Ламповый усилитель 6С4С + 6С2С с импульсным блоком питания

Как все начиналось

Мне потребовался зарядник для автомобильного аккумулятора. Причем эксплуатироваться он должен был от бензинового генератора, быть легким и экономичным. И самое главное, отдавать ток, достаточный для быстрого заряда, как на автомобиле. Начал эксперимент с переделки компьютерных БП, благо «условно рабочих»
всегда имелось некоторое количество. И конечно большинство на TL494. На эту ИМС и пал выбор. Универсальная и документации навалом. Но… как-то не пошла она у меня…
Схема АТ без дежурки отказывалась уверенно запускаться, а переделка под вариант с дежуркой перестала управляться. То есть преобразователь запускался и работал сам по себе, даже если вытащить TL-ку «на ходу», продолжал работать как ни в чем не бывало… И тут произошло сразу два события -
Первый вариант блока питания запустился сразу, при регулировке выходного напряжения выдавал от 5 до 17 Вольт при приличном токе, который кстати легко отсекался встроенной токовой защитой. Даже при КЗ на выходе не выключался полностью, а снижал выходное напряжение до минимума, а после снятия КЗ возвращался в исходное состояние.

Теперь нужно было провести тестирование. Перекопав свои закрома не нашел ничего, что могло бы послужить нагрузкой на ток не менее 6А. И тут на глаза попалась старая 6С33С. Ну уже что-то. Зацепив ее в качестве нагрузки и, включив накалы последовательно, стал гонять блок.
Все нормально, блок работает, лампа светится.

↑ А что если..?

«Хорошая мысля приходит опосля» - гласит народная мудрость.
Почему бы не попробовать этот блок как накальный для радиоламп?
Сказано-сделано. Снижаю напряжение до 6,3В и соединяю накалы 6С33С параллельно.
Включаю.
Блок «пискнул» (отработала токовая защита) и лампа начала прогреваться. Как известно, сопротивление холодной нити накала лампы мало, и при прогреве увеличивается. Значит все нормально, блок легко держит запуск и прогрев лампы с током накала в 6А. Длительный прогон выявил отсутствие перегрева силовых элементов и нагрева сердечника трансформатора, к тому же блок был собран на плате для установки в корпус стандартного БП АТХ, где был встроенный вентилятор с регулятором оборотов.

↑ Теперь зарядник отброшен на задний план. Буду делать полноценный блок!

Нужно намотать анодную обмотку. В первый раз я промахнулся с числом витков. Точнее вообще не вписался в нормативы. Перемотку транса, подбор типа выпрямителей описывать долго, поэтому скажу одно - мостовая схема выпрямителя оказалась лучше однополупериодной. К тому же если стабилизацию сделать по анодному напряжению, как это сделано в БП мониторов, то поймать 6,3В, оставшись в пределах 330-350В анодного было очень сложно, к тому же от изменения анодной нагрузки сразу «плыло» накальное напряжение. Поэтому стабилизация была оставлена, как было вначале - от 6,3В, а анодное «подправлено» электронным дросселем, о котором скажу ниже.
Все, блок закончен, и можно начинать делать усилитель.

↑ Но тут меня ждала засада…

До этого я имел дело с лампами, сделал несколько разных усилков на разных лампах, но 6С4С у меня впервые. А она прямонакальная… Схема на 6С2С и 6С4С выбрана из статьи «Однотактный ламповый усилитель на триодах» с одного известного сетевого ресурса. И лампы уже все есть, и детали закуплены и плата разведена, а накальная обмотка одна, да еще и одним концом висит на массе блока питания.
Пришлось переделывать выходные цепи и собирать второй вариант.
Вот схема второго варианта:


Так как радиаторов для транзисторов и сборок было два комплекта, то решил не разбирать первый вариант, а сделать новый, слегка переработав плату.
Только теперь снова промахнулся с анодным, получив под нагрузкой 370В. Видимо сказалось то, что стабилизация теперь не по накалу , а по отдельной обмотке +14В для вентилятора и индикации (планируется).

↑ Прогон под нагрузками второго варианта

Плата вверх ногами внутри корпуса – это выпрямитель анодного, который не поместился на основной плате и был прикручен на радиатор диодных сборок.
Две маленькие зеленые платы – регуляторы скорости вентиляторов в зависимости от температуры, которые стояли в разобранных блоках и использованы без переделки.


Вентилятор потребовался, т.к на транзисторе падает 70В (планировалось 20,но получилось больше, а перематывать транс не хотелось), поэтому радиатор не справляется.

↑ Первое включение в сборе

На контроле напряжение накала одного из каналов.
Т.к акустики под данную мощность у меня нет, усилитель планируется использовать с наушниками Beyerdynamic DT990, сопротивлением 250 Ом, поэтому параллельно вторичным обмоткам были подключены сопротивления 9,1 Ом 2 Ватта, чтоб не нарушать режим 6С4С.
Включил, прогрел, проверил все напряжения, пора одевать наушники.
Что я слышу? А ничего! Сквозь открытое исполнение наушников слышу шум вентиляторов компьютера и самого блока питания. Я даже проверил, подключен ли шнур к гнезду – подключен, тыкаю пальцем в сетку 6С2С – да, фон есть, ну а где же обещанный свист, помехи и прочие «радости» импульсников? И это при открытой крышке самого блока?!

↑ Ну раз не верю ушам, постараюсь поверить глазам. Что скажет друг-осциллограф?

Итак, частота преобразования блока 250кГц.
По шинам +14В и +6,3В чисто, на пределе 0,05В/дел идет легкий шум 5-10мВ, но этот шум есть и при отключенном блоке на открытом входе.
Хотя на катодах выпрямительных диодов до дросселей есть четкая пила с размахом примерно 200мВ, но на емкостях ее уже нет.
На шине +350В уже побольше, где-то 2,5В под нагрузкой, но на выходе стабилизатора полная тишина.
По анодам тоже чисто.

↑ Зато отличился этот товарищ

Используется он как предусилитель и коммутатор входов.
Вот с него я имею на входе усилителя почти 30 мВ фона 100Гц при выкрученном на максимум регуляторе громкости в отсутствии сигнала.

↑ Конструкция и детали

Большинство деталей блока питания используется из компьютерных БП АТХ.
Данные трансформатора для БП даны на схеме.
Обязательно между диодами выпрямителей и емкостями фильтра нужно ставить дроссели.
Для 6,3В я использовал готовые дроссели из цепи питания +5В, намотанных на кольце в два провода диаметром примерно 1.2мм (не путать с дросселем групповой стабилизации).

Для +14В и +350В дроссели поменьше, из того, что попалось под руку в тех же блоках питания.
Трансформатор для питания SG3525 выковырял из дежурки старого телевизора.
На выходе +18В на холостом ходу.
По даташиту микросхема держит до +40В.
R12 регулирует выходное напряжение, а R17 порог срабатывания токовой защиты.
Лампочка на шине +14В повешена для сглаживания зависимости напряжения от температуры, т .к на холодных радиаторах скорость вращения вентиляторов ниже, потребляемый ток ниже и слегка понижается накальное напряжение. Лампочка от подсветки панели приборов автомобиля.
Надеюсь в дальнейшем использовать для подсветки индикаторов уровня сигнала.

Детали самого усилителя не представляют ничего особенного и куплены в обычном радиомагазине.
Выходные трансформаторы: использованы перемотанные ОСМ-0,063
Первичная обмотка содержит 2400 витков ПЭВ-2 0,35 (две секции по 1200 витков)
Вторичная 100 витков ПЭВ 0,8 (3 секции)
Порядок намотки 1-2-1-2-1
Мотал плотно, между слоями первички слой скотча, между первичкой и вторичкой лакоткань.
Влезло все впритык, собрал сердечник почти впритык к обмоткам.
Зазор 1 слой бумаги 80гр/м2 по центру и по краям.

Сам блок питания установлен в корпус от БП Rexpower PL-400, от него же использован вентилятор и детали входных цепей,фильтр и конденсаторы.
Стабилизатор анодного установлен на торец корпуса с противоположной вентилятору стороне.
Сам усилитель крепится к верхней крышке на латунные стойки 10мм.
Ссылки на использованные материалы легко найти в сети по названиям статей.

↑ Как звучит?

Звучит!
Даже на таком железе играет красивее, чем предусилитель, где нет трансформатора вообще и 6Н13С включена катодным повторителем прямо на выход наушников (на последнем фото).

Я не претендую на Hi-END, просто появилась возможность применить имеющиеся лампы и заодно сравнить 6С4С с теми лампами, что у меня уже работали и работают. И главное удалось избавиться от двух негативных факторов, которые мне всегда мешали в ламповых конструкциях - фона 50-100Гц, от которого приходилось прятать трансформаторы или относить силовой трансформатор подальше от выходных, а также больших размеров и веса обычного, трансформаторного блока питания.

Теперь осталось сделать блок индикации и корпус.
А звучанием наслаждаюсь уже сейчас.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации