Блог

Dec 28, 2023

±40

Для тех, кто не одобряет любую форму или форму импульсного источника питания (SMPS) для высококлассного усилителя мощности Fortissimo-100, этот проект предлагает линейный симметричный стабилизатор напряжения мощностью 500+ ВА.

Для тех, кто не одобряет любую форму или форму импульсного источника питания (SMPS) для усилителя мощности Fortissimo-100 высокого класса, этот проект представляет собой линейный симметричный стабилизатор напряжения мощностью 500+ ВА, отличающийся низким падением напряжения и высокой выходной мощностью. ток и отличная стабильность — все получено из отдельных компонентов и собрано из комплекта! Принимая во внимание, что почти все высокопроизводительные усилители мощности звука работают от стабилизированного напряжения питания, этот линейный источник питания специально разработан для симметричного выходного напряжения ±40 В и пикового тока 13 А (достижимый пиковый ток 15 А). Например, средний ток, потребляемый усилителем Fortissmo-100 при нагрузке 3 Ом, составляет примерно 4 А на стабилизатор.

Было доказано, что усилитель мощности высокого класса Elektor Fortissimo-100 лучше всего работает с стабилизированным источником питания ±40 В, исключая «голый» источник питания, состоящий из трансформатора, (мостового) выпрямителя и набора толстых резервуарные конденсаторы. Импульсный источник питания, возможно, тоже не совсем отвечает всем требованиям, но это скорее вопрос личного вкуса, поскольку SMPS800RE хорошо справляется со своей задачей. Тем не менее, могут быть веские причины в пользу линейного стабилизатора, построенного только из компонентов сквозного монтажа, таких как сам усилитель. Чтобы стабилизатор напряжения работал без провалов (провалов выходного напряжения), входное напряжение схемы должно превышать выходное напряжение. минимум на 3 В выше или даже больше при колебаниях сетевого напряжения. По сравнению с большинством импульсных источников питания (с широким диапазоном входного напряжения переменного тока) линейный стабилизатор менее эффективен, и требуется большой силовой трансформатор с более высокой номинальной мощностью, чем без линейного стабилизатора. Сегодня большинство готовых источников питания (« сеть») трансформаторы имеют маркировку стандартизированных вторичных напряжений. Для непосредственного создания ±40 В постоянного тока наиболее вероятным выбором является трансформатор номиналом 2 × 30 В. Результирующее постоянное напряжение без нагрузки обычно составляет около 42 В постоянного тока, что в значительной степени зависит от внутреннего регулирования трансформатора и падения напряжения на выпрямительных диодах. На практике выходное напряжение силового трансформатора без нагрузки всегда на несколько процентов выше, чем под нагрузкой. Следующее более высокое стандартное вторичное напряжение составляет 35 В, что дает примерно 49–50 В постоянного тока или более при низкой выходной мощности — в лабораторных испытательных установках было измерено напряжение около 52 В. При нагрузке 8 Ом на усилителе мощности стабилизатору требуется только небольшая сглаживающая емкость. Преимущество более высоких пульсаций напряжения заключается в несколько меньших потерях мощности в стабилизаторе(ах) питания. Но при более низких импедансах пульсации не должны выходить за пределы напряжения падения (43 В при 10 А). В ходе лабораторных испытаний 2 тороидальных трансформатора (кольцевой сердечник) мощностью 35 В, 300 ВА и сглаживающей емкостью 20 000 мкФ оказались достаточно прочными для питания стабилизатора. Максимальная (почти ограниченная) мощность синусоидального сигнала при частоте 20 Гц и 0,1% THD+N на нагрузке 3 Ом привела к падению напряжения всего 1,8 Впик на выходе источника питания. Имейте в виду, что длительная выходная мощность составляет 227 Вт при нагрузке 3 Ом, а трансформатор мощностью 300 ВА слегка перегружен. Однако этого оказалось недостаточно, чтобы отключить защиту Фортиссимо-100.

В основе любого регулятора напряжения лежит измерение выходного напряжения, сравнение его с опорным уровнем и соответствующее управление выходным каскадом для противодействия любым изменениям. Хотя настоящая схема стабилизатора соответствует этой концепции, одно заметное отличие заключается в гораздо более высоком вторичном опорном напряжении, которое при чуть более 33 В относительно близко к целевому выходному напряжению 40 В. Чем выше опорное напряжение — здесь 33,6 В — тем больше усиления остается для (простой) схемы для увеличения как подавления пульсаций входного напряжения, так и регулирования выходного напряжения. Проще говоря, схема состоит из опорного напряжения, дифференциального усилителя. и выходной буфер. Кроме того, в оба регулятора добавлена ​​защита безопасной рабочей зоны (SOA). Давайте посмотрим наФигура1изучить работу положительного регулятора.

Опорное напряжение