Начался разговор с этой вот схемы блока питания двухтактного усилителя на лампах 1509 (ГУ-32)
(Извините, но у Вас нет доступа в Галерею)
По поводу блока питания Юрий задал мне такой вопрос: (далее идет копипаст) Посты Юрия вставлены как цитаты
Уважаемый Александр.
Мне давно хотелось обсудить с Вами вопрос об источниках питания.
Вы очень часто рекомендуете, а теперь и применяете источник питания с удвоением напряжения.
Это как-то мягко говоря не стыкуется с моими теоретическими познаниями.
До сих пор я считал, что источники питания с удвоением (умножением) напряжения имеют очень узкое применение – малоточные высоковольтные потребители с постоянной нагрузкой и не критичные к пульсации. И посему применение его как основного источника энергии в мощных динамических устройствах, к коим как я думаю, относятся УНЧ, мною не замечалось. Нет правда есть один но я с трудом назвал бы его достойным усилителем.
Ведь это революция в конструкции вторичных источниках питания – какая экономия в дефицитной меди, диодах. И мы хотим получить мощность в два раза большую расчетной габаритной мощности трансформатора? И мне кажется, положение не спасут самые могучие конденсаторы – энергия ни откуда не появляется. Но я положительно отношусь к практикам, которые не раз ставили теоретиков в тупик. Собственно это и с подвигло меня провести некую лабораторную работу. Я смакетировал два источника питания с одинаковой емкостной нагрузкой – мостовой и с удвоением напряжения и снял внешние характеристики выпрямителя.
Вот что у меня получилось.
(Извините, но у Вас нет доступа в Галерею)
Зеленым - мост, красным - удвоитель. Мне кажется на этот раз практика с теорией совпадают.
Прошу с пониманием отнестись к моим сомнениям и если я не прав поправить.
Ни в коем разе. Закон сохранения энергии - это святое.
Трансформатор ТАН-104 у меня имеет габаритную мощность 150Вт. Из них 40 выделено на накальные обмотки (2 обмотки по 6.3 вольта с максимальным током в 3.2А) Оставшиеся 110Вт - на анодные обмотки. 4 Обмотки по 28вольт способны отдавать ток 0.85А
при напряжении 112в.
Если я к ним подключу диодный мост, то тогда я на выходе получу в идеале 112*1.41=158в но максимально допустимый ток снизится до 0.85/1.41=0.6А
Если же я подключаю к этим обмоткам выпрямитель с удвоением напряжения, то тогда напряжение на выходе получится 112*2*1.41=316в А максимально допустимый ток, который я могу снять с этого выпрямителя, по сравнению с током от обмоток трансформатора соответственно уменьшится в 2.8 раза и будет составлять 300мА.
Ток потребления моего усилителя - оконечный каскад 2х45мА предварительный каскад 2х10ма. 2 канала в сумме потребляют 220 мА (это в режиме покоя). Остается еще небольшой запас на моменты пиковых нагрузок, на максимальной мощности когда оконечный каскад может выходить из класса А.
Сделав такой примерный расчет я решил воспользоваться для анодного питания таким, относительно низковольтным трансформатором. Конечно в этом расчете не учитывается падение напряжения на обмотках, выпрямительных диодах, конденсаторы я взял с большим запасом.
В результате получил источник анодного напряжения примерно 300в. Напряжение не просаживается при изменении тока выходных ламп от 10 до 50мА в обоих каналах. Когда я устанавливал режимы по постоянному току я контролировал и ток и напряжения питания и смещения. Так же я не заметил заметной просадки напряжения при работе на максимальной громкости. Анодное напряжение (после электронного дросселя) в зависимости от громкости колеблется в пределах 3-4 вольт (1-2% от номинала). Так что никакой космической энергией мой усилитель не питается. Вся энергия из розетки.
P.S. Сейчас посмотрел документацию на трансляционный усилитель ТУ50-М (двухтактный на Г807) у него источник анодного напряжения тоже сделан по схеме с удвоением напряжения. Так что это достаточно старая и используемая в промышленных ламповых изделиях технология. Не я ее придумал.
Я этот усилитель (ТУ-50) и имел ввиду в своем предыдущем посте.
И все же. Динамику амперметром и вольтметром замерить сложно. Ведь применение низкоимпедансных электролитов почти доказано как благотворно влияющие на звук.
Я почти уверен, если запитать ваш усилитель, отлично задуманный и исполненный, банальным мостом да с такими могучими конденсаторами разница в звуке была бы очевидной.
Если будет желание поэкспериментировать, огромная просьба отпишите о результатах.
Применение ТАН-104 - и удвоителя напряжения на самом деле не блажь, а по причине отсутствия под руками трансформатора необходимой мощности с нужными напряжениями.
Пара ТА274+ТН56 - с делом питания справились бы гораздо лучше, но они в сумме имеют более чем вдвое большие габариты.
Для намотки самодельного трансформатора в данный момент нет провода. Кризис, блин! Если раньше в магазине можно было по 500руб/кг какой никакой провод приобрести, то сейчас голяк
А по поводу удвоителя - я в ближайшее время проделаю лабораторную работу, аналогичную вашей и выложу результаты.
Я возьму трансформатор большой мощности и большие конденсаторы. В качестве нагрузок разного номинала ряд электрических лампочек от 15 до 150Вт и построю графики, аналогичные вашим с мостом и с удвоителем. После этого уже можно будет решать насколько он плох.
Знакомые с Аудиопортала, мнению которых я склонен доверять, говорят что применение в питании удвоителя звук даже улучшает. Что удвоитель на каменных диодах по своим параметрм и воздействию на характер звучания усилителя очень похож на кенотронный выпрямитель. Возможно это связано как раз с большим выходным сопротивлением такого выпрямителя. Кенотрон тоже ведь по сравнению с каменным диодом имеет гораздо большее внутреннее сопротивление.
Вобщем надо в этом направлении еще поэкспериментировать. На первый взгляд выгода очевидная - использование конденсаторов с меньшим рабочим напряжением, трансформатор с меньшей по напряжению обмоткой (пусть и на больший ток), возможность подключить к средней точке выпрямителя экранные сетки тетродов/пентодов при использовании этих ламп в усилителе. С другой стороны ваши соображения насчет динамики и нагрузочных характеристик источника питания.
Уважаемый, Александр.
Спасибо за адекватный ответ на мои сомнения.
Как говорят классики «И опыт – сын ошибок трудных»
Для чистоты эксперимента емкостная нагрузка у обоих выпрямителях должна быть одинаковая.
Итак, выдался свободный часик и я лабораторную работу сделал.
Лабораторная работа №2
Сравнение нагрузочных характеристик мостового выпрямителя и выпрямителя с удвоением напряжения.
Приборы и оборудование:
1. Трансформатор ТА273. Имеет на борту 4 обмотки по 80 вольт номинальный ток каждой обмотки 0.86А согласно справочнику.
2 Пара диодов 1N5406 для выпрямителя по схеме удвоения.
3. Диодный мост GBU4J (диоды и мост выпаяны из горелых компьютерных БП)
4. Пара конденсаторов Aurora Litebank от фотовспышек. 2000мкФ на 330вольт
5. Кучка электрических осветительных ламп накаливания мощностью 40-60-75-100-150-200 Вт (ассортимент ближайшего хозяйственного магазина) В качестве нагрузки.
6. Тестер китайский M890G
Тест первый - выпрямитель с удвоением напряжения.
В каждом плече выпрямителя по конденсатору 2000мкФ для нагрузки они оказываются включенными последовательно.
Все 4 обмотки трансформатора цепляю параллельно. Суммарный номинальный ток который они смогут отдать более 3.5А.
На выходе 81в (на ХХ) после выпрямления и умножения получается 224в - самое то для лампочек.
На выход выпрямителя подключена розетка, в розетку настольная лампа, в которую по очереди вкручиваю лампочки постепенно наращивая мощность. Измеряю напряжение на выходе выпрямителя.
Тест второй - мостовой вырямитель.
Обмотки трансформатора включаются попарно последовательно-параллельно. На выходе получается примерно 162в номинальный ток 1.7А К этим обмоткам цепляем диодный мост и на выход ставлю пару конденсаторов подключенных последовательно. Емкость получается такая же 1000мкФ. И снова меняю лампочки и меряю напряжение.
Результаты:
Первая цифра - напряжение на выходе выпрямителя с удвоением напряжения - вторая у мостового выпрямителя.
Без нагрузки - 225 224
40Вт - 221 - 222
60Вт - 219 - 220
75Вт - 217 - 219
100Вт - 215 - 217
150Вт - 210 - 211
200Вт - 206 - 208
Выводы:
Если присмотреться к результатам, то видно что просадка напряжения у выпрямителя с удвоением чуть чуть больше чем у мостового выпрямителя. Но эта разница укладывается в 1% от выходного напряжения. Вполне укладывается даже в ошибку измерения.
Выпрямители по своим нагрузочным характеристикам вполне соответствуют друг другу. Применив мощный трансформатор с запасом по току, и конденсаторы большой емкости он вполне может конкурировать с мостовым выпрямителем. Такой резкой разницы по нагрузочной характеристике, как приведена у Юрия, я не увидел.
На фото лабораторный макет непосредственно перед началом измерений.
(Извините, но у Вас нет доступа в Галерею)
Уважаемый, Александр.
Ваша лабораторная работа заставила более глубже изучить теорию выпрямителей и выяснить истину. Ошибок нет ни у Вас ни у меня. При рассмотрении формул расчета выпрямителя с удвоением все стало по местам. Не буду приводить сложные зависимости даю основную для выполнения условия минимальной разницы напряжения при ХХ и при нагрузки надо что бы выполнялось условие
RnC1>T RnC2>T
Где Rn - сопротивление нагрузки (можно понимать ток), С1 и С2 - емкость (равная) зарядных конденсаторов, Т – период питающего напряжения.
Вооружившись теорией, опыт был повторен.
Напряжение для опыта значение не имеет (согласно формуле) а вот ток и емкость все определила.
При емкостях 4000 мкФ и максимальном токе 300мА выходная характеристика идеальна, отклонения от моста практически нет. Берем реальные (доступные для ламповых схем) емкости 220мкФ последовательно.
Вот тут приведу табличку:
26В – 0мА
21 – 50
17 – 100
14 – 150
12 – 200
8 – 300
Вот такая картина. Отсюда закономерный вывод - хочешь ток бери емкостя по 1000мкФ и будет тебе счастье. Не знаю, Вы интуитивно или рассчитывали взяли правильные емкости, отсюда и результат. Правда я не прикидывал кто выигрывает – трансформатор, конденсаторы (на ламповое напряжение) или габариты. Но это наверное зависит от индивидуальных возможностей.
Электролиты большой емкости на относительно высокое напряжение 200-300в, благодаря нашим китайским друзьям сейчас не такой уж дефицит.
Например CapXon 1500мкФ 350в стоят у нас в магазине 250 руб. А применив такие электролиты в выпрямителе с удвоением напряжения расширяется круг трансформаторов, которые можно использовать для питания ламповых схем.
Иногда нет под рукой тонкого провода для намотки высоковольтной анодной обмотки, а относительно толстый чтобы намотать обмотку вольт на 100-120 есть.
Или когда надо получить высокое напряжение. Например от телевизорного ТСШ-170 можно с удвоением получить порядка 500вольт и запитать гитарный усилитель на EL-34 для которых такое напряжение в самый раз будет. Да и пара конденсаторов на 300 вольт емкостью 800-1000мкФ обходится дешевле чем конденсатор на 400-500мкФ но на напряжение 550вольт. И существенно дешевле.
Еще одно применение выпрямителя с удвоением - это наверное будет эффективно для импульсных источников питания для ламповых схем.
Не всегда на маленький каркас импульсного трансформатора можно уместить высоковольтную анодную обмотку, а вот ее половину - уже намного проще.
Да и емкости для импульсного БП не надо будет искать большие. Там частота высокая и формулу RnC>T выполнить гораздо проще.
Применение, наряду с классическим мостовым выпрямителем, удвоителя напряжения расширяет индивидуальные возможности.
Тема: ОППВ (Прочитано 35559 раз)
21 Декабря 2018, 16:30:23