Шунтирование конденсаторов в блоке питания

Шунтирование конденсаторов в блоке питания

Написать эту статью (скорее руководство для новичков с картинками) меня подтолкнула… лень, а именно надоело отвечать на одни и те же вопросы по нескольку раз. Постараюсь рассказать, как правильно подключить к блоку питания усилитель – в моём примере это TDA7293 в инвертирующем включении. Схема усилителя, по которому написано статья (в архиве схема и печатка в формате .lay).

Остановимся пока на блоке питания

Первое, о чём сразу хочется сказать, так это то, что для питания усилителя следует выбирать напряжение, исходя из сопротивления подключаемой нагрузки. Напомню – для 4 Ом потребуется напряжение питания 27 В (TDA7294) и 29 В (TDA7293), для 8 Ом – 36 В и 38 В, соответственно. Но часто бывает так, что напряжение занижено или завышено. В случае, если оно ниже указанного – это не страшно, просто микросхема не выдаст всю мощность и будет работать долгие годы, особо не напрягаясь. Второй случай – это повышенное напряжение питания для 4-омной нагрузки. Скажу сразу – страшного в этом тоже нет ничего, следует только предпринять некоторые меры безопасности, чтобы не сжечь микросхему:

– ограничить выходной сигнал, тем самым ограничив максимальную мощность на выходе;

– обеспечить хороший теплоотвод, а именно использовать теплопроводящую пасту и закреплять на хорошо отполированной поверхности радиатора.

Дабы максимально использовать микросхему и не перегревать, её следует устанавливать на радиатор без слюдяной или любой подобной прокладки, а сам радиатор изолировать от корпуса, так как на фланце микросхемы находится минус питания.

Трансформатор блока питания должен быть адекватных размеров и мощности. Бытует мнение, что в усилителях требуются трансформаторы на мощность, превышающую мощность усилителя на 50-100%. Это утверждение может быть справедливым для усилителей в классе “A”, мы же имеем дело с усилителем в классе “АВ”. А это значит, что нам достаточно трансформатора мощностью равной или даже меньшей выходной мощности усилителя, всё дело в том, что в момент максимальной нагрузки (пики) в дело вступают конденсаторы блока питания и таким способом “помогают” трансформатору.

Теперь о выпрямительных диодах

Применение диодов Шоттки и ультрабыстрых не принесёт никакой выгоды, их единственное преимущество – это низкое падение напряжения, которое можно компенсировать, немного завысив напряжение на трансформаторе, а также быстрое переключение, которое можно компенсировать шунтированием диода керамическим конденсатором малой ёмкости. Рациональнее использовать диоды советского производства типа д202 или д243. Эти диоды прекрасно “переживают” пиковые токи, которые бывают в момент зарядки электролитических конденсаторов большой ёмкости, а это 30-50 Ампер. Хорошо себя зарекомендовали и диодные сборки на 35-50 Ампер – в отличие от отдельных диодов, их удобнее крепить и они занимают меньше места.

Конденсаторы в блоке питания играют важную роль, и поэтому нужно ставить туда только конденсаторы, которые прошли проверку на утечку и пробой, также на собственную электрическую ёмкость. Эти конденсаторы следует шунтировать (включать параллельно) керамическими или плёночными конденсаторами с ёмкостью от 0,1 до 2 мкФ на 10000 мкФ электролитического конденсатора. Служат они для фильтрации питания от ВЧ помех и прочих наводок из питающей сети, так и норовящих попасть на вход усилителя и, усилившись, стать серьёзными искажениями в звуке. Ёмкость конденсаторов выбирают, исходя из расчёта 100 мкФ на 1 Ватт мощности .

Многие стремятся использовать бескислородную медь (аудиокабель) большого сечения. Сразу скажу, что это глупость полнейшая, обычный провод для питания бытовых электроприборов подходит не хуже и намного дешевле. От трансформатора к диодному мосту и от моста к конденсаторам нет смысла тянуть провода большего сечения, чем сечение провода, которым намотана вторичная обмотка трансформатора. А вот уже от конденсаторов следует увеличить сечение провода, но без фанатизма, 1 мм 2 вполне хватит для каждой микросхемы на плечо, общий же провод следует использовать сечением в 1,5-2 раза толще тех проводов которые используются для подведения “+” и “-“.

А именно – если на питающие использован провод сечением 1 мм 2 , то для “общего” следует использовать 2 мм 2 , либо скрутить параллельно два таких же провода для получения необходимого сечения. Но опять же повторюсь – без фанатизма, акцентирую внимание по причине “аудиофильных” замашек некоторых людей. Всё должно быть в меру.

Сигнальный провод играет не меньшую роль, чем источник сигнала в звуковоспроизведении – ведь если провод плохо защищает от помех, то на выходе вместо Монсерат Кабалье услышите Рабиновича, поющего через трубу канализации, и всё от того, что сигнальный провод будет как антенна улавливать посторонние сигналы, будь то наводки от сети или от какого-нибудь электроприбора.

Экранированный провод не следует покупать за сотни или тысячи, будь то рубли или иная валюта, вполне подойдёт провод для микрофона – его цена 1-1,5 доллара/метр. Провод китайского производства, используемый в соединительных шнурах типа 3х3 или 2х2 тюльпана следует применять в крайних случаях, когда просто уже нечего лучше нет.

Соединительные разъёмы (входные и выходные)

Сейчас популярным является входной разъём типа RCA, ещё его называют “тюльпан” – мне лично он очень не нравится по той причине, что первым подключается сигнальный провод, а уже потом экран, что само по себе очень плохо и может послужить причиной возникновения неполадок во входной цепи усилителя или даже выходу его из строя, как и устройства, с которым этот усилитель будет работать.

Выходные разъёмы следует выбирать исходя из того, какую мощность будет отдавать в нагрузку усилитель, а именно какой ток будет протекать через этот разъём. В советской аппаратуре были широко распространены специальные “розетки” для подключения АС до 30 Вт и винтовые зажимы для подключения более мощных усилителей к АС. В любом случае винтовой зажим, помимо большей механической прочности, обладает ещё и лучшим электрическим контактом.

Теперь перейдём к самому “руководству с картинками”

На фотографиях мы видим сам блок питания, выполненный из основания из текстолита, на котором закреплён трансформатор (ТС-180 с перемотанной вторичная обмоткой), диодный мост (из 4х диодов д202в) на алюминиевом радиаторе, батарея конденсаторов.

Конденсаторы проверены. Ёмкость подобрана равной на каждое плечо. Несмотря на возраст, конденсаторы имеют ёмкость по 9200-9400 мкФ. При отборе были сняты параметры из 12 конденсаторов и выбраны только эти 4 шт. – остальные были в неудовлетворительном состоянии. Электролитические конденсаторы шунтированы плёночными конденсаторами по 0,47 мкФ каждый, также к клеммам конденсаторов припаяны токоразрядные резисторы по 910 Ом, 5 Вт.

На фото показано:

– как нужно соединять “землю” – а именно только в одной точке в месте соединения конденсаторов;

– как правильно подключить регулятор громкости и входные разъёмы;

– как закрепить микросхему к радиатору (в этом варианте радиатор следует изолировать от корпуса усилителя, если корпус металлический).

Автор работы: dts

1 комментарий: Звёзды на земле. Руководство по сборке усилителя мощности

“В советской аппаратуре были широко распространены специальные “розетки” для подключения АС до 30 Вт и винтовые зажимы для подключения более мощных усилителей к АС” – если до 30Вт, тогда почему они на Бриге и Электронике Б1 01?

Содержание / Contents

↑ Общие замечания

Расчеты по приведенным соотношениям показывают (рис. 1), что потребляемый постоянный ток Iп в шесть раз меньше максимального тока нагрузки Iвых макс. Этот факт еще раз подчеркивает важность разводки цепей питания в усилителе. Рекомендации по монтажу слаботочных и сильноточных цепей были даны в первой части настоящего проекта.

Читайте также:  Куда звонить при обнаружении

Рис. 1. Скриншот расчета ИП в программе Microsoft Excel. В ячейках с заливкой светло-синего цвета помещены исходные данные, оранжевого цвета – расчетные соотношения

Основные соотношения, необходимые для прикидочного расчета нестабилизированного источника питания, обеспечивающего при токе нагрузки Iн напряжение Uн [1-3], приведены в прилагаемом ниже файле. Расчет ведется для мостовой схемы, в которой в качестве выходного напряжения Uн берется суммарное напряжение 2Uп, а накопительный конденсатор Сп представляет собой два последовательно включенных конденсатора удвоенной расчетной емкости (рис. 2).

Здравствуй, читатель! Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель. Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года.
Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства.


Спасибо за внимание!
Игорь Котов, учредитель журнала «Датагор»

Результаты расчетов по приведенным формулам даны на втором листе файла xls, а печать с экрана фрагмента листа показана на рис. 3.

Требуемая мощность трансформатора и параметры диодов получены для максимальной выходной мощности УМЗЧ. Необходим силовой трансформатор мощностью 70…80 Вт и диоды с прямым током 2 А, импульсным током 50 А, обратным напряжением 200 В.

↑ Танцуем от питания

2х(15…20) В
Максимальный ток нагрузки: до 4 А
Рабочий ток источника питания ±15 В: 50 мА
Размеры печатной платы: 54х150 мм

Ниже обсудим возникшие вопросы, попутно отметив, что полезную информацию по изготовлению блока питания можно почерпнуть из [6].

↑ Выбор емкости накопительного конденсатора и ее влияние на передачу низких частот

Значение емкости накопительных конденсаторов блока питания зависит как от выходной мощности, так и от сопротивления нагрузки усилителя. Например, при мощности УМЗЧ 10 Вт необходима емкость конденсаторов фильтра 1000 мкФ. При двухполярном питании суммарная емкость последовательно включенных конденсаторов получается 500 мкФ. Для Rн=4 Ом нижняя граница полосы пропускания составит 80 Гц, что совсем недостаточно.

Таким образом, емкость конденсатора, шунтирующего цепи питания, следует выбирать так, чтобы обеспечить малое полное сопротивление на самой низкой частоте сигнала. Выберем емкость накопительного конденсатора исходя из размаха пульсаций на нем не более Uпульс≤1 В. Получим Сп≥Iа вых макс/(2πfнUпульс), где Iа вых макс – максимальная амплитуда тока в цепи нагрузки.

↑ Параллельное включение накопительных конденсаторов

Возникает вопрос, что лучше: один накопительный конденсатор в блоке питания или несколько параллельно включенных малогабаритных? Лучше один качественный конденсатор требуемой емкости; при этом на первое место встает проблема его цены и габаритов. Поэтому на практике мы встречаем случаи параллельно включенных конденсаторов.

Моя (с позволения сказать) методика определения допустимого числа параллельно включенных электролитических конденсаторов в блоке питания заключается в следующем:

1) Возьмем за образец параметры блока питания с единственным качественным конденсатором требуемой емкости, для примера С=22000 мкФ (ESR=0,025 Ом, Iмакс=6 А).

2) Выбираем из стандартного ряда емкость одного конденсатора блока питания С1=С/n, где n=2, 3 или 4. В нашем случае претендентами будут конденсаторы емкостью 10000 мкФ, 6800 мкФ и 4700 мкФ. Возьмем конденсаторы 4700 мкФх35 В (измеренный ESR чуть меньше 0,01 Ом, Iмакс=2,4 А).

3) Рассчитываем предельный ESR и максимальный ток при параллельном соединении конденсаторов. В нашем примере ESR=0,1/4=0,025 Ом, Iмакс≥I1·n=2,4·4=9,6 А, даже больше, чем допустимый ток единственного конденсатора.

4) Собираем блок питания и замеряем ESR получившегося конденсатора. Измерения показали ESR=0,028 Ом.

5) Вычисляем отклонение ESR реального блока питания от предельного ESR:
100(0,028-0,025)/0,025=12%.

6) Если отклонение составляет величину 5…20%, блок питания имеет право на жизнь, в противном случае повторяем п. 2-5 методики с другими конденсаторами.

Суть методики основана на том, что в реальном блоке питания сказываются его конструктивные параметры – сопротивление и индуктивность проводников и (или) дорожек печатной платы, и нужно спроектировать БП так, чтобы их вклад оставался незначительным – пятая — двадцатая часть от предельного ESR.

Таким образом, с увеличением числа параллельно включенных конденсаторов не происходит пропорционального улучшения качества блока питания. Блок питания с четырьмя конденсаторами в каждом плече вполне может использоваться в УМЗЧ, при этом затраты на конденсаторы почти в 2,5 раза ниже, чем в блоке питания с единственным конденсатором.

Важным свойством источника питания является реактивная мощность. Здесь выбор падает на довольно крупногабаритные конденсаторы с большой толщиной диэлектрика. Влияет на импульсные свойства и рабочее напряжение конденсатора. Поэтому следующий вопрос, как говорится, вдогонку.

↑ Выбор номинального напряжения конденсатора

Здравствуй, читатель! Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель. Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года.
Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства.


Спасибо за внимание!
Игорь Котов, учредитель журнала «Датагор»

↑ Применение «аудиофильских» конденсаторов Black Gate

Электролитические конденсаторы в усилителях звуковой частоты могут быть японских фирм Elna, Nichicon, Nippon, Rubycon, далее следуют европейские Epcos, Vishay, корейские Samwha и наконец, тайваньские CapXon, Hitano, Jamicon, OST. Подойдут «электролиты» других известных компаний, например Panasonic, Samsung, или Sanyo. Бескомпромиссные радиолюбители ищут электролитические конденсаторы Rubycon, Mallory Dubillier, Black Gate, считая, что они позволят кардинально улучшить звучание усилителя.

Электролитические конденсаторы Black Gate являются разработкой японской фирмы Jelmax, имеют прекрасные импульсные свойства, низкие шумы и искажения, высокую надежность, долговечность и цену. В настоящее время они производятся компанией Rubicon.

Применение конденсаторов Black Gate в звуковой аппаратуре высокого класса способно изменить качество звучания в лучшую сторону. Однако сегодня Black Gate сложно достать непосредственно от производителя, а у перекупщиков они чересчур дорогие.
Затраты на один конденсатор Black Gate 4700 мкФх35 В для блока питания в 2 раза превышают стоимость всех остальных комплектующих нашего проекта!

Однако пропорционального улучшения качества работы усилителя не произойдет. В лучшем случае использование конденсаторов Black Gate уменьшит выходное сопротивление источника питания на 5…10% по сравнению с обычными конденсаторами.

Если уж где и ставить Black Gate, так это непосредственно на плате усилителя мощности (220 мкФ х 35 В). Однако и здесь предусмотрены меры, снижающие выходное сопротивление источника питания на высоких частотах – шунтирование оксидных конденсаторов качественными пленочными конденсаторами (0,1 мкФ).
Поэтому применять или не применять конденсаторы Black Gate – выбор за Вами!

↑ Качество звучания УЗЧ в зависимости от его стоимости

На графике имеется участок АВ линейного роста, возрастания ВС и насыщения CD. Сравнительно небольшими усилиями (денежными затратами) достигаются 75 – 85% свойства объекта (верности воспроизведения), а затем значительное увеличение стоимости УЗЧ приводит лишь к небольшому росту качества звучания. Очевидно, участок CD выбирать не имеет смысла (можно лишь в случае, если куры денег не клюют, то есть, их очень много).

Участок АВ на графике, показанном на рис. 5, характерен тем, что каждая сотня рублей, потраченная на приобретение (конструирование) УЗЧ, оборачивается заметным повышением качества звучания. Со всех точек зрения наиболее оптимальным является участок ВС, соответствующий переходу от участка линейного возрастания к участку насыщения. Здесь точка В является нижней ценовой планкой стоимости УЗЧ, а точка С – верхней. В настоящее время приблизительная цена УЗЧ на участке ВС составляет от 20 тысяч рублей (УЗЧ начального уровня) до 50 тысяч рублей (УЗЧ среднего уровня). Средняя стоимость УЗЧ на участке CD составляет 150 тысяч рублей и может доходить в точке D до 1 млн. руб.

Читайте также:  Как пересадить высокий кактус

Здесь не будем обсуждать настоящую цену УЗЧ, следует понимать, что в реальности в ней могут доминировать составляющие спроса, бренда, маркетинга и т. п., не имеющие отношения к качеству звучания УМЗЧ.
При выборе оптимальной конфигурации звуковоспроизводящего комплекса всегда следует помнить, что она должна быть сбалансированной.

↑ Обжимные наконечники и клеммники в УМЗЧ

Я долгое время скептически относился к этим соединителям, пока не провел свое исследование. Оказалось, что сопротивление контакта менее 0,01 Ом, оно стабильно во времени (временной промежуток один год). К тому же в настоящее время выпускаются химические препараты, позволяющие эффективно следить за состоянием контактов соединителей.

↑ Монтаж и детали улучшенной схемы блока питания

Вначале на печатной плате устанавливают малогабаритные детали: пленочные конденсаторы, диоды, электролитические конденсаторы двухполярного источника питания. Затем монтируют клеммники и электролитические конденсаторы сглаживающего фильтра. После пайки последние желательно дополнительно укрепить на печатной плате с помощью термоклея.
Необходим электрический клеевой пистолет (рис. 10), предназначенный для склеивания между собой изделий из пластмассы, металла, керамики и других материалов. Он используется для крепления крупногабаритных деталей (оксидных конденсаторов, трансформаторов, дросселей и т. п.) на печатных платах, фиксации разъемов и многих других целей.

Расходным материалом для склеивания служит силиконовый термоклей, который выпускается в виде цилиндрических стержней диаметром 11 мм различного цвета. Стержень устанавливается в пистолет через отверстие в задней части пластмассового корпуса. После включения в сеть и прогрева инструмент готов к работе. Узкое жало пистолета позволяет действовать в труднодоступных местах, а курок – дозатор обеспечивает контролируемую подачу клея через нагревательный элемент. После выдавливания расплавленной силиконовой массы на склеиваемую поверхность следует прижать детали до момента схватывания термоклея.

Детали блока питания:

↑ Налаживание

После проверки правильности монтажа на плате ее подключают к силовому трансформатору Т1, а выходы блока питания нагружают четырьмя резисторами: выходы ±25 В двумя резисторами 300 Ом, 5 Вт, а выходы ±15 В – двумя резисторами 510 Ом, 1 Вт.

Включателем SA1 подают напряжение на первичную обмотку трансформатора Т1, измеряют переменные напряжения на вторичных обмотках и постоянные напряжения на выходах блока питания; они должны соответствовать указанным на принципиальной схеме. Если все в порядке, блок питания готов к работе в составе УМЗЧ.

↑ Что дала установка модернизированного блока питания в усилителе?

Улучшения в звуке таковы, что в дальнейших экспериментах я уже не возвращался к первоначальному блоку питания.
Сравнительно большая емкость конденсаторов, шунтирующих цепи питания, обеспечивает хорошую передачу низких частот.
С блоком питания из комплекта усилителя Питера Смита (Сп=4700 мкФ) нижняя граница полосы пропускания при нагрузке Rн=4 Ом составляет 16 Гц, а с предлагаемым блоком (Сп=18800 мкФ) – 4 Гц.

Альтернативой конденсаторам большой емкости по цепям питания является установка мощного стабилизатора напряжения с малым выходным сопротивлением, но это будет конструкция другого уровня сложности.

↑ Файлы

Здравствуй, читатель! Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель. Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года.
Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства.


Спасибо за внимание!
Игорь Котов, учредитель журнала «Датагор»

Содержание / Contents

↑ Общие замечания

Расчеты по приведенным соотношениям показывают (рис. 1), что потребляемый постоянный ток Iп в шесть раз меньше максимального тока нагрузки Iвых макс. Этот факт еще раз подчеркивает важность разводки цепей питания в усилителе. Рекомендации по монтажу слаботочных и сильноточных цепей были даны в первой части настоящего проекта.

Рис. 1. Скриншот расчета ИП в программе Microsoft Excel. В ячейках с заливкой светло-синего цвета помещены исходные данные, оранжевого цвета – расчетные соотношения

Основные соотношения, необходимые для прикидочного расчета нестабилизированного источника питания, обеспечивающего при токе нагрузки Iн напряжение Uн [1-3], приведены в прилагаемом ниже файле. Расчет ведется для мостовой схемы, в которой в качестве выходного напряжения Uн берется суммарное напряжение 2Uп, а накопительный конденсатор Сп представляет собой два последовательно включенных конденсатора удвоенной расчетной емкости (рис. 2).

Здравствуй, читатель! Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель. Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года.
Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства.


Спасибо за внимание!
Игорь Котов, учредитель журнала «Датагор»

Результаты расчетов по приведенным формулам даны на втором листе файла xls, а печать с экрана фрагмента листа показана на рис. 3.

Требуемая мощность трансформатора и параметры диодов получены для максимальной выходной мощности УМЗЧ. Необходим силовой трансформатор мощностью 70…80 Вт и диоды с прямым током 2 А, импульсным током 50 А, обратным напряжением 200 В.

↑ Танцуем от питания

2х(15…20) В
Максимальный ток нагрузки: до 4 А
Рабочий ток источника питания ±15 В: 50 мА
Размеры печатной платы: 54х150 мм

Ниже обсудим возникшие вопросы, попутно отметив, что полезную информацию по изготовлению блока питания можно почерпнуть из [6].

↑ Выбор емкости накопительного конденсатора и ее влияние на передачу низких частот

Значение емкости накопительных конденсаторов блока питания зависит как от выходной мощности, так и от сопротивления нагрузки усилителя. Например, при мощности УМЗЧ 10 Вт необходима емкость конденсаторов фильтра 1000 мкФ. При двухполярном питании суммарная емкость последовательно включенных конденсаторов получается 500 мкФ. Для Rн=4 Ом нижняя граница полосы пропускания составит 80 Гц, что совсем недостаточно.

Таким образом, емкость конденсатора, шунтирующего цепи питания, следует выбирать так, чтобы обеспечить малое полное сопротивление на самой низкой частоте сигнала. Выберем емкость накопительного конденсатора исходя из размаха пульсаций на нем не более Uпульс≤1 В. Получим Сп≥Iа вых макс/(2πfнUпульс), где Iа вых макс – максимальная амплитуда тока в цепи нагрузки.

↑ Параллельное включение накопительных конденсаторов

Возникает вопрос, что лучше: один накопительный конденсатор в блоке питания или несколько параллельно включенных малогабаритных? Лучше один качественный конденсатор требуемой емкости; при этом на первое место встает проблема его цены и габаритов. Поэтому на практике мы встречаем случаи параллельно включенных конденсаторов.

Моя (с позволения сказать) методика определения допустимого числа параллельно включенных электролитических конденсаторов в блоке питания заключается в следующем:

1) Возьмем за образец параметры блока питания с единственным качественным конденсатором требуемой емкости, для примера С=22000 мкФ (ESR=0,025 Ом, Iмакс=6 А).

2) Выбираем из стандартного ряда емкость одного конденсатора блока питания С1=С/n, где n=2, 3 или 4. В нашем случае претендентами будут конденсаторы емкостью 10000 мкФ, 6800 мкФ и 4700 мкФ. Возьмем конденсаторы 4700 мкФх35 В (измеренный ESR чуть меньше 0,01 Ом, Iмакс=2,4 А).

3) Рассчитываем предельный ESR и максимальный ток при параллельном соединении конденсаторов. В нашем примере ESR=0,1/4=0,025 Ом, Iмакс≥I1·n=2,4·4=9,6 А, даже больше, чем допустимый ток единственного конденсатора.

4) Собираем блок питания и замеряем ESR получившегося конденсатора. Измерения показали ESR=0,028 Ом.

Читайте также:  Все о инфракрасных полах

5) Вычисляем отклонение ESR реального блока питания от предельного ESR:
100(0,028-0,025)/0,025=12%.

6) Если отклонение составляет величину 5…20%, блок питания имеет право на жизнь, в противном случае повторяем п. 2-5 методики с другими конденсаторами.

Суть методики основана на том, что в реальном блоке питания сказываются его конструктивные параметры – сопротивление и индуктивность проводников и (или) дорожек печатной платы, и нужно спроектировать БП так, чтобы их вклад оставался незначительным – пятая — двадцатая часть от предельного ESR.

Таким образом, с увеличением числа параллельно включенных конденсаторов не происходит пропорционального улучшения качества блока питания. Блок питания с четырьмя конденсаторами в каждом плече вполне может использоваться в УМЗЧ, при этом затраты на конденсаторы почти в 2,5 раза ниже, чем в блоке питания с единственным конденсатором.

Важным свойством источника питания является реактивная мощность. Здесь выбор падает на довольно крупногабаритные конденсаторы с большой толщиной диэлектрика. Влияет на импульсные свойства и рабочее напряжение конденсатора. Поэтому следующий вопрос, как говорится, вдогонку.

↑ Выбор номинального напряжения конденсатора

Здравствуй, читатель! Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель. Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года.
Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства.


Спасибо за внимание!
Игорь Котов, учредитель журнала «Датагор»

↑ Применение «аудиофильских» конденсаторов Black Gate

Электролитические конденсаторы в усилителях звуковой частоты могут быть японских фирм Elna, Nichicon, Nippon, Rubycon, далее следуют европейские Epcos, Vishay, корейские Samwha и наконец, тайваньские CapXon, Hitano, Jamicon, OST. Подойдут «электролиты» других известных компаний, например Panasonic, Samsung, или Sanyo. Бескомпромиссные радиолюбители ищут электролитические конденсаторы Rubycon, Mallory Dubillier, Black Gate, считая, что они позволят кардинально улучшить звучание усилителя.

Электролитические конденсаторы Black Gate являются разработкой японской фирмы Jelmax, имеют прекрасные импульсные свойства, низкие шумы и искажения, высокую надежность, долговечность и цену. В настоящее время они производятся компанией Rubicon.

Применение конденсаторов Black Gate в звуковой аппаратуре высокого класса способно изменить качество звучания в лучшую сторону. Однако сегодня Black Gate сложно достать непосредственно от производителя, а у перекупщиков они чересчур дорогие.
Затраты на один конденсатор Black Gate 4700 мкФх35 В для блока питания в 2 раза превышают стоимость всех остальных комплектующих нашего проекта!

Однако пропорционального улучшения качества работы усилителя не произойдет. В лучшем случае использование конденсаторов Black Gate уменьшит выходное сопротивление источника питания на 5…10% по сравнению с обычными конденсаторами.

Если уж где и ставить Black Gate, так это непосредственно на плате усилителя мощности (220 мкФ х 35 В). Однако и здесь предусмотрены меры, снижающие выходное сопротивление источника питания на высоких частотах – шунтирование оксидных конденсаторов качественными пленочными конденсаторами (0,1 мкФ).
Поэтому применять или не применять конденсаторы Black Gate – выбор за Вами!

↑ Качество звучания УЗЧ в зависимости от его стоимости

На графике имеется участок АВ линейного роста, возрастания ВС и насыщения CD. Сравнительно небольшими усилиями (денежными затратами) достигаются 75 – 85% свойства объекта (верности воспроизведения), а затем значительное увеличение стоимости УЗЧ приводит лишь к небольшому росту качества звучания. Очевидно, участок CD выбирать не имеет смысла (можно лишь в случае, если куры денег не клюют, то есть, их очень много).

Участок АВ на графике, показанном на рис. 5, характерен тем, что каждая сотня рублей, потраченная на приобретение (конструирование) УЗЧ, оборачивается заметным повышением качества звучания. Со всех точек зрения наиболее оптимальным является участок ВС, соответствующий переходу от участка линейного возрастания к участку насыщения. Здесь точка В является нижней ценовой планкой стоимости УЗЧ, а точка С – верхней. В настоящее время приблизительная цена УЗЧ на участке ВС составляет от 20 тысяч рублей (УЗЧ начального уровня) до 50 тысяч рублей (УЗЧ среднего уровня). Средняя стоимость УЗЧ на участке CD составляет 150 тысяч рублей и может доходить в точке D до 1 млн. руб.

Здесь не будем обсуждать настоящую цену УЗЧ, следует понимать, что в реальности в ней могут доминировать составляющие спроса, бренда, маркетинга и т. п., не имеющие отношения к качеству звучания УМЗЧ.
При выборе оптимальной конфигурации звуковоспроизводящего комплекса всегда следует помнить, что она должна быть сбалансированной.

↑ Обжимные наконечники и клеммники в УМЗЧ

Я долгое время скептически относился к этим соединителям, пока не провел свое исследование. Оказалось, что сопротивление контакта менее 0,01 Ом, оно стабильно во времени (временной промежуток один год). К тому же в настоящее время выпускаются химические препараты, позволяющие эффективно следить за состоянием контактов соединителей.

↑ Монтаж и детали улучшенной схемы блока питания

Вначале на печатной плате устанавливают малогабаритные детали: пленочные конденсаторы, диоды, электролитические конденсаторы двухполярного источника питания. Затем монтируют клеммники и электролитические конденсаторы сглаживающего фильтра. После пайки последние желательно дополнительно укрепить на печатной плате с помощью термоклея.
Необходим электрический клеевой пистолет (рис. 10), предназначенный для склеивания между собой изделий из пластмассы, металла, керамики и других материалов. Он используется для крепления крупногабаритных деталей (оксидных конденсаторов, трансформаторов, дросселей и т. п.) на печатных платах, фиксации разъемов и многих других целей.

Расходным материалом для склеивания служит силиконовый термоклей, который выпускается в виде цилиндрических стержней диаметром 11 мм различного цвета. Стержень устанавливается в пистолет через отверстие в задней части пластмассового корпуса. После включения в сеть и прогрева инструмент готов к работе. Узкое жало пистолета позволяет действовать в труднодоступных местах, а курок – дозатор обеспечивает контролируемую подачу клея через нагревательный элемент. После выдавливания расплавленной силиконовой массы на склеиваемую поверхность следует прижать детали до момента схватывания термоклея.

Детали блока питания:

↑ Налаживание

После проверки правильности монтажа на плате ее подключают к силовому трансформатору Т1, а выходы блока питания нагружают четырьмя резисторами: выходы ±25 В двумя резисторами 300 Ом, 5 Вт, а выходы ±15 В – двумя резисторами 510 Ом, 1 Вт.

Включателем SA1 подают напряжение на первичную обмотку трансформатора Т1, измеряют переменные напряжения на вторичных обмотках и постоянные напряжения на выходах блока питания; они должны соответствовать указанным на принципиальной схеме. Если все в порядке, блок питания готов к работе в составе УМЗЧ.

↑ Что дала установка модернизированного блока питания в усилителе?

Улучшения в звуке таковы, что в дальнейших экспериментах я уже не возвращался к первоначальному блоку питания.
Сравнительно большая емкость конденсаторов, шунтирующих цепи питания, обеспечивает хорошую передачу низких частот.
С блоком питания из комплекта усилителя Питера Смита (Сп=4700 мкФ) нижняя граница полосы пропускания при нагрузке Rн=4 Ом составляет 16 Гц, а с предлагаемым блоком (Сп=18800 мкФ) – 4 Гц.

Альтернативой конденсаторам большой емкости по цепям питания является установка мощного стабилизатора напряжения с малым выходным сопротивлением, но это будет конструкция другого уровня сложности.

↑ Файлы

Здравствуй, читатель! Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель. Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года.
Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства.


Спасибо за внимание!
Игорь Котов, учредитель журнала «Датагор»

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector