Блок питания для лампового усилителя из компьютерного

Блок питания для лампового усилителя из компьютерного

Перечитав недавно подшивку "Радио" за 2008 г., я решил собрать ламповый УМЗЧ, но применить в нем импульсный блок питания от отечественного телевизора. В случае применения в усилителе комбинированных ламп 6Ф5П напряжения +125 В оказалось достаточно для анодных цепей этих ламп, а напряжение 6,3 В для накала катодов было получено от небольшого сетевого трансформатора серии ТС. К усилителю подключил УКВ приемник, и как оказалось, в связке такая аппаратура работает хорошо. Чтение статей в журнале способствует появлению новых взглядов на известные технические решения и дает импульс к неожиданным сочетаниям известных (в ряде случаев готовых) узлов — например, мысль использовать блок питания от устаревшего компьютера для лампового усилителя. В таких блоках есть стабилизация напряжения, а низкочастотные пульсации напряжения питания существенно меньше, чем в обычных. Применение ИБП со стабилизацией принципиально изменяет качество фильтрации питающих напряжений в ламповом усилителе.

Однако на выходах компьютерных блоков питания нет напряжения выше 12 или 18 В (в ноутбуках). Поэтому для получения напряжения, которое необходимо для анодного питания (и сравнимо с выпрямленным напряжением сети в первичной цепи импульсного преобразователя), решено использовать трансформатор из подобного преобразователя, включив его как повышающий. Это обеспечивает гальваническую развязку от питающей сети. На рис. 1 показана схема доработки блока питания.

Здесь трансформатор Т2 — импульсный, применяемый в БП компьютера (нумерация элементов на схеме условная). Его подключают низковольтной обмоткой к вторичным обмоткам трансформатора Т1 инвертора ИБП. При подключении обмотки III трансформатора Т2 к обмоткам II и III Т1, используемым для питания выпрямителя напряжения +12 В, на обмотке I получится напряжение около 200 В. Если подключиться к пятивольтовой обмотке трансформатора инвертора (на схеме обмотка II), то после выпрямления диодами VD1—VD4 получится около 300 В, т. е. практически равное выпрямленному напряжению сети.

Если говорить о необходимых для блока питания деталях, то можно обойтись двумя ИБП от устаревших компьютеров — один, действующий как "электронный трансформатор", а другой, неисправный, — на разборку для использования трансформатора, дросселя и конденсатора фильтра — на схеме это элементы Т2, С2, L2. Кроме того, необходим выпрямительный мост на диодах КД212А — их можно заменить двумя парами диодов из блока питания компьютера, если они подойдут по допустимому обратному напряжению.

Доработанный блок питания оказался пригодным для питания лампового усилителя с двухтактным выходным каскадом, собранного по схеме на рис. 2

Для исключения синфазных помех от высоковольтного выпрямителя доработанного ИБП в цепь анодного питания усилителя введен двухобмоточный дроссель L1, который также заимствован из разобранного ИБП от компьютера. Этот дроссель можно изготовить и самостоятельно на кольце из феррита М2000НМ с внешним диаметром 16— 20 мм, на котором следует намотать 10—20 витков проводом ПЭЛШО диаметром 0,2—0,38 мм либо монтажным проводом МГТФ 0,18.

Подогреватели ламп VL1 и VL2 соединены последовательно и подключены к выходу напряжения 12 В ИБП.

Выходной трансформатор двухтактного каскада УМЗЧ изготовлен из двух трансформаторов от абонентских громкоговорителей. Сняв перемычки магнитопровода двух трансформаторов, склеивают встык магнитопроводы так, что они образуют двухсекционные обмотки на объединенных магнитопроводах (рис. 3). Соединенные последовательно первичные обмотки образуют среднюю точку, подключаемую к цепи питания, а вторичные обмотки соединяют параллельно.

Для лампового усилителя небольшой мощности оказалась пригодной акустическая система, составленная из четырех корпусов абонентских громкоговорителей "0бь-305"; их корпуса склеены вместе с помощью термопистолета. Схема соединений головок АС изображена на рис. 4. На ней показано, что две из четырех головок ограничены по полосе воспроизводимых частот включением шунтирующих конденсаторов Декоративные решетки были удалены, а к диффузорам приклеены вырезанные донышки от алюминиевых банок. Донышко обрезают по утолщенному периметру, причем на разных уровнях, как показано на рис. 5. При подготовке колпачков проявите фантазию — асимметричность при обрезке краев тоже дает эффект! Не надо точной окружности — подогнав края обрезанного фрагмента банки, его можно приклеить без зазора к диффузору, как показано на рис. 6.

Это привело к тому, что масса подвижной системы каждой из четырех динамических головок диффузоров стала разной, и частоты основного резонанса этих головок оказались разнесенными (увеличение массы наиболее оправданно для головок ВА1, ВА2). Кроме того, приклейка таких асимметричных колпачков под разными углами привела к тому, что излучение высокочастотных колебаний не "бьет" в одном направлении, и звук явно стал лучше. Вся эта аудиосистема озвучивает мой компьютерный уголок.

Ничто так не выдаёт консерватизм, чем изготовление ламповых усилителей звука. А может это просто признак особого изысканного вкуса настоящих аудиофилов? В любом случае собрать такой УНЧ представляется прикольным и теоретически выгодным занятием. Как знать, сколько подобный шедевр будет стоить спустя 20 лет. Тут один только внешний вид лампового усилителя уже делает достойной установку его на самом видном месте кабинета. А звук.. Ну это каждый решит после прослушки для себя сам. В общем приступая к сборке самого усилителя, вначале продумайте сам блок питания. Это вам не 12В взятые из БП ATX. Здесь должны присутствовать минимум два напряжения разной величины и мощности. Напряжение накала берётся в пределах 5,5 — 6,5В и чаще всего подаётся на схемы переменным, сразу с обмоток трансформатора, а питание анодов достигает 300 и даже 500В. При уже постоянной форме тока.

Читайте также:  Толщина подложки под линолеум

Несмотря на то, что в последнее время наметилась стойкая тенденция к импульсным источникам питания всего и вся, рекомендую всё-же забыть на время про электронные трансформаторы и задействовать старый добрый ТС180 (ТС160) от любого чёрно-белого лампового телевизора. Тому есть две причины. Во-первых обычный трансформатор прощает невнимательность монтажа и не взорвётся, как электронный, при случайных боках и замыканиях, а во-вторых цена ЭТ может быть весьма и ввесьма, в отличии от обычных ТС, коих у многих хватает в закромах. Представляется правильным собрать один универсальный блок питания с анодным и накальным напряжением, и питать от него или один конкретный ламповый усилитель (спрятав сам БП подальше), или собирая другие ламповые схемы переключать его при необходимости на них. На каждый ламповый УНЧ блоков питания не напасёшся:)

Смотрим схему простого блока питания лампового усилителя:

По питанию 220В ставим модный пластмассовый тумблер 250В 5А с зелёной подсветкой. Не забываем про предохранители — один на пару ампер по сети, второй трёхамперник по накалу, и третий по высоковольтному напряжению анода. В отличии от электронных трансформаторов, где предохранители сгорают последними, здесь они выполнят свою миссию, так как даже и без них блок питания выдержит кратковременные замыкания выходов. За что я и уважаю трансы в железе. Диоды для двухполупериодных мостов или собираем из советских КД202 с нужной буквой, или берём готовый диодный мост на подходящее напряжение и ток. Если у вас усилитель на пару ламп типа 6П14П с небольшой мощностью выхода, диодный мост выпрямителя пойдёт и советский коричневый КЦ405 или КЦ402. Накал выпрямлять следует только для входных ламп первого одного — двух каскадов. Дальше влияние постоянного накала сводится к нулю и это будет только расход тепла на диодах.

Можно питать накал от моста с конденсатором 4700 — 10000мкФ, а можно и КРЕН5 поставить. и не стремитесь на входные лампы подавать строго 6,3В — лучше питать их немного заниженным напряжением вплоть до 5В. Так что обычная пятивольтовая КРЕНка и всё будет ОК. Обязательно советую поставить пару светодиодов — индикаторов напряжения анода и накала. Во-первых красиво, а во-вторых информативно, сразу видны возможные проблемы с питанием.

Корпус лучше делать делезный, точнее из листового алюминия — он обрабатывается очень удобно. Или просто взять готовый подходящих размеров, где просверлить гнёзда под кнопку сети, светодиоды и разъёмы. Сеть тоже вводите в корпус не просто через дырку, а подключив штеккером к специальному сетевому гнезду. Лично я делаю только так на всех конструкциях — это удобно.

Конденсаторы фильтров анода берём чем больше — тем лучше. Минимум два по 300 микрофарад. Напряжение на них должно быть на 100В выше, чем напряжение на выходе БП. Если у вас схема рассчитана на 250В, то берём конденсатор на 350. Конечно я это правило выполняю далеко не всегда, а бывает вообще ставлю один к одному, но вы так не делайте и в этом с меня пример не берите. Резистор на 47 Ом 5 ватт уточняем по конкретной схеме лампового усилителя. Для простого однотактного его хватит, а для мощного двухтактника надо вообще ставить дроссель. Выдиратся он из любого лампового телевизора и называется ДР-0,38. Трансформатор питания перед установкой в БП обязательно послушайте на предмт гудения и жужжания. А то купите, рассчитете и соберёте под него корпус, а он гудит громче вечернего Пинк Флойда. Будет большой облом. И напоследок порекомендую все диоды шунтировать конденсаторами на 0,01-0,1 мкФ с соответствующими напряжениеми.

Обсудить статью БЛОК ПИТАНИЯ ЛАМПОВОГО УСИЛИТЕЛЯ

В комнату невозможно было войти, везде лежали провода, накальные и анодные трансформаторы, запчасти от компьютеров, старые запылившиеся колонки, проигрыватель дисков и недоделанная конструкция стереофонического лампового усилителя. Только чёрная кошка Барся помогала мне всё подсоединять. Сбросив со стола очерёдной резистор, играя, подкатила его мне.

— Ладно, подойдёт, — говорю я, откусывая часть вывода, превращаю его в пульку для рогаток и соединяю в разъёме зелёный с черным провода, выходящие из компьютерного блока питания. Красный и чёрный — стабилизированное напряжение накала, 5 вольт и 40 ампер подсоединяю к накалам радиоламп. Какие бы не были броски по сети, радиолампам больно не будет.

Включение тумблера, и зашелестел вентилятор, знакомые с детства спирали накала порозовели. Включаю анодное напряжение, и кошка под музыку прыгает на диван, и с удивлением смотрит на звуковые колонки. Я присаживаюсь рядом.

— А что, фон-то пропал! Попса 70-х, предельно!

Первая проба прошла на отлично, но 5 вольт (на нагрузке напряжение стало 5,2 вольта) маловато будет для всей конструкции, не укладываюсь в 10 — 15 % разброс по напряжению накала. Вроде напряжение вполне нормальное, всё работает неплохо, но повышается отравление катодов радиоламп остаточными газами.

Читайте также:  Входная группа в частный дом из металла

Остаётся напряжение 12 вольт (жёлтый и чёрный), правда ток в 2 раза меньше, тоже годится. Надо только перераспределить накал, последовательно включать по две одинаковые лампы, то есть с одинаковым током накала. Таким образом, на каждой лампе распределится напряжение по 6 вольт, причём постоянное и стабилизированное — как раз то, что нужно. Для стереоусилителя это сделать удобно, всегда есть пара одинаковых ламп.

Избавиться бы от трансформаторов совсем, насколько легче и компактней стала бы ламповая конструкция…

А не использовать ли мне преобразователь с 12 на 220 вольт для бытовой техники, чтобы получить от него анодное напряжение после выпрямителя? Анодное от 12 вольт, и накал от 12 вольт, тогда усилитель можно поставить в машину, вот будет классно!

Надо бы у Паши проконсультироваться, Паша знает.

От 12 вольт к постоянному напряжению 200.

Всех, кто не прошёл инструктаж по технике безопасности

при работе наустановках до 1000 вольт, просьба покинуть страницу!

— Зачем тебе ещё один преобразователь, тем более они ненадёжные. Фон в 50 Гц устранить сложнее, да и синусоида там будет не чистая, много высших гармоник, причём в звуковом диапазоне. Надо с этого же компьютерного блока, его уже низкое пульсирующее напряжение преобразовать в высокое с последующим выпрямлением. Высокую частоту от 40 кГц, легко сгладить, и от сети дополнительная защита. Я так делал,- говорит Паша, доставая из своей «барахолки» такую же плату питания компьютерного блока, выпаивает из неё трансформатор и припаивает к выходным обмоткам трансформатора моей платы, этими же, выходными обмотками. Теперь входные обмотки нового трансформатора должны выдать высокое напряжение.

Время пробовать. Я пошёл к своему рабочему столу и был уверен, что Паша сейчас тоже подойдёт и, когда я включу тумблер, хлопнет в ладоши над ухом, изображая короткое замыкание. Но ошибся, ибо он наблюдал за моими действиями с трёх метров.

Ага, решил я, значит здесь не всё так просто. В общем, оказался прав, нужного напряжения при нагрузке в 60 Вт так и не удалось получить, максимум, что я смог «отжать» – это 130 вольт, мало… Даже обрадовался, когда шкатулка моя задымилась и больше не включалась, потому как помучился с ней достаточно.

С этой радостной вестью я опять пошел за советом.

— Вовремя пришёл, — сказал Паша.

Он, в это время, направив широкое дуло пистолета, прицельно нажимал на курок, производя, таким образом, зачистку материнской платы компьютера.

Как быстро снять радиодетали с материнской платы.

Нет, неправильно поняли. Ему не нужна была плата, он строительным феном сдувал с неё радиодетали, с кусками припоя они падали на расстеленную газету. Фен надо направить на печать, добиться, чтобы припой стал мягким, после этого сильно стряхнуть плату или ударить об твёрдый предмет. Несмотря на то, что все двери и окна были открыты и работали все вентиляторы, дышать было невозможно. Поэтому в квартире лучше этой процедурой не заниматься. Желательно на улице, в крайнем случае, на балконе.

— Вот ключи на полевых n-канальных транзисторах, 30 вольт, 20 ампер, собирай на них преобразователь.

— Такие маленькие и такой большой ток держат? Без радиаторов на плате стоят.

— У них маленькое сопротивление переходов в 5 – 7 миллиОма, от того и не греются.

Изготовление макета повышающего преобразователя напряжения, используя трансформатор компьютерного блока питания и ключевых n-канальных транзисторов материнской платы.

Настроение моё совсем упало, тем более блок питания с полпинка не получился, но желание проверить, как будет работать ламповый усилитель от импульсного блока, было настолько захватывающим и интересным, что я даже остался после работы и, затратив один час, сделал простенький его макет.

Терпеть не могу собирать импульсные схемы, ноль — единица, поди, разбери, кто во что «перевернётся». Вот плавно меняющиеся процессы, меня больше успокаивают, а поэтому решил, что просто собираю генератор с широтно-импульсной модуляцией. Правда, когда собрал схему и подсоединил осциллограф, понял, что не напрасно провел время.

Нет, люблю логические схемы, потому как думать не надо — если и забыл сигнал перевернуть, ещё раз через инвертор пропускаешь. Короче, отлично всё получилось. Тонкие импульсы будут по очереди штурмовать ключевые транзисторы и трансформатор, не давая деталям перегреваться.

Рис.5. Осциллограмма на затворах ключевых транзисторов.

А вот сама схема, на самом деле отладочный макет, т.е., сделан только для проверки, хотя вполне работоспособен. Отличает его от конечной схемы — отсутствие унифицикации, минимальной однотипности наименований, например микросхем, или транзисторов, одних и тех же номиналов резисторов и конденсаторов и т.д. Вот и Паша посмотрел и сказал: «Да здесь всё на одном микропроцессоре можно сделать!». Паша может.

Рис.6. Паша обещал нормальную электрическую схему нарисовать. Когда у него очередь рассосётся. (Ему это 5 сек.).

Вот микросхема ICM 7555 MAX, называемая таймером, выдаёт импульсы со скважностью 2, совершенно не удел, была просто под рукой, — и поставил. Мультивибратор можно сделать на транзисторах или на логических элементах уже используемой серии CD..HC00.

Читайте также:  Что посмотреть в 3д с хорошим эффектом

Рис.7. На выходе таймера.

Зато в процессе настройки и испытаний, используя эту микросхему, я мог покачать импульсы по частоте, используя вывод 5 управления, или сделать линейный передатчик сверхдлинных частот, присоединив усилитель с микрофоном к тому же выводу, или ультразвуковой отпугиватель кротов, если, конечно, блок питания не получится. С детства люблю играть в конструктор.

Рис.8. После дифференцирующих цепочек.

Импульсы с микросхемы приходят на два одинаковых (верхний и нижний) канала управления ключевыми транзисторами, но приходят в противофазе и с задержкой, благодаря первому нижнему инвертору, а дифференцирующие цепочки по ходу процесса их укорачивают, затем логические элементы их восстанавливают до ровных форм.

Регулировка, ответственный момент.

Без нагрузки всё было приемлемо, но настроение стало меняться в худшую сторону, стоило подсоединить светильник с 60 Вт лампой — напряжение сильно проседало с нагрузкой, значит трансформатор требовал доработки. Но заниматься переделкой не хотелось, так аккуратно я точно не доведу трансформатор до ума. Получалось, что преобразователь тянул только один стереофонический канал, а всего каналов два, ну и трансформаторов пусть будет два – каждый на свой канал! Ведь делают так, на свой канал своя обмотка трансформатора, как и в схеме Астахова, по которой собран усилитель.

Рис.9. Трансформатор ERL35AL (или 39). Использовал эти обмотки. Розовый провод — питание (+12 В).

Рис.10. Макет импульсного источника питания на один канал.

Вечером, попив чаю, я опять разворачиваю ламповый усилитель. Подсоединил накал и анодные напряжения. Зачарованно 30 минут слушаю песни 70-х, чтобы сделать потом выводы:

1. Анодное напряжение 175,0 В. Теоретически маловато, надо хотя бы 200, но практически приемлемо. Независимо от фонограмм в числе 175 ничего не менялось после запятой, но стоило поднять громкость выше средней, цифра 5 затряслась в такт низким частотам от +2 до -2 вольта. Громкость выше средней не понравилась моей жене, думаю, соседям тоже не понравится, поэтому я не сильно расстроился.

2.Отличный тепловой режим. Ключевые транзисторы и трансформатор нагрелись до температуры 36,6 градусов, Выпрямительные транзисторы в мосте остались холодными.

Нет мощных радиаторов во всей схеме!

3. Один канал на одном трансформаторе потребляет ток при напряжении 12 вольт около 2-х ампер.

4.В сглаживающем, высоковольтном фильтре отсутствуют громоздкие электролитические конденсаторы! Подрезаю первый электролит в усилителе мощности, в звучании ничего не меняется, но моя доработанная "Селга" даёт понять, что усилитель превратился в передатчик, и теперь попса звучит в двух диапазонах сразу. Вместо громоздкого электролитического конденсатора ставлю обычный конденсатор номиналом 3,3 мкФ и передатчик опять превращается в усилитель.

Возможно, громоздкие электролитические конденсаторы в самом усилителе заменятся на малогабаритные неполярные. В этом месте предстоит ещё работа.

О задержке включения по времени анодного напряжения после нагрева накала.

Все кто уважает ламповые конструкции, обязательно делают задержку включения анодного напряжения. В старых схемах такие задержки получались автоматически, пока выпрямительная лампа (кенотрон) не прогреется, высокое напряжение не появится. В этой схеме задержка обеспечивается конденсатором большой ёмкости 3300 мкФ, который, заряжаясь после подачи напряжения, откроет пару ключевых транзисторов (Т1, Т2) спустя 30 секунд, подав, таким образом, питание на преобразователь.

О стабилизаторе на пять вольт, выпрямительных диодах и сглаживающем фильтре.

Стабилизатор нужен только в макете или в том случае, когда всё питание устройства происходит от источника с одним напряжением в 12 вольт. При использовании компьютерного блока питания можно использовать его же 5-вольтовое напряжение, но резистор 30 Ом с двумя блокирующими конденсаторами лучше оставить, сопротивление будет предохранителем.

Выпрямительные диоды BY 359Х , высоковольтные, высокочастотные с барьером Шоттки, рассчитаны на ток в несколько ампер. Обычные выпрямительные диодные сборки не подойдут, перегреются в момент, частота достаточно высокая 50 кГц. А вот демпферная лампа 6Д20С такую частоту и ток переваривает, у неё маленькая внутренняя ёмкость (10 пФ), но в однополупериодной схеме выпрямления она проигрывает полупроводниковому диоду в 2 вольта. Нагрев ей привычен, ещё бы, ток накала 1,9 А!

Рис.11. Мал — да удал!

О сглаживающих фильтрах,которые должны убрать пульсации после выпрямления. На вторичной обмотке трансформатора частота возросла в 2 раза и составляет около 100 кГц. В мостовой схеме выпрямления частота пульсаций возрастает в 2 раза и стала уже 200 кГц.

Чем выше частота пульсаций, тем меньше ёмкость фильтра. Сам фильтр упрощается, но он нужен, чтобы высшие гармоники передатчика, ой, преобразователя, не забивали длинноволновый диапазон приёмников.

Обычные платы фильтров, которые непосредственно крепятся на сетевой разъём компьютерных блоков питания, я поставил после выпрямительных диодов.

Рис.12. Сглаживающий фильтр, он же убирает помехи.

О конструкции.

Сам блок питания надо экранировать, Трансформатор и провода излучает высшие гармоники от частоты 50 кГц. Возможно, я использую освободившийся корпус самого блока питания компьютера. На два скреплённых корпуса оставлю один вентилятор, уменьшив его скорость вращения.

Я не прощаюсь, будет продолжение. С ламповым стереофоническим усилителем надо ещё разбираться.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector