Jump to content

Recommended Posts

Внимание: схема усилителя модернизировалась и отлаживалась достаточно продолжительное время. Поэтому к повторению рекомендуется последняя версия, находящаяся по адресу http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=148426

V.2013 PRO

Часть первая.

Зачастую радиолюбители собирают УМЗЧ не только для дома, но и для озвучивания мероприятий, например, юбилеев, свадеб и корпоративов. Для подобных целей обычно требуется значительно бОльшая выходная мощность, нежели чем для домашнего прослушивания. Нередки случаи, когда для озвучивания зала на 50-100 человек требуется порядка киловатта и более.

К профессиональному усилителю предъявляется целый ряд жёстких требований. Во-первых, он должен быть надёжен. Короткие замыкания по выходу и токовые перегрузки не должны приводить к отключению УМЗЧ и необходимости внешних воздействий на него, например, сброса защиты.

Во-вторых, запас устойчивости такого усилителя должен быть значительно выше, чем у бытового, поскольку профессиональные АС часто оснащены фильтрами высоких порядков и импеданс такой АС может обладать повышенной ёмкостной составляющей.

В-третьих, наличие целого ряда сервисных функций, таких как симметричный вход и лимитер, необязательных для дома, в профессиональных условиях становится необходимым.

В-четвёртых, система защиты такого усилителя должна быть спроектирована с учётом возможности неожиданного ухудшения условий охлаждения (выхода из строя вентилятора), а также она должна спасти акустику даже в случае «сваривания» контактов реле системы защиты. Для адаптации принудительного охлаждения к выходной мощности усилителя, чтобы не раздражать шумом на малых мощностях и в то же время обеспечить достаточную интенсивность продува на высоких, она должна автоматически подстраиваться под выделяемое на радиаторах тепло. В то же время система обдува должна обладать способностью сравнительно быстро «разгонять» обороты вентилятора, чтобы сорвать застывшую смазку в подшипниках после простоя и обеспечить работу.

В-пятых, высокая выходная мощность не должна предполагать ухудшение качественных показателей в угоду надёжности. Часто считаются допустимыми нелинейные искажения порядка 0,05…0,1%, в то время как для домашнего использования такие цифры звучат как неприемлемые.

В настоящее время набирает популярность класс Д, представляющий собой широтно-импульсную модуляцию ВЧ сигнала с последующим интегрированием в выходном фильтре и удалением ВЧ составляющей. Из достоинств можно отметить высокий КПД, малое тепловыделение. Однако есть несколько спорных моментов, например, реализация качественных параметров, легко достижимая классическими методами, в ШИМ-усилителях предполагает усложнение как схемотехнических, так и конструктивных решений. Как минимум, требуется повышение «несущей» частоты, что снижает экономичность и накладывает жёсткие требования на конструктив.

Интересны гибридные решения, в которых используется классическое усиление класса АВ, но питания плеч модулируются в зависимости от входного сигнала. Практически это аналог класса G, о котором будет упомянуто далее, но вольтодобавка осуществляется способом ШИМ, более экономичным. Это позволяет питать усилитель малым напряжением в покое и отвести ему роль корректора ошибок ШИМ-трекера. По такому принципу построены многие аппараты фирмы Yamaha. В усилителе модели D7000, например, плечи питаются напряжениями +\- 6В, в то время как сам ШИМ-трекер запитан от +\-150В.

Для самостоятельного изготовления мощного УМЗЧ можно обратить внимание на популярные методы повышения выходной мощности, так называемые классы G и H. Первый предполагает вольтодобавку к питанию выходного каскада УМЗЧ, совпадающую по форме с усиливаемым сигналом, в то время как второй – ступенчатое переключение плеч ВК между несколькими уровнями напряжения (этажами), подаваемыми с блока питания.

Рис.1. Иллюстрация работы вольтодобавки для класса G. post-64241-0-70551000-1363615888_thumb.gif

Рис.2. Коммутация питания ВК в классе Н. post-64241-0-96983400-1363615889_thumb.gif

Первый имеет лучшие характеристики, поскольку в нём отсутствуют помехи коммутации, в то время как второй дешевле в реализации и обладает достаточно высокими параметрами при правильном подходе. КПД обоих классов усиления примерно равен 75% для двухэтажного варианта, однако если на максимальной выходной мощности в классе G основная нагрузка ложится на транзисторы второго этажа, то в классе Н – на первый этаж. Тепловыделение в коммутирующих полевых транзисторах мало, если они обладают низким сопротивлением открытого канала.

В основу предлагаемого усилителя был положен уже известный читателям аппарат, V.2012 PRO. Однако в него были внесены некоторые изменения, чтобы повысить напряжения питания УМЗЧ, а также встроена система защиты непосредственно на плату усилителя. Также увеличена глубина коррекции, чтобы усилитель был полностью устойчив в моменты ограничения сигнала и при переключении этажей питания ВК. Система защиты теперь интегрирована с лимитером, чтобы полнее защитить усилитель и облегчить жизнь контактам реле в случаях нештатного отключения нагрузки на полной выходной мощности.

Последний момент нуждается в пояснении.

В усилителе изначально была введена цепочка для плавного нарастания громкости. При подаче питания времязадающий конденсатор вызывал полное закрытие лимитера, по прошествии некоторого времени конденсатор заряжался и лимитер входил в штатный режим. Практически одновременно с этим система защиты подключала АС.

Если связать между собой два этих события по алгоритму работы, то становится ясным, что вполне достаточно одной цепи задержки вместо двух, а лимитером можно управлять от системы защиты, тем более что у него достаточно большое время восстановления и малое - срабатывания.

Также отсюда вытекает второй, менее очевидный момент. Поскольку транзистор, управляющий реле защиты, работает в момент подключения не в ключевом режиме, а плавно увеличивает напряжение на обмотке реле, и только потом переходит в состояние насыщения, то логично предположить, что в момент срабатывания защиты и отключения нагрузки разрядка времязадающего конденсатора и исчезновение напряжения на обмотке реле происходят тоже не мгновенно. Это подтверждается анализом схем многих подобных систем защиты. Следовательно, схемотехнически можно сформировать переходный момент около десятка миллисекунд, вполне достаточный для срабатывания лимитера, пока контакты реле ещё не разомкнулись. В этот момент усиление лимитера снижается практически до нуля и выходной сигнал УМЗЧ резко уменьшается. А это, в свою очередь, снижает ток через контактную группу реле, позволяя предотвратить их заваривание дугой в момент размыкания. Это позволяет существенно снизить риск аварийных ситуаций для АС и использовать реле там, где обычно его не применяют. Кроме того, реле само по себе – прибор достаточно инерционный, и по даташиту, например, длительность размыкания контактов у реле фирмы TTI, составляет 10мСек.

(http://lib.chipdip.r...OC000156913.pdf)

Технические данные усилителя:

Выходная мощность на нагрузке 4 Ома, не менее 900 Вт

КНИ в звуковом диапазоне (20…20000 Гц) не более 0,03%

Номинальное входное напряжение 0,775В

Принципиальная схема, краткое описание узлов.

post-102175-0-40253900-1395384923_thumb.gif

Рис.3. Принципиальная схема УМЗЧ.

Усилитель состоит из входного дифференциального усилителя, лимитера, собственно УМЗЧ, системы релейной защиты, контроллера обдува и симисторной защиты, а также блока питания.

Входной дифференциальный усилитель особенностей не имеет и типичен для профессиональной аппаратуры. Схема лимитера имеет много общего с уже описанным в журнале V.2012 PRO. Изменениям подвергся узел выделения клипа. Вместо двух транзисторов разной структуры теперь используется один VT4, работающий для положительной полуволны в режиме с общим эмиттером, а для отрицательной с общей базой. Уменьшено время восстановления.

Цепочка VD2R27 осуществляет связь лимитера с системой защиты. В любой ситуации, когда реле обесточено, благодаря этой связи сигнал, поступающий на вход УМЗЧ, не будет проходить на его выход. Лимитер воспринимает отключение реле как попадание усилителя в ограничение и снижает усиление почти до нуля.

Светодиод HL1 отображает даже кратковременное возникновение ограничения выходного напряжения. Выводится на переднюю панель.

Регулятор уровня R20 также выведен на переднюю панель и управляет необходимым усилением в канале. Логично расположить его рядом с пиковым индикатором.

Построение собственно усилителя также имеет немного отличий от V.2012 PRO. Разницей можно считать неинвертирующее построение, отсутствие интегратора и несколько другое решение местной ОС в усилителе напряжения. Ток покоя транзисторов УН задаётся резисторами R42, R43. Светодиоды HL2, HL3 защищают выходные транзисторы УН от большого выходного тока при срабатывании токовой защиты или достижении ограничения (клипа). Конденсаторы С24, С27 задают миллеровскую коррекцию усилителя напряжения, а С25, С26 корректируют его на опережение, компенсируя запаздывание сигнала местной ОС с выхода УМЗЧ. С29 задаёт полюс усилителя напряжения. Преддрайверные транзисторы запитаны от второго этажа, а драйверные – от коллекторов ВК для снижения средней мощности рассеяния. В качестве драйверных транзисторов использована известная пара MJE15032\MJE15033, имеющая высокое рабочее напряжение и мощность рассеяния до 60Вт. Применение одной пары 2SA1837\2SC4793 не представилось надёжным решением из-за выхода за границы ОБР.

Параллелить же несколько пар не хотелось, чтобы не увеличивать габариты платы.

Источник смещения усилителя (VT11) выполнен по классической схеме двухполюсника, но для дополнительного повышения температурной «кривизны» добавлено два диода VD7, VD8, которые должны иметь тепловой контакт с радиатором. В авторском экземпляре был получен вполне удовлетворительный результат по стабильности тока покоя.

Стабилитроны VD19, VD20 и включенные им параллельно С47, С48 создают две точки, потенциал которых сдвинут на 15В в обе стороны от выходного напряжения. Эти точки используются для обратного смещения диодов Шоттки в токовой защите усилителя, а также задают пороги переключения коммутаторов этажей питания ВК. При подходе напряжения на выходе усилителя к уровню питания первого этажа ближе, чем на 15В (для обеих полярностей одинаково), срабатывает соответствующий компаратор и открывается полевой транзистор, увеличивающий напряжение питания плеча до уровня второго этажа (110 Вольт). При снижении выходного напряжения происходит обратный процесс. Во избежание «дребезга» компараторы имеют небольшой гистерезис. Порог срабатывания задан схемотехнически и привязан к питающим напряжениям, поэтому никаких подстроек при правильном монтаже делать не нужно. Схемотехника коммутаторов практически аналогична той, что применена в усилителях QSC, за исключением полной симметрии в отличие от вольтодобавки по цепи затвора в положительном плече исходника.

Встроенная на плате УМЗЧ система релейной защиты, помимо классической задержки подключения АС и защиты от постоянного напряжения на выходе УМЗЧ, дополнена узлом определения сопротивления нагрузки на VT18, а также компаратором термальной защиты ОР5. Чтобы возникающие при работе мощного усилителя просадки трансформатора не повлияли на работу системы защиты, её питание стабилизировано микросхемой LM7812. Также на плате расположена цепь Цобеля. Терморезистор NTC1 термальной защиты можно закрепить посередине радиатора, эта часть его обычно наиболее нагрета. Удовлетворительным можно считать закрепление терморезистора на его собственных выводах через термоклей.

To be continied... :)

Схема в Splan H-class.zip

Комплект чертежей печатных плат самого УМЗЧ в трёх вариантах разводки включая односторонку под ЛУТ, а так же БП, BIAS и защита АС, всё в одном файле. V2013 (2).lay

________________________

Вот что еще надо будет делать для полного успокоения души :)

Симисторная защита - на тот самый случай, если усилитель вдруг сгорит, а контакты реле заварит, несмотря на то, что лимитер связан с системой защиты и отключение реле будет сопровождаться снижением громкости за несколько десятков миллисекунд до размыкания контактов. Последняя надежда спасти акустику. Впрочем, оно оправдано. Да и выходные катушки надо где-то разместить, не навесом же. Динисторы свободно снимаются от дохлых энергосберегаек.

Контроллер обдува - потому что каналов два, а вентилятор для параллельного туннеля берётся один. Ну и любопытно же, какой именно канал сильнее нагрелся, что приходится обдувать - светодиоды покажут, какой. Да, регулировка оборотов - плавная.

Прикрепленные миниатюры

контроллер обдува.GIFpost-102175-0-67889800-1395408952_thumb.png

Часть вторая.

Плата контроллера обдува и симисторной защиты управляет вентилятором, поскольку каналы усилителя расположены каждый на своём радиаторе, а кулер только один. Совсем необязательно, что оба канала будут рассеивать одинаковую мощность, следовательно, управлять обдувом надо по наиболее нагретому радиатору.

Симисторная защита – это последний шанс сохранить акустику в случае, если релейная защита всё-таки подведёт. При появлении постоянного напряжения любой полярности открывается динистор, импульс тока через него открывает симистор, который закорачивает выход УМЗЧ через предохранитель на землю. В результате предохранитель сгорает, а АС остаётся целой.

Блок питания выполнен классическим. Используется мощный тороидальный трансформатор мощностью не менее 1000Вт, диодные мосты, допускающие нагрузку до 50А и конденсаторы суммарной емкостью 80.000мкф на оба канала.

На плате блока питания размещены оксидные конденсаторы, диодные мосты с закрепленными на них радиаторами, силовой трансформатор и элементы цепи его первичной обмотки. Для усиления крепления трансформатора со стороны фольги на текстолит следует подложить широкую шайбу или крестовину из дюралюминия, чтобы разгрузить текстолит.

Плата УМЗЧ в начале сборки. http://forum.cxem.ne...7

УМЗЧ в финальной стадии сборки. http://forum.cxem.ne...80#comment-1755466

Детали, конструкция.

В блоке питания силовой трансформатор должен иметь габаритную мощность не менее 1000Вт. Для питания УМЗЧ используются обмотки с напряжением по 40В. Номинальный ток обмоток следует принять не менее 15А, но чтобы не увеличивать габариты трансформатора, можно выбрать диаметр провода 2мм. Система защиты каждого канала питается от отдельной обмотки 15В 0,5А. Контроллер обдува включен по питанию параллельно одной из систем защиты каналов.

Диодные мосты типа KBPC5008 или с более высоким обратным напряжением. Возможно размещение мостов не на плате, а на корпусе усилителя через термопасту. Радиаторы охлаждения в таком случае для них не требуются.

Конденсаторы – фирм Jamicon, Capxon, Samhwa. Плёночные конденсаторы – емкостью 0,1мкФ и напряжением не менее 100В. Вполне нормально будут работать К73-17.

Термисторы брались от компьютерных БП FSP PNR450. Подойдут аналогичные по месту применения, но обязательно пара идентичных.

Сетевой выключатель – на ток контактов не менее 10А.

В усилителе мощности можно применить в качестве сдвоенного ОР1 микросхемы AD823, NJM4580, NE5532, OPA2134, ОРА2132, OPA1642 (через переходник SOIC-DIP8). В качестве OP2 подойдут ОРА132, ОРА1641, ОРА827. Микросхемы типа NE5534, LM318 здесь не подойдут, поскольку балансировки на печатной плате не предусматривалось, а с данными ОУ будет большой уровень напряжения смещения на выходе. Оптопара АОР124А совместима с АОР124Б2 без изменений в схеме. Её можно заменить на VTL5C3.

Выходные транзисторы надо стараться использовать из одной партии в каждом плече. Дело в том, что у разных партий транзисторов может несколько отличаться напряжение эмиттер-база, в результате транзистор с меньшим напряжением будет больше греться.

В качестве радиаторов были использованы профили АВ0096 длиной 30 см. Выводы оконечных транзисторов отформованы так, чтобы транзисторы находились бы на удалении свыше 5 мм от края радиатора. В качестве теплопроводных прокладок была использована слюда толщиной 0,1мм под оконечные транзисторы, а под драйверы, полевые транзисторы и диоды использовались стандартные прокладки ТО220 из материала Номакон. Вследствие близкого размещения преддрайверного и драйверного транзисторов, следует обрезать прокладку под последний таким образом, чтобы она не попадала под соседний транзистор. Нелишним будет напомнить про необходимость использования теплопроводной пасты. Автор использовал КПТ-8.

Последовательность пайки должна быть следующей: сперва запаиваются все СМД-компоненты. Затем – по мере нарастания габаритов. Гасящие резисторы монтируются вертикально от платы, под углом 90* к ней. Эмиттерные резисторы выходного каскада следует паять на высоте от платы около 5 миллиметров, т.к. под ними находятся СМД-резисторы системы защиты. Все проводники печатной платы, по которым течёт большой ток, должны быть усилены лужёным медным проводом диаметром 1мм. Важно не забыть про дорожку между истоком VT36 и клеммой -110В.

Блокировочные конденсаторы по питанию усилителя напряжения С20, С23, С41, С42 должны быть рассчитаны на напряжение не менее 150В. То же самое относится к С51. Конденсаторы С58, С59 на напряжение 100В и выше. Следует учесть, что через последние в момент коммутации течёт весьма приличный ток, поэтому очень важно обратить внимание на надёжность конденсаторов. Неплохо работают в этом узле отечественные К73-17 и, как ни странно, зелёный китайский лавсан. Хуже - малогабаритные конденсаторы. Вообще, из-за больших импульсных токов при малой площади соприкосновения обкладок и выводов может произойти разрушение контакта. Можно попробовать применить керамические СМД - конденсаторы формата 1206, 1210, рассчитанные не менее чем на 100В.

Переменный резистор R20, монтируемый на передней панели, рекомендуется использовать двухсекционным на 20 кОм, запараллелив секции между собой. Это снизит вероятность нарушения контакта между движком и дорожкой. Располагаемый рядом с ним светодиод пикового индикатора следует выбирать из сверхяркой серии, чтобы он был заметен. Светодиоды же HL2, HL3, расположенные на плате – обычные малогабаритные красного цвета свечения. Применение другого цвета свечения здесь недопустимо, т.к. важно падение напряжения.

Резистор R в «земляном» проводе входной цепи следует установить, если вследствие неудачного монтажа образуется земляная петля через источник сигнала. Несмотря на большое подавление наводки через входной дифф. усилитель, для её дальнейшего снижения следует впаять резистор 0,5Вт 3,3Ом в разрыв между «земляной» клеммой входного разьёма Canon и экраном сигнального провода. Размещать его между клеммой печатной платы и экраном менее эффективно с точки зрения работы экрана кабеля.

Реле нужно выбирать с переключающими контактами, рассчитанными не менее чем на 16А. Подойдут, например, такие:

http://www.chipdip.r...239-5-rt314012/

http://www.chipdip.r...12vdc-sd-1ce-r/

Стоит учесть, что при полной выходной мощности такие реле будут уже на пределе своих возможностей и рекомендуется использовать реле с более мощными контактами, допускающими до 30-40А. Такие реле придётся монтировать вне платы.

Для обдува радиаторов использовался кулер размером 92*92мм, напряжением 12В и током потребления 0,43А. Из четырёх проводов, идущих к вентилятору, было оставлено только два: +12В и земля. Два других, от датчика оборотов и управление скоростью PWM не используются. Ток потребления, указанный на вентиляторе, косвенно указывает на его производительность, это следует иметь в виду.

Динисторы в узле симисторной защиты можно применить от сгоревших энергосберегающих ламп или подобные, с напряжением срабатывания от 30 до 50Вольт, чтобы не вызвать ложное срабатывание их во время процесса включения УМЗЧ.

Выходная катушка L1 наматывается на хвостовике сверла диаметром 10мм и содержит 15…18 витков провода диаметром 1,5мм. Допустимо использовать намотку в два слоя. После изготовления витки следует закрепить клеем, лаком или термоусадкой.

Полевой транзистор VT3 располагается на небольшом теплоотводе площадью 30..50 кв.см. Либо выносится с платы на проводах и крепится на корпусе усилителя через теплопроводную прокладку или слюду.

Контроллер обдува.Симисторная защита АС. http://forum.cxem.ne...40#comment-1829435

Налаживание УМЗЧ.

Излишне будет напоминать, что все манипуляции при наладке следует вести с использованием страховочной лампы в цепи первичной обмотки сетевого трансформатора. Автор использовал целый набор лампочек 4*200Вт плюс галогенную лампу 1кВт. Все стадии, включая начальную установку тока покоя, следует проводить с лампой 200Вт, после тестового прогона усилителя без нагрузки, но с сигналом для просмотра работы коммутаторов и лимитера, а также тестирования компонентов на надёжность суточным прогоном под напряжением без сигнала и нагрузки, суммарную мощность ламп следует постепенно нарастить. Окончательное тестирование на нихромовую спираль в воду с точной подстройкой тока покоя можно проводить со всеми лампами в параллель. И только после тщательных проверок - напрямую в розетку. Предполагается, что схема собрана из исправных деталей и не содержит ошибок монтажа.

Процесс следует начать с проверки системы релейной защиты. Для этого следует подключить обмотку 15В к плате усилителя, остальные напряжения пока не подавать. На плате следует временно выпаять диод VD9.

Вместо акустической системы к клеммам «Земля» и «Выход», расположенным на плате около реле, подключаем резистор мощностью не менее 0,5Вт и сопротивлением 3 Ома. (далее - эквивалент нагрузки, Э.Н), Подаём питание, на базе VT18 выставляем напряжение 1,3...1,4В подстройкой R83. При этом на Э.Н. должно падать около 100мВ. Реле сработать не должно.

Медленно крутим подстроечник R83, уменьшая напряжение на базе VT18 до 0,92...0,96В. Должен раздаться характерный щелчок срабатывания реле. Включение на место Э.Н. резистора 1,5...2 Ома не должно сопровождаться срабатыванием реле при включении сетевого напряжения.

Когда определение сопротивления нагрузки настроено, убираем резистор и тестируем защиту подачей напряжения 5...10В на точку соединения базы и эмиттера транзисторов Т12, Т13 через резистор 51 кОм. Защита должна отключать реле при обеих полярностях подаваемого напряжения. Это тест защиты от постоянки на выходе.

Далее настраиваем термальную защиту. Впаиваем диод VD9 на место, движок подстроечника R111 изначально ставим в правое по схеме положение. Сопротивление R111 должно получиться таким, чтобы при требуемой температуре отключения акустики на выходе компаратора ОР5 было бы низкое напряжение, близкое к потенциалу земляного провода. Если терморезистор NTC1 нагрет недостаточно (и усилитель в рабочем режиме, соответственно), то на выходе ОР5 должно быть около 12В. Порог термальной защиты разумно установить около 70..75*С.

Установку тока покоя следует начать в холодном состоянии усилителя, выставив на эмиттерных резисторах ВК падение по 5…8мВ подстройкой R62 . Далее усилитель оставляем под напряжением, пока температура радиатора не поднимется до 45..50*С. Проверяем ток покоя на этих же резисторах. Скорее всего, что он вырастет, тогда возвращаем его в прежнее значение – 25мА на транзистор, это около 8мВ падения.

Далее рекомендуется выпаять подстроечный резистор и заменить его одним-двумя СМД-резисторами с как можно более близким сопротивлением. Размещение термотранзистора – в самом горячем месте радиатора, как правило, оно около выходного каскада.

Коммутаторы проверяются следующим образом. На вход усилителя подаётся сигнал 1 кГц напряжением 1В, на выход УМЗЧ подключается осциллограф. При увеличении размаха сигнала на выходе усилителя до 75В и выше (от пика до пика) на коллекторах выходного каскада должно наблюдаться переключение напряжений питания, подобное изображению на рис.2 в первом посте темы. Следует обратить внимание на то, что радиатор должен быть обязательно соединён с общим проводом блока питания усилителя. В противном же случае наводки от коммутации этажей питания могут сбить с толку при наладке и существенно увеличить искажения. В законченном конструктиве это условие легко выполнить, если соединить Мекку с корпусом УМЗЧ. Если всё смонтировано правильно, то помеха от переключения будет не видна на выходном сигнале 1 кГц и еле-еле угадываться – на 10кГц. При тесте на 10кГц нужно быть очень осторожным, т.к. может сгореть цепь Цобеля из-за большой выделяемой мощности на R127.

Лимитер настраивается так. Резистор R30 ставится в положение минимального сопротивления. На выход усилителя подключается осциллограф. Уровень входного сигнала выбирается таким, чтобы было заметно начало сплющивания верхушек синусоиды. При этом будет заметно подсвечивание светодиодов HL2, HL3, а также будет светиться индикатор клипа HL1. Постепенно увеличивая сопротивление R30, добиваемся полного исчезновения визуально заметных искажений верхушек синусоиды. Для гарантии откручиваем подстроечник ещё на один полуоборот. Светодиоды HL2, HL3 должны полностью погаснуть.

В последнюю очередь следует подключать симисторную защиту. Временно вместо предохранителя 20А ставится лампа 100Вт 220В, а провод, который должен быть подключен к выходу УМЗЧ, поочерёдно подключается к плюсовой и минусовой шинам 110В. В обоих случаях лампа должна практически сразу загораться, т.к. симистор будет открываться.

Затем, не убирая лампу, следует подключить провод от защиты к выходу УМЗЧ, подать сигнал на вход усилителя, как тестовый синусоидальный, так и реальный музыкальный, желательно с большим содержанием НЧ, установить уровень сигнала до срабатывания лимитера и убедиться, что зажигания лампы не происходит ни на одном из тестовых фрагментов. Только после этого, а также после нескольких контрольных включений\ выключений усилителя, можно заменить лампу на предохранитель.

Контроллер обдува настраивается сравнительно просто. Конденсаторы 0,33мкФ сначала не впаиваются. Терморезисторы размещаются на одном из радиаторов близко друг к другу, чтобы их температура практически совпадала. При прогреве радиатора до 45..50*С следует настроить подстроечные резисторы по одновременному срабатыванию ОУ в обоих каналах (зажигание индикаторов «Обдув» должно быть практически синхронным, как и погасание). После этой процедуры конденсаторы запаиваются на место, а терморезисторы устанавливаются на радиаторы соответствующих каналов. Если скорость обдува увеличивается медленнее, чем это нужно для сдува тепла с радиаторов, емкость данных конденсаторов следует уменьшить и наоборот.

Тестовый прогон рекомендуется осуществлять на нихромовую спираль сопротивлением 4 Ома, намотанную поверх проволочного резистора ПЭВ-10 с сопротивлением выше 100 Ом. Этот эквивалент нагрузки необходимо опустить в ведро с водой, поскольку без охлаждения нихром просто сгорит.

Сравнительное прослушивание показало, что усилитель на «домашней» громкости сохранил лёгкость и неутомляемость звучания, с «фирменной» проработкой сцены и деталей. Вместе с тем при высокой выходной мощности он позволяет добиться напористого, мощного звучания, которое и требуется для качественной озвучки мероприятий.

Вадим Викторович Могильный, г. Новокузнецк, (с) 2014.

Ну и не для журнала, хочется поблагодарить Василия Котченко (г. Львов, ник на форуме - Василий45) за качественные силовые трансформаторы для усилителя и Лучезара Каплиева (г. Воронеж, ник на форуме Gora) за качественные радиодетали и комплектующие. Спасибо, ребята!!!

Edited by waso
обновил пост

Share this post


Link to post
Share on other sites

В процессе разработки хотелось создать качественный, красивый усилитель, обладающий всеми необходимыми степенями защит, нужными для профессиональной работы. За основу была взята уже отработанная структура композитного усилителя, после дополнения её коммутаторами питания оконечного каскада получилась следующая схема (рисунок)

Усилитель практически самодостаточен в плане степеней защит, на плате содержится, помимо токовой защиты, также и релейная, что позволило внедрить определение сопротивления нагрузки при включении УМЗЧ в сеть, а также отключение АС при перегреве.

Лимитер имеет плавное нарастание громкости при включении, а также за счёт связи его с системой защиты, сильно снижает риск подгорания контактов реле при их размыкании в случае нештатной ситуации. Достигается это следующим образом.

Для управления реле используется полевой транзистор, не обладающий бесконечной крутизной и имеющий небольшой пропорциональный участок сопротивления канала от напряжения между затвором и истоком, а напряжение отпускания реле меньше, чем напряжение срабатывания. В открытом состоянии полевой транзистор IRF540 имеет сопротивление канала менее 0,1 Ома, на котором падает порядка сотой доли вольта. Когда же он закрыт - через сопротивление обмотки реле на его стоке присутствует +12В. Поскольку управление реле (заряд\разряд времязадающего конденсатора С37) происходит не мгновенно, то имеется некоторый момент времени, в котором напряжение на обмотке реле падает, а на канале транзистора – нарастает.

Цепочка VD2R27 связывает защиту с лимитером так, что если реле обесточено, то и лимитер снижает усиление практически до нуля. Со снижением тока, протекающего через реле, синхронно снижается усиление лимитера. Таким образом, к моменту размыкания контактов реле (срабатывания защиты) ток через них снижается до безопасного минимума, при котором образование межконтактной дуги не произойдёт.

Датчиком напряжения перегрузки в лимитере работает транзистор VT4 для обоих полуволн, только для одной он работает с ОЭ, а для другой- с ОБ. Совпадение перегрузки в отрицательной полуволне и срабатывания защиты также вызовет срабатывание транзистора.

Лимитер в остальном уже хорошо знаком. Симм. вход выполнен на ОУ NE5532, из соображений разумной достаточности.

Усилитель также не представляет чего-то особо нового. Балансировочный резистор для ОУ на схеме отсутствует (постоянки с ОРА134 было менее 10мВ), но на плате он разведён.

Источник смещения выполнен на отдельной платке, выносимой на радиатор. На ней, кроме VT11, находятся С28, С34, VD7, VD8, R60, R61, R62 Диоды, хоть и не находятся в непосредственном тепловом контакте с радиатором, всё же заметно подогреваются от него, что увеличивает «кривизну» термостабилизации и улучшает этим её работу.

Подстроечный резистор после настройки можно заменить на СМД-резистор ближайшего номинала.

Для коррекции достаточно подобрать один конденсатор, С29, по отсутствию малейших признаков самовозбуждения УМЗЧ. Как правило, достаточно емкости от 330 до 510пФ.

Коммутаторы при правильной сборке в настройке не нуждаются.

В термозащиту надо поставить R103 близкого номинала к сопротивлению NTC1 при ожидаемой температуре отключения. При выполнении этого условия подстроечник R111 предоставит наибольший диапазон регулировки.

R83 задаёт минимальное сопротивление нагрузки, при котором реле еще подключит нагрузку к усилителю.

Силовые дорожки печатной платы необходимо усилить лужёным медным проводом сечением 1кв.мм. Места для пайки провода выделены в виде дорожек маской по олову. В противном случае фольга платы не выдержит таких токов (более 20А для нагрузки 4 Ома).

Кое-как победил модель в 12м Мультисиме, входное напряжение увеличивать нельзя-модель вылетит. Вообще, пришёл к выводу, что класс Н симулируется в МС очень плохо (файл amplifier.zip)

БП V2013.zip

amplifier.zip

Edited by Спиридонов
удалил вложения

Share this post


Link to post
Share on other sites

Руководство для разработчика приложений на базе STM32WB55

Представив двухъядерные беспроводные микроконтроллеры STM32WB для IoT-приложений, компания STMicroelectronics предлагает разработчикам экосистему, включающую в себя отладочные платы, примеры кода для микроконтроллера, готовое ПО всех уровней и большой массив документации.

Читать статью

Оптимизирую коррекцию в железе, кое-что можно снизить еще, это даст уменьшение КНИ. В частности, С25, С26 скинул до 82пФ, С29 - до 220 пФ, работает устойчиво, буду пытаться еще уменьшить. С выложенными на схеме номиналами запускается с полпинка, если всё собрано правильно.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Привет ВСЕМ!

Вадим, что дают диоды VD7/8 в регуляторе тока?

Уже прочитал, извиняюсь :thank_you2:

Edited by 1950

Share this post


Link to post
Share on other sites
                     

Контроль в спящем режиме: повышение КПД батарейного питания с помощью DC/DC MAX17225 nanoPower

В статье описан практический опыт разработчика, применившего повышающий DC/DC-преобразователь MAX17225. В результате ряда практических экспериментов, потребовавших существенного обновления технической базы компании-разработчика, автор убедительно доказывает преимущества выбранного компонента и схемотехнической реализации. Увеличенное на 50% время автономной работы лучше других аргументов говорит об эффективности конвертеров MAX17225, а также о важности предварительной оценки элементной базы.

Подробнее

Привет, Виктор!

Я ж написал про них:

Источник смещения выполнен на отдельной платке, выносимой на радиатор. На ней, кроме VT11, находятся С28, С34, VD7, VD8, R60, R61, R62 Диоды, хоть и не находятся в непосредственном тепловом контакте с радиатором, всё же заметно подогреваются от него, что увеличивает «кривизну» термостабилизации и улучшает этим её работу.

Короче говоря, откорректировал, получилось, что в схеме коррекция указана с приличной перестраховкой, но это даже к лучшему. Спокойно снижается С25, С26 до 68 пФ, С29 - до 220пФ, дальше уменьшать уже не стал, эстрадник должен быть надёжным и не обладать даже потенциальной неустойчивостью. Корректируется примерно так же, как и V.2012. Фотограф с кадрами осциллограмм уехал на сьёмку, фоты - позже. На балансировку ОУ можно забить, 6..8 мВ не стоят дополнительных усилий.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ждёмс фото.

WASO, можете выложить ПП которую отправляли в производство?

Реально сделать ПП в домашних условиях? Или нужно искать производство?

Share this post


Link to post
Share on other sites

ПП двусторонняя, с металлизацией отверстий, дома такое сделать нереально (то, что на фотографии - это прототипная заводская, без маски\шелкографии)

Выкладывать пока не буду, до полной проверки схемы. Позже разошлю чертёж заинтересованным людям, но в свободном доступе его не будет (прошу без моего согласия не выкладывать нигде) - для защиты от наших узкоглазых друзей. Это уже серьёзный ПРО-девайс, нафига мне надо их кормить?

Фотосессия:

1) 10В\деление, размаха шкалы не хватает

2) ну где-то вот так )))

3) вид со стороны СМД

4) Шумовая дорожка, 5 мВ\дел

5) размах около 80В, видны помехи коммутации этажей (радиаторы не заземлены)

6) вид половины синуса, чуть заметна помеха ( тоже, не заземлено)

7) Работа коммутатора, плюсовое плечо

8) то же, минусовое

9) помеха при развертке

10,11 - тут всё понятно ))

ЗЫ. при заземлении радиаторов помеху от коммутации этажей не видно.

post-64241-0-02800700-1362385792_thumb.jpg

post-64241-0-88884200-1362385792_thumb.jpg

post-64241-0-35137100-1362385794_thumb.jpg

post-64241-0-47254200-1362385795_thumb.jpg

post-64241-0-25407100-1362385796_thumb.jpg

post-64241-0-03863500-1362385797_thumb.jpg

post-64241-0-10393200-1362385798_thumb.jpg

post-64241-0-96449700-1362385798_thumb.jpg

post-64241-0-72359700-1362385799_thumb.jpg

post-64241-0-65982800-1362385800_thumb.jpg

post-64241-0-29554300-1362385808_thumb.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

Waso, ну вы и раздраконили народ! Смотрю все "мощновики" по не многу в темку заходят.

Нужно налаживать производство ПП! может в Украине?

В свое время интересовался стоимостью производства ПП. вот фрагмент переписки:

  • Я
    Здравствуйте.
    Нужна платка 2 слоя, медь 70мк(можно и больше), шелкография+метализация, маска.
    Вот. class H.rar 0.2 MB
  • Желаемое количество? Фольга 35 мкм 1 шт - 830 грн 10 шт. - 1125 грн Фольга 70 мкм 1 шт - 1015 грн 10 шт. - 1350 грн
  • Я правильно понял 1350грн-цена за 10шт? это с метализацией и т.д.
    А если 20 шт... (Каждому нужно как мин пару, и того 10 чел)
  • 20 шт. Фольга 70 мкм -1800 грн
    Да, это с метализацией и т.д
  • Если что писать на почту pcb@utel.net.ua
  • Дата: суббота, 24. ноябрь

Edited by demo1420

Share this post


Link to post
Share on other sites

Опачки, коррекцию лучше сильно не отпускать, а то когда начинается подключение второго этажа и усил хорошо прогрет, может попереть в момент коммутации возбуд. Запаял по схеме и дал прогреться снова - всё тихо. Так и оставим.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вадим, мои поздравления с удачным запуском и хорошим полётом уся!!! :thank_you2: А где можно будет заказать ПП под этот усь и сколько они будут стоить?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вадим поздравляю!!!!! :clapping: . А можно узнать физ размер ПП я попробую посчитать стоимость на производстве. Я надеюсь это некоммерческая тайна :yes:

Share this post


Link to post
Share on other sites

Доброго всем вечера ! Вопрос такого плана : Какова будет максимальная температура радиатора (геометрия которого изображена на фото) были ли произведены испытания ..скажем % на 80 от проекта и каковы результаты . Зараннее благодарен . Речь идет о комплексном нагреве всего моноблока в целом.

Share this post


Link to post
Share on other sites

А можно узнать физ размер ПП я попробую посчитать стоимость на производстве.

Вот нас (с Украины уже двое) :dance2: Ну что список делаем???

По поводу расчёта стоимости: Выше Вадим писал:

"Выкладывать пока не буду, до полной проверки схемы. Позже разошлю чертёж заинтересованным людям, но в свободном доступе его не будет (прошу без моего согласия не выкладывать нигде) - для защиты от наших узкоглазых друзей..." так что пока ждёмс!

Дабы рассчитать стоимость нужно знать не только геометрию но и количество отверстий, дорожек и т.д. Короче нужен файл! Выше я вставлял фрагмент переписки там плата которая была одна из последних без реле. Стоимость прикинь +-. Думаю если наберёться хотяб 20 плат то реально буде по 100грн (12$).

Ну так що компонуем список хохлів? :yes:

Share this post


Link to post
Share on other sites

demo1420 у меня есть XL фаил в котором указано стоимость подготовки и за ДМ2 стоимости ПП +\- 10%

Share this post


Link to post
Share on other sites

Какой еще "XL"? Это размер трусов? Пиши как то более однозначно xls(x), Excel.

Тебе скинуть старый вариант печати? Сравним у кого сколько получилось, где дешевле. Как качество в "твоей конторе"?

Думаю пора просить Waso (автора), что то предпринимать относительно производства ПП! У меня уже половина запчастей есть, осталось только ПП и резики, капы БП. Руки чешутся. А время на производство и доставку тоже много-мало 17 дней+почта=3 недели!

Если уже делали ПП, то наверное там есть шаблоны? Waso, что будем делать? координируйте..

ВОТ ТЕПЕРЬ НАРОД УСПОКОИТСЯ!!! НЕЧЕГО СПЕШИТЬ! А КОМУ СИЛЬНО ПЕЧЕТ БЕРЕМ СТАРУЮ ПП И ДЕЛАЕМ :yes:

Ждем испытаний в тяжелом бою при кипячении ведра воды :crazy: , а пока готовим остальное. Единственное просьба сообщить габарит платы. тем временем займусь корпусом.

Edited by demo1420

Share this post


Link to post
Share on other sites

Предпринимать что именно? Вынимать пирог из печи, не дав ему как следует пропечься? Я ведь запустил лишь один канал, вдруг это была счастливая случайность, что всё получилось столь удачно? Я не успел даже собрать всё в нормальном конструктиве, это важно, но у меня не готовы платы блока питания, всё висело на соплях. Ничего не обмерено ещё, лишь осциллограммы синуса, но там нечего смотреть.

Поймите - я ведь не работаю на гуталиновой фабрике заводе по производству аппаратуры и не могу с утра до вечера заниматься лишь усем.

Поэтому - пока не будет сделан второй канал и не откатан хотя бы часовой тест-драйв, у меня нет желания давать ход событиям. Свой "клон QSC" я очень хорошо запомнил. Второго такого ляпа - не будет. Я не отказываю в предоставлении чертежа ПП через личку не вопрос - если вы понимаете, как оно работает, то нет вопросов. Но чтобы взять и тиражнуть неотработанный усилитель - пардон, но я против начала реализации плат после первого же удачного макетного экземпляра. Я хорошо знаю, сколько стоят киловаттные АС и не хочу устроить массовую подставу, пока не буду убеждён в обратном.

Размеры ПП 265*90мм

Share this post


Link to post
Share on other sites

Есть саб 500Вт/8Ом(15"). В добавок две стервы по 200Вт. И то, и то номиналки, не пиковая..

Срочно нет не нужно, но до мая хотелось бы закончить.

За размеры ПП СПАСИБО! Думаю как раз на стандартный профиль 122*38. Правда не совсем в туннель. Думаю положить платы к верху радик снизу, и сделать типа корпус на две половины по горизонтали, в котором нижняя часть полностью продувается, но это пока только мысли..

(п.с. уже отстроил натали хом ЄА2012 перехожу в стадию сборки). Закончу буду браться за этот, тем более основные детали уже готовы.

Edited by demo1420

Share this post


Link to post
Share on other sites

Могу организовать дешевле. Ориентир 15$

Качество прекрасное (производство в Польше)

Сам делаю у них и Василий для своих 2SC тоже делает там же.

Сроки 3-4 недели.

Но все зависит от Вадима - когда он все проверит и кому даст добро на это.

Мне этот усилитель не интересен. Но с платами помочь могу

Share this post


Link to post
Share on other sites

Если что, я тоже в теме, пару плат возьму обязательно.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Я тоже в теме, пару плат, возможно даже 4, про запас, возьму. Ну это дело времени, когда Вадим даст добро на производство плат и кому поручит столь ответственное задание.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Неспешно собирается второй канал, все необходимые детальки есть в наличии, ждём-с... Плата БП тоже должна в обозримом будущем приехать от Сергея (tsf54).

ЗЫ. Мужики, не торопите события, я должен быть на 200% уверен в том, что при безошибочной сборке усилитель стабилен и хорошо повторяем. Иначе потом будет много шума.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вадим, а его в любом случае будет много.

Ошибки при сборке. Квалификация собирающего и т.д.

Очень много людей бредят киловаттами, а опыта - ТДА9274... и это в лучшем случае...

Edited by mitya_stb

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...

×
×
  • Create New...