» » » Даешь народное анодное! Малогабаритный БП для ламповой аппаратуры

 
 
 

Даешь народное анодное! Малогабаритный БП для ламповой аппаратуры

Разместил Godin0104 13 апреля 2011. Просмотров: 50 778

18

Данная статья адресована радиолюбителям, занимающимся построением малогабаритных конструкций на электронных лампах. Тем, кто делает микрофонные предусилители, винлкорректоры, приставки для гитары, усилители для наушников и другие устройства с использованием электронных ламп. В общем, тем, кому требуется высокое постоянное напряжение.

Суть проблемы

Перспектива намотки компактного трансформатора для лампового устройства, способна охладить пыл самого старательного радиолюбителя, и причин тому несколько.
К трансформаторам питания ламповых устройств предъявляется ряд требований, соблюсти которые непросто. Необходима обмотка с хорошей электрической прочностью, способная отдавать относительно малый ток при высоком напряжении и обмотка для питания накала. Ток, потребляемый нитью накала, обычно находится в пределах 300-600 мА. Для начала необходимо обзавестись сердечником с малой габаритной мощностью, и эта первая проблема, может стать и последней. Но допустим, что сердечник найден, есть и тонкий провод с хорошей изоляцией. Все равно, намотать трансформатор будет очень непросто. С проводом малого сечения надо обращаться деликатно, не допускать перегибов, а тем более повреждения изоляции и обрывов. Выбрать более толстый провод не позволит окно «железа».

Выходы из положения

Я не буду рассматривать широко известные методы, поскольку все они хорошо описаны в «сети». Ограничусь простым перечислением с указанием основных «подводных камней».

Обратное включение трансформатора, так называемый «перевертыш».
«Повышающий» трансформатор работает неэффективно, потери велики.
Вторичная обмотка, ставшая теперь первичной, потребляет существенный ток, нагружая первый трансформатор, на котором и так «висит» накал. Тем не менее, решение распространенное и вполне приемлемое.

Умножитель.
Для получения низкого уровня пульсаций, необходимы конденсаторы значительной емкости, как следствие увеличение «жилой площади» БП.
Появление «нехарактерных» загрязнений питающего напряжения, за счет увеличения количества переходных процессов, на звуке отражается не самым лучшим образом.
И, наверное, главный недостаток, низкая нагрузочная способность источника питания.
При этом точно рассчитать, на сколько уменьшится под нагрузкой напряжение, и возрастут помехи, весьма затруднительно. Я никогда не участвую в спорах на тему: «Какой Закон Ома самый правильный», а по сему напомню, что даром бывает только сыр в мышеловке. Иными словами, во сколько раз умножите напряжение, во столько и проиграете в токе, плюс потери, куда без них.

Дальнейшее изложение будет происходить на примере построения блока питания для гибридного (ОУ + электронная лампа) Овердрайва для гитары. Принцип можно использовать и для любых других устройств, он общий. В итоге, у меня получился напольный ламповый гитарный предусилитель. Сначала я воспринимал его просто как макет, и хотел разобрать, но он мне так понравился, что я оставил его «в живых». Для наглядности, его БП и будем рассматривать.

Как это было

Мне хотелось иметь напольный девайс, без внешних блоков питания с максимумом стандартных недефицитных и недорогих деталей, с низким уровнем собственных помех (с детства не люблю устройства фонящие первой гармоникой сети). О самом преампе, позднее будет рассказано в разделе «Звук для музыкантов», если кому интересно, можно будет в этот раздел заглянуть.

Из 36 «переменки» - 136 «постоянки», это реально!

Читатель воскликнет: «Только что хаял умножители, про Закон Ома толковал, и на тебе!»
Но обо всем по порядку. Иной раз недостатками можно пользоваться, каждый это знает из жизненного опыта. Вот отталкиваясь от этого постулата, я и начал конструировать свой блок питания. Мое изложение было бы не полным, без описания портрета моего главного героя, точнее антигероя, современного малогабаритного - трансформатора.

Небольшое путешествие в прошлое. Конечно, самыми лучшими из доступных, были трансформаторы серии «ТАН», военной приемки. Были еще трансформаторы мощностью около 15 Ватт от индикаторных цепей станков с напряжениями обмоток 6,3 и 120В. Питали они лампы накаливания и неоновые лампочки. Качество тоже было нехилым, надежная стяжка, пропитка бакелитовым лаком. А может их, и делали специально для преампов? Шутка. К великому сожалению, они ушли в историю вместе с советским прошлым. На этом с лирикой заканчиваю и приступаю к физике.

Все началось с появления в далеком уже ХХ веке, трансформаторов серии «Т» с заложенными «просадками» напряжения. Тогда они ласково назывались «трансформаторы с уменьшенным расходом меди и стали». Чуете, куда ветер дует? Сейчас об уменьшенном расходе меди стало писать неполиткорректно, вот и создается впечатление, что падение напряжения под нагрузкой, это вещь само собой разумеющаяся, как восход Солнца. Где восходит Солнце, мы знаем, там же предположительно и делают трансформаторы, перегревающиеся при заявленной номинальной нагрузке. Для защиты от очень вероятного возгорания и придумана вся «муть» со встроенными предохранителями. Наличие этой, «защиты» позиционируется как достоинство когда вам «втирают» про трансформаторы с «уникальными» характеристиками. Но если мы рассматриваем трансформатор с позиции качества и надежности блока питания, то падение напряжения в его обмотках должно быть минимальным, а холостой ход стремиться к нулю. Все остальное - лукавство. Естественно, что при соблюдении этих требований, трансформатор не может сильно нагреваться, и термопредохранитель ему нужен как в бане лыжи.

Вы спросите, почему я так долго «источаю яд» по поводу трансформаторов? А вот почему. Трансформатор это основа блока питания. От него зависит качество и безопасность устройства в целом. Поэтому подходить к оценке параметров трансформатора, надо вполне осознано, это экономит нервы деньги и бережет здоровье.

Я провел финансово и душевно затратную лабораторную работу по теме «электричество». Не стану утомлять читателя всеми подробностями, скажу только, что несколько «пациентов» ваще нагревались до неприличия на холостом ходу. При подключении номинальной нагрузки, напряжения «радостно проседали» до заявленного уровня. Правда, в виду появления зловещей вони, по настоятельной просьбе жены, испытания были свернуты и один трансформатор «получил прописку» в мусорном ведре.

Голливудский хепиенд

Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен только полноправным членам сообщества и подписчикам.
Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями доступа.


Данная схема построена по принципу разделенного питания для накальной и анодной цепей. Такое решение имеет ряд преимуществ, ранее оно реализовывалось соответственно на трансформаторах серий «ТН» и «ТА».

Первое. Разделение «обязанностей», обеспечивает хороший запас, поскольку не надо закладывать в мощность потери как в «перевертыше», где без двух трансформаторов тоже не обойтись, однако используются они неэффективно.
Второе. Нелишне помнить, что трансформатор с малым количеством меди и стали, при номинальной нагрузке излучает помехи по интенсивности отличающиеся, от трансформатора, в котором медь и сталь не экономили. Поэтому запас по току не помешает.
Третье. Можно, не трогая анодное питание, изменить напряжение накала с 6 на 12 Вольт. Во втором случае, если устройство гибридное, мы можем питать операционный усилитель и накал от одной цепи.
Четвертое. В отличие от умножителя, удвоитель обладает более хорошей нагрузочной характеристикой меньшими пульсациями и другим их спектром. Я умышленно не стал строить утроитель, учетверитель и т.п. С увеличением количества звеньев, растет внутреннее сопротивление источника питания, и потери. Все это ставит под сомнение целесообразность построения умножителей. Может форумчане, используя мои наработки, построят блок с другими характеристиками, это будет интересно! Мне нужно было 120 Вольт при токе 2 мА, и отсутствие фона, блок питания с этой задачей справился.

Элементная база

Монтаж навесной, конденсаторы крепятся в зажимах.

Все детали самые распространенные. Использованы трансформаторы ТП-132-3 и ТП-132-14, производителя не указываю, т.к. не могу быть уверен полностью в их происхождении, внешний вид виден на фото.

Трансформатор, питающий накал, ощутимо нагревается при менее чем половине нагрузки, трансформатор анодного питания чуть теплый, правда и куплен он в 2006 году. Конечно, вы можете использовать тороидальные или герметизированные трансформаторы. В любом случае необходим предохранитель, что продиктовано соблюдением мер противопожарной безопасности. Не пугайтесь только, это требование, просто должно быть выполнено по умолчанию, при использовании указанных трансформаторов запас более чем 50%. Диодный мост «D3SB60» выбран по способу крепления, и типу корпуса.

Стабилизатор «7806» на 6 Вольт. Добавлять лишние детали для получения 6,3 Вольта, смысла не имеет, оптимальное напряжение накала именно 6 Вольт. Еще ниже его делать уже нельзя, упадает усиление лампы, «поплывут» и все остальные параметры. Если напряжение накала 12 Вольт, соответственно используется стабилизатор «7812», даташит аналогичен «7806». Не забудьте увеличить рабочее напряжение C4 и С5! Трансформатор можно взять ТП-112-12. Диоды «1N4007» намного перекрывают требования надежности, просто они были под рукой. Современные технологии позволяют делать хорошие диоды, падение напряжения на них минимально, нагрева нет вообще. С1 и С2 взяты с существенным запасом т.к. от них зависит нагрузочная характеристика удвоителя. С3 также максимально возможной емкости (у меня С3 220 мкФ, резистор R1, 10 кОм). Если вы ограничены размерами модуля питания, то можно емкости пересчитать, исходя из потребностей. Сопротивление R1 лучше брать отечественное МЛТ на 1 Ватт, если резистор от неизвестного производителя, ставьте на 2 Ватта. Теперь несколько слов о монтаже. Монтаж довольно компактен, но температурный режим это позволяет.

Мост и стабилизатор установлены на КПТ-8, (я предпочитаю отечественную пасту и считаю ее вообще самой лучшей). Микросхема стабилизатора изолирована от шасси, это облегчает, последующую разводку «земли». Если вы твердо уверены, что помех не будет, можете не изолировать. Я изолирую всегда, если радиатор электрически связан с корпусом. Таким образом, отрицательные шины низкого и высокого напряжения в БП разделены.

Конденсаторы С4 и С5, должны быть подключены в непосредственной близости к выводам стабилизатора, иначе он может работать нестабильно или вообще не запустится.

Диод D3 (в цепи стабилизатора) выполняет защитную функцию и если исключено нештатное отключение нагрузки, его можно не ставить.


Не советую питать индикаторный светодиод стабилизированным напряжением, лучше сделайте отдельный вывод, как это указано на схеме. Светодиод возьмите экономичный, это особенно важно, если от низковольтного канала питается еще и ОУ. Токоограничивающий резистор R2 светодиода, рассчитывайте после измерения напряжения с подключенной основной нагрузкой. В качестве фенечки у меня переключатель Standby, можете его упразднить, хотя ради сбережения «здоровья» лампы я бы его оставил.

P.S. Про зажимы для крепления конденсаторов, можно прочитать в моем сообщении: «Поклонникам навесного монтажа ламповых УЗЧ посвящается».


Всем удачи, Михаил.

Об авторе

Михаил (Godin0104)
Россия, Ярославль
Родился 1 апреля.
Увлечение - музыка (гитара, хоровое пение) радиоконструирование,
кулинария, велоспорт.
Увлекаюсь паянием со школы.
Пришел для обмена опытом.
 

Понравилось? Палец вверх!

  • всего лайков: 29

Поделись с друзьями!


Связанные материалы:


Ламповый преамп для бас-гитары на основе Alembic (12AX7, ECC83)

Часто встречается явление, когда басист хочет изменить или улучшить звук своего инструмента....

Выходной трансформатор для Marshall JCM 800

По просьбам датагорцев даю подробное описание изготовления выходного трансформатора для JCM 800...

Методика монтажа ламповой конструкции для удобного налаживания

В статье описана конструкция модуля для небольших ламповых конструкций, имитирующего печатный...

Ламповый аудио усилитель на 6П6С с оригинальным решением импульсного БП

История создания этого усилителя, в принципе, случайна. Попали мне в руки несколько штук 6П6С....

Сделай сам простой ламповый усилитель для комбика на 6П14П. Полная версия

Ламповый усилитель на 6П14П для комбика и просто для души. Просто захотелось сделать… С...

Transformer: программа расчета маломощного (до 500 Вт) силового трансформатора на

Предлагаю начинающим очень простую программулину для расчета силовых трансформаторов. Автор...

Старому компьютерному БП – новую жизнь в аудио!

Поводом для этой статьи послужил возросший интерес к питанию усилителей от импульсных блоков...

PowerTrans - программа для расчета параметров трансформатора линейного БП

Еще одна программа для расчета параметров трансформатора. Существует множество программ для...

Правим мятый обмоточный провод!

Рано или поздно приходиться сталкиваться с такой неблагодарной и трудоемкой работай как намотка...

Ламповый Hi-Fi усилитель своими руками. Торопкин М. В.

Торопкин М. В. Ламповый Hi-Fi усилитель своими руками. — СПб.: Наука и Техника, 2005. — 240 с: ил. ...

Как намотать трансформатор. А.Н. Подъяпольский

Как намотать трансформатор. А.Н. Подъяпольский. Типография Госэнергоиздата. Москва, 1953г. При...

Инвертор 12V > 220V для автомобиля

Попалась интересная и простая схемка преобразователя 12 В в 220 В на забугорных ресурсах. Обещают...
<
  • Главный редактор
13 апреля 2011 14:56

Игорь Петрович Котов / Datagor

  • С нами с 25.02.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 1 603 комментария
  • 257 публикаций
 
  • +1
Миша, спасибо за статью!
Идея простая, изящная и легкоповторимая.

<
  • Гражданин
13 апреля 2011 15:04

Михаил / 20miha20

  • С нами с 11.02.2010
  • На сайте Пользователь Онлайн
  • 8 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Интересная идея. Надо попробовать.

<
  • Гражданин
13 апреля 2011 16:44

Михаил / Godin0104

  • С нами с 10.02.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 113 комментариев
  • 5 публикаций
 
  • 0
Большое спасибо, за первые отклики!
Игорю отдельное спасибо, за поправки улучшившие качество материала.

<
  • Гражданин
13 апреля 2011 17:46

Виталий / FlintOFF

  • С нами с 14.02.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 5 комментариев
  • 1 публикация
 
  • 0
Тоже столкнулся с проблемой анодного питания, решил taschibra использовать, домотал, влючил, фонит зараза. Поставил "электронный дроссель" и фон исчез. Пользуюсь гитарным ламповым усилителем полгода - полет нормальный.

<
  • Подписчик
13 апреля 2011 18:53

Георгий / Georg61

  • С нами с 5.10.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 10 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • +1
Много чего видел в жизни, но это самый ОПТИМУМ.
Обязательно соберу для корректора.
Удачи.

<
  • Гражданин
14 апреля 2011 04:36

Вадим / vadeg

  • С нами с 14.01.2012
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 28 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
хорошая штука, только мне чаще всего надо +300В sad

<
  • Главный редактор
14 апреля 2011 09:40

Игорь Петрович Котов / Datagor

  • С нами с 25.02.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 1 603 комментария
  • 257 публикаций
 
  • 0
Цитата: vadeg
мне чаще всего надо +300В

Просто примените соответствующий транс.
Если я правильно понимаю, на вторичке должно быть 100...110В.
При этом 7-Ваттный транс может отдать 0,07А=70мА.
Вроде так.

<
  • Гражданин
14 апреля 2011 11:14

Михаил / Godin0104

  • С нами с 10.02.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 113 комментариев
  • 5 публикаций
 
  • 0
Совершенно верно Игорь! Следующий транс ТП-113-2Х30, и вы уже получаете около 200 Вольт. Этот трансформатор не намного больше, номинальный ток 200 мА с каждой обмотки, а напряжения выше.

Главное понять принцип.
Это блок питания для чувствительных к помехам устройств!

1. Решаем, что мы хотим.
2. Оцениваем нагрузочную характеристику трансформатора.
3. Используем при токах когда "просадки" нет или она минимальна.

Основная сфера применения питание входных каскадов. Например строим мы комбо для баса, лампа на входе. Накал берем с основного трансформатора, анодное отдельно, развязка по питанию, лучше не придумаешь!

Если делаем усилитель для наушников на 6Н23П и удвоения не потребуется,
просто последовательно соединяем обмотки и выпрямляем. Напряжения и тока, для этой лампы, будет больше чем достаточно!

<
  • Гражданин
14 апреля 2011 11:26

Сергей Балашов / Ser.Balashoff

  • С нами с 4.03.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 39 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • +2
Может немного не в тему, но по теме... Подобным образом очень здорово получается приспособить народный ТС-180 от телека для построения мощного гитарного усилителя на 4-х 6П3С-Е в оконечной ступени. Это проверено и по стечению обстоятельств такой усилитель сейчас у меня на операционном столе... Не по причине блока питания :).

А статья отличная по стилю, очень приятно было читать. Есть еще один трансформатор типа ТП135-16, у него 2 обмотки по 27В примерно, это кому будет мало анодного напряжения.
И еще серия ТП135 имеет встроенный, замотанный внутрь, термопредохранитель, поэтому трансы этой серии практически вечные.

И хочется немного предупредить по поводу крепления. У транса есть пластмассовые ушки для крепления к плате. Ими надо пользоваться обязательно. Были случаи с этими трансформаторами, когда устройство роняли и трансформатор отрывался, хотя был еще и укреплен компьютерными саморезами, не спасло. В ушки хорошо ввинчиваются винты М3. Вот ими и надо дополнительно притянуть трансформатор к плате, а потом уже запаивать выводы.

<
  • Гражданин
15 апреля 2011 01:01

Михаил / Godin0104

  • С нами с 10.02.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 113 комментариев
  • 5 публикаций
 
  • 0
Дорогие друзья, спасибо за подсказки и интерес к моей статье! Надеюсь, что мои наработки, найдут практическое применение. Я "на связи", задавайте вопросы, буду рад на них ответить! yes

<
  • Гражданин
15 апреля 2011 17:26

Вадим / kuziamich

  • С нами с 1.01.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 84 комментария
  • 6 публикаций
 
  • 0
кому нужно 300вольт, то берем два транса и подключ(перевертышем) 220-12 + 12-220 - удвоитель на 2х диодах = и воля 300 вольт под нагрузкой будет Вам.

<
  • Гражданин
17 апреля 2011 14:25

Юрий / inter02

  • С нами с 13.10.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 99 комментариев
  • 3 публикации
 
  • 0
подобное включение(удвоение напряженя), неоднократно использовал в транзисторных усилителях. в качестве двух полярного источника питания. особых неудобств (усь) от этого не испытывал. да и на звук особо это не влияло.

<
  • Гражданин
17 апреля 2011 22:54

Владимир / vladimirm2

  • С нами с 5.01.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 131 комментарий
  • 14 публикаций
 
  • 0
Спасибо за статью и направление в выборе варианта для блока питания! Есть трансформаторы на 110 вольт, нужно попробовать и получить 300 вольт анодного. После прочтения руки зачесались повторить!

<
  • Гражданин
25 апреля 2011 02:48

Вадим / vadeg

  • С нами с 14.01.2012
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 28 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
По поводу трехсот вольт:
Транс-перевертыш не дело, тогда теряется вся эстетика и компактность, которую продемонстрировал автор статьи.
На 110 обычно имеют структуру автотрансформатора.
Пробовал готовый тор 220/220 - не всегда есть в продаже и все равно приходится доматовать.
Пробовал импульсный от 12В, изготовленный из ATX БП дежурки, методом перевертыша, контроллер UC3843, на частоте 50кГц больше 5мА не выходило получить, 20мА (что мне надо было) удалось получить только на частоте 16кГц, можно хоть 30мА снять при 300В, но пищит и для звука такое ставить - сами понимаете.

<
  • Гражданин
25 апреля 2011 11:57

Михаил / Godin0104

  • С нами с 10.02.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 113 комментариев
  • 5 публикаций
 
  • 0
vadeg, попробуйте ТП-113-2Х30. Я не поклонник сверхнизкого анодного, это и заставило меня искать другие пути. Есть лампы, которые прекрасно звучат при относительно низких напряжениях на аноде, например 6Н23П или 6Н9С, правда вторая становится редкостью. Конечно, описан лишь один, хоть и важный узел устройства, и это ясности не добавляет. Поясню, я исходил от технического задания, поставленного самому себе. Мне нужен был компактный напольный преамп без фона.

<
  • Гражданин
8 сентября 2011 11:01

Вадим АКА Вадич / Vadich69

  • С нами с 26.02.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 8 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Улучшайзинг:
В общий вывод крнеки хорошо бы поставить диодик простой кремниевый, катодом в землю, а с обшего вывода кренки на выход привесить сопротивление ом 470... Тогда на накале будет не 5,8 - 5,9 а примерно 6,3 - 6,4 вольта, идеально для накала... И еще, KIA , да и не только оан, выпускает 78ую серию полностью в пластмассе, изолированную, KIA7806F, что удобно для данного случая... И еще, диоды в аноде хорошо бы зашунтирвать небольшими емкосями. что то типа 10...33наны вольт на 400, снимет коммутационные "щелчки", субъективно приятно сказывается на прозрачности звука, а природа понятна, имеем дырку в 1,2 вольта при переходе синуса через 0... кондюки несколько смягчают этот эффект.

<
  • Гражданин
11 марта 2014 18:48

Павел / pavel_k

  • С нами с 30.07.2013
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 94 комментария
  • 7 публикаций
 
  • 0
Идея хороша и воплощение изящно !
Видел такое в английском предусилителе " esoteric".
В сочетании с электронным фильтром такой удвоитель питает 14!!! ламп включая RIAA и не фонит!
С Вадимом также согласен на 100%.
И не ругайте схему -перевёртыш. Она выручает в маломощных Б.П.для ламп, просто первый трансик должен быть помощнее второго на мощность ,потребляемую накалом плюс потери.

<
  • Гражданин
5 мая 2014 04:46

Михаил / Godin0104

  • С нами с 10.02.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 113 комментариев
  • 5 публикаций
 
  • 0
Павел, в версиях БП, где в устройстве используются только лампы, я вообще отказался от стабилизации накала. Тепловая инертность катода позволяет не заморачиваться со стабилизацией, просто тогда у меня не было под рукой маленького трансформатора, который бы выдал на заданной нагрузке 6,3 В. Большое спасибо, за ваш отзыв, и внимание к статье. А стабилизатор, "железно" держит 6 В, что позволяет питать, скажем операционник, от той же цепи. Ну, это уже я в "дебри полез", по конкретным случаям smile Еще раз спасибо, успехов в творчестве!

Информация
Вы не можете участвовать в комментировании. Вероятные причины:
— Администратор остановил комментирование этой статьи.
— Вы не авторизовались на сайте. Войдите с паролем.
— Вы не зарегистрированы у нас. Зарегистрируйтесь.
— Вы зарегистрированы, но имеете низкий уровень доступа. Получите полный доступ.