» » » Доработанный вариант малошумящего двухполярного источника питания

 
 
 

Доработанный вариант малошумящего двухполярного источника питания

📆15.03.16 | 🙋MVV | 👀17 530 | 💬29
Здравствуйте, коллеги!
Размещаю дополнение к статье «Малошумящий двухполярный блок питания для высокочувствительных устройств».

Рис. 1. Принципиальная схема модернизированного варианта блока питания


Учтены замечания и пожелания, высказанные при обсуждении конструкции из статьи, а также информация из [Л1].
В диодном мосте VD1 – VD4 установлены диоды Шотки. Узлы стабилизаторов и умножителей емкости поменяны местами.

Узлы умножителей емкости пришлось доработать, для улучшения качества стабилизации введены параллельные стабилизаторы R5, DA3 и R6, DA4.

Предлагаемый вариант двухполярного источника питания обладает немного лучшими характеристиками по подавлению помех (–95 дБВ против –93 дБВ) и поддерживает концепцию блоков питания без отрицательных обратных связей [Л2], что должно привлечь внимание любителей–аудиофилов.

Требуемые выходные напряжения (±15 В) устанавливаются под нагрузкой подбором сопротивлений резисторов R7 и R9.

Источники

Л1. Hageman Steve. Простые схемы снижают уровень шумов стабилизаторов напряжения // РадиоЛоцман, 2016, февраль, с. 66 – 70.
Л2. Nehan Andy. No feedback voltage regulators // AudioXpress, 2010, №1.
Владимир Мосягин (MVV)
Россия, Великий Новгород
Профиль MVV
Радиолюбительством увлекся с пятого класса средней школы.
Специальность по диплому — радиоинженер, к.т.н.

Автор книг «Юному радиолюбителю для прочтения с паяльником», «Секреты радиолюбительского мастерства», соавтор серии книг «Для прочтения с паяльником» в издательстве «СОЛОН-Пресс», имею публикации в журналах «Радио», «Приборы и техника эксперимента» и др.
 

Читательское голосование

Нравится

Статью одобрили 79 читателей.

Для участия в голосовании зарегистрируйтесь и войдите на сайт с вашими логином и паролем.
 

Поделись с друзьями!

 

 

Связанные материалы

 

Схема на Датагоре. Новая статья Расчет и анализ параметрического стабилизатора напряжения (MS EXCEL)... Параметрические стабилизаторы напряжения до сих пор используются для питания маломощных устройств...
Схема на Датагоре. Новая статья Входной буфер и регулятор уровня громкости для УМЗЧ. Часть 2... Привет! Продолжаем тему, поднятую в моей статье «Входной буфер и регулятор уровня громкости для...
Схема на Датагоре. Новая статья Входной буфер и регулятор уровня громкости для УМЗЧ. Часть 1... В усилителях мощности звуковой частоты (УМЗЧ), выполненных по схеме инвертирующего усилителя...
Схема на Датагоре. Новая статья Мой усилитель «Mad Feedback 1» на TDA7294 в корпусе... Наверное, любой радиолюбитель знаком с микросхемой TDA7294: простая схема, хорошее качество звука,...
Схема на Датагоре. Новая статья Полный усилитель на микросхемах. Часть 5-4. Токовая помпа Хоуленда в выходном каскаде УМЗЧ... Не мечтай, действуй! Особенность построения УМЗЧ настоящего проекта заключается в том, что его...
Схема на Датагоре. Новая статья Малошумящий двухполярный блок питания для высокочувствительных устройств... Делюсь с читателями простой и в то же время удачной конструкцией двухполярного блока питания,...
Схема на Датагоре. Новая статья Усилитель для наушников на LM1876 в корпусе компьютерного БП... Предлагаю собрать мой вариант усилителя для наушников. Плюсы: компактный размер, простота сборки,...
Схема на Датагоре. Новая статья Атаев, Болотников. Функциональные узлы усилителей высококачественного звуковоспроизведения... Книга содержит свыше пятидесяти испытанных схем функциональных узлов (ФУ). В ней приводятся...
Схема на Датагоре. Новая статья Гибридный усилитель для наушников c полевыми транзисторами.... Давно хотелось послушать как же лампа с камнем в тандеме звучат. Решил собрать гибридный усилитель...
Схема на Датагоре. Новая статья Импульсные источники питания. Теоретические основы проектирования и руководство по практическому применению. Р. Мэк... Импульсные источники питания. Теоретические основы проектирования и руководство по практическому...
Схема на Датагоре. Новая статья Практические схемы высококачественного звуковоспроизведения. Атаев Д. И., Болотников В. А.... Атаев Д. И., Болотников В. А. Практические схемы высококачественного звуковоспроизведения. — М.:...
Схема на Датагоре. Новая статья M5230L — малошумящий двухполярный стабилизированный блок питания... Идея При доработке проигрывателя компакт-дисков понадобился отдельный источник двуполярного...
<

Yamazaki

Сергей Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 1 от 15-03-16, 18:16.
Ответить
  • С нами с 2.07.2009
  • 173 комментария
  • 7 публикаций
 
Владимир, а сравнительные измерения шума первого и второго варианта проводились? Че-то меня смущают TLки 431 :no:

<

MVV

Владимир Мосягин Читатель Датагора
  • Автор
Комментарий # 2 от 15-03-16, 18:39.
Ответить
  • С нами с 21.09.2011
  • 196 комментариев
  • 43 публикации
 
Сергей, конечно, сам по себе параллельный стабилизатор является источником заметного шума, однако в данной схеме хорошо уменьшаются как шумы источника питания, так и TL431.

<

arser62

Сергей Читатель Датагора
  • Кандидат
Комментарий # 3 от 17-03-16, 1:29.
Ответить
  • С нами с 27.11.2011
  • 3 комментария
  • 0 публикаций
 
Максимальный ток зависит от DA1 И DA2 ?.. и можно ли поставить другие ?

<

MVV

Владимир Мосягин Читатель Датагора
  • Автор
Комментарий # 4 от 17-03-16, 16:56.
Ответить
  • С нами с 21.09.2011
  • 196 комментариев
  • 43 публикации
 
Предлагаемые схемы обеспечивают выходной ток до 400 мА (определяется трансформатором Т1), что достаточно для большинства схем предварительного усиления (в том числе усилителей для наушников, работающих в классе А).

Для каких применений требуются повышенные токи нагрузки?

Повышение токов нагрузки свыше указанного значения, по сути, требует новой разработки, т.к. должно учитываться наличие достаточного падения напряжения как на стабилизаторах напряжения DA1, DA2, так и на схемах умножителей емкости с параллельными стабилизаторами.

Микросхемы стабилизаторов напряжения LM317/LM337 можно попробовать заменить на 7818/7918, а также применить схему на дискретных элементах, состоящую из мощного полевого транзистора (регулирующий элемент), операционного усилителя и стабилитрона.

<

ARKE

Максим Читатель Датагора
  • Кандидат
Комментарий # 5 от 10-10-16, 14:36.
Ответить
  • С нами с 29.02.2016
  • 5 комментариев
  • 0 публикаций
 
Прошу прощения, а с какой целью используется цепь HL1,R13/HL2,R14? Или это только индикация наличия напряжения?

<

MVV

Владимир Мосягин Читатель Датагора
  • Автор
Комментарий # 6 от 14-10-16, 0:59.
Ответить
  • С нами с 21.09.2011
  • 196 комментариев
  • 43 публикации
 
Максим, HL1, R13 и HL2, R14 - разрядные цепочки, плюс, как вы указали, служат для индикации выходных напряжений.

<

SuperAlex

Александр Читатель Датагора
  • Кандидат
Комментарий # 7 от 30-11-16, 16:21.
Ответить
  • С нами с 21.03.2012
  • 11 комментариев
  • 0 публикаций
 
Подскажите, есть ПП доработанного варианта схемы?

<

Datagor

Игорь Котов Читатель Датагора
  • Главный редактор
Комментарий # 8 от 30-11-16, 17:24.
Ответить
  • С нами с 26.02.2006
  • 2 148 комментариев
  • 271 публикация
 
Очень правильный вопрос! handshake

<

VNN84

Николай Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 9 от 16-01-17, 16:02.
Ответить
  • С нами с 9.03.2010
  • 11 комментариев
  • 0 публикаций
 
Владимир, каким образом производились измерения уровня шумов? Можно посмотреть на спектр?

<

VNN84

Николай Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 10 от 21-01-17, 3:02.
Ответить
  • С нами с 9.03.2010
  • 11 комментариев
  • 0 публикаций
 
Владимир, даташит на 431 говорит о том, что больше 1 ... 5 мкф параллельно шунту ставит нельзя. Появляется нестабильность работы. У Вас же 470 мкф! Прокомментируйте, пжл.

<

Datagor

Игорь Котов Читатель Датагора
  • Главный редактор
Комментарий # 11 от 21-01-17, 11:16.
Ответить
  • С нами с 26.02.2006
  • 2 148 комментариев
  • 271 публикация
 
Цитата: VNN84
даташит на 431 говорит о том, что больше 1 ... 5 мкф параллельно шунту ставит нельзя. Появляется нестабильность работы. У Вас же 470 мкф! Прокомментируйте, пжл.
Николай, комментировать фантазии мы не будем. В даташите ничего такого нет.
Дайте скриншот из документации, номер версии и страницу, где вы это прочитали.

Я знаю о TL431 совсем другое.
Using capacitance less than 0.01 uF or greater than 2.2 uF would not oscillate with a typical device.
...
Robust protection from oscillation requires phase margin for all samples across temperature so the recommend capacitance is less than 1/10 of the left boundary line or greater than 10 times the right boundary line.
For the example, the recommended range is less than 1 nF or greater than
22 uF.
Производитель говорит об опасном диапазоне 0,01-2,2 мкФ при выборе нагрузочной ёмкости. Лучше совсем без конденсатора, чем такой.
22 мкФ - выбор с некоторым запасом по стабильности. Ёмкость больше можно ставить исходя из чисто экономических соображений. Хуже точно не будет.
Поэтому для себя-любимых мы ставим 470 мкф.

Полезный документ по теме:
Application note SLVA482 "Understanding Stability Boundary Conditions Charts in TL431, TL432 Data Sheet"

<

VNN84

Николай Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 12 от 24-01-17, 14:02.
Ответить
  • С нами с 9.03.2010
  • 11 комментариев
  • 0 публикаций
 
Игорь, даташит
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl431.pdf

Рис.16 (Figure 16).

Наверно я ошибся, там наоборот нарисованы площади нестабильности :yes:
Тем не менее, спасибо за разъяснение.

<

Datagor

Игорь Котов Читатель Датагора
  • Главный редактор
Комментарий # 13 от 24-01-17, 15:29.
Ответить
  • С нами с 26.02.2006
  • 2 148 комментариев
  • 271 публикация
 
Цитата: VNN84
Наверно я ошибся, там наоборот нарисованы площади нестабильности :yes:
Николай, именно так.
Рад, что вы разобрались.

<

klistrod

Аноним Читатель Датагора
  • Кандидат
Комментарий # 14 от 14-02-17, 23:29.
Ответить
  • С нами с 1.04.2015
  • 1 комментарий
  • 0 публикаций
 
Как получить выходное напряжение 12 В?

<

MVV

Владимир Мосягин Читатель Датагора
  • Автор
Комментарий # 15 от 04-03-17, 8:39.
Ответить
  • С нами с 21.09.2011
  • 196 комментариев
  • 43 публикации
 
Поставьте R7=R9=12 кОм.

<

e_demin

Евгений Читатель Датагора
  • Кандидат
Комментарий # 16 от 30-03-17, 14:32.
Ответить
  • С нами с 27.07.2011
  • 2 комментария
  • 0 публикаций
 
Цитата: SuperAlex
Подскажите, есть ПП доработанного варианта схемы?

Поддержу вопрос

<

tlimb

Николай Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 17 от 12-04-17, 10:34.
Ответить
  • С нами с 19.03.2009
  • 4 комментария
  • 0 публикаций
 
Спасибо. Хороший блок питания. Хотелось повторить, будьте любезны, выложите печатную плату. Успехов!

<

r-36m2

Дмитрий Читатель Датагора
  • Кандидат
Комментарий # 18 от 07-06-18, 14:42.
Ответить
  • С нами с 27.02.2016
  • 24 комментария
  • 0 публикаций
 
Здравствуйте!
Применил данный фильтр для питания ФНЧ на AD823 после PCM2702.
Нареканий нет, но прилично греются как стабы, так и транзисторы - градусов до 50-60.
Ток-то мизерный. Так и должно быть или искать косяк в монтаже?

<

Datagor

Игорь Котов Читатель Датагора
  • Главный редактор
Комментарий # 19 от 07-06-18, 16:05.
Ответить
  • С нами с 26.02.2006
  • 2 148 комментариев
  • 271 публикация
 
Какое у вас напряжение на входе стабилизаторов?
Сколько Вольт падает на блоке (вход—выход)? Чем больше — тем горячее.

<

r-36m2

Дмитрий Читатель Датагора
  • Кандидат
Комментарий # 20 от 07-06-18, 22:14.
Ответить
  • С нами с 27.02.2016
  • 24 комментария
  • 0 публикаций
 
Приходит на фильтр 16 переменки. После моста 21,5 постоянки. На стабе падает 2 Вольта, на транзисторе падает 7 Вольт. На выходе фильтра 12,5 Вольт.
Ток покоя ad823 - 7 мА.
В открытом корпусе стаб и транзистор около 40-45 градусов. С закрытой крышкой нагреваются до 60. Жарковато.

<

MVV

Владимир Мосягин Читатель Датагора
  • Автор
Комментарий # 21 от 08-06-18, 13:46.
Ответить
  • С нами с 21.09.2011
  • 196 комментариев
  • 43 публикации
 
Дмитрий, давайте разберемся с вашей реализацией блока питания.
На вторичной обмотке трансформатора переменное напряжение 16 В, следовательно на конденсаторе фильтра после моста получаем U(C5)=16*sqrt(2)*0,95=21,5 В.

Напряжение на выходе микросхемы DA1: U(DA1)=19,6 В, напряжение вход-выход микросхемы DA1 составит 21,5-19,6=1,9 В. Маловато будет.

Для надежной работы стабилизатора необходимо, чтобы напряжение вход-выход микросхемы составляло 3-4 В. Поэтому поставьте R1=1,3 кОм, R3=100 Ом; при этом на выходе микросхемы будет напряжение U(DA1)=17,6 В.

В вашем случае Uвых=12,5 В; падение напряжения на транзисторе VT1 составит Uкэ(VT1)=17,6-12,5=5,1 В, а напряжение на катоде микросхемы DA3 составит: U(DA3)=12,5+1,4=13,9 В.

Мощность, рассеиваемая на стабилизаторе DA1, составит: P(DA1)=(21,5-17,6)*(12,6+7,3+4+7)=120 мВт; мощность на транзисторе VT1: P(VT1)=(17,6-12,5)*(4+7)=56 мВт.

Здесь 12,6 мА - ток через делитель R1, R3; 7,3 мА - ток через резистор R5; 4 мА - ток через светодиод HL1; 7 мА - заявленный вами ток, потребляемый микросхемой AD823.

Рассчитанные мощности, рассеиваемые на DA1 и VT1, не должны приводить к сильному нагреву радиаторов (они должны быть чуть теплые, либо теплые).

Пользуясь приведенными выше выкладками разберитесь с вашим случаем. По большому счету, нагрев 60 градусов также нельзя считать значительным, при соответствующем токопотреблении это нормально.

<

MVV

Владимир Мосягин Читатель Датагора
  • Автор
Комментарий # 22 от 08-06-18, 13:54.
Ответить
  • С нами с 21.09.2011
  • 196 комментариев
  • 43 публикации
 
По поводу печатной платы (комментарии #7, 8, 16 и 17) - она ждет своего часа на портале.

<

r-36m2

Дмитрий Читатель Датагора
  • Кандидат
Комментарий # 23 от 08-06-18, 15:04.
Ответить
  • С нами с 27.02.2016
  • 24 комментария
  • 0 публикаций
 
Спасибо за подробный ответ!
Перепроверю номиналы и после праздников отправлюсь в город за деталями.
О результатах отпишусь.
Подскажите, пожалуйста, целесообразно ли питать от данного фильтра ОУ выходного ФНЧ ЦАП и одновременно УНЧ для наушников по схеме JLH или на TPA6120?
Может, нужно как-то разделить питание потребителей дополнительными элементами (RC) или для УНЧ собрать отдельный фильтр?

<

MVV

Владимир Мосягин Читатель Датагора
  • Автор
Комментарий # 24 от 09-06-18, 8:54.
Ответить
  • С нами с 21.09.2011
  • 196 комментариев
  • 43 публикации
 
Дмитрий, кроме фильтра ЦАП можно питать и другие устройства с постоянным током потребления. Например, наушниковый усилитель JLH этому требованию удовлетворяет (выходной каскад работает в классе "А").

Во избежание получения замкнутых контуров общих проводников питание фильтров ЦАП можно отделить RC-цепочками, установленными на плате фильтров.

<

r-36m2

Дмитрий Читатель Датагора
  • Кандидат
Комментарий # 25 от 09-06-18, 11:31.
Ответить
  • С нами с 27.02.2016
  • 24 комментария
  • 0 публикаций
 
Спасибо! А как ее рассчитать?
1 Ом/47 мкф+0,1 мкф подойдет или побольше сопротивление взять?

<

MVV

Владимир Мосягин Читатель Датагора
  • Автор
Комментарий # 26 от 09-06-18, 13:03.
Ответить
  • С нами с 21.09.2011
  • 196 комментариев
  • 43 публикации
 
Дмитрий, по-простому можно прикинуть так. Выбираем сопротивление резистора исходя из допустимого падения напряжения. Предположим, что потребляемый каскадом ток не превышает 10 мА, допустимо падение напряжения не более 0,5 В.

Получаем сопротивление резистора 0,5/10=0,05 кОм=50 Ом. Выбираем резистор 47 Ом.
Далее определяемся с частотой среза нашего ФНЧ, выберем, например fc=50 Гц.
Получаем величину емкости конденсатора С=1/(2*П*50*47)=68*10^-6 Ф=68 мкФ.
Параллельно оксидному конденсатору добавляем пленку 0,1 мкФ.

<

r-36m2

Дмитрий Читатель Датагора
  • Кандидат
Комментарий # 27 от 09-06-18, 15:55.
Ответить
  • С нами с 27.02.2016
  • 24 комментария
  • 0 публикаций
 
Поскольку электролиты 47 мкф Panasonic FM уже стоят на плате ФНЧ, а новые ждать не менее 3 недель, то резистор RC-цепочки поставлю 68 Ом. Таким образом, падение при 10 мА составит 0,68 В, а при 7 мА - 0,5 В, что вполне допустимо. В крайнем случае, компенсировать падение можо подбором резисторов R7, R9 фильтра питания.
Большое спасибо за помощь!

<

Leone.PS

Павел Читатель Датагора
  • Меценат
Комментарий # 28 от 22-01-19, 22:07.
Ответить
  • С нами с 28.10.2018
  • 5 комментариев
  • 0 публикаций
 
Цитата: MVV
По поводу печатной платы (комментарии #7, 8, 16 и 17) - она ждет своего часа на портале.

Здравствуйте!

Появилась необходимость изготовить такую (или подобную) конструкцию. Возникает вопрос платы для размещения деталей. Опыта в таком деле не имею никакого, прошу помощи в проверке правильности (и логике) размещения элементов и разводке проводников. Габаритный размер платы - 100x70 мм.


<

MVV

Владимир Мосягин Читатель Датагора
  • Автор
Комментарий # 29 от 25-01-19, 16:10.
Ответить
  • С нами с 21.09.2011
  • 196 комментариев
  • 43 публикации
 
Павел, начните с блоков питания (БП), размещенных на сайте. Применительно к рассматриваемому БП ознакомьтесь, например, с
https://datagor.ru/practice/power/2293-dvuhpolyarnyy-blok-pitaniya-dlya-vysokochuvstvitelnyh-ustroystv.html (Малошумящий двухполярный блок питания для высокочувствительных устройств),
https://datagor.ru/amplifiers/chipamps/2765-tri-usilitelya-dlya-stereotelefonov-iz-podruchnyh-materialov.html (TDA2003, BA5415A и BA5417. Три усилителя для стереотелефонов из подручных материалов).

На рис. приведена схема доработанного варианта малошумящего двухполярного источника питания, удобная для разводки печатной платы. Схема незначительно отличается от изображенной в статье. Емкость конденсаторов С9, С10 увеличена до 47 мкФ против 10 мкФ в исходной схеме, что подняло подавление пульсаций. На выходе стабилизаторов LM317/LM337 к оксидным конденсаторам добавлены пленочные С11, С12, поэтому нумерация конденсаторов на принципиальной схеме сдвинулась.

Между выводами конденсаторов С5 и С6, соединенными с общим проводом организована мекка («О»), к которой присоединены выводы (8, 11) вторичных обмоток трансформатора Т1, элементы R1, C7, C9, C11, C13 (R2, C8, C10, C12, C14) стабилизаторов DA1 (DA2), детали C15, DA3, R8, C17, C19, C21, R13 (C16, DA4, R9, C18, C20, C22, R14). Выход БП напрямую подсоединен к точке «О».

Все элементы БП размещены на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм размерами 145х70 мм.

<

Leone.PS

Павел Читатель Датагора
  • Меценат
Комментарий # 30 от 28-01-19, 20:33.
Ответить
  • С нами с 28.10.2018
  • 5 комментариев
  • 0 публикаций
 
MVV, Спасибо за комментарий!
Надеюсь, в этой версии учёл хотя бы часть ошибок. Если удастся довести дело до конца и будет такая необходимость - прикреплю файл в формате .lay:

Добавление комментария


Налетай! Паяльники, станции, жала с доставкой

Офигенная миниатюрная рация на литии BaoFeng UV-5R, 5W, 5-15 км!

Тестер универсальный LCR-TC1 для транзисторов, конденсаторов, ESR, MOSFET и т.д.
  • smilelolhellowinkscepticthumbupbored
    crazybadcryingsadirefulsickstraight
    ballooncakegooddrinksmailbombsun
    nightrainstarscolddashpartyhandshake
    musicnegativenowordspardonshoksleepunknown
    wackoyawnsainthelmethashsmokingwhew
Скопируйте текст вашего комментария на случай неверного ответа на контрольный вопрос.