БЛОК ПИТАНИЯ ДЛЯ УСИЛИТЕЛЯ

Изготовление блока питания для автомобильного усилителя

Ценители качественного и громкого звука в салоне автомобиля непременно столкнутся с необходимостью установки автомобильного усилителя.

Каждый автолюбитель знает, что мощность электрической сети автомобиля равняется 12 Вольт, чего критически мало для того, чтобы при сопротивлении в 4 Ом выдавать действительно мощный звук, ведь некоторые массивные динамики рассчитаны на питание в несколько тысяч Ватт.

В таких случаях в автомобиль дополнительно устанавливают усилитель мощности для того, чтобы преобразовать напряжение. При желании усилитель мощности может быть изготовлен своими руками, его схема достаточно проста. Единственная сложность может  — это изготовить блок питания для автомобильного усилителя.

Строение блока питания

Блок питание — самая сложная деталь в усилителе, которая состоит из:

• генератора импульсов;
• полевых транзисторов IRFZ44N;
• диода VD1,
• ферритового кольца диаметром минимум в 2 сантиметра;
• дросселя L1;

Чаще именно из-за трудоемкости сборки блока многие любители качественного звука отказываются от самостоятельной сборки автомобильного усилителя. На самом деле, все не так сложно как может показаться изначально. Достаточно обладать минимальными знаниями или следовать инструкции.

Сердцем преобразователя условно называют   электрогенератор импульсов. Самая простая формула его создания лежит на основе схемы TL494. Частота генерации может быть увеличена или уменьшена при помощи изменения номинальной мощности резистора R3.

Мышцы блока питания для усилителя представляют собой сдельные транзисторы типа IRFZ44N. В схеме можно использовать резисторы любого типа (за исключением R4, R9, R10).

Светодиод VD1 монтируется в схему с целью  предотвращения вторичного подключения плюсовых каналов.

Изготовление блока питания для усилителя

Гидродроссель L1 нужно накрутить на ферритовое кольцо диаметром 2 см. Его можно заимствовать с компьютерного блока питания или просто купить. Для ферритового кольца диаметром 2 см необходимо сделать 12 витков удвоенной проволокой срезом равным 0,7 миллиметрам,  которые следует равномерно распределить по всему периметру кольца.

Данный гидродроссель подходит и для наматывания на ферритовый стержень диаметром 8-10 миллиметров и длиной в 2 3 сантиметра. Однозначно, наиболее сложный момент в изготовлении конвертера напряжения — правильная формовка трансформатора, так как именно от трансформатора зависит работоспособность всего блока питания.

  Оптимальным решением будет изготовить его при помощи ферритового кольца марки 2000NM объемом в 40* 25 * 11.

Способы подключения колонок к усилителю в машине

Первым делом в изготовлении трансформатора следует округлить внутренние и наружные грани и тщательно обмотать его плотной ленточной изолентой.

Первичную электрообмотку наматывают и равномерно распределяют по диаметру кольца. Всего намотка заключает в себя 5 жилок шириной в  0,7 миллиметров и включает 12 витков.

Данное действие совершается таким образом:

1. берем 1 жилу и наматываем ее в 6 витков, одинаково распределенных по периметру кольца;
2. последующие вихри наматываются вплотную к первым, уже намотанным;
3. по такой же схеме осуществляется и монтаж всех остальных.
4. на выходе все жилы скручиваются в один толстый жгут.

Повторную обмотку кольца осуществляют таким же образом на оставшихся свободных участках кольца.

Это один из самых важных этапов работы, который требует серьезного отношения. В результате, должно получиться две одинаковые обмотки, полностью закрывающие периметр ферритового кольца. После выполнения данного этапа трансформатор вновь, обматывается плотной изолирующей лентой.

Посмотрите видео, как правильно намотать трансформатор

Следующим этапом изготовления будет размещение вторичной обмотки поверх второстепенного слоя изоленты.  Для этих целей можно использовать провод диаметром 1,5 миллиметров.

Наматывать вторичную обмотку следует в 18 витков по тому же принципу, что и первичную, то есть равномерно распределяя каждую жилу по периметру.

Завершенный трансформатор поверх вновь герметично обматывается изолирующей лентой.

Первый запуск блока питания лучше проводить на светодиодной лампочке и только лишь потом включать в готовую схему усилителя. Такая мера предосторожности позволит проверить качество выполнения работ.

Источник: https://CarLoud.ru/usiliteli/izgotovlenie-bloka-pitaniya-dlya-avtomobilnogo-usilitelya.html

Блок питания для антенны

Блоки питания, или БП, входят в комплектацию антенн с усилителями для улучшения сигнала. Блоки питания могут использоваться в усилителях сигнала для тв, мобильной и спутниковой связи, а также интернета.

БП необходим, когда используется Wi-Fi адаптер, который тоже представляет собой антенну. Существует отдельный класс устройств, который применяется для нужд оборонной промышленности.

Везде, где в работе задействуются радиоволны, есть принимающие антенны, для многих из которых необходимы БП.

Больше всего вопросов вызывают блоки питания, работающие от обычных сетей в 220 Вт. Эти элементы встроены в общее устройство антенны или располагаются отдельно и подключаются через определенный порт. Если речь идет о встроенных устройствах, то в конструкции используется бестрансформаторная схема.

Здесь стабилизация напряжения происходит за счет широтных импульсных модуляций. БП включаются в обычную электрическую розетку с напряжением в 220 вольт и рассчитаны на среднюю мощность в 10Вт, которая и обеспечивает питание антенны.

Таким образом, данные элементы занимает достаточно небольшой объем, но при поломке выводят из строя всю систему приема.

Внешние устройства обычно рассчитаны на то, что при поломке определенный уровень сигнала все же сохраняется. Хотя рассчитывать на то, что этот сигнал будет хорошим, нельзя. Еще одно преимущество внешних блоков питания для антенны заключается в том, что их проще заменить.

Основная схема построена на трансформаторе, а выходное напряжение питания стабилизируется параметрически. Стандартными значениями для выходных напряжений являются показатели в 24, 18, 12 и 5 Вт.

Необходимое значение определятся, исходя из технических параметров антенны.

Использование трансформатора позволяет добиться более стабильной работы в условиях электрических сетей, для которых характерны скачки напряжения, например, на даче или загородном участке.

Принцип работы

Любые бытовые блоки питания, как правило, изготавливаются производителями с минимальными затратами, что же можно сказать об их надежности. Это относится как к более дешевым китайским, так и дорогим европейским тоже.

Зачастую данные элементы очень быстро выходят со строя, что объясняется круглосуточной работой данного оборудования. К тому же за счет постоянного перегрева радиодетали устройства постоянно работают с повышенной нагрузкой.

Поэтому вопросы об устройстве, ремонте и замене различных деталей этого оборудования так часто встречаются в сети. Для того чтобы понять принцип работы антенны и, как подключить антенный кабель, рассмотрим одну из схем.

Схема данного устройства состоит из нескольких основных элементов:

• трансформатор, в конструкцию которого входит предохранитель от пробоя тока Т1;
• стабилизатор напряжения DA1;
• выпрямитель VD1-VD4;
• фильтры по низкой C5 и высокой C6 частотам;
• индикатор напряжения 12 В HL1.

Обращаем внимание на то, что данная схема БП подразумевает нерегулируемую конструкцию, предназначенную для работы антенного усилителя для осуществления регуляции уровня усиления сигнала посредством регулируемого БП. Конструкция последнего дополняется переменным резистором, благодаря чему возможно изменение напряжения питания, подаваемого на антенный усилитель.

Как правильно подключить БП

В активную антенну антенный усилитель уже встроен, а в пассивную – нет, чтобы решить это проблему проводится подключение блока питания. Для подсоединения кабеля БП к антенне, в первую очередь, потребуется смонтировать антенный кабель со специально предназначенным для этих целей штекером. Рассмотрим, как это делается на примере БП Дельта.

Для этого сначала выполняется подготовка кабеля, что подразумевает его зачистку: тонкий круговой срез на расстоянии 15 мм от края кабеля.

Главное условие при выполнении данной работы – аккуратность, старайтесь не повредить расположенные под внешним слоем изоляции достаточно тонкие волоски экранированной оплетки. Далее упомянутые волоски экрана осторожно отгибаются, а находящаяся возле них полоска фольги удаляется.

Этапы подготовки антенного кабеля

Следующий этап подготовки кабеля подразумевает то, что следует выполнить еще один круговой срез, но, уже отступив от загнутого края оплетки на 5-7 мм, что поможет удалить внутренний изолятор. Далее подготовленный к монтажу провод просовывается под соответствующие крепления в коробке БП Дельта и затягивается винтами.

Обратите внимание! Когда подключается кабель, его металлическая оплетка должна обязательно иметь контакт с предусмотренной конструкцией корпуса БП Дельта – залуженной площадкой.

В противном случае питание на антенну поступать не будет. Также следует учитывать и то, что оплетка кабеля не должна касаться центральной жилы кабеля.

На заметку. При правильном подсоединении блока питания антенного усилителя с антенным кабелем, после проведения соответствующих настроек, телевизор начнет показывать намного больший диапазон каналов.

Неисправности

Блок питания из энергосберегающих ламп

Существует ряд наиболее распространенных неисправностей антенного БП:

• выход со строя такого элемента конструкции блока, как трансформатор;
• поломка стабилизатора;
• неисправность фильтра устройства.

Также нередко поломка блока питания связана с выходом из строя предохранителя, что, как правило, вызывает перегрузка вторичной цепи или же скачки напряжения. Для выявления данной проблемы при неисправности БП достаточно измерить сопротивление на вилке устройства. Заметим, что отсутствие напряжения может говорить и об обрыве первичной трансформаторной обмотки.

Неисправность стабилизатора вызывает понижение или повышение напряжения питания усилителя антенны, что зачастую приводит к его поломке (полный выход со строя). Для выявления проблемы выполняется замер напряжения на выходе БП.

Немалую роль в работе блока питания играют и фильтрующие конденсаторы, неисправность которых может вызывать серьезные помехи изображения при просмотре телевизора. Как правило, такая поломка имеет характерные признаки: помехи в виде достаточно широких горизонтальных черных полос, которые медленно перемещаются по телеэкрану.

Неисправности блока питания

Внимание! Как и любая техника, блок питания антенного усилителя имеет ограниченный ресурс эксплуатации. Для его увеличения не забывайте отключать устройство, если вы надолго уезжаете из дома.

Ремонт блока питания антенного усилителя

Блок питания для шуруповерта 12в своими руками

Большинство владельцев телевизионных антенн с усилителем при поломке такого элемента устройства, как блок питания, сразу спешат в точки продажи данных устройств для покупки нового. Тем не менее, справиться с возникшей проблемой и «реанимировать» неработающий БП довольно просто. Главное – это определить, где произошла поломка.

Признаки неисправности БП и первичная проверка

Первый признак, говорящий о неисправности блока питания для антенного усилителя, – это отсутствие индикации на корпусе устройства либо же периодически гаснущий светодиод.

Первичная проверка подразумевает измерение посредством тестера первичной обмотки трансформатора. Заметим, что диапазон результатов измерений должен соответствовать таким показателям – 2,5-2,7 кОм. Отсутствие цепи явно указывает на такие возможные неисправности, как выход со строя трансформатора или обрыв провода, соединяющего между собой трансформатор и вилку устройства.

Следующий шаг – проверка показателей сопротивления такого элемента конструкции, как антенный штекер, к контактам которого припаян кабель питания (прибор должен указывать на отсутствие КЗ).

Важно! Иногда достаточно просто прозвонить кабель к блоку питания. Неисправность может заключаться в простом обрыве провода.

Особенности разборки БП и последующая проверка

Для разборки блока следует вывинтить шурупы, удерживающие крышку корпуса, после чего ее необходимо снять. Далее осуществляется демонтаж платы устройства, для чего выкручивается саморез.

Как проводится ремонт блока питания

Обращаем внимание! В некоторых блоках питания для удержания платы используются специальные фиксаторы, что облегчает процесс разборки БП.

Проверка диодов и стабилизаторов

Для оценки работоспособности блока следует осуществить проверку диодов (D1-D4).

Важно учитывать! Показатели сопротивления исправных диодов соответствуют таким цифрам – 450-650 Ом, в противном случае – до бесконечности.

Проверка стабилизатора подразумевает наличие работоспособности у микросхемы. Для этого к точкам входа осуществляется подключение щупов тестера.

Нормальные показатели величины напряжения, питающего микросхему стабилизатора, должны быть в пределе 21 В. Далее производится проверка напряжения на выходе (как правило, в этом случае норма – нулевые показатели).

Возникновение скачков (изменение показателей от 0 до 18 В) говорит о неисправности стабилизатора.

Демонтаж и замена схемы стабилизатора

Если такой элемент конструкции БП, как стабилизатор напряжения, неисправен, следует выполнить его правильный демонтаж (выпаивание микросхемы с маркировкой 78L12).

Взамен вышедшего из строя элемента нужно подобрать аналогичный, выполнить корректные соединения и припаять. После проведения всех манипуляций выполняется проверка напряжения БП на выходе: нормальные показатели – 12,1 В.

По сути, на этом ремонт блока питания антенны заканчивается.

Другие способы подключения блока питания

Используя блок питания, можно решить вопрос о том, как подключить антенный кабель к кабельному телевидению через уже входящий в квартиру провод. Обычно для разветвления используется краб. Но довольно часто при слабом изначальном сигнале применение краба приводит к тому, что качество изображения сильно падает, или телевизор начинает ловить меньше каналов, чем раньше.

Схема простого антенного усилителя на 2 телевизора

Решить эту проблему можно, если подключаться не просто по кабелю, а с использованием усилителя сигнала и блока питания. Используя эту схему, можно подсоединить блок питания и сделать прием телевизионного сигнала более устойчивым.

Источник: https://amperof.ru/elektromontazh/blok-pitaniya-dlya-antenny.html

Немного о блоках питания усилителей (часть I)

Казалось бы что может быть проще, подключить усилитель к блоку питания, и можно наслаждаться любимой музыкой?

Однако, если вспомнить, что усилитель по сути модулирует по закону входного сигнала напряжение источника питания, то станет ясно, что к вопросам проектирования и монтажа блока питания стоит подходить очень ответственно.

Иначе ошибки и просчёты допущенные при этом могут испортить (в плане звука) любой, даже самый качественный и дорогой усилитель.

Стабилизатор или фильтр?

Удивительно, но чаще всего для питания усилителей мощности используются простые схемы с трансформатором, выпрямителем и сглаживающим конденсатором. Хотя в большинстве электронных устройств сегодня используются стабилизированные блоки питания.

Причина этого заключается в том, что дешевле и проще спроектировать усилитель,  который бы имел высокий коэффициент подавления пульсаций по цепям питания, чем сделать относительно мощный стабилизатор.

Сегодня уровень подавления пульсаций типового усилителя составляет порядка  60дБ для частоты 100Hz , что практически соответствует параметрам стабилизатора напряжения.

Использование в усилительных каскадах источников постоянного тока,  дифференциальных каскадов, раздельных фильтров в цепях питания каскадов и других схемотехнических приёмов позволяет достичь и ещё больших значений.

Питание выходных каскадов чаще всего делается нестабилизированным. Благодаря наличию в них 100% отрицательной обратной связи, единичному коэффициенту усиления, наличию ОООС, предотвращается проникновение на выход фона и пульсаций питающего напряжения.

Выходной каскад усилителя по сути является регулятором напряжения (питания), пока не войдет в режим клиппирования (ограничения). Тогда пульсации питающего напряжения (частотой 100 Гц) модулируют выходной сигнал, что звучит просто ужасно:

Если для усилителей с однополярным питанием происходит модуляция только верхней полуволны сигнала, то у усилителей с двухполярным питанием модулируются обе полуволны сигнала. Большинству усилителей свойственен этот эффект при больших сигналах (мощностях), но он никак не отражается в технических характеристиках. В хорошо спроектированном усилителе эффекта клиппирования не должно происходить.

Чтобы проверить свой усилитель (точнее блок питания своего усилителя), вы можете провести эксперимент. Подайте на вход усилителя сигнал частотой чуть выше слышимой вами. В моём случае достаточно 15 кГц :(. Повышайте амплитуду входного сигнала, пока усилитель не войдёт в клиппинг. В этом случае вы услышите в динамиках гул (100Гц). По его уровню можно оценить качество блока питания усилителя.

Предупреждение! Обязательно перед этим экспериментом отключите твиттер вышей акустической системы иначе он может выйти из строя.

Стабилизированный источник питания позволяет избежать этого эффекта и приводит к снижению искажений при длительных перегрузках. Однако, с учётом нестабильности напряжения сети, потери мощности на самом стабилизаторе составляют примерно 20%.

Другой способ ослабить эффект клиппирования это питание каскадов через отдельные RC-фильтры, что тоже несколько снижает мощность.

В серийной технике такое редко применяется, так как помимо снижения мощности, увеличивается ещё и стоимость изделия. Кроме того, применение стабилизатора в усилителях класса АВ может приводить к возбуждению усилителя из-за резонанса петель обратной связи усилителя и стабилизатора.

Типовая схема блока питания для усилителя с выходной мощностью 50Вт представлена на рисунке:

Выходное напряжение за счёт сглаживающих конденсаторов больше выходного напряжения трансформатора примерно в  1,4 раза.

Пиковая мощность

Несмотря на указанные недостатки, при питании усилителя от нестабилизированного источника можно получить некоторый бонус — кратковременную (пиковую) мощность выше, чем мощность блока питания, за счёт большой ёмкости фильтрующих конденсаторов.

Опыт показывает, что требуется минимум 2000мкФ на каждые 10Вт выходной мощности. За счёт этого эффекта можно сэкономить на трансформаторе питания — можно использовать менее мощный и, соответственно, дешёвый трансформатор.

Имейте ввиду, что измерения на стационарном сигнале этого эффекта не выявят, он проявляется только при кратковременных пиках, то есть при прослушивании музыки.

Стабилизированный блок питания такого эффекта не даёт.

Параллельный или последовательный стабилизатор ?

Бытует мнение, что параллельные стабилизаторы лучше в аудиоустройствах, так как контур тока замыкается в локальной петле нагрузка-стабилизатор (исключается источник питания), как показано на рисунке:

Тот же эффект дает установка разделительного конденсатора на выходе. Но в этом случае ограничивает нижняя частота усиливаемого сигнала.

Автор использует стабилитроны для питания операционных усилителей. При этом можно организовать индикацию напряжения питания практически без дополнительных затрат (светодиодам не нужны гасящие резисторы):

Защитные резисторы

Каждому радиолюбителю наверняка знаком запах горелого резистора. Это запах горящего лака, эпоксидной смолы и… денег. Между тем, дешёвый резистор может спасти ваш усилитель!

Автор при первом включении усилителя в цепях питания вместо предохранителей устанавливает низкоомные (47-100 Ом) резисторы, которые в несколько раз дешевле предохранителей. Это не раз спасало дорогие элементы усилителя от ошибок в монтаже, неправильно выставленного тока покоя (регулятор поставили на максимум вместо минимума), перепутанной полярности питания и так далее.

На фото показан усилитель, где монтажник перепутал транзисторы  TIP3055  с TIP2955.

Транзисторы в итоге не пострадали. Все закончилось хорошо, но не для резисторов, и комнату проветривать пришлось.

Главное — падение напряжения

При проектировании печатных плат блоков питания и не только не надо забывать, что медь не является сверхпроводником. Особенно это важно для «земляных» (общих) проводников. Если они тонкие и образуют замкнутые контуры или длинные цепи, то в из-за протекающего тока на них получается падение напряжения и потенциал в разных точках оказывается разным.

Для минимизации разности потенциалов принято общий провод (землю) разводить в виде звезды — когда к каждому потребителю идёт свой проводник. Не стоит термин «звезда» понимать буквально. На фото показан пример такой правильной разводки общего провода :

В ламповых усилителях сопротивление анодной нагрузки каскадов довольно высокое, порядка 4кОм и выше, а токи не очень велики, поэтому сопротивление проводников не играет существенной роли.

В транзисторных усилителях сопротивления каскадов существенно ниже (нагрузка вообще имеет сопротивление 4Ом), а токи гораздо выше, чем в ламповых усилителях.

Поэтому влияние проводников тут может быть весьма существенным.

Сопротивление дорожки на печатной плате в шесть раз выше, чем сопротивление отрезка медного провода такой же длинны. Диаметр взят 0,71мм, это типичный провод, который используется при монтаже ламповых усилителей.

0.036 Ом в отличие от 0.

0064 Ом! Учитывая, что токи в выходных каскадах транзисторных усилителей могут в тысячу раз превышать ток в ламповом усилителе, получаем, что падение напряжения на проводниках может быть в 6000! раз больше.

Возможно, это одна из причин, почему транзисторные усилители звучат хуже ламповых. Это также объясняет, почему собранные на печатных платах ламповые усилители часто звучат хуже прототипа, собранного навесным монтажом.

Не стоит забывать закон Ома! Для снижения сопротивления печатных проводников можно использовать разные приёмы. Например, покрыть дорожку толстым слоем олова или припаять вдоль дорожки лужёную толстую проволоку. Варианты показаны на фото:

Импульсы заряда

Для предотвращения проникновения фона сети в усилитель нужно принять меры от проникновения импульсов заряда фильтрующих конденсаторов в усилитель.

Для этого дорожки от выпрямителя должны идти непосредственно на конденсаторы фильтра. По ним циркулируют мощные импульсы зарядного тока, поэтому ничего другого к ним подключать нельзя.

цепи питания усилителя должны подключаться к выводам конденсаторов фильтра.

Правильное подключение (монтаж) блока питания для усилителя с однополярным питанием показан на рисунке:

На рисунке показан вариант печатной платы:

Автору до сих пор попадаются усилители, у которых высокий уровень фона вызван неправильной разводкой земли и подключением дорожек от разных «потребителей» к выходам выпрямителя.

Пульсации

Большинство нестабилизированных источников питания имеют после выпрямителя только один сглаживающий конденсатор (или несколько включенных параллельно). Для улучшения качества питания можно использовать простой трюк: разбить одну ёмкость на две, а между ними включить резистор небольшого номинала 0,2-1 Ом. При этом даже две ёмкости меньшего номинала могут оказаться дешевле одной большой.

Это дает более плавные пульсации выходного напряжения с меньшим уровнем гармоник:

При больших токах падение напряжения на резисторе может стать существенным. Для его ограничения до 0,7В параллельно резистору можно включить мощный диод. В этом случае, правда, на пиках сигнала, когда диод будет открываться, пульсации выходного напряжения опять станут «жесткими».

Продолжение следует…

Статья подготовлена по материалам журнала «Практическая электроника каждый день»

Джек Розман

Вольный перевод: Главного редактора «РадиоГазеты»

Источник: https://radiopages.ru/blok_pitaniya.html

Схема простого блока питания для усилителя мощности Phoenix P-400

Изготовление хорошего источника питания для усилителя мощности (УНЧ) или другого электронного устройства – это очень ответственная задача. От того, каким будет источник питания зависит качество и стабильность работы всего устройства.

В этой публикации расскажу о изготовлении не сложного трансформаторного блока питания для моего самодельного усилителя мощности низкой частоты “Phoenix P-400”.

Такой, не сложный блок питания можно использовать для питания различных схем усилителей мощности низкой частоты.

Предисловие

Для будущего блока питания (БП) к усилителю у меня уже был в наличии тороидальный сердечник с намотанной первичной обмоткой на ~220В, поэтому задача выбора “импульсный БП или на основе сетевого трансформатора” не стояла.

У импульсных источников питания небольшие габариты и вес, большая мощность на выходе и высокий КПД. Источник питания на основе сетевого трансформатора – имеет большой вес, прост в изготовлении и наладке, а также не приходится иметь дело с опасными напряжениями при наладке схемы, что особенно важно для таких начинающих как я. 

Тороидальный трансформатор

Тороидальные трансформаторы, в сравнении с трансформаторами на броневых сердечниках из Ш-образных пластин, имеют несколько преимуществ:

• меньший объем и вес;
• более высокий КПД;
• лучшее охлаждение для обмоток.

Мне оставалось только рассчитать напряжении и количества витков для вторичных обмоток с последующей их намоткой.

Первичная обмотка уже содержала примерно 800 витков проводом ПЭЛШО 0,8мм, она была залита парафином и заизолирована слоем тонкой ленты из фторопласта.

Измерив приблизительные размеры железа трансформатора можно выполнить расчет его габаритной мощности, таким образом можно прикинуть подходит ли сердечник для получения нужной мощности или нет.

Рис. 1. Размеры железного сердечника для тороидального трансформатора.

• Габаритная мощность (Вт) = Площадь окна (см2) * Площадь сечения (см2)
• Площадь окна = 3,14 * (d/2)2
• Площадь сечения = h * ((D-d)/2)

Для примера, выполним расчет трансформатора с размерами железа: D=14см, d=5см, h=5см.

• Площадь окна = 3,14 * (5см/2) * (5см/2) = 19,625 см2
• Площадь сечения = 5см * ((14см-5см)/2) = 22,5 см2
• Габаритная мощность = 19,625 * 22,5 = 441 Вт.

Если вам нужно рассчитать тороидальный трансформатор, то вот небольшая подборка из статей: Скачать (1Мб).

Габаритная мощность используемого мною трансформатора оказалась явно меньшей чем я ожидал – где-то 250 Ватт.

Подбор напряжений для вторичных обмоток

Зная необходимое напряжение на выходе выпрямителя после электролитических конденсаторов, можно приблизительно рассчитать необходимое напряжение на выходе вторичной обмотки трансформатора.

Числовое значение постоянного напряжения после диодного моста и сглаживающих конденсаторов возрастет примерно в 1,3..1,4 раза, по сравнению с переменным напряжением, подаваемым на вход такого выпрямителя.

В моем случае, для питания УМЗЧ нужно двуполярное постоянное напряжение – по 35 Вольт на каждом плече. Соответственно, на каждой вторичной обмотке должно присутствовать переменное напряжение: 35 Вольт / 1,4 = ~25 Вольт.

По такому же принципу я выполнил приблизительный расчет значений напряжения для других вторичных обмоток трансформатора.

Расчет количества витков и намотка

Для питания остальных электронных блоков усилителя было решено намотать несколько отдельных вторичных обмоток. Для намотки катушек медным эмалированным проводом был изготовлен деревянный челнок. Также его можно изготовить из стеклотекстолита или пластмассы.

Рис. 2. Челнок для намотки тороидального трансформатора.

Намотка выполнялась медным эмалированным проводом, который был в наличии:

• для 4х обмоток питания УМЗЧ – провод диаметром 1,5 мм;
• для остальных обмоток – 0,6 мм.

Число витков для вторичных обмоток я подбирал экспериментальным способом, поскольку мне не было известно точное количество витков первичной обмотки.

Суть метода:

1. Выполняем намотку 20 витков любого провода;
2. Подключаем к сети ~220В первичную обмотку трансформатора и измеряем напряжение на намотанных 20-ти витках;
3. Делим нужное напряжение на полученное из 20-ти витков – узнаем сколько раз по 20 витков нужно для намотки.

Например: нам нужно 25В, а из 20-ти витков получилось 5В, 25В/5В=5 – нужно 5 раз намотать по 20 витков, то есть 100 витков.

Расчет длины необходимого провода был выполнен так: намотал 20 витков провода, сделал на нем метку маркером, отмотал и измерил его длину. Разделил нужное количество витков на 20, полученное значение умножил на длину 20-ти витков провода – получил приблизительно необходимую длину провода для намотки. Добавив 1-2 метра запаса к общей длине можно наматывать провод на челнок и смело отрезать.

Например: нужно 100 витков провода, длина 20-ти намотанных витков получилась 1,3 метра, узнаем сколько раз по 1,3 метра нужно намотать для получения 100 витков – 100/20=5, узнаем общую длину провода (5 кусков по 1,3м) – 1,3*5=6,5м. Добавляем для запаса 1,5м и получаем длину – 8м.

Для намотки каждой пары обмоток по 25 Вольт на челнок были параллельно уложены сразу два провода (для 2х обмоток). После намотки, конец первой обмотки соединен с началом второй – получились две вторичные обмотки для двуполярного выпрямителя с соединением посередине.

После намотки каждой из пар вторичных обмоток для питания схем УМЗЧ, они были заизолированы тонкой фторопластовой лентой.

Таким образом были намотаны 6 вторичных обмоток: четыре для питания УМЗЧ и еще две для блоков питания остальной электроники.

Схема выпрямителей и стабилизаторов напряжения

Ниже приведена принципиальная схема блока питания для моего самодельного усилителя мощности.

Рис. 2. Принципиальная схема источника питания для самодельного усилителя мощности НЧ.

Для питания схем усилителей мощности НЧ используются два двуполярных выпрямителя – А1.1и А1.2. Остальные электронные блоки усилителя будут питаться от стабилизаторов напряжения А2.1 и А2.2.

Резисторы R1 и R2 нужны для разрядки электролитических конденсаторов, в момент когда линии питания отключены от схем усилителей мощности.

В моем УМЗЧ 4 канала усиления, их можно включать и выключать попарно с помощью выключателей, которые коммутируют линии питания платок УМЗЧ с помощью электромагнитных реле.

Резисторы R1 и R2 можно исключить из схемы если блок питания будет постоянно подключен к платам УМЗЧ, в таком случае электролитические емкости будут разряжаться через схему УМЗЧ.

Диоды КД213 рассчитаны на максимальный прямой ток 10А, в моем случае этого достаточно. Диодный мост D5 рассчитан на ток не менее 2-3А,собрал его из 4х диодов. С5 и С6 – емкости, каждая из которых состоит из двух конденсаторов по 10 000 мкФ на 63В.

Рис. 3. Принципиальные схемы стабилизаторов постоянного напряжения на микросхемах L7805, L7812, LM317.

Расшифровка названий на схеме:

• STAB – стабилизатор напряжения без регулировки, ток не более 1А;
• STAB+REG – стабилизатор напряжения с регулировкой, ток не более 1А;
• STAB+POW – регулируемый стабилизатор напряжения, ток примерно 2-3А.

При использовании микросхем LM317, 7805 и 7812 выходное напряжение стабилизатора можно рассчитать по упрощенной формуле:

Uвых = Vxx * ( 1 + R2/R1 )

Vxx для микросхем имеет следующие значения:

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

Пример расчета для LM317: R1=240R, R2=1200R, Uвых = 1,25*(1+1200/240) = 7,5V.

Конструкция

Вот как планировалось использовать напряжения от блока питания:

Микросхемы и транзисторы стабилизаторов напряжения были закреплены на небольших радиаторах, которые я извлек из нерабочих компьютерных блоков питания. Корпуса крепились к радиаторам через изолирующие прокладки.

Печатная плата была изготовлена из двух частей, каждая из которых содержит двуполярный выпрямитель для схемы УМЗЧ и нужный набор стабилизаторов напряжения.

Рис. 4. Одна половинка платы источника питания.

Рис. 5. Другая половинка платы источника питания.

Рис. 6. Готовые компоненты блока питания для самодельного усилителя мощности.

Позже, при отладке я пришел к выводу что гораздо удобнее было бы изготовить стабилизаторы напряжений на отдельных платах. Тем не менее, вариант “все на одной плате” тоже не плох и по своему удобен.

Также выпрямитель для УМЗЧ (схема на рисунке 2) можно собрать навесным монтажом, а схемы стабилизаторов (рисунок 3) в нужном количестве – на отдельных печатных платах.

Соединение электронных компонентов выпрямителя показано на рисунке 7.

Соединения нужно выполнять используя толстые изолированные медные проводники.

Диодный мост с конденсаторами на 1000pF можно разместить на радиаторе отдельно. Монтаж мощных диодов КД213 (таблетки) на один общий радиатор нужно выполнять через изоляционные термо-прокладки (терморезина или слюда), поскольку один из выводов диода имеет контакт с его металлической подкладкой!

Для схемы фильтрации (электролитические конденсаторы по 10000мкФ, резисторы и керамические конденсаторы 0,1-0,33мкФ) можно на скорую руку собрать небольшую панель – печатную плату (рисунок 8).

Рис. 8. Пример панели с прорезями из стеклотекстолита для монтажа сглаживающих фильтров выпрямителя.

Для изготовления такой панели понадобится прямоугольный кусочек стеклотекстолита. С помощью самодельного резака (рисунок 9), изготовленного из ножовочного полотна по металлу, прорезаем медную фольгу вдоль по всей длине, потом одну из получившихся частей разрезаем перпендикулярно пополам.

Рис. 9. Самодельный резак из ножовочного полотна, изготовленный на точильном станке.

После этого намечаем и сверлим отверстия для деталей и крепления, зачищаем тоненькой наждачной бумагой медную поверхность и лудим ее с помощью флюса и припоя. Впаиваем детали и подключаем к схеме.

Заключение

Вот такой, не сложный блок питания был изготовлен для будущего самодельного усилителя мощности звуковой частоты. Останется дополнить его схемой плавного включения (Soft start) и ждущего режима.

UPD: Юрий Глушнев прислал печатную плату для сборки двух стабилизаторов с напряжениями +22В и +12В. На ней собраны две схемы STAB+POW (рис. 3) на микросхемах LM317, 7812 и транзисторах TIP42.

Рис. 10. Печатная плата стабилизаторов напряжения на +22В и +12В.

Скачать – (63 КБ).

Еще одна печатная плата, разработанная под схему регулируемого стабилизатора напряжения STAB+REG на основе LM317:

Рис. 11. Печатная плата для регулируемого стабилизатора напряжения на основе микросхемы LM317.

Скачать – (7 КБ).

Начало цикла статей: Усилитель мощности ЗЧ своими руками ( Phoenix-P400 )

Источник: https://ph0en1x.net/19-izgotovlenie-i-sxema-bloka-pitaniya-dlya-usilitelya-phoenix-p-400.html

Блок питания для усилителя, схема

Блок питания для усилителя низкой частоты из доступных деталей. УНЧ, часть 3.

Эта публикация продолжает цикл статей посвящённых постройке любительского усилителя низкой частоты.

В статье описана конструкция блока питания, собранного из доступных деталей и предназначенного для питания стерео усилителя мощностью 10 Ватт в канале.

Статьи пишутся по мере изготовления того или иного блока. https://oldoctober.com/

На очереди блок регуляторов и блок оконечного усилителя.

Другие статьи посвящённые постройке этого УНЧ.

Как рассчитать и намотать силовой низкочастотный трансформатор для блока питания УНЧ? FAQ.

Самодельный усилитель и колонки для компьютера, плеера или мобильного телефона из доступных деталей. УНЧ, часть 1.

Блок питания для усилителя низкой частоты из доступных деталей. УНЧ, часть 3.

Блок электронной регулировки громкости, стереобазы и тембра. УНЧ, часть 4.

Блок оконечных усилителей низкой частоты. УНЧ, часть 5.

Простые технологии обработки пластмассы и металла. УНЧ, часть 6.

Финальная сборка, наладка и испытание. УНЧ, часть 7.

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://oldoctober.com/

О том, как рассчитать мощность трансформатора и входное напряжение блока питания для УНЧ очень подробно написано здесь.

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.

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 корпуса.

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 этой 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.

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.

Во время пусконаладочных работ печатную плату блока питания пришось немного доработать.

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

Скачать чертёж печатной платы в формате LAY (18КБ).

Портативная программа Sprint Layout 6.0 для рисования, редактирования и вывода на печать печатных плат. Интерфейс русский. (4,4МБ).

21 Декабрь, 2010 (21:17) в техника, Источники питания, Сделай сам

Источник: https://oldoctober.com/ru/amplifier_speakers_3/