.

Rezistorët R1 dhe R2 nevojiten për të shkarkuar kondensatorët elektrolitikë kur linjat e energjisë janë shkëputur nga qarqet e amplifikatorit të energjisë.

UMZCH im ka 4 kanale amplifikuese, ato mund të ndizen dhe fiken në çifte duke përdorur çelsat që ndërrojnë linjat e energjisë të shallit UMZCH duke përdorur rele elektromagnetike.

Rezistorët R1 dhe R2 mund të përjashtohen nga qarku nëse furnizimi me energji elektrike është i lidhur përgjithmonë me pllakat UMZCH, në të cilin rast kondensatorët elektrolitikë do të shkarkohen përmes qarkut UMZCH.

Diodat KD213 janë krijuar për një rrymë maksimale përpara prej 10A, në rastin tim kjo është e mjaftueshme. Ura e diodës D5 është projektuar për një rrymë prej të paktën 2-3A, e mbledhur nga 4 dioda. C5 dhe C6 janë kapacitete, secila prej të cilave përbëhet nga dy kondensatorë prej 10,000 μF në 63 V.

Oriz. 3. Diagramet skematike të stabilizuesve të tensionit DC në mikroqarqet L7805, L7812, LM317.

Shpjegimi i emrave në diagram:

• STAB - stabilizues i tensionit pa rregullim, rrymë jo më shumë se 1A;
• STAB+REG - stabilizues i tensionit me rregullim, rrymë jo më shumë se 1A;
• STAB+POW - stabilizues i rregullueshëm i tensionit, rrymë afërsisht 2-3A.

Kur përdorni mikroqarqet LM317, 7805 dhe 7812, voltazhi i daljes së stabilizatorit mund të llogaritet duke përdorur një formulë të thjeshtuar:

Uout = Vxx * (1 + R2/R1)

Vxx për mikroqarqet ka kuptimet e mëposhtme:

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

Shembull i llogaritjes për LM317: R1=240R, R2=1200R, Uout = 1.25*(1+1200/240) = 7.5V.

Dizajn

Kështu ishte planifikuar të përdorej tensioni nga furnizimi me energji elektrike:

• +36V, -36V - përforcues fuqie në TDA7250
• 12V - kontrolle elektronike të volumit, procesorë stereo, tregues të fuqisë dalëse, qarqe të kontrollit termik, tifozë, ndriçim prapa;
• 5V - tregues të temperaturës, mikrokontrollues, panel kontrolli dixhital.

Çipat e stabilizatorit të tensionit dhe tranzistorët u montuan në radiatorë të vegjël që i hoqa nga furnizimet me energji kompjuterike që nuk funksiononin. Kutitë u ngjitën në radiatorë përmes guarnicioneve izoluese.

Pllaka e qarkut të printuar ishte bërë nga dy pjesë, secila prej të cilave përmban një ndreqës bipolar për qarkun UMZCH dhe grupin e kërkuar të stabilizuesve të tensionit.

Oriz. 4. Gjysma e bordit të furnizimit me energji elektrike.

Oriz. 5. Gjysma tjetër e bordit të furnizimit me energji elektrike.

Oriz. 6. Komponentët e gatshëm të furnizimit me energji elektrike për një amplifikator të energjisë elektrike të bërë vetë.

Më vonë, gjatë korrigjimit, arrita në përfundimin se do të ishte shumë më i përshtatshëm për të bërë stabilizues të tensionit në borde të veçanta. Sidoqoftë, opsioni "të gjithë në një bord" nuk është gjithashtu i keq dhe është i përshtatshëm në mënyrën e vet.

Gjithashtu, ndreqësi për UMZCH (diagrami në figurën 2) mund të montohet me montim të montuar, dhe qarqet e stabilizatorit (Figura 3) në sasinë e kërkuar mund të montohen në pllaka të veçanta të qarkut të printuar.

Lidhja e komponentëve elektronikë të ndreqësit është paraqitur në figurën 7.

Oriz. 7. Diagrami i lidhjes për montimin e një ndreqësi bipolar -36V + 36V duke përdorur instalimin e montuar në mur.

Lidhjet duhet të bëhen duke përdorur përçues të trashë bakri të izoluar.

Një urë diodike me kondensatorë 1000pF mund të vendoset veçmas në radiator. Instalimi i diodave (tableta) të fuqishme KD213 në një radiator të përbashkët duhet të bëhet përmes jastëkëve termikë izolues (gome termike ose mikë), pasi njëri nga terminalet e diodës ka kontakt me veshjen e tij metalike!

Për qarkun e filtrimit (kondensatorë elektrolitikë prej 10,000 μF, rezistorë dhe kondensatorë qeramikë prej 0,1-0,33 μF), mund të montoni shpejt një panel të vogël - një tabelë qark të printuar (Figura 8).

Oriz. 8. Një shembull i një paneli me fole të bëra prej tekstil me fije qelqi për montimin e filtrave ndreqës zbutës.

Për të bërë një panel të tillë do t'ju duhet një pjesë drejtkëndore e tekstil me fije qelqi. Duke përdorur një prestar të bërë në shtëpi (Figura 9), i bërë nga një teh sharrë hekuri për metal, ne presim fletën e bakrit përgjatë gjithë gjatësisë së saj, pastaj presim njërën nga pjesët që rezultojnë pingul në gjysmë.

Oriz. 9. Një prestar shtëpiak i bërë nga një teh sharrë hekuri, i bërë në një makinë mprehëse.

Pas kësaj, shënojmë dhe shpojmë vrima për pjesët dhe fiksimet, pastrojmë sipërfaqen e bakrit me letër zmerile të imët dhe kallajojmë duke përdorur fluks dhe saldim. I bashkojmë pjesët dhe i lidhim me qark.

konkluzioni

Ky furnizim i thjeshtë me energji elektrike u krijua për një amplifikator të ardhshëm të energjisë audio të bërë në shtëpi. E tëra që mbetet është ta plotësojmë atë me një qark të butë fillimi dhe gatishmërie.

UPD: Yuri Glushnev dërgoi një tabelë të qarkut të printuar për montimin e dy stabilizuesve me tensione +22V dhe +12V. Ai përmban dy qarqe STAB+POW (Fig. 3) në LM317, 7812 mikroqarqe dhe transistorë TIP42.

Oriz. 10. Pllakë e qarkut të printuar për stabilizues të tensionit për +22V dhe +12V.

Shkarko - (63 KB).

Një tjetër bord qarku i printuar i projektuar për qarkun e rregullatorit të tensionit të rregullueshëm STAB+REG bazuar në LM317:

Oriz. 11. Pllakë qarku i printuar për një stabilizues të rregullueshëm të tensionit bazuar në çipin LM317.

Duket se mund të jetë më e thjeshtë, lidhni amplifikatorin me të furnizimi me energji elektrike, dhe a mund të shijoni muzikën tuaj të preferuar?

Sidoqoftë, nëse kujtojmë se amplifikatori në thelb modulon tensionin e burimit të energjisë sipas ligjit të sinjalit të hyrjes, bëhet e qartë se çështjet e projektimit dhe instalimit furnizimi me energji elektrike duhet trajtuar me shumë përgjegjësi.

Përndryshe, gabimet dhe llogaritjet e gabuara të bëra në këtë rast mund të prishin (përsa i përket zërit) çdo amplifikator, madje edhe më cilësor dhe më të shtrenjtë.

Stabilizues apo filtër?

Çuditërisht, më shpesh qarqet e thjeshta me një transformator, ndreqës dhe kondensator zbutës përdoren për të fuqizuar amplifikatorët e fuqisë. Edhe pse shumica e pajisjeve elektronike sot përdorin furnizime të stabilizuara të energjisë. Arsyeja për këtë është se është më e lirë dhe më e lehtë të projektosh një përforcues që do të kishte një koeficient të lartë të shtypjes së valëzimit të furnizimit me energji sesa të bësh një stabilizues relativisht të fuqishëm. Sot, niveli i shtypjes së valëzimit të një amplifikuesi tipik është rreth 60 dB për një frekuencë prej 100 Hz, e cila praktikisht korrespondon me parametrat e një stabilizuesi të tensionit. Përdorimi i burimeve të rrymës së vazhduar, fazave diferenciale, filtrave të veçantë në qarqet e fuqisë së stadeve dhe teknikave të tjera të qarkut në fazat e amplifikatorit bën të mundur arritjen e vlerave edhe më të mëdha.

Të ushqyerit fazat e daljes më së shpeshti bëhen të pastabilizuara. Për shkak të pranisë së reagimeve negative 100%, fitimit të unitetit dhe pranisë së OOOS, parandalohet depërtimi i valëzimeve të sfondit dhe tensionit të furnizimit në dalje.

Faza e daljes së amplifikatorit është në thelb një rregullator i tensionit (furnizimit) derisa të hyjë në modalitetin e prerjes (kufizuese). Pastaj valëzimi i tensionit të furnizimit (100 Hz) modulon sinjalin e daljes, i cili tingëllon thjesht i tmerrshëm:

Nëse për amplifikatorët me furnizim me energji unipolare modulohet vetëm gjysma e valës së sipërme të sinjalit, atëherë për amplifikatorët me furnizim me energji bipolare modulohen të dyja gjysmëvalët e sinjalit. Shumica e amplifikatorëve karakterizohen nga ky efekt në sinjale (fuqi) të larta, por nuk reflektohet në asnjë mënyrë në karakteristikat teknike. Në një përforcues të projektuar mirë, prerja nuk duhet të ndodhë.

Për të testuar amplifikatorin tuaj (më saktë, furnizimin me energji të amplifikatorit tuaj), mund të kryeni një eksperiment. Aplikoni një sinjal në hyrjen e amplifikatorit me një frekuencë pak më të lartë se sa mund të dëgjoni. Në rastin tim mjafton 15 kHz:(. Rritni amplituda e sinjalit të hyrjes derisa amplifikatori të hyjë në prerje. Në këtë rast do të dëgjoni një zhurmë (100 Hz) në altoparlantë. Sipas nivelit të tij, mund të vlerësoni cilësinë të furnizimit me energji të amplifikatorit.

Paralajmërim! Sigurohuni që të fikni tweeter-in e sistemit tuaj të altoparlantëve përpara këtij eksperimenti, përndryshe mund të dështojë.

Një furnizim i stabilizuar me energji e shmang këtë efekt dhe çon në zvogëlimin e shtrembërimit gjatë mbingarkesave të zgjatura. Sidoqoftë, duke marrë parasysh paqëndrueshmërinë e tensionit të rrjetit, humbja e energjisë në vetë stabilizuesin është afërsisht 20%.

Një mënyrë tjetër për të reduktuar efektin e prerjes është të ushqeni fazat përmes filtrave të veçantë RC, gjë që gjithashtu redukton disi fuqinë.

Kjo përdoret rrallë në teknologjinë serike, pasi përveç uljes së fuqisë, rritet edhe kostoja e produktit. Për më tepër, përdorimi i një stabilizuesi në amplifikatorët e klasës AB mund të çojë në ngacmim të amplifikatorit për shkak të rezonancës së sytheve të reagimit të amplifikatorit dhe stabilizatorit.

Humbjet e energjisë mund të zvogëlohen ndjeshëm nëse përdorni furnizime moderne të energjisë komutuese. Sidoqoftë, këtu lindin probleme të tjera: besueshmëri e ulët (numri i elementeve në një furnizim të tillë me energji elektrike është dukshëm më i madh), kosto e lartë (për prodhim të vetëm dhe në shkallë të vogël), nivel i lartë i ndërhyrjes RF.

Një qark tipik i furnizimit me energji elektrike për një përforcues me një fuqi dalëse prej 50 W është paraqitur në figurë:

Tensioni i daljes për shkak të kondensatorëve zbutës është afërsisht 1.4 herë më i madh se tensioni i daljes së transformatorit.

Fuqia maksimale

Pavarësisht nga këto disavantazhe, kur amplifikatori furnizohet nga i pastabilizuar burimi, mund të merrni një bonus - fuqia afatshkurtër (pika) është më e lartë se fuqia e furnizimit me energji elektrike për shkak të kapacitetit të madh të kondensatorëve të filtrit. Përvoja tregon se kërkohet një minimum prej 2000uF për çdo 10 W fuqi dalëse. Për shkak të këtij efekti, ju mund të kurseni në transformatorin e energjisë - mund të përdorni një transformator më pak të fuqishëm dhe, në përputhje me rrethanat, më të lirë. Mbani në mend se matjet në një sinjal të palëvizshëm nuk do ta zbulojnë këtë efekt, ai shfaqet vetëm gjatë pikut afatshkurtër, domethënë kur dëgjoni muzikë.

Furnizimi me energji i stabilizuar nuk e ka këtë efekt.

Rregullator paralel apo serial?

Ekziston një mendim se stabilizuesit paralelë janë më të mirë në pajisjet audio, pasi qarku aktual është i mbyllur në një lak lokal të stabilizuesit të ngarkesës (furnizimi me energji elektrike është i përjashtuar), siç tregohet në figurë:

Instalimi i një kondensatori shkëputës në dalje ka të njëjtin efekt. Por në këtë rast, frekuenca më e ulët e sinjalit të përforcuar e kufizon atë.

Rezistenca mbrojtëse

Çdo radio amator është ndoshta i njohur me erën e një rezistence të djegur. Është era e llakut të djegur, rrëshirës epoksi dhe... parave. Ndërkohë, një rezistencë e lirë mund të shpëtojë amplifikatorin tuaj!

Autori, kur ndez amplifikatorin për herë të parë, në qarqet e energjisë në vend të siguresave instalon rezistorë me rezistencë të ulët (47-100 Ohms), të cilat janë disa herë më të lira se siguresat. Kjo më shumë se një herë ka ruajtur elementët e shtrenjtë të amplifikatorit nga gabimet e instalimit, rryma qetësuese e vendosur gabimisht (rregullatori është vendosur në maksimum në vend të minimumit), ka ndryshuar polaritetin e fuqisë, etj.

Fotografia tregon një përforcues ku instaluesi ka përzier transistorët TIP3055 me TIP2955.

Transistorët nuk u dëmtuan në fund. Gjithçka përfundoi mirë, por jo për rezistorët dhe dhoma duhej të ajrosej.

Gjëja kryesore është rënia e tensionit

Kur dizajnojmë bordet e qarkut të printuar për furnizimin me energji elektrike dhe më shumë, nuk duhet të harrojmë se bakri nuk është një superpërçues. Kjo është veçanërisht e rëndësishme për përçuesit "tokë" (të zakonshëm). Nëse ato janë të holla dhe formojnë sythe të mbyllura ose qarqe të gjata, atëherë për shkak të rrymës që rrjedh nëpër to, fitohet një rënie e tensionit dhe potenciali në pika të ndryshme rezulton të jetë i ndryshëm.

Për të minimizuar ndryshimin e mundshëm, është zakon të drejtoni telin e përbashkët (tokë) në formën e një ylli - kur secili konsumator ka përcjellësin e vet. Termi "yll" nuk duhet të merret fjalë për fjalë. Fotografia tregon një shembull të instalimeve elektrike të tilla të sakta të telit të përbashkët:

Në amplifikatorët e tubave, rezistenca e ngarkesës së anodës së kaskadave është mjaft e lartë, rreth 4 kOhm dhe më e lartë, dhe rrymat nuk janë shumë të larta, kështu që rezistenca e përcjellësve nuk luan një rol të rëndësishëm. Në amplifikatorët e tranzistorit, rezistenca e fazave është dukshëm më e ulët (ngarkesa në përgjithësi ka një rezistencë prej 4 Ohms), dhe rrymat janë shumë më të larta se në amplifikatorët e tubave. Prandaj, ndikimi i përcjellësve këtu mund të jetë shumë domethënës.

Rezistenca e një gjurmë në një tabelë të qarkut të printuar është gjashtë herë më e lartë se rezistenca e një pjese teli bakri me të njëjtën gjatësi. Diametri është marrë 0.71 mm, ky është një tel tipik që përdoret gjatë instalimit të amplifikatorëve të tubave.

0,036 Ohm në krahasim me 0,0064 Ohm! Duke marrë parasysh që rrymat në fazat e daljes së amplifikatorëve të tranzistorit mund të jenë një mijë herë më të larta se rryma në një përforcues tubash, ne zbulojmë se rënia e tensionit nëpër përcjellës mund të jetë 6000! herë më shumë. Kjo mund të jetë një nga arsyet pse amplifikatorët e tranzistorit tingëllojnë më keq se amplifikuesit e tubave. Kjo shpjegon gjithashtu pse amplifikatorët e tubave të montuar me PCB shpesh tingëllojnë më keq se prototipet e montuara në sipërfaqe.

Mos harroni ligjin e Ohm! Për të zvogëluar rezistencën e përçuesve të shtypur, mund të përdorni teknika të ndryshme. Për shembull, mbuloni trasenë me një shtresë të trashë kallaji ose tela të trashë të salduar përgjatë trasesë. Opsionet tregohen në foto:

Ngarkoni impulset

Për të parandaluar depërtimin e sfondit të rrjetit në amplifikues, është e nevojshme të merren masa për të parandaluar depërtimin e impulseve të ngarkesës së kondensatorëve të filtrit në amplifikues. Për ta bërë këtë, gjurmët nga ndreqësi duhet të shkojnë drejtpërdrejt në kondensatorët e filtrit. Impulse të fuqishme të rrymës karikuese qarkullojnë nëpër to, kështu që asgjë tjetër nuk mund të lidhet me to. Qarqet e furnizimit me energji të amplifikatorit duhet të lidhen me terminalet e kondensatorëve të filtrit.

Lidhja (instalimi) i saktë i furnizimit me energji elektrike për një përforcues me energji me një furnizim të vetëm tregohet në figurë:

Kliko per te zmadhuar

Figura tregon një version të tabelës së qarkut të printuar:

Ripple

Shumica e furnizimeve me energji të pastabilizuar kanë vetëm një kondensator zbutës (ose disa të lidhur paralelisht) pas ndreqësit. Për të përmirësuar cilësinë e energjisë, mund të përdorni një truk të thjeshtë: ndani një enë në dy dhe lidhni një rezistencë të vogël prej 0,2-1 Ohm midis tyre. Për më tepër, edhe dy kontejnerë me vlerë nominale më të vogël mund të rezultojnë të jenë më të lirë se një i madh.

Kjo jep valëzim më të butë të tensionit të daljes me nivele më të ulëta harmonike:

Në rryma të larta, rënia e tensionit në të gjithë rezistencën mund të bëhet e rëndësishme. Për ta kufizuar atë në 0.7V, mund të lidhni një diodë të fuqishme paralelisht me rezistencën. Në këtë rast, megjithatë, në majat e sinjalit, kur dioda hapet, valëzimet e tensionit të daljes do të bëhen përsëri "të vështira".

Vazhdon...

Artikulli u përgatit në bazë të materialeve nga revista "Elektronikë praktike çdo ditë"

Përkthim falas: Kryeredaktor i RadioGazeta

Oriz. 1 përforcues audio makine monoboard me konvertues të veçantë të tensionit të furnizimit me energji elektrike

Konvertuesi i tensionit në qarkun e furnizimit me energji të amplifikatorëve të makinave, si çdo burim energjie, ka njëfarë rezistence në dalje. Kur mundësohet nga një burim i përbashkët, lind një marrëdhënie midis kanaleve të amplifikatorëve audio me shumë kanale, e cila është më e madhe, aq më e lartë është impedanca e daljes së burimit të energjisë. Është në përpjesëtim të zhdrejtë me fuqinë e konvertuesit.

Një nga komponentët e rezistencës së daljes së furnizimit me energji elektrike është rezistenca e telave të furnizimit. Në modelet e nivelit të lartë, autobusët e bakrit me një seksion kryq prej 3...5 mm përdoren për të fuqizuar fazat e daljes së amplifikatorit të fuqisë audio. Kjo është zgjidhja më e thjeshtë për problemet me furnizimin me energji elektrike në një përforcues audio, duke përmirësuar dinamikën dhe cilësinë e zërit.

Sigurisht, duke rritur fuqinë e burimit të energjisë, ndikimi i ndërsjellë i kanaleve mund të reduktohet, por nuk mund të eliminohet plotësisht. Nëse përdorni një konvertues të veçantë për çdo kanal, problemi eliminohet. Në këtë rast, kërkesat për furnizime individuale të energjisë mund të reduktohen ndjeshëm. Në mënyrë tipike, niveli i dobësimit të kryqëzimit të amplifikatorëve të makinave me një furnizim të përbashkët me energji elektrike është 40...55 dB për modelet buxhetore dhe 50...65 dB për ato më të shtrenjta. Për amplifikatorët e audios së makinave me furnizim të veçantë të energjisë, kjo shifër tejkalon 70 dB.

Konvertuesit e tensionit të furnizimit ndahen në dy grupe - të stabilizuar dhe të pastabilizuar. Ato të pastabilizuara janë dukshëm më të thjeshta dhe më të lira, por ato kanë disavantazhe serioze. Në majat e fuqisë, voltazhi i daljes së konvertuesit zvogëlohet, gjë që çon në shtrembërim të shtuar. Nëse rritni fuqinë e inverterit, ai do të zvogëlojë efikasitetin në fuqinë e ulët të daljes. Prandaj, konvertuesit e pastabilizuar përdoren, si rregull, në amplifikatorë të lirë me një fuqi totale të kanalit jo më shumë se 100 ... 120 W. Në fuqinë dalëse më të lartë të amplifikatorit, preferenca u jepet konvertuesve të stabilizuar.

Si rregull, furnizimi me energji elektrike është montuar në të njëjtin strehë me amplifikatorin (Fig. 1 tregon një monoboard të një amplifikuesi audio makine me konvertues të veçantë të tensionit të furnizimit), por në disa modele mund të bëhet në formën e një njësie të jashtme ose një modul të veçantë. Për ta kthyer amplifikatorin e makinës në modalitetin e funksionimit të amplifikatorit, përdoret tensioni i kontrollit nga njësia kryesore (Dalja në distancë). Rryma e konsumuar nga kjo kunj është minimale - disa miliamps - dhe nuk lidhet në asnjë mënyrë me fuqinë e amplifikatorit. Përforcuesit e makinave duhet të përdorin mbrojtje kundër qarqeve të shkurtra të ngarkesës dhe mbinxehjes. Në disa raste, ekziston gjithashtu mbrojtje për sistemet akustike nga voltazhi DC në rast të dështimit të fazës së daljes së amplifikatorit. Kjo pjesë e qarkut për amplifikatorët modernë të makinave është bërë pothuajse standarde dhe mund të ndryshojë në ndryshime të vogla.

Oriz. 2 Diagrami i një furnizimi me energji të stabilizuar për një përforcues audio të makinës "Monacor NRV 150"

Në amplifikatorët e parë të automobilave, furnizimet me energji përdorën konvertues të tensionit të bërë tërësisht nga elementë diskrete. Një shembull i një qarku të tillë për një furnizim të stabilizuar me energji elektrike për një përforcues audio të makinës "Monacor HPB 150" (Fig. 2). Diagrami ruan numrin e elementeve në fabrikë.

Oscilatori kryesor është bërë duke përdorur transistorë VT106 dhe VT107 sipas një qarku simetrik multivibrator. Funksionimi i oshilatorit kryesor kontrollohet nga një çelës në tranzitorin VT101. Transistorët VT103, VT105 dhe VT102, VT104 janë kaskada të tamponit push-tërheqës që përmirësojnë formën e pulseve të oshilatorit kryesor. Faza e daljes është bërë nga transistorë bipolarë të lidhur paralelisht VT111, VT113 dhe VT110, VT112. Ndjekësit e emetuesit që përputhen në VT108 dhe VT109 mundësohen nga tensioni i reduktuar i marrë nga një pjesë e mbështjelljes parësore të transformatorit. Diodat VD106 - VD111 kufizojnë shkallën e ngopjes së transistorëve të daljes. Për të shpejtuar më tej mbylljen e këtyre transistorëve, u prezantuan diodat VD104, VD105. Diodat VD102, VD103 sigurojnë fillimin e qetë të konvertuesit. Nga një dredha-dredha e veçantë e transformatorit, një tension proporcional me daljen furnizohet në ndreqës (diodë VD113, kondensator C106). Ky tension siguron mbylljen e shpejtë të transistorëve të daljes dhe ndihmon në stabilizimin e tensionit të daljes.

Disavantazhi i transistorëve bipolarë është tensioni i lartë i ngopjes në rrymë të lartë. Në një rrymë prej 10... 15 A, ky tension arrin 1 V, gjë që zvogëlon ndjeshëm efikasitetin e konvertuesit dhe besueshmërinë e tij. Frekuenca e konvertimit nuk mund të rritet mbi 25 ... 30 kHz, si rezultat, dimensionet e transformatorit të konvertuesit dhe humbjet në të rriten.

Përdorimi i transistorëve me efekt në terren në furnizimin me energji rrit besueshmërinë dhe efikasitetin. Frekuenca e konvertimit në shumë blloqe tejkalon 100 kHz. Ardhja e mikroqarqeve të specializuara që përmbajnë një oshilator kryesor dhe qarqe kontrolli në një çip të vetëm ka thjeshtuar ndjeshëm dizajnin e furnizimit me energji elektrike për amplifikatorët e fuqishëm të automobilave.

Oriz. 3 Qarku i thjeshtuar i një konverteri të tensionit të furnizimit me energji të pastabilizuar për një përforcues të makinës Jensen

Në Fig. 3 (numërimi i elementeve në diagram është i kushtëzuar).

Oscilatori kryesor i konvertuesit të tensionit është montuar në një mikroqark KIA494P ose TL494 (analogu i brendshëm - KR1114EU4). Qarqet e mbrojtjes nuk tregohen në diagram. Në fazën e daljes, përveç llojeve të pajisjeve të treguara në diagram, mund të përdorni transistorë të fuqishëm me efekt në terren IRF150, IRFP044 dhe IRFP054 ose KP812V, KP850 shtëpiake. Dizajni përdor montime të veçanta diodash me një anodë të përbashkët dhe një katodë të përbashkët, të montuara përmes jastëkëve izolues që përçojnë nxehtësinë në një lavaman të zakonshëm të nxehtësisë së bashku me transistorët dalës të amplifikatorit.

Transformatori mund të mbështillet në një unazë ferriti me madhësi K42x28x10 ose K42x25x11 me përshkueshmëri magnetike μ e = 2000. Dredha-dredha kryesore është e mbështjellë me një tufë prej tetë telash me diametër 1.2 mm, dredha-dredha dytësore me një tufë prej katër telash me diametër 1 mm. Pas mbështjelljes, secila prej tufave ndahet në dy pjesë të barabarta, dhe fillimi i gjysmës së mbështjelljes lidhet me fundin e tjetrës. Dredha-dredha kryesore përmban kthesa 2x7, dredha-dredha dytësore përmban 2x15 kthesa, të shpërndara në mënyrë të barabartë rreth unazës.

Choke L1 është mbështjellë në një shufër ferriti me diametër 16 mm dhe përmban 10 kthesa teli të emaluar me diametër 2 mm. Mbytje L2, L3 janë mbështjellë në shufra ferriti me diametër 10 mm dhe përmbajnë 10 kthesa teli me diametër 1 mm. Gjatësia e secilës shufër është 20 mm.

Një qark i ngjashëm i furnizimit me energji elektrike me ndryshime të vogla përdoret në amplifikatorët e makinave me një fuqi totale dalëse deri në 100 ... 120 W. Numri i çifteve të transistorëve të daljes, parametrat e transformatorit dhe dizajni i qarqeve mbrojtëse ndryshojnë. Në konvertuesit e tensionit të amplifikatorëve më të fuqishëm, futet reagimi mbi tensionin e daljes dhe rritet numri i transistorëve të daljes.

Për të shpërndarë ngarkesën në mënyrë të barabartë dhe për të zvogëluar ndikimin e shpërndarjes në parametrat e transistorëve në transformator, rrymat e transistorëve të fuqishëm shpërndahen në disa mbështjellje primare. Për shembull, në konvertuesin e furnizimit me energji të amplifikatorit të makinës Lanzar 5.200, përdoren 20! transistorë të fuqishëm me efekt në terren, 10 në çdo krah. Transformatori ngritës përmban 5 mbështjellje kryesore. Secila prej tyre është e lidhur me 4 transistorë (dy paralelisht në shpatull). Për filtrim më të mirë të ndërhyrjeve me frekuencë të lartë, afër transistorëve janë instaluar kondensatorë individualë të filtrit zbutës me një kapacitet total prej 22,000 μF. Terminalet e mbështjelljes së transformatorit lidhen drejtpërdrejt me transistorët, pa përdorimin e përçuesve të printuar.

Për shkak se amplifikuesit e audios së makinës funksionojnë në kushte shumë të rënda të temperaturës, disa modele përdorin ventilatorë të integruar ftohës që fryjnë ajrin nëpër kanalet e ftohësit për të siguruar funksionim të besueshëm. Tifozët kontrollohen duke përdorur një sensor të temperaturës. Ka pajisje me kontroll diskrete ("ndiz-fik") dhe me rregullim të qetë të shpejtësisë së ventilatorit.

Së bashku me këtë, të gjithë amplifikatorët përdorin mbrojtje termike të njësive. Më shpesh ajo zbatohet në bazë të një termistori dhe krahasuesi. Ndonjëherë përdoren krahasues të integruar standardë, por në këtë rol ata më së shpeshti përdorin mikroqarqe konvencionale të amplifikatorit operacional op-amp. Një shembull i një qarku të pajisjes mbrojtëse termike të përdorur në amplifikuesin e makinës me katër kanale të diskutuar tashmë "Jensen" është paraqitur në Fig. 4. Në diagram, numërimi i pjesëve është i kushtëzuar.

Termistori R t 1 ka kontakt termik me strehën e amplifikatorit pranë transistorëve të daljes. Tensioni nga termistori aplikohet në hyrjen përmbysëse të op-amp. Rezistorët R1 - R3 së bashku me termistorin formojnë një urë, kondensatori C1 parandalon alarmet e rreme të mbrojtjes. Me gjatësinë e telave me të cilët termistori lidhet me pllakën është rreth 20 cm, niveli i ndërhyrjes nga furnizimi me energji elektrike është mjaft i lartë. Nëpërmjet rezistencës R4 sigurohet reagime pozitive nga dalja e op-amp, duke e kthyer op-amp në një element pragu me histerezë. Kur kutia nxehet deri në 100 °C, rezistenca e termistorit zvogëlohet në 25 kOhm, krahasuesi aktivizohet dhe niveli i tensionit të lartë në dalje bllokon funksionimin e konvertuesit.

Transistorët e daljes së amplifikatorit dhe transistorët kryesorë të konvertuesit të fuqisë përdoren më shpesh në rastet plastike, TO-220. Ata janë ngjitur në lavamanin e nxehtësisë ose me vida ose kapëse pranverore. Transistorët në kutitë metalike kanë shpërndarje disi më të mirë të nxehtësisë, por meqenëse ato duhet të instalohen përmes jastëkëve specialë të zhytjes së nxehtësisë, instalimi i tyre është shumë më i ndërlikuar, kështu që ato përdoren në amplifikatorët e makinave shumë më rrallë, vetëm në modelet më të shtrenjta.

Tensioni i furnizimit të rrjetit në bord të një makine pasagjerësh është 12 v. Nëse vendosim impedancën e sistemit të altoparlantëve të jetë 4 om , atëherë fuqia maksimale që mund të merret në këtë tension të furnizimit do të jetë 36 w. Ky është maksimumi më teorik, duke supozuar lidhjen e urës së amplifikatorit dhe rezistencën zero të transistorëve të fazës së daljes në gjendje të hapur, domethënë praktikisht për një amplifikues dixhital pulsi. Për një përforcues analog, fuqia maksimale nuk do të jetë më shumë se 20 w për kanal kur lidhet. Për të marrë më shumë fuqi, është e nevojshme ose të përdoret një fazë e daljes së pulsit që gjeneron një sinjal audio duke përdorur metodën e modulimit të gjerësisë së pulsit, ose është e nevojshme të zvogëlohet impedanca e sistemit të altoparlantëve. Në rastin e parë, tingulli do të përmbajë një komponent tejzanor nga PWM, dhe gjithashtu do të nevojiten masa më komplekse për të luftuar shtrembërimin e sinjalit. Në rastin e dytë, rezistenca e spirales së zërit tashmë do të jetë e krahasueshme me rezistencën e telave që shkojnë në të, gjë që, në përgjithësi, mund të anulojë masa të tilla. Ekziston një mënyrë tjetër - organizimi i një shtesë të tensionit në fazën e daljes duke korrigjuar sinjalin e daljes dhe një kapacitet të madh ruajtjeje. Por kjo nuk është gjithashtu shumë e mirë, pasi është e vështirë të merret një përgjigje mjaftueshëm lineare e frekuencës, dhe varësia e koeficientit të transmetimit të energjisë nga madhësia e sinjalit të hyrjes mund të jetë e pabarabartë. Sigurisht, të gjitha masat e listuara më sipër për të rritur fuqinë dalëse të një amplifikatori të fuqizuar nga një burim me tension të ulët kanë të drejtë të ekzistojnë dhe nëse kryhen me kujdes dhe me kompetencë, japin rezultate të mira. Por, ekziston një mënyrë më tradicionale për të rritur fuqinë e ULF - thjesht duke rritur tensionin e furnizimit të tij duke përdorur një konvertues të tensionit, dhe madje duke organizuar furnizimin me energji bipolare me të. Kjo metodë ju lejon të përdorni në një makinë jo një version automobilistik kompromisi të ULF, por pothuajse çdo qark ULF të përdorur në pajisjet e palëvizshme, të aftë për të siguruar në mënyrë të konsiderueshmecilësi më e mirë e zërit sesa qarqet e zgjuara të auto-ULF-ve të fuqishëm, me përforcues të tensionit në kondensatorë dhe sisteme altoparlantësh me rezistencë të ulët, sepse siç do të thotë çdo amator hl-fund - tingulli më i mirë vjen nga një kaskadë e thjeshtë me një tub pa qarqe reagimi dhe me një dalje me rezistencë të lartë. Por ky është sigurisht ekstremi tjetër.

Cilido qoftë qarku i ULF "të rregullt" që planifikoni të përdorni në një makinë, ai kërkon një konvertues të tensionit të furnizimit. Ky konvertues duhet të prodhojë rritje të tensionit bipolar, në këtë rast±20v me rrymë dalëse deri në 4A. Një burim i tillë energjie do të jetë në gjendje të fuqizojë ULF me një fuqi dalëse deri në 60-70 W, bërë sipas dizajnit tradicional.

Diagrami skematik i konvertuesit është paraqitur në figurë. Skema është kryesisht standarde. Oscilatori kryesor me një qark PWM për stabilizimin e tensionit të daljes është bërë në mikroqarkun A1. Frekuenca nominale e gjenerimit është rreth 50 kHz (e rregulluar nga rezistenca r 3). Tensioni i referencës nga dalja furnizohet në hyrjen e krahasuesit (pin 1) dhe, në varësi të tensionit në pinin 1, krahasuesi ndryshon gjerësinë e pulseve të gjeneruara nga mikroqarkullimi në mënyrë që të mbajë të qëndrueshme tensionin e daljes. Vlera e tensionit të daljes përcaktohet saktësisht nga një rezistencë prerëse r 8, e cila formon këtë tension matës. Zinxhiri vd 1- c 3- r 4- r 5 formon një fillim të qetë të qarkut.

Impulset antifazore të daljes hiqen nga kunjat 8 dhe 11 të A1 për t'u furnizuar në fazat e daljes, por këtu ato fillimisht shkojnë te drejtuesi i transistorit të daljes në çipin A2. Detyra e këtij mikroqarku është të përforcojë fuqinë e këtyre pulseve, pasi përdor transistorë të fuqishëm me efekt në terren me rezistencë të ulët të kanalit të hapur. Transistorë të tillë kanë kapacitet të konsiderueshëm të portës. Për të siguruar shpejtësi të mjaftueshme të hapjes së transistorëve, është e nevojshme të sigurohet karikimi dhe shkarkimi sa më i shpejtë i kapaciteteve të portave të tyre për këtë shërben drejtuesi në A2.Kondensatorët e mëdhenj C6 dhe C7 janë instaluar përgjatë qarkut të energjisë, ato duhet të bashkohen me një tel të trashë direkt në pikën e marrjes së dredha-dredha kryesore të transformatorit.

Për opsionin e dhënies bipolaretensioni i furnizimit (si në diagram), dredha-dredha dytësore ka një rubinet nga mesi. Kjo trokitje e lehtë përmes induktivitetit l 2 lidhur me telin e përbashkët. Në dioda vd 2-vd 5 (Diodat Schottky) bëhet një ndreqës që jep tension pozitiv dhe negativmartesë. Në një qark me furnizim të vetëm, dredha-dredha dytësore nuk ka rubinet dhe terminali negativ i urës ndreqës duhet të lidhet me një negativ të përbashkët. Në këtë rast, nëse kërkohet tension 40v vlera e rezistencës r 9 duhet të dyfishohet në krahasim me atë të treguar në diagram.

Si bazë për transformatorin, përdoret një transformator i çmontuar dhe i zbërthyer me kujdes nga furnizimi me energji elektrike i një TV të vjetër me ngjyra të modeleve të linjës 3-USTST. Duhet të theksohet se bërthama e transformatorit është ngjitur atje mjaft fort dhe jo çdo përpjekje për të ndarë gjysmat e tij përfundon me sukses. Në këtë kuptim, për mendimin tim, është më mirë të keni dy transformatorë të tillë (për fat të mirë, tani ka shumë furnizime të panevojshme me energji MP-1, MP-3, etj.). Për një transformator, prerë kornizën së bashku me dredha-dredha dhe hiqeni atë. Ajo që mbetet është bërthama, e cila, pa kornizë dhe dredha-dredha, mund të ndahet shumë më lehtë dhe me efikasitet. Për transformatorin e dytë, thyeni me kujdes dhe thyeni bërthamën në mënyrë që të mos dëmtoni kornizën. Si rezultat i këtij "barbarizmi" ju merrni një bërthamë të mirë dhe një kornizë të mirë.

Tani në lidhje me dredha-dredha. Dredha-dredha duhet të mbajë një rrymë të madhe, kështu që kërkon një tel të trashë. Për të mbështjellë mbështjelljen kryesore, përdoret një tel PEV 0.61 i palosur në tre. Për dytësorin, i njëjti tel, por i palosur në gjysmë. Dredha-dredha primare - 5+5 kthesa, sekondare - 10 + 10 kthesa.

Spirale l 1 - jo një spirale, por një tub ferriti i vendosur në një tel. l 2 - 5 rrotullime PEV 0.61 të palosur në tre në një unazë ferriti me diametër 28 mm.

Tranzistorë të rrallë fdb 045an mund të zëvendësohet nga të tjerët, dhe zgjedhja është mjaft e madhe, pasi një tension maksimal i burimit të shkarkimit prej të paktën 50v Rryma e kullimit nuk është më e ulët se 70A dhe rezistenca e kanalit në gjendje të hapur nuk është më shumë se 0.01 Ohm. Duke përdorur këto parametra, ju mund të zgjidhni mjaft kandidatë zëvendësues, domethënë pothuajse çdo fet -Tranzistor per çelsat e ndezjes se makinave dhe gjera te tjera.

Kondensatorët C11 dhe C12 për tension jo më të ulët 25v kondensatorë të tjerë për tension jo më të ulët 16v.

Gorchuk N.V.

Seksioni: [Furnizimet me energji elektrike (ndërprerës)]
Ruani artikullin në: