Ви можете самостійно зробити екологічний блок живлення для підсилювачів потужності audioXpress
Цей проект представляє вдосконалену конструкцію джерела живлення для підсилювачів звуку (див. Фото 1), який поводиться як резистивне навантаження щодо мережі електроживлення. Таким чином, струм, відведений від мережі, має таку ж форму, що і напруга, що подається від мережі, і має однакову фазу, так що коефіцієнт потужності дуже близький до 1. Отже, середньоквадратичне значення набраного струму є якомога меншим і що пропонує кілька звукових переваг.
Для цього проекту я був обережним, щоб обмежити труднощі з будівництвом. Від цього джерела живлення ви отримуєте хороше регулювання силових рейок та пульсації рейок низької потужності з низькими гармоніками. Ви також отримуєте 50/60 Гц електромагнітного забруднення. Порівняння класичного та нового підходу показано в таблиці 1.
Блок живлення розрахований на 100 Вт середньоквадратичне значення/4 або 8 Ом підсилювачів. Таким чином, вихідна потужність одночасно обмежується регулюванням вихідної напруги та вихідного струму. Ця стаття зосереджена на практичній реалізації джерела живлення. Про розробку, розробку, технічні та теоретичні основи пояснюється в більш обширній статті в лінійному аудіо Томі 12. Яна Діддена. Ця стаття тепер також доступна в Інтернеті тут.
Оскільки середньоквадратичний струм низький і майже синусоїдальний, трансформатор не повинен бути надмірним. По-друге, електромагнітне випромінювання від джерела живлення та трансформатора, яке часто спричиняє порушення в підсилювачі потужності, є меншим і має менше гармонік. По-третє, вам не доведеться купувати дорогий екранований мережевий кабель.
Оскільки вихід регулюється, вихідний опір постійного струму низький. Це важливо, коли ви хочете отримати розширену повну потужність від підсилювача потужності. Класичним рішенням було б надмірно вказати всі компоненти джерела живлення. Перехідна реакція також швидша і має нижчу пульсацію. Оскільки форм-фактор поточної ІЧ-зарядки згладжуючих конденсаторів близький до 1, ці конденсатори можуть бути в чотири рази меншими.
Тепер припустимо, ви будуєте підсилювач потужності. Класичне рішення для живлення - використання трансформатора, мостового випрямляча та згладжуючих конденсаторів.
Припустимо, це підсилювач потужності 100 Вт, середньоквадратичний/8 Ом. Щоб правильно оцінити джерело живлення, потрібно врахувати:
• Струм спокою підсилювача потужності
• Втрата напруги на силових транзисторах
• Ефективність підсилювачів потужності класу AB на повну потужність
• Опір постійного струму джерела живлення
• Коефіцієнт потужності джерела живлення
• ККД трансформатора
Можливо, вам знадобиться принаймні трансформатор на 300 ВА (600 ВА для стереосистеми). Ось чому саморобці часто використовують «надмірні» трансформатори, і вони мають на це рацію. Ви також хочете зберегти якнайнижчий опір постійного струму, щоб отримати повну потужність підсилювача. Ви хочете, щоб пульсації силових рейок були якомога меншими, оскільки обмежений коефіцієнт відхилення силової шини вашого підсилювача може призвести до гудіння підсилювача потужності. «Класичне» рішення полягає у використанні величезних конденсаторів живлення.
Завдяки цьому новому блоку живлення вам не доведеться надто вказувати трансформатор через чудовий коефіцієнт потужності, правильну роботу та регулювання вихідної потужності - досить 150 ВА. Вам також не доведеться надто вказувати згладжувальні конденсатори через струм, що подає ці конденсатори.
Нарешті, ваш досвід прослуховування покращиться на низькому та високому рівнях. (Зверніть увагу, що пульсація на виході також важлива, коли підсилювач насичується. Більш плавна пульсація дасть менше неприємних спотворень.) Досвід прослуховування середнього рівня, ймовірно, не сильно зміниться, крім, можливо, через задоволення від використання більш екологічного підсилювача потужності.
Широко визнано, що споживання електроенергії є екологічною проблемою, але, таким чином, уникає потрапляння реактивного та спотвореного струму. На щастя, ці проблеми можуть бути дуже сумісними із побажаннями любителів аудіо. Ось чому я пропоную цей блок живлення "зроби сам".
Топологія джерела живлення
Цей тип джерела живлення не є революційним. Його конструкція існувала протягом травневих років, але, на жаль, вона не використовується для підсилювачів потужності. І хоча цей проект працював би навіть без трансформатора, я вбудував трансформатор у цю конструкцію з однієї з основних причин: безтрансформаторне джерело живлення може бути небезпечним для роботи, тому я вважаю за краще, щоб він був захищений від областей високої напруги. Той факт, що це може бути невеликий трансформатор у поєднанні з відносно низькими значеннями згладжувальних конденсаторів, компенсує вартість друкованої плати, тому він залишається економічно вигідним рішенням.
Топологія не найпопулярніша, яка поєднує в собі імпульсний блок живлення, якому передує коректор коефіцієнта потужності (PFC). Використовуваний тут метод називається «методом Imax» (див. Малюнок 1). Головна відмінність полягає в тому, що в ньому використовується лише одна структура. Ви можете знайти одну або кілька мікросхем, присвячених цій топології, але я не використовую їх з двох причин.
По-перше, я намагаюся не використовувати спеціалізовані мікросхеми для своїх проектів «зроби сам», щоб компоненти могли бути легко отримані. По-друге, ці спеціалізовані мікросхеми перемикаються на постійній частоті, і це не підходить для змінної конструкції вихідної напруги через природне перемикання між двома режимами, яке призводить до того, що струм більше не є синусоїдальним. Нарешті, усунення спеціалізованих компонентів забезпечує більшу гнучкість та можливості для подальшого розвитку, і ви можете дізнатись більше, вивчаючи проект.
Отже, в основному, суть джерела живлення - це система підвищення рівня. Він завжди працює в режимі повного розмагнічування, так що IMAX (піковий струм в котушці) пропорційний тону та напрузі на силовій шині комутаційної конструкції, яка є фільтром трансформатора та випрямленим виходом. Таким чином, струм, що відбирається від трансформатора, має таку ж форму, що і напруга мережі, а його амплітуда пропорційна Тон. На малюнку 2 представлена функціональна схема фільтра, випрямляча та схеми живлення.
Тон управляється за допомогою зворотного зв'язку для регулювання вихідної напруги, незалежно від вихідного струму IC. Обмеження тону забезпечує обмеження струму, яке викликає обмеження потужності (за рахунок насичення зворотного зв'язку), коли вихідна напруга Vout перевищує 33 В. Коли джерело живлення замикається, котушка стає шумною через низьку частоту перемикання, але струм ніколи перевищує 6 А і є ще нижчим, коли Vout замикається на абсолютну 0 В.