Схема блока питания для унч. Двухполярный бп для усилителя. Схема выпрямителей и стабилизаторов напряжения

Другие статьи посвящённые постройке этого УНЧ.

Принципиальная схема блока питания.

Блок питания собран по одной из стандартных схем. Для питания оконечных усилителей выбрано двухполярное питание. Это позволяет использовать недорогие высококачественные интегральные усилители и устраняет ряд проблем связанных с пульсациями напряжения питания и переходными процессами возникающими при включении. https://сайт/

Блок питания должен обеспечивать питание трёх микросхем и одного светодиода. В качестве оконечных усилителей мощности используются две микросхемы TDA2030, а в качестве регулятора громкости, сетеробазы и тембра – одна микросхема TDA1524A.

Электрическая схема блока питания.

На диодах VD3… VD6 собран двухполярный двухполупериодный выпрямитель со средней точкой. Такая схема включения снижает падение напряжения на диодах выпрямителя в два раза по сравнению с обычным мостовым выпрямителем, так как в каждый полупериод ток течет только через один диод.

В качестве фильтра выпрямленного напряжения применены электролитические конденсаторы С3… С6.

На микросхеме IC1 собран стабилизатор напряжения для питания схемы электронного регулятора громкости, стереобазы и тембра. Стабилизатор собран по типовой схеме.

Применение микросхемы LM317 обусловлено лишь тем, что она оказалась в наличии. Здесь можно применить любой интегральный стабилизатор.

Защитный диод VD2, обозначенный пунктирной линией, при выходном напряжении на микросхеме LM317 ниже 25 Вольт применять не обязательно. Но, если входное напряжение микросхемы 25 Вольт и выше, а резистор R3 подстроечный, то лучше диод всё же установить.

Величина резистора R3 определяет выходное напряжение стабилизатора. Во время макетирования, я впаял вместо него подстроечный резистор, установил с его помощью напряжение около 9 Вольт на выходе стабилизатора, а затем измерил сопротивление этого подстроечинка, чтобы можно было установить вместо него постоянный резистор.

Выпрямитель, питающий стабилизатор, выполнен по упрощённой однополупериодной схеме, что продиктовано чисто экономическими соображениями. Четыре диода и один конденсатор стоят дороже, чем один диод и один конденсатор чуть большей ёмкости.

Ток, потребляемый микросхемой TDA1524A всего 35мА, поэтому такая схема вполне оправдана.

Светодиод HL1 – индикатор включения питания усилителя. На плате блока питания установлен балластный резистор этого индикатора – R1 с номинальным сопротивлением 500 Ом. От сопротивления этого резистора зависит ток светодиода. Я использовал зелёный светодиод рассчитанный на 20мА. При использовании красного светодиода типа АЛ307 на ток 5мА, сопротивление резистора можно увеличить в 3-4 раза.

Печатная плата.

Печатная плата (ПП) спроектирована, исходя из конструкции конкретного усилителя и имеющихся в наличии электроэлементов. У платы есть всего одно отверстие для крепления, расположенное в самом центре ПП, что обусловлено не совсем обычной конструкцией .

Для увеличения сечения медных дрожек и экономии хлорного железа, свободные от дорожек места на ПП были залиты с использованием инструмента «Полигон".

Увеличение ширины дорожек также предотвращает отслаивание фольги от стеклотекстолита при нарушении теплового режима или при многократной перепайке радиодеталей.

По чертежу, приведённому выше, была изготовлена печатная плата из фольгированного стеклотекстолита сечением 1мм.

Для присоединения проводов к печатной плате в отверстиях платы были расклёпаны медные штырьки (солдатики).

А это уже собранная печатная плата блока питания.

Чтобы увидеть все шесть видов, потяните картинку курсором или используйте кнопочки со стрелками, расположенными в нижней части картинки.

Сеточка на медных дорожках ПП, это результат использования вот технологии.

Когда плата собрана её желательно испытать ещё до подключения оконечных усилителей и блока регуляторов. Для испытания блока питания нужно подключить к его выходам эквивалент нагрузки, как на приведённой схеме.

В качестве нагрузки выпрямителей +12,8 и -12,8 Вольт подойдут резисторы типа ПЭВ-10 на 10-15 Ом.

Напряжение на выходе стабилизатора, нагруженного на резистор сопротивлением 100-150 Ом, неплохо посмотреть осциллографом на предмет отсутствия пульсаций при снижении переменного входного напряжения с 14,3 до 10 Вольт.

P.S. Доработка печатной платы.

Во время пусконаладочных работ печатную плату блока питания пришось .

При доработке пришлось разрезать одну дорожку поз.1 и добавить один контакт поз.2 для подключения обмотки трансформатора, питающей стабилизатор напряжения.

Доброе время суток, уважаемые радиолюбители! Все когда-то начинают собирать усилители НЧ - сначала это простые схемы на микросхемах c однополярным питанием, затем это микросхемы с двухполярным питанием (TDA 7294, LM3886 и прочие) - бывает приходит время УНЧ на транзисторах, по крайней мере у меня происходит именно так! Так вот, какие бы не были схемы усилителей, объединяет их одно - это питание. При первых запусках нужно, как все знают, подключать источник питания через лампочку и, при возможности, меньшим питанием по вольтажу, чтобы предостеречь от сгорания дорогостоящих деталей при ошибке в монтаже. А почему бы не сделать универсальный блок питания для пробных запусков или ремонта усилителей? Я это всё к тому что у меня это был трансформатор подключенный через лампу, диодный мост с конденсаторами и целая куча проводов, занимающая весь стол. В общем в один прекрасный момент мне это всё надоело и решил БП облагородить - сделать компактным и мобильным! Также решил добавить в него простую схемку для подбора или проверки стабилитронов. И вот что у нас получается:

Схемотехника

Корпус использовал от нерабочего блока питания компьютера. На штатном месте остался выключатель и разъём для сетевого шнура. Трансформатор у меня такой. Информацию про него в интернете не нашёл, и поэтому сам искал первичную, вторичную обмотку.

Напомню: при прозвонке неизвестного трансформатора нужно подключать его к сети через лампочку!

В моём случае выяснилось что он имеет 4 обмотки по 10 вольт. Соединил обмотки последовательно - получилось 2 по 20 вольт или 1 на 40 вольт. Диодных мостов у меня два: один на +/-28 вольт и второй +/-14, сделал для проверки схем на операцинниках (фнч, темброблоки и прочие).

Для проверки стабилитронов была выбрана самая простая хорошо рабочая схемка, которая есть на другом сайте . Изменил только номиналы резисторов R1 и R2: R1 - 15k, R2 - 10k. И соответственно питается она у меня от 56 вольт. Разместил на небольшой кусочек текстолита. Платку изготовил путем прорезания дорожек. Кнопку взял советскую, так как её проще прикрепить к передней панели. Контакты для подсоединения стабилитронов вывел на переднюю панель. Вольтметр не стал размещать на панели, вывел 2 клеммы для подсоединения мультиметра. Диодные мосты с конденсаторами разместил также на кусочках текстолита: можно было конечно разместить на одну плату, просто было несколько "обрезков", вот на них и разместил. Выходы питания, для подсоединения тестируемых устройств, реализовал на зажимах для проводки. В общем получилась такая схематика.

Фото сборки блока питания

Видео

Напряжение 220 вольт идет через лампу на выключатель, с выключателя на трансформатор. Далее на диодные мостики и конденсаторы. Также в корпусе было место, и я прикрутил розетку - для проверки тех же неизвестных трансформаторов или при наладке импульсных блоков питания. Патрон для лампочки прикрепил на верхнюю крышку корпуса, с помощью трубки с резьбой от люстры. Внутри блока питания просто ни как её не разместишь, поэтому пришлось сделать именно так. Итого получилась такая схема, подробнее можно рассмотреть на картинках. Простой блок питания с несколькими функциями, а самое главное занимает немного места на столе. Казалось бы - простая примитивная конструкция, но очень полезная тем, кто занимается изготовлением или , а главное, экономит время и нервы.

Импульсный блок питания для УНЧ сконструирован для обеспечения напряжением питания двух канальный УМЗЧ. БП рассчитан на работу усилителя с выходной мощностью 200 Вт на каждый канал. Данное устройство состоит из двух печатных плат. На одной плате реализован фильтр сетевого напряжения, электромагнитное реле, трансформатор, диодный мост с фильтрующим конденсатором 1000 мкФ х 25v в его цепи. На другой плате собран модуль управления, трансформатор выпрямителя, а также в цепи фильтра конденсаторы и дроссели.

Биполярные транзисторы КТ626, а также мощные 2SK1120 MOSFET либо КП707В2 должны быть установлены на радиаторах с достаточной площадью рассеивания тепла. Наиболее эффективными радиаторами охлаждения являются теплоотводы из толстого алюминия, прошедшие фрезерную обработку. Их эффективность заключается в том, что помимо охлаждения электронных компонентов, они еще являются боковыми элементами корпуса усилителя. Модуль управления мощными выходными ключами смонтирован на небольшой самостоятельной плате, которая в свою очередь вмонтирована в модуль выпрямителя.

Модернизация ИБП

Чтобы обеспечить более корректную и надежную работу конструкции, импульсный блок питания для УНЧ был несколько модернизирован. В частности во вторичных обмотках трансформатора были установлены шунты в виде подавляющей помехи RC-цепи. Также была увеличена емкость фильтрующих конденсаторов до 10000 мкФ х 50v и зашунтированны конденсаторами 3,3 мкф 63v. Которые имеют очень малые потери и высокое сопротивление изоляции. Защита на входе не была задействована, но в случае необходимости ее можно применить в качестве защиты от пикового тока. Для этого нужно подать сигнал на вход из цепи шунта либо от трансформатора по току.

Предупреждение

Особое внимание! Все силовые тракты данного блока питания, за исключением вторичных цепей, находятся по высоким потенциалом сетевого напряжения, представляющего опасность для жизни! В процессе налаживания конструкции необходимо соблюдать максимально возможную осторожность. Желательно при настроечных работах, устройство подключить к сети через разделительный трансформатор.

Перед тем как впервые запустить импульсный блок питания, предохранитель на 2А в цепи напряжения 320v устанавливать пока не нужно. Вначале нужно произвести отладку схемы управления, а уже потом на место предохранителя 2А устанавливается лампа накаливания 220v мощностью 60 Вт. Но наиболее эффективный способ, при котором гарантируется целостность транзисторов — это включить устройство через понижающий напряжение трансформатор. Только когда полностью будет выполнены наладочные работы, тогда предохранитель ставится на место. Теперь импульсный блок питания можно испытать с нагрузкой.

На снимке: модуль инвертора, выпрямителя и цепи фильтров

На снимке: модуль фильтра сетевого напряжения и выпрямителя

На снимке: компоновка силовых ключей и диодов

Трансформатор

Трансформатор Т1 намотан на трех кольцах диаметром 45 мм из феррита 2000НМ1. Первичная обмотка содержит 2×46 витков изолированного провода 0,75 мм2 (мотается сразу двумя проводами). Вторичная обмотка намотана косой из 16 проводов диаметром 0,8 мм. Она содержит шесть витков, после намотки она делится на две группы, начала одной группы соединяются с конном другой. Дроссели DB3 и DR2 намотаны на ферритовом стержне 8 мм и выполнены проводом D=1,2 мм.

Сейчас редко кто внедряет в самодельную конструкцию усилителя сетевой трансформатор, и правильно - импульсный бп более дешевый, легкий и компактный, а хорошо собранный почти не отдает помех в нагрузку (либо помехи сведены к минимуму).

Разумеется, не спорю, сетевой трансформатор гораздо, гораздо надежней, хотя и современные импульсники, напичканные всевозможными защитами тоже неплохо справляются со своей задачей.

IR2153 - я бы сказал уже легендарная микросхема, которая применяется радиолюбителями очень часто, и внедряется именно в сетевые импульсные источники питания. Микросхема из себя представляет простой полумостовой драйвер и в схемах иип работает в качестве генератора импульсов.

На основе данной микросхемы строятся блоки питания от нескольких десятков до нескольких сотен ватт и даже до 1500 ватт, разумеется с ростом мощности будет усложняться схема.

Тем не менее не вижу смысла делать иип высокой мощности с применением именно этой микросхемы, причина - невозможно организовать выходную стабилизацию или контроль, и не только Микросхема не является ШИМ контроллером, следовательно ни о каком ШИМ управлении не может идти и речи, а это очень плохо. Хорошие иип как право делают на двухтактных микросхемах ШИМ, к примеру ТЛ494 или ее сородичи и т.п, а блок на IR2153 в большей степени блок начинающего уровня.

Перейдем к самой конструкции импульсного источника питания. Все собрано по даташиту - типичный полумост, две емкости полумоста, которые постоянно находятся в цикле заряд/разряд. От емкости этих конденсаторов будет зависеть мощность схемы в целом (ну разумеется не только от них). Расчетная мощность именно этого варианта составляет 300 ватт, мне больше и не нужно, сам блок для запитки двух каналов унч. Емкость каждого из конденсаторов 330мкФ, напряжение 200 Вольт, в любом компьютерном блоке питания как раз стоят такие конденсаторы, по идее схематика комповых бп и нашего блока в чем то схоже, в обеих случаях топология - полумост.

На входе блока питания тоже все как положено - варистор для защиты от перенапряжений, предохранитель, сетевой фильтр ну и разумеется выпрямитель. Полноценный диодный мост, который можно и взять готовый, главное, чтобы мост или диоды имели обратное напряжение не менее 400 Вольт, в идеале 1000, и с током не менее 3Ампер. Разделительный конденсатор - пленка, 250 В а лучше 400, емкость 1мкФ, к стати - тоже можно найти в компьютерном блоке питания.

Трансформатор Рассчитан по программе, сердечник от компового бп, габаритные размеры увы указать не могу. В моем случае первичная обмотка 37 Витков проводом 0,8мм, вторичная 2 по 11 витков шиной из 4-х проводов 0.8мм. С таким раскладом выходное напряжение в районе 30-35 Вольт, разумеется, намоточные данные будут у всех разные, в зависимости от типа и габаритных размеров сердечника.

Выходная мощность достаточно высока, поскольку основной усилитель собран по схеме знаменитого ЛАНЗАРА, который обеспечивает максимальную мощность в 390 ватт, но разумеется усилитель работает не на полной мощности. Этот усилитель предназначен для питания сабвуферной головки SONY XPLOD XS-GTX120L, параметры головки показаны ниже.

>> Номинальная мощность - 300 Вт

>>
Пиковая мощность - 1000 Вт

>>
Чувствительность - 86 дБ

>>
Материал диффузора – полипропилен .

Помимо сабвуферного усилителя, в комплексе стоят также 4 отдельных усилителя, два из которых выполнены на известной микросхеме ТДА7384 , в итоге 8 каналов по 40 Ватт предназначены для питания акустики салона. Остальные два усилителя выполнены на микросхеме ТДА2005 , использовал именно эти микросхемы по одной причине - дешевые и обладают недурным качеством звучания и выходной мощностью. Суммарная мощность установки (номинальная) 650 ватт, пиковая доходит до 750 ватт, но разогнать на пиковую мощность трудно, поскольку питание не позволяет этого. Для питания сабвуферного усилителя 12 вольт автомобиля конечно маловато, поэтому использован преобразователь напряжения.

Первичная обмотка состоит из 10 витков с отводом от середины. Обмотку мотают сразу 6-ю жилами провода 0,8 мм. Сначала по всей длине каркаса мотаем 5 витков, затем изолируем обмотку изоляционной лентой и мотаем остальные 5.

Теперь мотаем вторичную обмотку. Она мотается по тому же принципу, что и первичная, только содержит 40 витков с отводом от середины. Мотается обмотка сразу 3-я жилами провода 0,6-0,8 мм сначало одно плечо (по всей длине каркаса), затем другое. После намотки первой обмотки ставим поверх изоляцию и мотаем вторую половину идентично первой. В конце провода очищаются от лакового покрытия и покрываются оловом. Последний этап - вставляем половинки сердечника и закрепляем.

ВАЖНО! Не допускать зазора между половинками сердечника, это приведет к повышению тока покоя и к ненормальной работе трансформатора и преобразователя в целом. Закрепить половинки можно скотчем, затем фиксировать клеем момент или эпоксидной смолой. Пока трансформатор оставляем в покое и приступаем к сборке схемы. Такой трансформатор способен обеспечить на выходе двухполярное напряжение в 60-65 вольт, номинальная мощность 350 ватт, максимальная - 500 ватт, пиковая - 600-650 ватт.

Задающий генератор прямоугольных импульсов выполнен на двухканальном ШИМ контроллере TL494 настроенной на частоту 50 кГц. Выходной сигнал микросхемы усиливается драйвером на маломощных транзисторах, затем поступает на затворы полевых ключей. Транзисторы драйвера можно заменить на ВС557 или на отечественные - КТ3107 и другие аналогичные. Полевые транзисторы использованы серии IRF3205 - это N - канальный силовой транзистор с максимальной мощностью 200 ватт. На каждое плечо использовано 2 таких транзистора. В выпрямительной части блока питания использованы диоды серии КД213, хотя подойдут любые диоды с током 10-20 ампер, которые могут работать на частотах 100кГц и более. Можно использовать диоды Шоттки от компьютерных блоков питания. Для фильтрации ВЧ помех использованы два идентичных дросселя, они намотаны на кольцах из компьютерных БП и содержат 8 витков 3-я жилами провода 0,8мм.

Основной дроссель стоит по питанию, намотан на кольце от компьютерного БП (самое большое по диаметру кольцо), он намотан 4-мя жилами провода с диаметром 0,8 мм, количество витков - 13. Питание преобразователя подается тогда, когда на вывод ремоут контроля подают стабильный плюс, тогда замыкается реле и преобразователь начинает работу. Реле нужно использовать с током 40 ампер и более. Полевые ключи установлены на небольшие теплоотводы от компьютерного БП, они прикручены к радиаторам через теплопроводящие прокладки. Резистор снаббера - 22 ом должен чуть перегреваться, это вполне нормально, поэтому нужно использовать резистор с мощностью 2 ватт. Теперь вернемся к трансформатору. Нужно фазировать обмотки и запаять его на плату преобразователя. Фазируем сначала первичную обмотку. Для этого нужно начало первой половины обмотки (плеча) припаять к концу второй или наоборот - конец первой к началу второго.

При неправильной фазировке преобразователь либо вообще не заработает, либо слетят полевики, поэтому желательно при намотке отметит начало и конец половинок. Вторичная обмотка фазируется точно по этому же принципу. Печатная плата - в .

Готовый преобразователь должен работать без свистов и шумов, на холостом ходу теплоотводы транзисторов могут незначительно перегреваться, ток покоя не должен превышать 200 мА. После завершения ПН можете считать, что основная работа выполнена. Уже можно приступить к сборке схемы ЛАНЗАРА, но об этом в следующей статье.

Обсудить статью УСИЛИТЕЛЬ СВОИМИ РУКАМИ - ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ