Можно ли использовать импульсный блок питания в усилителе
Содержание статьи
можно ли использовать в усилителях низкой частоты импульсные БП — Страница 2
можно ли использовать в усилителях низкой частоты импульсные БП | ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
|
Источник
Импульсный блок питания для усилителя мощности звуковой частоты.
Решил попробовать «накормить» усилитель стабилизированным питанием.
В сети интернет как оказалось не так уж и много схем таких БП, все завалено нестабилизированными БП на базе IR2153, был печальный опыт с этим контроллером и затею эту забросил
*После тестов данного БП понял, что беда была не в контроллере*
Решил переработать под свои нужды схему предложенную другом Сашей из группы в «Одноклассниках».
Это лабораторный регулируемый по напряжению и току ИИП на самой известной микросхеме TL494.
Лабораторник.
Сначала решил повторить оригинал и посмотреть как он работает — работает он отлично, — плату всунул в корпус своего старого лабораторного БП — построенного так-же на этом контроллере но в низковольтной части.
Лаб. БП.
Стабилизация напряжения отменная и ток до 8А ограниченный корпусом устройства, увеличив радиатор и 20А не потолок.
Погоняв БП с разными нагрузками и при разном напряжении в сети, было решено собирать на этой схеме двух-полярник.
На данном этапе от контроля тока отказался, — стабилизация напряжения «следит» за плюсовым плечом, отрицательное живет само по себе но «старается» быть зеркальным своему «соседу». Поскольку нагрузка на оба плеча симметрична то и перекоса напряжения в реальных условиях не наблюдается.
ИИП
Монтаж осуществлен на трех платах:
1. Основной — силовой блок.
2. Субмодуль ШИМ контроллера.
3. Маломощный импульсный источник для питания схемы ШИМ.
Для экономии пространства плата с ШИМкой установлена перпендикулярно основной плате рядом с силовыми ключами (транзисторами, ПП триодами, «Вентилями»), а низковольтный «питальник» прикручен к торцу основной платы слева, рядом с фильтром сетевого выпрямителя.
Плата БП
В качестве низковольтного БП применен ранее описанный блок питания.
БП 12В
В данном применении его родной сетевой выпрямитель не задействован, а схема питается от выпрямителя силовой части схемы.
В дальнейшем планирую задействовать цепь ограничения тока, напряжение управления буду снимать с трансформатора тока включенного в первичную обмотку трансформатора.
Импульсный трансформатор заимствован из АТХ блока питания.
Первичная обмотка импульсного трансформатора содержит 40 витков провода диаметром 0,67мм, обязательно разделена на две части, половина под, половина над вторичной обмоткой. Вторичная намотана тем-же проводом но сложенным вдвое — количество витков зависит от требуемого напряжения, ориентировочно — 3,8В на одном витке.
Дроссели фильтра намотаны на желто-белых кольцах дросселей групповой стабилизации компьютерных БП сложенным вдвое эмаль проводом 0,5мм и содержат по 75 витков.
Кстати — у усилителя с таким БП улучшилась атака, из-за отсутствия просадки питания.
Тех радиаторов, что на фото вполне достаточно для долгой работы на половинной громкости, — на полной долго не гонял ни разу ибо 50+Вт с самодельными АС на основе 50ГДН 3-30 в комнате 3,5Х4м реально громко и более одного трека уши не вывозят.
* При тестах в УМЗЧ при нагрузке более 2А в плече вылетали транзисторы. А все по тому, что додумался трансформатор воткнуть из неудачного проекта на IR2153.
БП на IR2153
После перемотки трансформатора БП стал работать как положено, — пару раз на средней мощности усилителя коротились провода по пути к АС, искры, паника, вилку из розетки!!! Все обошлось удачно и для «Хитачиуса» и для блока питания.*
Вот
ТУТ архив со схемой и печаткой.
На печатке цепь контроля тока на падении напряжения на шунте задействована, но в реальной конструкции она у меня отключена, а 16я ножка ШИМки заземлена, ибо как будет вести себя эта цепь при «сквозняках» УМЗЧ я не знаю.
Спасибо за внимание и удачи!
Просили рисунки плат в графическом формате.
Это однополярный лабораторный БП с СМД обвязкой.
А ниже двухполярник, который не сложно трансформировать в лабораторный.
Источник
Подходит ли импульсник для питания УМЗЧ?
Без описания | |
Поиск в теме | Версия для печати | |
Что лучше, импульсник или просто транс? Почему-то много слышал о том, что импульсники не подходят :- | |
1. Импульсники любят постоянную нагрузку, при ее изменении резко меняется КПД, следовательно надо иметь гораздо больший запас по мощности, значит по габаритам. Следовательно выигрыш по массогабаритным показателям преобразователя из большого превращается в не очень большой. 2. Плюс импульсников в высокой частоте, что позволяет иметь те же пульсации при меньшей емкости конденсаторов фильтра. Но в усилителях электролиты выполняют иную роль, они предотвращают просадки напряжения при ударе в барабан. Эти просадки от частоты преобразования не зависят, значит банки в размерах не уменьшаются. 3. Плюсы импульсников не работают, зато во всей красе вылезают минусы, как то офигительные помехи. Если в компьютере с ними можно мириться, то в усилителе этот недостаток превращается в непереносимый. 4. Не знаю, что скажет по поводу моего бреда Александр, но товарищ Сухов к импульсникам в усилителях относился негативно. Почитай сам его ФАК по УМЗЧ ВВ на сайте Радиохобби. 5. А ещё мой первый импульсник взорвался при включении, поэтому я их не люблю [img]https://cats.1gb.ru/forum/images/smiles/icon_cry.gif[/img] | |
Уважаемый [b]Ослик ИА[/b] ! Если Александр — это я, то никакого бреда не вижу в Вашем сообщении. Александр Тарим сумел сделать хорошие ламповые усилители с импульсным питанием. Но мне это кажется созданием искуственных трудностей для последующего их преодоления. | |
[b]Ослик ИА[/b] ИМХО, теоретически в усилах для ИБП остаются два преимущества: 1) для мощных усилителей; 2) лёгкость введения стабилизации питания. | |
Импульсники более-менее хорошо подходят кк усилителям, работающим в классе А, и очень плохо подходят к усилителям, работающим в классе АВ в силу импульсного характера тока потребления — чтобы обеспечить хорошую импульсную перегрузочную способность, надо на выходе импульсника поставить ничут не меньшие электролиты чем в обычном БП (хотя при постоянной мощности опребления — их можно было-бы ставить на 2-3 порядка меньше). В результате по «банкам» массо-габаритного выигрыша не происходит (за исключением усилителе среднего класса, где наплевать на все), где он происходит — в габаритах трансформатора. Но надо учесть при этом бОльшую сложность, стоимость, трудоемкость изготовления и меньшую надежность в любительских условиях, в результате чего смысл в импульснике весьма туманный. | |
Была такая идея использовать ИБП от компа, поскольку бесплатно. Смысл имеет для ламповика с фиксированным смещением. Лампы близки к предельным токам а сеть гуляет. Предполагал оформить конструкцию в виде приставки дающей 220в. А усилитель имеет свой нормальный блок питания. Только вот не очень силен в схемотечнике ИБП РС, как заставит его выдать 220? Можно ли перемотать импульсный транс.? Или надо просто добавить промежуточный транс. Будут ли помехи в случае такого двойного разделения? | |
ЗАЧЕМ создавать проблемы, когда можно просто взять транс, мост, банки да стабилизатор, если надо, и собрать нормальный ИП? Бороться с фоном 50 Гц НАМНОГО легче, чем с наводками от импульсного блока, да и в остальном импульсный скорее проигрывает, чем имеет преимущество. Импульсник можно применить в изделиях, отличных от УЗЧ, либо в автомобильных усилках, где без них кроме 12 В ничего не получить. Я просто смысла не вижу создавать навороченные конструкции там, где можно обойтись и так. | |
Бороться с фоном 50 гц не легче 😉 просто купить 4 феритовых колечка намного дешевле чем транс на, пусть, 150Вт… Короче как все сделаю поделюсь впечатлениями 😉 всеравно делать нефиг… :rotate: | |
Только ИБП такой мощности — очень редко делают на колечках, чаще на E-Core (что дешевле и легче мотать). И не надо забывать что при приличной частоте преобразования, нельзя мотать обычным проводом, только литцем. | |
Короче, проще всего аккумулятор на усилок поставить, и всего делов. 🙂 А то проблем с сетевым питанием аж на несколько топиков набралось… 😮 | |
Поиск в теме | Версия для печати | |
Страниц (4): [1] 2 3 4 » | |
« Усилители » |
Источник
500 Ватт импульсный блок питания для аудиоусилителей
Многие знают как я люблю разбираться с разными блоками питания. В этот раз у меня на столе несколько необычный блок питания, по крайней мере такой я еще не тестировал. Да и по большому счету вообще не встречал ранее обзоров блоков питания подобной разновидности, хотя вещь по своему интересная и я раньше делал подобные блоки питания сам.
Заказать я его решил из чистого любопытства, решил что может быть полезным. Впрочем подробнее в обзоре.
Вообще стоит наверное начать с небольшого лирического вступления. Много лет назад я довольно сильно увлекался аудиотехникой, прошел как через полностью самодельные варианты, так и «гибриды», где использовались УМ мощностью до 100 Ватт из магазина Юный техник, и полуразобранная Радиотехника УКУ 010, 101 и Одиссей 010, потом был Феникс 200У 010С.
Даже пробовал собрать УМЗЧ Сухова, но что-то тогда не пошло, уже и не вспомню что именно.
Акустика также разная была, как самодельная, так и готовая, например Романтика 50ас-105, Кливер 150ас-009.
Но больше всего запомнились Амфитон 25АС 027, правда они у меня были несколько доработаны. Попутно к небольшим изменениям схемы и конструкции я заменил родные динамики 50 ГДН на 75 ГДН.
Это и предыдущие фото не мои, так как моя аппаратура давно продана, а я потом перешел на Sven IHOO 5.1, а затем вообще стал слушать только мелкие компьютерные колоночки. Да, вот такой регресс.
Но вот что-то начали бродить в голове мысли, сделать что нибудь, например усилитель мощности, возможно просто так, возможно вообще все делать по другому. Но в итоге решил я заказать блок питания. Конечно я могу его сделать сам, мало того, в одном из обзоров я не только это делал, а и выложил подробную инструкцию, но к этому я еще вернусь, а пока перейду к обзору.
Начну со списка заявленных технических характеристик:
Напряжение питания — 200-240 Вольт
Выходная мощность — 500 Ватт
Выходные напряжения:
Основное — +/-35 Вольт
Вспомогательное 1 — +/- 15 Вольт 1 Ампер
Вспомогательное 2 — 12 Вольт 0.5 Ампера , гальванически отвязано от остальных.
Размеры — 133 x 100 x 42 мм
Каналы +/- 15 и 12 Вольт имеют стабилизацию, основное напряжение +/-35 Вольт не стабилизировано. Здесь я наверное выскажу свое мнение.
Меня часто спрашивают, какой блок питания купить для одного либо другого усилителя. На что я обычно отвечаю — проще собрать самому на базе известных драйверов IR2153 и их аналогов. Первый же вопрос, который следует после этого — так у них же нет стабилизации напряжения.
Да, лично на мой взгляд — стабилизация напряжения питания УМЗЧ не только не нужна, а иногда и вредна. Дело в том, что стабилизированный БП обычно больше шумит на ВЧ и кроме того, могут быть проблемы с цепями стабилизации, потому как усилитель мощности потребляет энергию не равномерно, а всплесками. Мы же слушаем музыку, а не одну частоту.
БП без стабилизации обычно имеет немного выше КПД, так как трансформатор всегда работает в оптимальном режиме, не имеет обратной связи и потому больше похож на обычный трансформатор, но с меньшим активным сопротивлением обмоток.
Вот собственно перед нами и пример БП для усилителей мощности.
Упаковка мягкая, но замотали так, что вряд ли получится его повредить в процессе доставки, хотя противостояние почты и продавцов наверное будет вечным.
Внешне выглядит красиво, особо и не придерешься.
Размер относительно компактный, особенно если сравнивать с обычным трансформатором соответствующей мощности.
Более понятные размеры есть на странице товара в магазине.
1. На входе блока питания установлен разъем, что оказалось довольно удобным.
2. Присутствует предохранитель и полноценный входной фильтр. Вот только про термистор, защищающий от бросков тока как сеть, так и диодный мост с конденсаторами, забыли, это плохо. Также в районе входного фильтра расположены контактные площадки, которые надо замкнуть для перевода БП на напряжение 110-115 Вольт. Перед первым включением лучше проверить, не замкнуты ли площадки если у вас в сети 220-230.
3. Диодный мост KBU810, все бы ничего, но он без радиатора, а при 500 Ватт он уже желателен.
4. Входные фильтрующие конденсаторы имеют заявленную емкость 470 мкФ, реальная около 460 мкФ. Так как они включены последовательно, то общая емкость входного фильтра составляет 230мкФ, маловато для выходной мощности в 500 Ватт. Кстати плата предполагает установку и одного конденсатора. Но в любом случае поднимать емкость без установки термистора я бы не советовал. Причем справа от предохранителя есть даже место для термистора, надо только впаять его и перерезать под ним дорожку.
В инверторе применены транзисторы IRF740, хоть и далеко не новые транзисторы, но раньше я их также широко применял в подобных применениях. Как альтернатива, IRF830.
Транзисторы установлены на отдельных радиаторах, сделано это отчасти не просто так. Радиаторы соединены с корпусом транзистора, причем не только в месте крепления самого транзистора, а и монтажные выводы радиатора соединены на самой плате. На мой взгляд плохое решение, так как будет лишнее излучение в эфир на частоте преобразования, по крайней мере нижний транзистор инвертора (на фото он дальний) я бы отвязал от радиатора, а радиатор от схемы.
Управляет транзисторами неизвестный модуль, но судя по наличию резистора питания, да и просто моему опыту, думаю что не сильно ошибусь, если скажу что внутри стоит банальная IR2153. правда зачем делать такой модуль, для меня осталось загадкой.
Инвертор собран по полумостовой схеме, но в качестве средней точки используется не точка соединения фильтрующих электролитических конденсаторов, а два пленочных конденсатора емкостью 1мкФ (на фото два параллельно трансформатору), а первичная обмотка подключена через третий конденсатор, также емкостью 1мкФ (на фото перпендикулярно трансформатору).
Решение известное и по своему удобное, так как позволяет весьма просто не только увеличить емкость входного фильтрующего конденсатора, а и применить один на 400 Вольт, что может быть полезным при апгрейде.
Габарит трансформатора весьма скромный для заявленной мощности в 500 Ватт. Я конечно протестирую еще его под нагрузкой, но уже могу сказать, что на мой взгляд его реальная длительная мощность на более 300-350 Ватт.
На странице магазина, в перечне ключевых особенностей, было указано —
3. Transformers 0.1 mm * 100 multi-strand oxygen-free enameled wire, heat is very low, efficiency is more than 90%.
Что в переводе означает — в трансформаторе использована обмотка из 100 штук бескислородных проводов диаметром 0.1мм, уменьшен нагрев и КПД выше 90%.
Ну КПД я проверю потом, а вот насчет того, что обмотка многопроволочная, факт. Я конечно их не пересчитывал, но жгут довольно неплохой и данный вариант намотки действительно положительно сказывается на качестве работы трансформатора в частности и всего БП в целом.
Не забыли и про конденсатор, соединяющий «горячую» и «холодную» сторону БП, причем поставили его правильного (Y1) типа.
В выходном выпрямителе основных каналов применены диодные сборки MUR1620CTR и MUR1620CT (16 Ампер 200 Вольт), причем производитель не стал колхозить «гибридные» варианты, а поставил как положено, две комплементарные сборки, одна с общим катодом, а другая с общим анодом. Обе сборки установлены на отдельных радиаторах и также как в случае с транзисторами, они не изолированы от компонентов. Но в данном случае проблема может быть только в плане электробезопасности, хотя если корпус закрыт, то ничего страшного в этом нет.
В выходном фильтре задействовано по паре конденсаторов 1000мкФ х 50 Вольт, что на мой взгляд маловато.
Кроме того, для уменьшения пульсаций между конденсаторами установлен дроссель, а конденсаторы, стоящие после него, дополнительно зашунтированы керамическим 100 нФ.
Вообще на странице товара было написано —
1. All high-frequency low-impedance electrolytic capacitors specifications, low ripple.
В переводе — все конденсаторы имеют низкий импеданс для уменьшения пульсаций. В общем-то так то оно и есть, применены Cheng-X, но это по сути просто немного улучшенный вариант обычных китайских конденсаторов и я бы лучше поставил мою любимую Samwha RD или Capxon KF.
Параллельно конденсаторам нет разрядных резисторов, хотя место на плате для них имеется, потому вас могут ждать «сюрпризы», так как заряд держится довольно долго.
Дополнительные каналы питания подключены к своим обмоткам трансформатора, причем канал 12 Вольт гальванически отвязан от остальных.
Каждый канал имеет независимую стабилизацию напряжения, дроссели для уменьшения помех и керамические конденсаторы по выходу. Но вы наверное заметили, что диодов в выпрямителе пять. Канал 12 Вольт питается от однополупериодного выпрямителя.
По выходу, как и по входу, стоят клеммники, причем весьма неплохого качества и конструкции.
На странице товара есть фото сверху, где видно все и сразу. Уже потом заметил, что в магазине на всех фото есть монтажные стойки, в моем комплекте их не было 🙁
Печатная плата двухсторонняя, качество весьма высокое, использован стеклотекстолит, а не привычный гетинакс. В одном из узких место сделана защитная прорезь.
Снизу также обнаружилась пара резисторов, предположу, что это примитивная схема защиты от перегрузки, которую иногда добавляют к драйверам на IR2153. Но честно говоря, я бы на нее не рассчитывал.
Также снизу печатной платы присутствует маркировка выходов и варианты выходных напряжений, под которые изготавливаются данные платы. Немного заинтриговали две вещи — два одинаковых варианта +/- 70 Вольт и заказной вариант.
Перед тем, как перейти к тестам, немного расскажу о своем варианте подобного БП.
Примерно три с половиной года назад я выкладывал обзор регулируемого БП, где использовался блок питания собранный примерно по такой же схеме.
В собранном виде он также выглядел довольно похоже, извините за плохое качество фото.
Если убрать из моего варианта все «лишнее», например узел регулировки оборотов вентилятора в зависимости от температуры, а также умощненный драйвер транзисторов и схему дополнительного питания от выхода инвертора, то мы получим схему обозреваемого БП.
По сути это тот же БП, только выходных напряжений больше. Вообще схемотехника данного БП совсем простая, проще только банальный автогенератор.
Кроме того обозреваемый БП снабжен примитивной схемой ограничения выходной мощности, подозреваю что реализована она так, как показано на выделенном участке схемы.
Но посмотрим на что способна данная схема и ее реализация в обозреваемом блоке питания.
Здесь надо отметить, что так как стабилизация основного напряжения отсутствует, то оно напрямую зависит от напряжения в сети.
При входном напряжении 223 Вольта выходное составляет 35.2 в режиме холостого хода. Потребление при этом 3.3 Ватта.
При этом присутствует заметный нагрев резистора питания драйвера транзисторов. Его номинал 150 кОм, что при 300 Вольт дает рассеиваемую мощность порядка 0.6 Ватта. Данный резистор греется независимо от нагрузки блока питания.
Также заметен небольшой нагрев трансформатора, фото сделано примерно через 15 минут после включения.
Для нагрузочного теста была собрана конструкция, состоящая из двух электронных нагрузок, осциллографа и мультиметра.
Мультиметр измерял один канал питания, второй канал контролировался вольтметром электронной нагрузки, которая была подключена короткими проводами.
Не буду утомлять читателя большим перечислением тестов, потому сразу перейду к осциллограммам.
1, 2. Разные точки выхода БП до диодных сборок, и с разным временем развертки. Частота работы инвертора составляет 70 кГц.
3, 4. Пульсации перед дросселем канала 12 Вольт и после него. После КРЕНки вообще все гладко, но есть проблема, напряжение в этой точке всего около 14.5 Вольта без нагрузки основных каналов и 13.6-13.8 с нагрузкой, что мало для стабилизатора 12 Вольт.
Нагрузочные тесты проходили так:
Сначала нагружал один канал на 50%, затем второй на 50%, потом нагрузку первого поднимал до 100%, а затем и второй. В итоге получалось четыре режима нагрузки — 25-50-75-100%.
Сначала что на выходе по ВЧ, на мой взгляд очень даже неплохо, пульсации минимальны, а при установке дополнительного дросселя их вообще можно свести почти до нуля.
А вот на частоте 100 Гц все довольно грустно, маловата емкость по входу, маловата.
Полный размах пульсаций при 500 Ватт выходной мощности составляет около 4 Вольт.
Нагрузочные тесты. Так как напряжение под нагрузкой проседало, то я по мере этого поднимал тока нагрузки чтобы выходная мощность примерно соответствовала ряду 125-250-375-500 Ватт.
1. Первый канал — 0 Ватт, 42.4 Вольта, второй канал — 126 Ватт, 33.75 Вольта
2. Первый канал — 125.6 Ватта, 32.21 Вольта, второй канал — 130 Ватт, 32.32 Вольта.
3. Первый канал — 247.8 Ватта, 29.86 Вольта, второй канал — 127 Ватт, 30.64 Вольта.
4. Первый канал — 236 Ватт, 29.44 Вольта, второй канал — 240 Ватт, 29.58 Вольта.
Вы наверное заметили, что в первом тесте напряжение не нагруженного канала больше 40 Вольт. Это обусловлено выбросами напряжения, а так как нагрузки нет совсем, то напряжение плавно поднималось, даже небольшая нагрузка возвращала напряжение в норму.
Одновременно измерялось потребление, но так как есть относительно большая погрешность при измерении выходной мощности, то расчетные значения КПД я также буду приводить ориентировочно.
1. 25% нагрузки, КПД 89.3%
2. 50% нагрузки, КПД 91.6%
3. 75% нагрузки, КПД 90%
4. 476 Ватт, около 95% нагрузки, КПД 88%
5, 6. Просто ради любопытства измерил коэффициент мощности при 50 и 100% мощности.
В общем-то результаты примерно похожи на заявленные 90%