Начало » Практика » Блоки питания » Стабилизатор напряжения питания УМЗЧ. Доработанная схема В. Орешкина. Подписка на платы!

 
 
 

Стабилизатор напряжения питания УМЗЧ. Доработанная схема В. Орешкина. Подписка на платы!

07.10.19   MVV   3 382   3  

Двухполярный источник питания, предложенный В. Орешкиным, во многом отвечает взаимоисключающим требованиям, предъявляемым к стабилизатору напряжения питания УМЗЧ [1, 2].
В настоящей заметке описывается доработанная схема, позволяющая простыми средствами повысить коэффициент стабилизации и уменьшить выходное сопротивление при сохранении малой постоянной времени апериодического процесса.
Доработка свелась к замене балластных резисторов в компенсационных стабилизаторах источниками тока и к учету рекомендаций фирмы Texas Instruments по построению блоков питания для УМЗЧ.

Принципиальная схема модернизированного блока питания УМЗЧ

Схема двухполярного источника питания приведена на рис. 1.

Рис.1. Двухполярный источник питания УМЗЧ


Он состоит из двух гальванически не связанных выпрямителей VD1, C1, C2, C5, C6, C9, C11, C13 и VD2, C3, C4, C7, C8, C10, C12, C14, двух параметрических стабилизаторов, выполненных на стабилитронах VD3, VD4 и источниках тока на транзисторах VT5, VT6, и эмиттерных повторителей на транзисторах VT1, VT3 и VT2, VT4. Коэффициент стабилизации повышен благодаря питанию источника образцового напряжения одного стабилизатора от выходного напряжения другого и использованию вместо резисторов источников тока.

Выпрямители собраны на диодных мостах VD1, VD2, состоящих из двойных диодов Шотки с общим катодом 16CTQ100. Диоды включены параллельно.

Конденсаторы С1…С8; С9, С10 и RC — цепочки R9, C23 и R10, C24 установлены в соответствии с рекомендациями фирмы Texas Instruments по построению блоков питания для УМЗЧ [3].

Для уменьшения шумов каждый стабилитрон VD3, VD4 зашунтирован парой конденсаторов — оксидным и пленочным (соответственно С15, С17 и С16, С18).

Источники тока на транзисторах VT5, VT6 содержат параметрические стабилизаторы HL1, C19, C21, R8 и HL2, C20, C22 в базах транзисторов.

Ток каждого источника равен:
IVD4=(UHL1-UбэVT5)/R4=(1,76-0,56)/0,13=9,2 мА,
IVD3=(UHL2-UбэVT6)/R7=9,2 мА.

Резисторы R5, R6 уменьшают мощность, рассеиваемую на коллекторах транзисторов источников тока.

Коллекторы (корпусы) мощных транзисторов VT1, VT2 соединены с общим проводом блока питания, что позволяет обойтись без теплопроводящих прокладок, тем самым улучшить отвод тепла при больших токах нагрузки.

Для снижения динамического сопротивления источника питания его выходы зашунтированы парами конденсаторов оксидный — пленочный (соответственно С25, С27 и С26, С28). Балластные резисторы со светодиодами зеленого цвета служат для индикации (HL3, R11 и HL4, R12).

Резистор R2 предназначен для запуска двухполярного стабилизатора при включении питания.

Стабилизатор имеет защиту от короткого замыкания в нагрузке. При замыкании в любом плече отключаются оба стабилизатора.

Основные технические характеристики:
Выходные напряжения стабилизатора, В …. ±15
Максимальный ток нагрузки, А …. 20
Коэффициент стабилизации, не менее …. 1500
Выходное сопротивление, не более, Ом …. 0,01
Напряжение на понижающих обмотках трансформатора питания, В …. 2×20


Детали и аналоги

Список деталей (BOM) приведен ниже.
Детали:
VD1, VD2 Диод Шоттки 16CTQ100 IR (100V, 16A) — 8 шт.,
VD3, VD4 Стабилитрон BZX55C16 (16V, 0,4W), стекло — 2 шт.,
HL1, HL2 Светодиод LED FYL-3014HD красный d= 3 мм — 2 шт.,
HL3, HL4 Светодиод LED BL-B2141Q G зел.d=3 — 2 шт.,
VT1 Транзистор КТ827А (20А; 100В), корпус TO-3 — 1 шт.,
VT2 Транзистор КТ825А (20А; 100В), корпус TO-3 — 1 шт.,
VT3 Транзистор BD140, корпус TO-126 — 1 шт.,
VT4 Транзистор BD139, корпус TO-126 — 1 шт.,
VT5 Транзистор 2SA1013, корпус TO-92mod — 1 шт.,
VT6 Транзистор 2SC2383, корпус TO-92mod — 1 шт.,
R1, R3 Резистор -0,25-3,3 кОм — 2 шт.,
R2 Резистор -2-470 Ом — 1 шт.,
R4, R7 Резистор -0,25-130 Ом — 2 шт.,
R5, R6 Резистор -0,25-220 Ом — 2 шт.,
R8 Резистор -0,25-9,1 кОм — 1 шт.,
R9, R10 ЧИП резистор F2512-1 Ом, 1Вт 1% — 2 шт.,
R11, R12 Резистор -0,5-2,7 кОм — 2 шт.,
С1…С8 Конденсатор 0,1/250V К73-17 — 8 шт.,
С9, С10, С23, С24 Конденсатор ЧИП 1812 0,1µF/100V X7R 10% — 4 шт.,
С11…С14 Конденсатор 10000/50V 3035+85°С — 4 шт.,
С15, С16 Конденсатор 47/63V 0611+105°C — 2 шт.,
С17…С20 Конденсатор 0,1/63V К73-17 — 4 шт.,
С21, С22 Конденсатор 47/16V 0511+105°C — 2 шт.,
С25, С26 Конденсатор 470/35V 0820+105°C — 2 шт.,
С27, С28 Конденсатор 1/63V К73-17 — 2 шт.,
Радиатор для VT1, VT2
Печатная плата 150×70×2 мм — 1 шт.


В блоке питания использованы выводные резисторы МЛТ или зарубежные MF мощностью, указанной на принципиальной схеме (рис. 1).

Конденсаторы С1 — С8, С17 — С20, С27, С28 типа К73-17, оксидные конденсаторы импортные. Конденсаторы С17 — С20 могут быть с лучшим результатом заменены на CBB21/MPP из металлизированного полипропилена (например, 0,15 мкФ, 100 В с датагорской ярмарки). В качестве С27, С28 подойдут 1 мкФ, 100 В (Suntan, полиэстер).

Транзисторы КТ825А и КТ827А можно заменить составными (КТ819Г + КТ815Г и КТ818Г + КТ814Г), при этом эмиттерные переходы мощных транзисторов КТ819Г и КТ818Г необходимо зашунтировать резисторами сопротивлением 100 — 150 Ом. Возможна замена мощных составных транзисторов на MJ11032 и MJ11033. При максимальном токе нагрузки 5 — 7 А подойдут транзисторы TIP142 и TIP147, а также BDW42G BDW47G.

Транзисторы VT1, VT2 закреплены на теплоотводе с площадью охлаждающей поверхности 900 кв. см без теплоизолирующих прокладок с применением теплопроводной пасты АЛСИЛ-3.

Вместо транзисторов BD139 и BD140 подойдут 2SC3502 и 2SA1380 или BF471 и BF472. При замене обязательно уточняйте цоколевку транзисторов.

Транзисторы VT5, VT6 типа 2SA1013, 2SC2383 могут быть заменены на отечественные КТ502Е, КТ503Е; КТ6116, КТ6117 или импортные 2N5401, 2N5551; 2SA1145, 2SC2705 и на другие.

Диоды Шоттки в мостах VD1, VD2 заменимы на MBR20200CTG (200 В, 10 А) с общим катодом, либо на SR10100 (10 А, 100 В, ТО-220-2). В последнем случае потребуется корректировка печатной платы.

При токах потребления более 2 А необходимо снабдить диоды небольшими радиаторами и (или) обеспечить их охлаждение вентилятором.

При сравнительно небольших потребляемых токах (до 2 А) в диодных мостах можно применить высокопроизводительные диоды HER505 (5 А, 1000 В), сверхбыстрые диоды SF56 (5 А, 400 В) или ультрафасты STTH5R06FP (5 А, 600 В, ТО-220-2).

Максимальный ток стабилизатора напряжения определяет трансформатор питания. Например, в приведенной на рис. 1 схеме трансформатор Т1 типа ТПП321 обеспечивает максимальный ток не более 4 А.

Работа с другими выходными напряжениями

В таблице приведены параметры элементов стабилизатора напряжения при других выходных напряжениях.


Печатная плата

Детали устройства, кроме силового трансформатора Т1 и мощных транзисторов VT1, VT2, смонтированы на печатной плате размерами 150×70 мм (см. рис. 2), изготовленной из фольгированного стеклотекстолита.


Рис. 2. Размещение деталей на печатной плате. Дорожки показаны «на просвет», smd элементы C9, C10, C23, C24, R9, R10 установлены со стороны печатных дорожек


«Силовые» дорожки на печатной плате целесообразно дополнительно пропаять сверху луженым монтажным проводом диаметром 0,5 — 0,7 мм.

Налаживание

Для равенства по модулю выходных напряжений стабилизатора необходимо перед монтажом отобрать стабилитроны VD3, VD4 по напряжению стабилизации при токе 10 мА.

Налаживание устройства сводится к подбору сопротивления резистора R2, обеспечивающего надежный запуск источника питания.

Выводы

Применение двух отдельных выпрямительных мостов в устройстве, на мой взгляд, является недостатком, так как по сравнению с одним диодным мостом имеем в два раза выше падение напряжения на диодах выпрямителя, следовательно, меньшую максимальную мощность. Кроме того, конструкция с двумя диодными мостами имеет большие габариты.

Наличие двух независимо работающих вторичных обмоток трансформатора выдвигает дополнительное требование равенства их выходных напряжений.

Единственное преимущество схемы с двумя выпрямительными мостами — в два раза меньшее максимальное напряжение на диоде моста может сыграть свою положительную роль при выборе выпрямительных диодов Шоттки, имеющих невысокое обратное напряжение, не более 45 — 200 В.

Описанное устройство можно использовать не только как источник питания УМЗЧ, но и как мощный источник питания устройств автоматики.

Файлы

Можно скачать схему и печатную плату modified-voltage-regulator.7z 🕗 06/09/19 ⚖️ 36,08 Kb ⇣ 41

Упомянутые источники

1. Орешкин В. Стабилизатор питания УМЗЧ // Радио, 1987, № 8, с. 31.
2. Доработанный вариант малошумящего двухполярного источника питания (см. комментарии 32-36 к статье.)
3. Рекомендации фирмы Texas Instruments по построению блоков питания для УМЗЧ.

Спасибо за внимание!

Стабилизатор напряжения питания УМЗЧ. Доработанная схема В. Орешкина. Подписка на платы!

Старт подписки на печатные платы «3118»

Открываю подписку на платы «3118» к статье «Стабилизатор напряжения питания УМЗЧ. Доработанная схема В. Орешкина». В лоте две заводских платы 150×70 мм.
Платы отличного качества, с паяльной маской, с утолщённой медью, надписями и пр. приятностями.
Цена зависит от вашей активности. Чем больше соберём заказов, тем дешевле.
10 лотов » 950,00 ₽ за 1 лот (2 платы)
25 лотов » 660,00 ₽ за 1 лот (2 платы)
50 лотов » 530,00 ₽ за 1 лот (2 платы)
100 лотов » 440,00 ₽ за 1 лот (2 платы)
Нам нужно собрать желающих на 100 лотов. Критический минимум — 25 лотов. Подтягивайте знакомых и друзей или заказывайте для них. Новички и кандидаты — участники подписок получают привилегированное членство (гражданство) на сайте.

Для подписки вносим 660 ₽ по ссылке с любой банковской карты или из Я.Кошелька. В примечании к платежу укажите ваш логин на Датагоре и название подписки «3118». НЕ ПИШИТЕ СЛОВ ТИПА «ЗАКАЗ», «ОПЛАТА» и т.п. Только логин + 3118. Обязательно залогиньтесь и отметьтесь в комментариях.
Цена действительна только на время подписки. Доставка не включена.
Наберём желающих, закажем платы, тогда и по комплектухе порешаем.
Я планирую делать платы или киты для всех статей на Датагоре, так что поддержите начинание!

Камрад, смотри полезняхи!

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 49 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 3. Двухполярное питание... Здравствуйте, уважаемые читатели! Этим небольшим, но полезным дополнением я продолжаю тему,...
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 Доработанный вариант малошумящего двухполярного источника питания... Здравствуйте, коллеги! Размещаю дополнение к статье «Малошумящий двухполярный блок питания для...
Схема на Датагоре. Новая статья Усилитель для наушников "Green JLH". Класс А на трёх транзисторах... Доброго воскресного утра, датагорцы! Предлагаю полезную конструкцию выходного дня: сделаем простой...
Схема на Датагоре. Новая статья Схемка в блокнот. Низковольтный стабилизатор напряжения (от 0,7V; пригоден для зарядки и питания мобильного телефона)... При изготовлении разного рода устройств с использованием мобильного телефона (МТ), например GSM...
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 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 300 схем источников питания. Шрайбер.... 300 схем источников питания. Шрайбер. Эта книга посвящена источникам питания - как низкочастотным,...
Схема на Датагоре. Новая статья M5230L — малошумящий двухполярный стабилизированный блок питания... Идея При доработке проигрывателя компакт-дисков понадобился отдельный источник двуполярного...
 

Общаемся по статье 💬

«Стабилизатор напряжения питания УМЗЧ. Доработанная схема В. Орешкина. Подписка на платы!»

Комментарии, вопросы, ответы, дополнения, отзывы

 

<

Sergiy_83

Сергей Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 1 от 10-10-19, 0:03.
Ответить
  • С нами с 16.10.2012
  • 75 комментариев
  • 7 публикаций
 
Всем привет.

Очень интересная схемка. Спасибо. Функция защиты - это великолепно.

Есть подозрение, что при пробое транзистора одного из плеч УМЗЧ блок питания может отключится.
Что есть замечательно!
Или я ошибаюсь?

<

nickhome

Николай Читатель Датагора
  • Меценат
Комментарий # 2 от 11-10-19, 14:32.
Ответить
  • С нами с 8.10.2013
  • 12 комментариев
  • 0 публикаций
 
Спасибо большое за интересную статью и схему. Как руки дойдут, будем обязательно пробовать ее совместно с усилителем ОМ 2.7 и напряжением +/-30 Вольт.

<

Datagor

Игорь Котов Читатель Датагора
  • Главный редактор
Комментарий # 3 от 07-11-19, 6:37.
Ответить
  • С нами с 26.02.2006
  • 2 260 комментариев
  • 274 публикации
 
Открыта подписка на заводские печатные платы. Милости прошу!
См. подвал статьи.

Добавить комментарий, вопрос, отзыв 💬

Камрады, будьте корректны и вежливы, соблюдайте правила!


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.
 

Датагорские статьи об электронике на удачу

Статьи подобраны лично для вас Великим Случаем