Автор Тема: Простой маломощный преобразователь напряжения для ламповых устройств  (Прочитано 14746 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн IronYorick

  • Старожил
  • *****
  • Сообщений: 3084
  • +30/-2
  • Андрей
  • Поблагодарили: +930
Для питания маломощных ламповых устройств отмакетировал и собрал такую схему.
Для своего варианта я его интегрировал на печатку, но предложу свой промежуточный вариант простой доработки китайской платки DC-DC Step-UP конвертера типа такого
(Извините, но у Вас нет доступа в Галерею)
на микросхеме xl6009. Это конвертер с довольно высокой частотой преобразования (400 кГц), встроенными защитами, весьма надежный :v:. Вот его datasheet http://lib.chipdip.ru/164/DOC001164799.pdf
На выход конвертера включен умножитель напряжения Шенкеля-Вилларда, причем первым звеном использованы уже имеющиеся на плате диод и конденсаторы.
Количество звеньев умножителя определяется необходимым выходным напряжением, из расчета напряжения на первом звене порядка 40 В. Напряжение выбрано из следующих соображений - минимум звеньев и возможность использовать распространенные диоды Шоттки с допустимым обратным напряжением 100 В. Хотя никто не мешает взять, например, 30 В. Кроме основного выходного напряжения, со ступеней умножителя можно снять одно или несколько промежуточных напряжений с шагом напряжения первого звена, например для питания экранной сетки пентода.
Стабилизация осуществляется по выходному напряжению, для чего цепь обратной связи отключается от штатного выхода платы (проще всего удалить SMD резистор), и , через дополнительный резистор, подключается на выход умножителя. Номинал добавочного резистора рассчитывается исходя из выходного напряжения и фактического сопротивления подстроечного резистора на плате. Его необходимо измерить, поскольку китайские товарищи их ставят из соображений "какой есть". Выходное напряжение рассчитывается по формуле V=1.25*(1+Rfb\R1)
(Извините, но у Вас нет доступа в Галерею)
Конструкция и детали
Детали умножителя собираются на подходящей макетной плате и подключаются к плате проводниками минимальной длины. Диоды применены с барьером Шоттки, 3А 100В, конденсаторы высокочастотные, пленочные или керамические на 100нФ-1мкФ, с напряжением, соответствующим номеру ступени преобразователя. Проще всего взять все одинаковые на максимальное напряжение схемы (в своем случае я применил CL-21 1 мкФ 250В, были под рукой. Выходное напряжение в моем случае 200 В)
Выходной электролитический конденсатор устанавливается при необходимости, порядка 100 - 200 мкФ, сильно задирать его емкость не следует, поскольку возникают проблемы с устойчивым запуском конвертера. Выходной дроссель порядка 100 мкГн. параллельно выходному электролиту (при его наличии) следует включить шунтирующий ВЧ конденсатор.
При эксплуатации следует учитывать, что схема является достаточно сильным источником помех (я их отслеживал в диапазоне до 10 мГц), и может потребовать мер по борьбе с таковыми.
Входное постоянное напряжение подается с внешнего ИП 12-30 В необходимой мощности, накальное напряжение формируется Step-DOWN конвертером на подобной китайской платке на LM2596. Вполне возможно питание всего хозяйства от ХИТ, например кислотного аккумулятора от ИБП.
Выходная мощность определяется КПД преобразователя и допустимой температурой микросхемы. КПД достаточно высок, порядка 90%, однако, штатная посадка микросхемы на плате не обеспечивает достаточного отвода тепла, и ограничивает мощность примерно на 10 Вт. Если потребуется большая мощность, необходимо использовать внешний радиатор.
Точность стабилизации выходного напряжения порядка 0.5%, нагрузочная способность тоже вполне на уровне. Схема на 200 В (умножение на 5) имеет выходное сопротивление порядка 80 Ом.

Оффлайн WolfTheGrey

  • Старожил
  • *****
  • Сообщений: 2041
  • +6/-0
  • Алексей
  • Поблагодарили: +57
Уже пробовали так делать?
С2 С4 могут выбить полевик в инверторе,  Когда полевик закрыт жопка конденсаторов уйдет в + питание инвертора. При открытии полевика этот заряд хлопнет в землю.
Множитель хороше работает с двух полупериудным напряжением, тут идут одно полупериудные импульсы высокой частоты.

Оффлайн IronYorick

  • Старожил
  • *****
  • Сообщений: 3084
  • +30/-2
  • Андрей
  • Поблагодарили: +930
Уже пробовали так делать?
Не пробовал бы - не писал :yes:
Все работает, как автомат Калашникова, пережила мелкосхема и короткое в нагрузке, и оторванную ОС, и даже переполюсовку входного напряжения. Несимметричная нагрузка для 6009 - родная, см. описание.
Я ее на плату лампового УНЧ для бумбокса заЛУТил, ИП работает отлично.
ЗЫ Чего не сказать о всем проекте. Нет, оно конечно работает, хорошо и сверхэкономично, на стержневых лампах, но сама концепция не совсем адекватна - звук не лучше штатной микросхемы, в силу вынужденной глубокой ООС в усе. Да и убогонькой АС донора тоже...
« Последнее редактирование: 05 Декабря 2016, 11:46:18 от IronYorick »

Оффлайн Grey_Sergio

  • Старожил
  • *****
  • Сообщений: 2359
  • +24/-0
  • Сергей
  • Поблагодарили: +86
Спасибо, Андрей, идея классная  :v:

Поспрошаю только неясности - получается R2 надо удалить ? И исходя из каких соображений выбирать Rfb ?

При эксплуатации следует учитывать, что схема является достаточно сильным источником помех (я их отслеживал в диапазоне до 10 мГц), и может потребовать мер по борьбе с таковыми.

Я точно такие ( или похожие ) блоки без переделки применял для питания накалов ламп, в том числе и прямонакальных. Может в ВЧ они и дают помехи, но в аудиодиапазоне - абсолютно ничего.



и добавил...
хотя ответ на второй вопрос про резстор обратной связи я  в тексте первого поста проглядел, сорри. ;-[
« Последнее редактирование: 05 Декабря 2016, 13:13:43 от Grey_Sergio »

Оффлайн IronYorick

  • Старожил
  • *****
  • Сообщений: 3084
  • +30/-2
  • Андрей
  • Поблагодарили: +930
Собрать умножитель на 9 (в твоем случае, 350-370 В).
Р2 - убрать, подстроечик померять, половину его сопротивления (можно и меньше\больше, по необходимому диапазону регулировки) подставляешь в формулу как Р1, находишь номинал добавочного резистора. Потом накручиваешь подстроечник на номинал Р1 между движком и землей и только потом (!) включаешь и точно подруливаешь выходное напряжение. Без этой последовательности настройки и резистора ОС НЕ ВКЛЮЧАТЬ! (оно такими киловольтами плюнет, что улетят все диоды и кондеры, да и охерачит автора неслабо :DIY1:) Блочок, несмотря на милиписечность, довольно мощный, полста ватт, однако.
Проверено электроникой :cr:

Оффлайн dm34

  • Старожил
  • *****
  • Сообщений: 2009
  • +17/-0
  • Дмитрий
  • Поблагодарили: +475
Извините, вам запрещён просмотр содержимого спойлеров.

Онлайн real64

  • Наш человек
  • ****
  • Сообщений: 323
  • +2/-0
  • Евгений, г. Бобров
  • Поблагодарили: +84
   Класс!!!  Только начал задумываться о переделке блока питания лампового микрофона,  и, на тебе - готовое решение по анодному напряжению. Обязательно попробую. Спасибо. 

Оффлайн IronYorick

  • Старожил
  • *****
  • Сообщений: 3084
  • +30/-2
  • Андрей
  • Поблагодарили: +930
А куда презерватив-то подключать? 
;D Можно один конец в рот партнеру, второй партнерше, и если обоих не уебстукнет, значит презерватив кондиционный.
https://youtu.be/EWyECJ_G4nY

и добавил...
real64, думаю, не разочаруетесь :yes:
« Последнее редактирование: 05 Декабря 2016, 16:43:28 от IronYorick »

Оффлайн Grey_Sergio

  • Старожил
  • *****
  • Сообщений: 2359
  • +24/-0
  • Сергей
  • Поблагодарили: +86
Диоды применены с барьером Шоттки, 3А 100В,

У нас в магазине из трехамперных есть только SB360 ( на 60 вольт ) - наверно будет маловато ?

и добавил...
Еще есть на 1 А 100 В  (  10BQ100 )  - номинальный ток будет всего 50 мА вместе с питанием экрана - может тогда и 1 А  хватит ?  В импульсе он держит аж 780 А  :o !
« Последнее редактирование: 07 Декабря 2016, 17:20:23 от Grey_Sergio »

Оффлайн IronYorick

  • Старожил
  • *****
  • Сообщений: 3084
  • +30/-2
  • Андрей
  • Поблагодарили: +930
1 А 100 В
Сергей, пойдет :yes: Если брать 60 В, то напряжение ступени придется брать менее 30В, что неоправданно удлинит "гирлянду". Я тоже брал, что было в нашей лавке :yes: Были на 3А - и фиг с ним.

Оффлайн Grey_Sergio

  • Старожил
  • *****
  • Сообщений: 2359
  • +24/-0
  • Сергей
  • Поблагодарили: +86
Андрей, Спасибо !  1 А диоды приобрел  :)  Еще, извини один тупой вопрос, я в ВЧ технике слаб  ;-[
конденсаторы высокочастотные, пленочные или керамические на 100нФ-1мкФ, с напряжением, соответствующим номеру ступени преобразователя. Проще всего взять все одинаковые на максимальное напряжение схемы (в своем случае я применил CL-21 1 мкФ 250В, были под рукой.
У меня есть красненькие Вима - как они для умножителя подойдут ?
Хочу на выходные попробовать собрать, т к по счастливому случаю такие же как у тебя на фото исходные китайские платки у меня есть.

Оффлайн IronYorick

  • Старожил
  • *****
  • Сообщений: 3084
  • +30/-2
  • Андрей
  • Поблагодарили: +930
Сергей, подойдет любая пленка или керамика, подходящая по напряжению и емкости. Чем высокочастотнее тем лучше (в идеале все это дело лучше на СМД собирать на компактной платке, специально под это дело разработанной, вместе с микрой и дросселем). Каких-то аудиофильских требований не выдвигается.

Оффлайн Grey_Sergio

  • Старожил
  • *****
  • Сообщений: 2359
  • +24/-0
  • Сергей
  • Поблагодарили: +86
Понял ! Приготовился уже делать - и  первый нюанс. На моей платке, хотя и выглядит точно также как и твоя, Андрей,  R1 и R2  поменяны местами. Переменник 10К, СМД резистор -  270 Ом. Как быть ?

и добавил...
Наверно мне проще удалисть СМД а один отвод подстроечника, который сейчас на плюсе ( красный крестик ) перекинуть на общий.
« Последнее редактирование: 09 Декабря 2016, 12:44:48 от Grey_Sergio »

Оффлайн IronYorick

  • Старожил
  • *****
  • Сообщений: 3084
  • +30/-2
  • Андрей
  • Поблагодарили: +930
Отрезать дорожку от верхнего (по схеме) вывода подстроечника, припаять туда проводок к резистору ОС. Выставить 1КОм между движком и землей. Взять резистор ОС 360 кОм 1 Вт. Подстроить итоговое напряжение.

Оффлайн Nova_PA

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 178
  • +2/-0
  • Виктор, Калининград
  • Поблагодарили: +11
    • Блог
Очень, очень интересно!
Уважаемый автор, а разрешите ли Вашу разработку использовать? т.е. попросить у Вас схему, разработать печатку (или использовать Вашу), немного допилить, при необходимости и заказать в виде печатных плат?

Оффлайн IronYorick

  • Старожил
  • *****
  • Сообщений: 3084
  • +30/-2
  • Андрей
  • Поблагодарили: +930
Nova_PA, да, разумеется, я не возражаю. Моя печатка сильно специализированная, узел интегрирован в общую ПП усилителя на стержневых лампах для батарейного устройства (вечером, если интересно кому, фото могу выложить), поэтому лучше ее переразвести. Причем, на СМД компонентах.
Несколько замечаний для самостоятельной комплектации
- гримаса капитализма - раз в 5 дешевле купить готовую платку за 60 рублей и сдуть детали, чем комплектоваться в розницу...
- лучше использовать дроссель с платки (или купить такой-же), распространенные колечки из ИБП на 400 кГц греются (как в моем случае). Если уж очень хочется, то использовать надо кольца, работающие с током подмагничивания.
- резистор ОС выбирать с достаточной мощностью рассеяния.
- предусмотреть адекватную площадь полигона под МС и возможность крепления внешнего радиатора, иначе, повторюсь, больше десятка ватт не снять.

Оффлайн Nova_PA

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 178
  • +2/-0
  • Виктор, Калининград
  • Поблагодарили: +11
    • Блог
Да, маркетинговый вопрос, конечно, стоит очень остро...
Для начала - на популярных площадках я не смог найти данную микросхему в свободной продаже...

Цена готовых платок - конечно, очень привлекательна, но хочется сделать цельное, красивое устройство - без "соплей", чтоб всё подписано было, удобно крепилось и т.д.

Оффлайн IronYorick

  • Старожил
  • *****
  • Сообщений: 3084
  • +30/-2
  • Андрей
  • Поблагодарили: +930
Для начала - на популярных площадках я не смог найти данную микросхему в свободной продаже...
Брал на Али, вот тут https://ru.aliexpress.com/item/Free-shipping-5pcs-Lot-Xl6009-xl6009e1-to263-xlsemi-dc-power-supply-converter-chip-YMW/32234648895.html?spm=2114.13010608.0.0.wIS8rY, но, как видите, цена одной микры вдвое больше готовой платы :( Микрухи, правда, вполне кондиционные. Почему и есть предложение - платы распаивать :d_know:

Оффлайн Nova_PA

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 178
  • +2/-0
  • Виктор, Калининград
  • Поблагодарили: +11
    • Блог
ну тогда хотя бы микрухи с плат сдувать, но на новые платы ставить...

Оффлайн IronYorick

  • Старожил
  • *****
  • Сообщений: 3084
  • +30/-2
  • Андрей
  • Поблагодарили: +930
ну тогда хотя бы микрухи с плат сдувать, но на новые платы ставить...
Угу, и дросселя можно, и подстроечники по идее тоже. И твердотельные электролиты тоже в хозяйстве годятся.

Оффлайн Nova_PA

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 178
  • +2/-0
  • Виктор, Калининград
  • Поблагодарили: +11
    • Блог
Схема, которая опубликована в топе - окончательная?
Нет ли модели или gerber-файла с правильным корпусом микросхемы?

Оффлайн hippo64

  • Старожил
  • *****
  • Сообщений: 6698
  • +76/-8
  • Владимир
  • Поблагодарили: +2035
А чем 34063 не угодила?

Оффлайн Nova_PA

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 178
  • +2/-0
  • Виктор, Калининград
  • Поблагодарили: +11
    • Блог
А чем 34063 не угодила?

Почему не угодила...
Предложите схему, желательно испытанную - так и почему бы нет ))

Оффлайн IronYorick

  • Старожил
  • *****
  • Сообщений: 3084
  • +30/-2
  • Андрей
  • Поблагодарили: +930
Схема, которая опубликована в топе - окончательная?
В функционально самостоятельном устройстве конденсатор Сout (который на платке)  и диод сделать одинаковыми со всеми остальными, тут они рудименты донора.
Нет ли модели или gerber-файла с правильным корпусом микросхемы?
Вот который я использовал, однако, площадь полигона стоило бы увеличить (Извините, но у Вас нет доступа в Галерею)

« Последнее редактирование: 09 Декабря 2016, 15:31:22 от IronYorick »

Оффлайн Grey_Sergio

  • Старожил
  • *****
  • Сообщений: 2359
  • +24/-0
  • Сергей
  • Поблагодарили: +86
Спаял умножитель. Работает !  Андрей, огроменное спасибо за идею ! Микра в самом деле очень надежная, и закоротил я ее, и без нагрузки включал ( нечаянно, конечно  ;D ) - все выдержала.
К тому что на оригинальной платке плюсом 10 диодов. Тот что был на плате SS34 сгорел сразу, его тоже заменил на 100 - вольтный.
300 вольт 30 мА выдает, но и микра, и дроссель сильно греются, даже с радиатором. Больше напругу получить не вышло  :d_know:  как ни крутил подстроечник. При включении 290 вольт, когда микра нагреется доходит до 310, но это все.
Что понял из макетирования. Провода с платы на умножитель нужно не только короткие, но еще и достаточно толстые.

Оффлайн Nova_PA

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 178
  • +2/-0
  • Виктор, Калининград
  • Поблагодарили: +11
    • Блог
Ого, как вы оперативно!
Жду ещё отзывов и комментариев, а так же поддержки желающих.
Затем спроектирую плату, если всем понравится и тема не заглохнет - закажу производство, ну а далее - как обычно со всеми моими проектами.

Оффлайн hippo64

  • Старожил
  • *****
  • Сообщений: 6698
  • +76/-8
  • Владимир
  • Поблагодарили: +2035
Предложите схему, желательно испытанную
Не надо ничего выдумывать, даташитное включение самое правильное.

Оффлайн IronYorick

  • Старожил
  • *****
  • Сообщений: 3084
  • +30/-2
  • Андрей
  • Поблагодарили: +930
Grey_Sergio, Сергей, а какой дроссель стоит на платке? Походу индуктивности мало, и проводок тонкий... За диод - сорри, забыл, что на макете у меня сетка была по 30В и множил на 7 ;-[

и добавил...
hippo64, Володя, вчетверо ниже частота преобразователя (побольше номиналы реактивных эл-тов) и уж совсем мала мощность, рассеиваемая корпусом, для микрофонов, гитарных примочек и т.п, для УМ мало.
ЗЫ
Вообще, мой экземпляр на плате, в ходе отладки, на первой ступени с ошибочно отключенной ОС 184 В выдал
« Последнее редактирование: 09 Декабря 2016, 19:16:29 от IronYorick »

Оффлайн Grey_Sergio

  • Старожил
  • *****
  • Сообщений: 2359
  • +24/-0
  • Сергей
  • Поблагодарили: +86
а какой дроссель стоит на платке?
К сожалению сфоткать так крупно нечем  :d_know:. Номинал на нем 330.
Андрей, раз питание у нас несимметричное ( однополярное то бишь ) - а првильно ли работает  такого вида умножитель ? У меня одна половина  диодов ( что подпитаны от вывода 3 микры ) - умножают, а те, что от общего - сачкуют  ( дают прибавку 5 - 8 вольт всего ), что в общем, логично.

и добавил...
а что-то такого типа сюда поставить нельзя  ? ОС брать с плюсовой полярности.
[ Вложение: Вам нельзя просматривать вложения ]
« Последнее редактирование: 10 Декабря 2016, 15:57:53 от Grey_Sergio »

Оффлайн IronYorick

  • Старожил
  • *****
  • Сообщений: 3084
  • +30/-2
  • Андрей
  • Поблагодарили: +930
Grey_Sergio, Сергей, если поглубже забраться в физику работы схемы, то умножитель у нас получает на вход  ШИМ сигнал от 6009, скважность которого регулируется напряжением обратной связи. Т.е., равное напряжение для положительной и отрицательной полуволн будут при скважности 1 (меандр) (диоды не сачкуют, по твоей метафоре :D) При этом, если быть пунктуальным, выходное напряжение составит Uout= Uin + (n-1)Uin\2, где  Uin - амплитуда видеоимпульса на входе. На обстоятельства эти я "заложился" при определении допустимого напряжения диодов и исходя из допустимого выходного напряжения м\с. В разумных пределах скважности, описанным выбором элементов схемы и регулировкой достигается необходимый рез-т.   
Твой индуктор (дроссель) не накапливает необходимой энергии, а рассеивает ее в тепло (вероятнее всего в силу хренового феррита и, возможно тонкого провода) При этом ключевой транзистор открыт практически весь период, что и вызывает все наблюдаемые тобой аномалии.

При выборе схемы умножителя я отказался от схем, начинающихся с емкости, в силу достаточно высоких требований, к ней выдвигающихся (через нее будут протекать весьма серьезные импульсы тока, и емкость должна быть существенной)                                                               

 

Похожие темы

  Тема / Автор Ответов Последний ответ
24 Ответов
16492 Просмотров
Последний ответ 13 Ноября 2016, 12:58:45
от Lynx
21 Ответов
16909 Просмотров
Последний ответ 24 Июля 2011, 01:41:11
от L0ki
296 Ответов
125251 Просмотров
Последний ответ 16 Декабря 2016, 00:58:30
от cu6apum
58 Ответов
22133 Просмотров
Последний ответ 15 Ноября 2017, 15:29:21
от WolfTheGrey
81 Ответов
22638 Просмотров
Последний ответ 06 Сентября 2016, 20:03:38
от das