1

Симметричный источник питания для усилителей звука и не только

Представленный симметричный источник напряжения может питать усилители звука от 2 Вт до 310 Вт. Как правило, усилители мощностью более нескольких десятков ватт требуют источника питания, обеспечивающего два симметричных напряжения.

Симметричный источник питания для усилителей звука

При проектировании блока питания для усилителей звука особое внимание необходимо уделить нескольким очень важным параметрам. Одно из них — это требуемый высокий выход по току, в зависимости от мощности усилителя, даже до 15 … 20 А. При таких больших токах необходимо использовать очень толстые и короткие силовые кабели и широкие дорожки на печатной плате. Небольшое сопротивление проводов при таких больших токах может вызвать довольно большое падение выходного напряжения блока питания. Выходное напряжение должно быть очень хорошо сглажено, что обеспечивают электролитические конденсаторы С1 … С4 на выходе выпрямительного моста B1. Питание усилителей должно осуществляется стабилизированным напряжением, но такое решение увеличивает стоимость устройства. Преимуществом представленного решения является «выжимание» из усилителя гораздо большей мощности, потому что при большой громкости музыки нет падения напряжения питания. То есть  получается меньше гула от сети и, самое главное, рабочая точка усилителя не меняется.

Описание схемы

Принципиальная схема блока питания представлена ​​на рис.1. а печатная плата на рис. 2.

Два переменных симметричных вторичных напряжения трансформатора с противофазами, полученные от двух последовательно соединенных обмоток, подаются на разъемы AC и GND источника питания. Они проходят через предохранители к мосту Гретца, где выпрямляются пополам и сглаживаются электролитическими конденсаторами C1, C3 для положительной линии питания и C2, C4 для отрицательной. На выходе получается положительное и отрицательное напряжение по отношению к массе схемы. Единственная защита блока питания — это два предохранителя с выдержкой времени, которые следует выбирать для определенного значения мощности усилителя и общей емкости конденсаторов C1 … C4. Следует отметить, что при подаче питания на вход, когда конденсаторы полностью разряжены, протекают большие зарядные токи, которые могут сжечь предохранители сразу при включении.

Рис. 1

Источник питания предназначен для использования в усилителях звука, но он также может хорошо работать в системах зарядки аккумуляторов и т.п. Однако необходимо помнить о возможном выборе емкости конденсаторов С1 … С4, в некоторых решениях они совершенно не нужны и будут только без надобности увеличивать стоимость устройства. Также можно использовать источник питания в версии с одним выходным напряжением, но следует помнить, что после подключения нагрузки к выходам «+» и «-» (без учета массы схемы) результирующая выходная емкость двух последовательно соединенных конденсаторов, например C1 и C2, будет равна вдвое меньше, чем емкость одиночного конденсатора.

Сборка и запуск

Сборка схемы начинается с пайки перемычки Z1, лучше всего из медной проволоки диаметром мин. 1,5 мм. Затем собираем выпрямительный мост, разъемы для предохранителей, винтовые разъемы ARK2 и, наконец, конденсаторы C1 … C4. Между выводами моста B1 устанавливаем четыре конденсатора C5 … C8 емкостью 100 нФ для улучшения условий работы выпрямительных диодов, входящих в выпрямительный мост. Если блок питания должен работать с токами более 5 А, то к дорожкам следует припаять медный провод диаметром примерно 1,5 … 2 мм или просто пропаять более толстым слоем олова. Эта обработка снизит сопротивление дорожек. Если источник питания будет обеспечивать большие токи, необходимо правильно охладить выпрямительный мост, поэтому он должен быть оборудован соответствующим радиатором. Важным элементом блока питания является трансформатор. Лучше всего использовать тороидальный трансформатор с мощностью и вторичным напряжением, подходящими для данного усилителя. Чтобы вычислить действующее значение вторичного напряжения одной обмотки трансформатора, предполагаемое значение напряжения питания усилителя следует разделить на √2. Это следует делать только для одной питательной линии. Вторичный ток трансформатора не должен быть меньше тока, потребляемого питающей схемой.

Рис. 2

В табл. 1 показаны значения элементов C1 … C4, F1, F2 и типы выпрямительного моста B1 для трех значений мощности усилителя.

Таблица 1. Пример значений напряжения блока питания для усилителей класса AB и перечень компонентов блока питания.
Мощность усилителя, Вт Напряжение вторичной обмотки, В Выходное постоянное напряжение, В Трансформатор мощности, Вт C1…C4 F1, F2, А Ток моста B1, А
100 2×26 36 150 4×4700 mF/50 V 8 10
200 2×40 55 300 4×6800 mF/63 V 10 20
400 2×57 80 500 4×10000 mF/100 V 15 25

Внимание! В источнике питания присутствует опасное для здоровья и жизни напряжение, которое может сохраняться долгое время после отключения питания. Прежде чем прикасаться к источнику питания или подключать его к системе, убедитесь, что конденсаторы С1 … С4 разряжены!

Автор: Петр Витчак

1 комментарий

  1. Петр Витчак, что нового в Вашей статье, это плагиат, мягко сказано. Вы лишь напомнили прописные истины при конструировании БП, не более.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.