Импульсный БП от магнетрона Panasonic для лампового усилителя. Полный улёт!

Спасибо AlexD, иначе я бы долго не решался написать данную статью. Когда я открывал рот и говорил, что запитал ламповик ИБП на меня смотрели как на чокнутого, крестились и говорили чур-меня-чур.

Как все начиналось...

Смотрел я, как один мой приятель терзался с блоком питания для ламповика, и жаль мне его становилось до слез. То размер транса большой, то тяжелый, то не тянет, то греется. Жуть! Запомнилось мне это до глубины души. После этого решил я, что мне подойдет усилитель вообще без блока питания. Сказано сделано.
И вот он уже у меня!
Схема Г. Крылова (классика) из журнала радио № 4 за 1962 год.

Как видно по схеме питаются лампочки прямо из сети без трансформатора. И все бы ничего да вот беда, фон сети бесит! При добавлении емкостей возрастает напряжение питания анода выходных каскадов. Гальванической развязки от фазы тоже нет. Короче, импотент с плоскостопием.
Но уж очень мне звук нравился, и я ломал голову как бы это мне его запитать правильно...

↑ И вот однажды...

Однажды, пришлось один прибор конструировать и в нем питать лампу от транса штатного (я ее, лампу, ковырнул из донора вместе с трансом). А речь идет о магнетроне из микроволновки! И так случилось, что не хватило мощности выходной. Ну, совсем чуть-чуть не дотягивало. Начал голову ломать, как быть. Транс домотать-отмотать возможности нет — сваркой прошлись по железу, китайцы. Все вдоль и поперек облазал в поиске решения и.... тут случилось в сети на объявление коротенькое попасть, что продается, мол, блок питания для магнетрона и даже фотка есть. Я как фото увидел, чуть в обморок не упал. Импульсник!!! Самый что ни на есть. Стал выяснять и узнал, что в микроволновках PANASONIC уже давненько используют инвертор, собственно ИБП только с повышающей обмоткой. Первое что сделал, купил самый дешевый вариант инверторной микроволновки с мощностью СВЧ 1300 Ватт и ковырнул блок питания. Пошел к приятелю — Перистому Виталию Федоровичу (низкий поклон тебе Виталя) и он помог с этим чудом разобраться.

↑ И вот он наш герой!

В целом оказалось, что блок собран как регулируемый источник тока со стабилизатором напряжения. Я не совсем понимаю, как это происходит, так как там загадочный чип-драйвер стоит. Но напряжение держит неплохо, а с помощью входного ШИМ-сигнала можно регулировать ток анода в пределах от 0,2А до 1А при штатном напряжении на накальной обмотке 3,15 и на вторичке 2,6 кV.



Не буду описывать всех приколов с его освоением и сколько мы их сожгли и отремонтировали. Но ИБП очаровал меня полностью. Вначале я не понимал, какое сокровище у меня в руках. Но через некоторое время я задумался. А почему японцы вместо транса (дешевле некуда) поставили импульсник И только тогда когда я взял в руки разрисованную Виталием схему я все понял.



Это регулятор анодного тока при хорошо стабилизированном напряжении. При этом у него нет обратной связи даже по оптике. Не знаю хорошо это или плохо. И тут как током шарахнуло! Магнетрон это лампа!!! Я имею почти готовый блок питания для лампового усилителя. Накал в десятки, а то и сотни Ампер? Пожалуйста! Стабильное напряжение? Извольте! Оставалось понять, как переделать само устройство с минимально возможным количеством телодвижений,и как отреагирует сам блок на вмешательство. Благо есть схема и ее можно проанализировать.

↑ И я решился!

Нужно было аккуратно разобрать транс и перемотать накальную и анодную обмотки так, как нужно. Сказано сделано!



Первое: Выпаиваем и разбираем транс. Сердечник естественно склеен, и что бы разобрать его нужно его нагреть. Нагреть сердечник можно в микроволновке! С обмотками ничего не случится, не бойтесь. Сердечник нагреется быстро и его можно сразу разобрать. Если микроволновки под руками нет, можно нагреть сердечник двумя стоваттными паяльниками. Впрочем, так Виталий и сделал!

Если без хвастовства, то первый сердечник мы поломали. Давили не в том месте — на излом через щель.

↑ Почему сломался?

Первое, что приходит в голову после разогрева вставить в щель отвертку и надавить. Так мы сломали первый сердечник. Смотрим картинку...



Тонкими стрелками указано направление разъема, а толстыми стрелками место, где сломалось или может сломаться. В общем, делать, так как мы сделали, категорически нельзя! А как можно?

↑ Разборка сердечника без краха

В общем, разборка сводится к смещению сердечника вокруг оси центрального сектора.



На картинке не указано где именно и как мы его захватывали. От себя добавлю, что сердечник мы зажали сверху в тисках через ткань. Для этого пришлось спилить боковые бородки на первичной катушке. А нижнюю часть поворачивали воротком. Совсем немного на 1 мм. В общем, у нас получилось почти без проблем, если не считать некоторых ожогов пальцев. Все нужно делать слаженно и очень быстро. Хотя, может и стоило нагреть сердечник чуть сильнее, но мы боялись расплавить катушку. А если мы все равно решили оригинальную катушку убирать, то, наверное, и жалеть ее не стоило.

↑ Если все-таки сломался...

Не беда! На фотке видно как мы сердечник из кусков склеили клеем «Хват». Я поместил эту фотку, что бы вы видели, что и такое бывает и после склейки транс работает нормально. Только, обратите внимание, что в щель между сердечником и катушкой медная фольгушка вставлена. Это для электрического соединения между кусочками сердечника. А то шить будет. Не забывайте, что сердечник заземлен!!!



Итак, разобрали. Вытаскиваем внутреннюю катушечку. О, япошки - красавцы, все литцендратом намотали, качественно!!! Ладно, посчитали витки, поделили, накальную обмотку придется домотать в один виток и сделать (соответственно) две независимые накальные обмотки. Анодную обмотку тоже придется перематывать (благо сразу есть чем), и делать их тоже две. Однако придется переделывать внутреннюю катушечку, не помещается все.

↑ Сама переделка транса

Катушечку можно сделать из куска полипропиленовой трубы, а щечки для секций из поликарбоната. Мне потребовалось четыре секции. Все склеили двухкомпонентным клеем «Хват».



После переделки это выглядит так. Как видно на фотографии все очень даже поместилось. Виталя как всегда все обмазал клеем! Уж очень он его любит.



Только дополнительный виток для накальной обмотки пришлось прямо по первичке мотать проводом с фторопластовой рубашкой (ПЛМ-200 кажется).



ВНИМАНИЕ!!! Зазор в сердечнике трансформатора не для прикола! Если Вам нечем замерить штатную (начальную) индуктивность транса по первичной обмотке, что бы после реконструкции привести в норму, то не стоит и заморачиваться! Спалите ИБП менее чем за секунду после включения. У меня так и получилось. Благо запасся IGBT— транзисторами загодя (к стати о них будет отдельный разговор).

↑ Остальные движения и настройка

Выпрямители и все такое пришлось выполнять на отдельной плате. Штатный выпрямитель-удвоитель демонтировали. Его видно на фото.
Внимание!!! Без нагрузки включать категорически не рекомендую! Хоть и есть в нем (ИБП) защита, но иногда все же, конфузы случались. Чик... и нет транзисторов!!!

Кстати о них родимых...



Как видно на фото на радиаторе три компонента. Первый (слева на право) диодный мостик (очень мощный) потом два транзистора. По факту, это почти аналоги (Q701 — G60N321, Q702 — GT30J322). Второй имеет ровно половину мощности от первого. Почему его туда поставили? А у него нет металлической подложки и он весь пластмассовый. Можно ли его заменить первым (благо он реально доступен в магазинах)? Отвечаю — без проблем, однако не следует забывать, что придется поставить слюду для изоляции от радиатора. Собственно именно так мы и поступили. Поставили два совершенно одинаковых G60N321 и оба на слюду. Так, на всякий случай.

↑ Включаем!

Проверяем накал — есть 6,36 вольта. Ладно, немного завышено, но можно подправить позже. Нагрузил 10 Ампер — держит. 50 Ампер — держит!
Управляющий сигнал подал на 50% мощности. Обычный меандр с частотой 220 герц и амплитудой 5 Вольт.

Внимание! ШИМ-сигнал это сигнал амплитудой в 4 — 5 Вольт и частотой от 150 до 200 герц, но лучше чуть-чуть больше. Меняется скважность от 20% до 90% соответственно. КАТЕГОРИЧЕСКИ не рекомендую управлять постоянным напряжением. Очень быстро перегревается сердечник транса. После перегрева сердечника транса вас ждет пробой и далее мгновенный крах! Чтобы не «потерять» блок, рекомендую поставить сверху на площадку сердечника температурный разрыватель (размыкатель?), как сделал это я. Размыкатель разорвет цепь питания 220V на ИБП и его можно купить штатный. В микроволновках он живет на магнетроне, иногда на стенке волновода. Бывают они на разные значения температур. Я оставил на 85С. Так на всякий случай.

↑ И тут случилось!

Ладно, теперь включаем нагрузку на накал лампочек в усилителе. Лампы прогрелись без проблем. Все вроде в норме. Подал анодное и...
Вот это был шок!!! Как уже писал AlexD первое, что приводит в изумление это полнейшая тишина. Не поверив ушам своим, ткнул жалом паяльника в разъем — есть тырррр. Убрал — тишина неимоверная. Никаких тресков,"взыков«, хрюков и прочей ерунды, которую мне обещали, вращая выпученными глазами и размахивая руками.

↑ Включаем музыку!

Вот это да! Такое ощущение, что запаса мощности блока просто бесконечность! Повернул ручку на всю громкость и замер. Раньше питая усилитель от транса я замечал, что лампы немного пригасали (наверное из-за резистора в цепи питания или транс был слабоват), а теперь вся мощь в лампочки идет. А как же иначе почти 1,5 киловатта в печке выдает!
В общем, вариан питания ламповика ИБП проверил. По моему решение очень неплохое. Позже буду строить новый аппарат сразу на ИБП. Почему не примотал к герою дня... Дык придется корпус переделывать... а уже не охота!

↑ Возможные проблемы

1. Охлаждение. Не только и не столько радиатора с транзисторами, сколько сердечника транса. Следует подобрать такой токовый режим, что бы, не гнать лишнего. У меня получилось. Вы начните подбирать с половины мощности.

2. Иногда его (ИБП) почему-то тыркает. Проявляется в резком пропадании питания и восстановлении мгновенно (меньше чем пол секунды). Фиг — знает, что такое. Но, подперев хорошими емкостями на шине питания, вы этого даже не заметите.

3. Осторожно с высоким напряжением. Не вздумайте мерить напряжение на девятой ноге драйвера или на базе управляющего транзистора. Убивает блок питания мгновенно.

4. Если убили оба IGBT-шника. Вообще-то они вроде как бы одинаковые, но один помощнее, а другой послабее подходят одинаковые мощные (в «чип & дип» имеется), но ставить через слюду обязательно.

5. Зазор в сердечнике трансформатора можно настроить только с помощью прибора изначально замерив индуктивность на первичной катушке. На разных ИБП я получал разные значения и настраивал соответственно так как было в начале. ЭТО ВАЖНО! Так как верхнее плечо ИБП работает в режиме резонанса, японцы видимо его настраивают. А иначе «сквозняк». Если кто не знает что это такое, сразу поймет. Ну или не сразу... %)

Удачи всем!

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации