Рубрика: Биполярный источник питания для усилителя

Биполярный источник питания для усилителя

Известно, что хороший КПД имеет выходной каскад усилителя мощности, работающий в режиме B. Однако он характеризуется большими нелинейными искажениями. Мы также рассмотрели способ уменьшения искажений, основанный на использовании усилительных каскадов, работающих в разных режимах [4]. Технические характеристики Диапазон номинальных частот, Гц - Их упрощенные принципиальные схемы приведены на рис. Упрощенные электрические схемы усилителя УМЗЧ. Каждый из усилителей состоит из двух выходных каскадов, основного и вспомогательного, соединенных параллельно.

Основной каскад работает в режиме B, а вспомогательный - в режиме AB. Основной каскад усилителя, показанный на рис. R9 образует вспомогательный каскад, который работает в режиме AB. Резисторы R1. R5 и диоды VD1, VD2 обеспечивают необходимое смещение на базах транзисторов и задают режим работы обоих каскадов.

Как видно из схемы, напряжение смещения на базах транзисторов вспомогательного каскада всегда больше, чем на базах основного каскада на величину падения напряжения на диодах VD1, VD2. В результате изменением сопротивления R4 устанавливают напряжение смещения на базах транзисторов VT1, VT2, при котором каскад будет работать в режиме В.

При низком уровне входного сигнала транзисторы основного каскада VT1, VT2 закрыты, и работает только вспомогательный каскад. В этом случае переменный ток, протекающий в нагрузке, мал, падение напряжения на резисторах R8, R9 также мало. При увеличении входного напряжения начинают открываться транзисторы VT1, VT2 и увеличивается ток в нагрузку от выходных каскадов, включенных параллельно.

Увеличение тока, протекающего через резисторы R8, R9, приводит к увеличению падения напряжения на них и ограничивает ток транзисторов VT3 и VT4. При максимальном выходном токе, например, при положительной полуволне входного напряжения, транзистор VT1 полностью открыт, а через транзистор VT3 в нагрузку течет гораздо меньший ток, ограниченный в основном резистором R8 и частично R6.

Таким образом, чем больше сопротивление резисторов R8, R9, тем "меньше будет максимальный ток транзисторов вспомогательного каскада, а значит, и максимальная мощность в режиме AB, отдаваемая в нагрузку.

Как видно из схемы, сопротивление резисторов R8, R9 порядка 2. Выходной каскад, показанный на рис. Обеспечивает усиление как по току, так и по напряжению. Вспомогательные каскады VT5. VT8 также должны быть собраны на составных транзисторах. Работа транзисторов выходного каскада в режиме усиления по току и напряжению обеспечивает максимальный КПД выходного каскада, поскольку в этом случае напряжение насыщения транзисторов минимально, а максимальное значение амплитуды выходного сигнала близко к напряжению питания.

Как и в случае коррекции искажений с прямой связью, усилитель мощности на основе предложенных схем должен иметь достаточно глубокую обратную связь для обеспечения низких нелинейных искажений в широком динамическом диапазоне выходных сигналов.

Ясно, что наилучшим способом решения этой проблемы являются современные быстродействующие ОУ. Если использовать быстродействующий ОУ в предварительном усилителе и построить его выходной каскад по схеме, показанной на рис. Резисторы обратной связи R5 и R1 определяют коэффициент усиления усилителя. Выходной каскад выполнен на транзисторах VT1.

Его работа была рассмотрена выше. Конденсаторы С6. Конденсаторы С9 корректируют фазовые и частотные характеристики каскада. Стабилитроны VD1, VD2 стабилизируют напряжение питания оп-ампа, которое одновременно используется для создания необходимого напряжения смещения выходного каскада.

VD6 и резистор R4 образуют нелинейную цепь обратной связи, которая уменьшает коэффициент усиления op-ампера, когда выходное напряжение усилителя мощности достигает максимального значения. В результате уменьшается глубина насыщения транзисторов VT1, VT2 и снижается вероятность возникновения сквозного тока в выходном каскаде. Конденсаторы С4, С5 являются корректирующими конденсаторами. С увеличением конденсатора С5 стабильность усилителя повышается, но при этом возрастают нелинейные искажения, особенно на высоких частотах.

Читайте также: Где находится процент заряда батареи на iPhone Снижение напряжения питания уменьшает максимальную выходную мощность усилителя в квадрат от напряжения питания, поэтому если уменьшить напряжение питания вдвое, то максимальная выходная мощность усилителя уменьшится в 4 раза.

Усилитель не имеет защиты от короткого замыкания и перегрузки. Эти функции обеспечиваются источником питания. Действительно, при максимальной выходной мощности усилителя пульсации напряжения нестабилизированного источника питания могут достигать нескольких вольт.

Напряжение питания может значительно снизиться из-за разрядки конденсаторов фильтра. Это незаметно, когда выходное напряжение достигает пика на высоких звуковых частотах, благодаря достаточной емкости конденсаторов фильтра, но это будет иметь влияние при усилении низкочастотных компонентов высокого уровня, поскольку они имеют большую длительность в музыкальном сигнале.

В результате конденсаторы фильтра успевают разрядиться, и напряжение питания снижается, а значит, и максимальная выходная мощность усилителя. Если напряжение вызывает снижение тока покоя выходного каскада усилителя, это также может привести к дополнительным нелинейным искажениям. <Но использование источника питания, зависящего от напряжения, в типичной конструкции параметрического AVR увеличивает потребляемую мощность и требует более тяжелого и компактного линейного трансформатора. Также необходимо отводить тепло, рассеиваемое выходными транзисторами регулятора.

Зачастую мощность, рассеиваемая выходными транзисторами MCCB, равна мощности, рассеиваемой выходными транзисторами регулятора, т.е. половина мощности расходуется впустую. Импульсные регуляторы напряжения имеют высокий КПД, но довольно сложны в производстве, имеют высокий уровень высокочастотного шума и не всегда надежны.

Блок питания Если у нас нет жестких требований к стабильности напряжения питания и уровню пульсаций, что особенно характерно для описанного выше усилителя мощности, можно использовать обычный двухполярный блок питания, принципиальная схема которого приведена на рис. Силовые составные транзисторы VT7 и VT8, включенные по схеме эмиттер-повторитель, обеспечивают достаточно хорошую фильтрацию пульсаций напряжения питания с частотой сети и стабилизацию выходного напряжения за счет элементов схемы, которые установлены в блоке питания.

Элементы L1, L2, R16, R17, C11, C12 устраняют возможность возникновения высокочастотной генерации, тенденция которой объясняется высоким коэффициентом усиления по току составных транзисторов. Величину переменного напряжения, поступающего с сетевого трансформатора, выбирают так, чтобы при максимальной выходной мощности МФД, что соответствует току в нагрузке 4А, напряжение на конденсаторах фильтра С1. В этом случае падение напряжения на транзисторах VT7, VT8 не превысит 4 В, а рассеиваемая транзистором мощность составит 16 Вт.

При уменьшении мощности, потребляемой от источника питания, падение напряжения на транзисторах VT7, VT8 увеличивается, но рассеиваемая на них мощность остается постоянной из-за уменьшения потребляемого тока.

<Источник питания работает как стабилизатор напряжения при малых и средних токах нагрузки и как транзисторный фильтр при максимальном токе. В этом режиме его выходное напряжение может упасть настолько низко, что предохранители не могут защитить усилитель и блок питания от перегрузки по току из-за своей инерционности. Поэтому было применено быстродействующее устройство защиты от короткого замыкания и сверхтока, собранное на транзисторах VT1.

R12, R14 и конденсатор С Рассмотрим работу устройства при перегрузках положительной полярности. В исходном состоянии при номинальной нагрузке все транзисторы устройства защиты закрыты.

При увеличении тока нагрузки падение напряжения на резисторе R7 начинает расти, и если оно превышает допустимое значение, начинает открываться транзистор VT1, за ним транзисторы VT2 и VT5. Последние снижают напряжение на базе управляющего транзистора VT7, а значит, и напряжение на выходе источника питания. При этом, благодаря положительной обратной связи, обеспечиваемой резистором R13, снижение напряжения на выходе источника питания приводит к ускорению дальнейшего открытия транзисторов VT1, VT2, VT5 и быстрому закрытию транзистора VT7.

Если сопротивление резистора положительной обратной связи R13 мало, то напряжение на выходе источника питания не восстанавливается после срабатывания устройства защиты, даже после отключения нагрузки.

В этом режиме напряжение на выходе источника питания не восстанавливается.

В таком режиме необходимо предусмотреть кнопку пуска для отключения резистора R13, например, на короткое время после срабатывания защиты и при включении источника питания. Однако, если сопротивление резистора R13 выбрано так, что при коротком замыкании нагрузки ток не равен нулю, напряжение на выходе источника питания будет восстановлено после срабатывания защиты, когда ток нагрузки снизится до безопасного значения.

На практике сопротивление резистора R13 выбирается таким образом, чтобы обеспечить надежное включение источника питания при ограничении тока короткого замыкания до 0,1. Ток срабатывания устройства защиты определяет резистор R7. Устройство защиты источника питания работает аналогично при перегрузках отрицательной полярности. Катушки L1, L2 блока питания Рис. Трансформатор питания выполнен на тороидальном магнитопроводе из электротехнической стали Э, толщиной 0,35 мм, ширина полосы 40 мм, внутренний диаметр магнитопровода 80 мм, наружный диаметр - мм.

Диоды ВД3. Настройка блока сводится к установке тока покоя выходных транзисторов VT6, VT8 с помощью триммера R12 в пределах возможностей источника питания. Для этого необходимо заменить резисторы R7, R12 источника питания на более высокоомные около 0,2. Он должен работать при токе нагрузки 1. Убедившись в исправности блока питания и ЦМУ, установите резисторы R7, R12 с номинальными сопротивлениями, указанными на схеме, проверьте работу усилителя на максимальной мощности, контролируя отсутствие срабатывания устройства защиты блока питания.

РМ, Лексины Валентин и Виктор. О видимости нелинейных искажений в усилителе мощности. Солнцев Ю. Какой Кг допустим? Высококачественный усилитель мощности. Гумеля Е. Качество и схемотехника усилителей мощности. Автор: Александр Чуреков Опубликовано Со схемой мой друг Миронов А.

Стабилизация двух напряжений.

Стабилизацию напряжения обеспечивают две микросхемы 78L27, но их выходной ток не превышает 0,1 А, что маловато для мощного усилителя. Для усиления тока используются транзисторы. Схема блока питания представляет собой обновленную типовую схему включения стабилизаторов КПЕН с внешним транзистором.

В данной схеме используются два одинаковых БП с последующим подключением в один биполярный трансформатор, который должен иметь ДВЕ вторичные обмотки, а не с отводом от середины. В качестве диодного моста можно использовать любой мост, рассчитанный на ток А в зависимости от требуемой мощности и обратное напряжение не менее 2Uв.

Конденсаторы С1, С7 - это электролитические конденсаторы емкостью мкФ, рассчитанные на напряжение В. Остальные конденсаторы - на напряжение не менее Uв.


Навигация

About Author


Meztinris

Comments

  1. Иди посмотри хороший фильм и отдохни, я как раз написал статью о том где брать фильмы. Смотри в правом меню раздел Страницы, а там статью под названием Где брать фильмы? Там есть ссылки на FTP серверы, треккеры.

  2. Новые серии блича выходят так редко, я даже по блогам вот лазию.. Автор, спасибо.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *