Разделы сайта
Выбор редакции:
- Схема автомобильного генератора: принцип работы
- Системы зажигания с индивидуальными катушками Устройство высоковольтной катушки зажигания
- Автомасла и все, что нужно знать о моторных маслах Что такое гидрокрекинговое моторное масло
- Молибденовые смазки - принцип действия и особенности применения
- Mitsubishi ASX: берём Outlander и отсекаем всё лишнее Для программы Trade-In
- Как можно увеличить клиренс на автомобиле Форд Фокус?
- Калькулятор перевода давления в барах на МПа, кгс и psi
- Такси андреевка солнечногорский
- Зарядка для никель кадмиевых аккумуляторов
- Как подключить usb к штатной кассетной магнитоле
Реклама
Устройство плавного включения усилителя. Soft-start на MOSFET и выключатель питания для УНЧ и других устройств Мягкое включение усилителя |
Схема плавного включения питания (софт-старт или ступенчатое включение) для усилителя мощности НЧ или другого устройства. Это простое приспособление позволяет повысить надежность вашей радиоаппаратуры и уменьшить помехи в сети в момент включения. Принципиальная схемаЛюбой блок питания радиоаппаратуры содержит выпрямительные диоды и конденсаторы большой емкости. В начальный момент включения сетевого питания происходит импульсный скачок тока — пока идет заряд емкостей фильтра. Амплитуда импульса тока зависит от величины емкости и напряжения на выходе выпрямителя. Так, при напряжении 45 В и емкости 10000 мкФ ток зарядки такого конденсатора может составить 12 А. При этом трансформатор и выпрямительные диоды кратковременно работают в режиме короткого замыкания. Для устранения опасности выхода этих элементов из строя путем уменьшения броска тока в момент первоначального включения и служит приведенная на рисунке 1 схема. Она также позволяет облегчить режимы и других элементов в усилителе на время переходных процессов. Рис. 1. Принципиальная схема плавного включения источника питания с применением реле. В начальный момент, когда подано питание, конденсаторы С2 и С3 будут заряжаться через резисторы R2 и R3 — они ограничивают ток до безопасного для деталей выпрямителя значения. Через 1...2 секунды, после того как зарядится конденсатор С1 и напряжение на реле К1 возрастет до величины, при которой оно сработает и своими контактами К1.1 и К1.2 зашунтирует ограничительные резисторы R2, R3. В устройстве можно использовать любое реле с напряжением срабатывания меньшим, чем действует на выходе выпрямителя, а резистор R1 подбирается таким, чтобы на нем падало "лишнее" напряжение. Контакты реле должны быть рассчитаны на действующий в цепях питания усилителя максимальный ток. В схеме применено реле РЭС47 РФ4.500.407-00 (РФ4.500.407-07 или др.) с номинальным рабочим напряжением 27 В (сопротивление обмотки 650 Ом; ток, коммутируемый контактами, может быть до 3 А). Фактически реле срабатывает уже при 16...17 В, а резистор R1 выбран величиной 1 кОм, при этом напряжение на реле будет 19...20 В. Конденсатор С1 типа К50-29-25В или К50-35-25В. Резисторы R1 типа МЛТ-2, R2 и R3 типа С5-35В-10 (ПЭВ-10) или аналогичные. Величина номиналов резисторов R2, R3 зависит от тока нагрузки, и их сопротивление может быть значительно уменьшено. Улучшенная схема устройстваВторая схема, приведенная на рис. 2, выполняет ту же самую задачу, но позволяет уменьшить габариты устройства за счет использования времязадающего конденсатора С1 меньшей емкости. Транзистор VT1 включает реле К1 с задержкой, после того как зарядится конденсатор С1 (типа К53-1А). Схема позволяет также вместо коммутации вторичных цепей обеспечивать ступенчатую подачу напряжения на первичную обмотку. В этом случае можно использовать реле только с одной группой контактов. Рис. 2. Улучшенная принципиальная схема плавного включения источника питания УМЗЧ. Величина сопротивления R1 (ПЭВ-25) зависит от мощности нагрузки и выбирается такой, чтобы напряжение во вторичной обмотке трансформатора составляло 70 процентов от номинального значения при включенном резисторе (47...300 Ом). Настройка схемы состоит в установке времени задержки включения реле подбором номинала резистора R2, а также выборе R1. В завершениеПриведенные схемы можно использовать при изготовлении нового усилителя или же при модернизации уже существующих, в том числе и промышленного изготовления. По сравнению с аналогичными по назначению устройствами для двухступенчатой подачи напряжения питания, приведенными в различных журналах, описанные здесь — самые простые. Первосточник: неизвестен. Схема плавного пуска обеспечивает задержку около 2-х секунд, что позволяет плавно зарядить конденсаторы большей емкости без скачков напряжения и моргания лампочки дома. Ток заряда ограничен величиной: I=220/R5+R6+Rt. Основные вопросы возникающие у новичков при сборке:1. На какое напряжение ставить электролиты?
2. На какое напряжение ставить не полярный конденсатор?
3. Какие транзисторы можно применить вместо BD875?
4. Можно ли применять вместо BD875 не составной транзистор?
5. Какое реле необходимо применять?
6. Как увеличить время задержки?
7. Можно ли применять реле с другим напряжением катушки, например 24В?
8. Собрал - не работает
9. На плате есть предохранитель, на какой ток его применять?
Обсуждение статьи на форуме: Список радиоэлементов
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. ПредисловиеДля 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 трансформаторТороидальные трансформаторы, в сравнении с трансформаторами на броневых сердечниках из Ш-образных пластин, имеют несколько преимуществ:
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.
Для примера, выполним расчет трансформатора с размерами железа: D=14см, d=5см, h=5см.
Габаритная мощность используемого мною трансформатора оказалась явно меньшей чем я ожидал - где-то 250 Ватт. Подбор напряжений для вторичных обмотокЗная 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:
Число витков для вторичных обмоток я подбирал экспериментальным способом, поскольку мне не было известно точное количество витков первичной обмотки. Суть метода:
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 каждой последующей обмотки измерение стоит повторить, поскольку с каждой новой обмоткой необходимая на один виток длина провода будет увеличиваться. 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 напряженияНиже 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:
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:
Пример расчета для LM317: R1=240R, R2=1200R, Uвых = 1,25*(1+1200/240) = 7,5V. КонструкцияВот 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. Рис. 7. Схема соединений для сборки двуполярного выпрямителя -36В+36В с использованием навесного монтажа. 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. ЗаключениеВот 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. |
Эта схема ограничивает ток через провода питания до значения 5A около 1.5 секунды. После этого реле времени закроется и ток потребления больше не будет ограничен. Это очень полезное устройство, так как если у вас есть большой трансформатор или электролитические конденсаторы значительной ёмкости, то в момент включения они будут действовать, как КЗ на небольшой промежуток времени. Схема задержки питания реализована на временном включении в цепь нескольких силовых резисторов, минимизируя таким образом, большой пусковой ток. Реле используется на 24 вольта, с контактами выдерживающими от 0 ампер и выше. Время задержки зависит от суммарной ёмкости С2 и С3, а также скорости их зарядки, определяемой конденсаторомС1, выполняющим функцию балластного резистора. Устройство мягкого пуска также прекрасно будет работать в паре с электродвигателями.
|
Популярное:
Новое
- Системы зажигания с индивидуальными катушками Устройство высоковольтной катушки зажигания
- Автомасла и все, что нужно знать о моторных маслах Что такое гидрокрекинговое моторное масло
- Молибденовые смазки - принцип действия и особенности применения
- Mitsubishi ASX: берём Outlander и отсекаем всё лишнее Для программы Trade-In
- Как можно увеличить клиренс на автомобиле Форд Фокус?
- Калькулятор перевода давления в барах на МПа, кгс и psi
- Такси андреевка солнечногорский
- Зарядка для никель кадмиевых аккумуляторов
- Как подключить usb к штатной кассетной магнитоле
- Схема простого вольтметр-индикатора бортовой сети автомобиля Светодиодный индикатор бортового напряжения автомобиля