У радіоаматорський літературі неодноразово висловлювалася думка про необхідність живлення від УМЗЧ стабілізованого джерела харчування для забезпечення більш природного його звучання. Дійсно, при максимальної вихідний потужності підсилювача пульсації напруги нестабілізованого джерела можуть досягати декількох вольт. При цьому напруга живлення може істотно знижуватися за рахунок розряду конденсаторів фільтра. Це непомітно при пікових значеннях вихідного напруги на вищих звукових частотах, завдяки достатньої ємності фільтруючих конденсаторів, але позначається при посиленні низькочастотних складових великого рівня, так як у музичному сигналі вони мають більшу тривалість. В внаслідок фільтрувальні конденсатори встигають розряджатися, знижується напруга живлення, а значить, і максимальна вихідна потужність підсилювача. Якщо ж зниження напруги живлення призводить до зменшення струму спокою вихідного каскаду підсилювача, то це може призводити і до виникнення додаткових нелінійних спотворень.
З іншого боку, використання стабілізованого джерела харчування, побудованого за звичайною схемою параметричного стабілізатора, збільшує споживану ним від мережі потужність і вимагає застосування мережевого трансформатора більшої маси і габаритів. Крім цього, виникає необхідність " відведення тепла, що розсіюється вихідними транзисторами стабілізатора. Причому найчастіше потужність, розсіюється вихідними транзисторами УМЗЧ, дорівнює потужності, що розсіюється вихідними транзисторами стабілізатора, тобто половина потужності витрачається марно. Імпульсні стабілізатори напруги мають високий ККД, але досить складні в виготовленні, мають великий рівень високочастотних перешкод і не завжди надійні.
Якщо до блоку живлення не пред'являється жорстких вимог по стабільності напруги і рівня пульсації, то в якості джерела живлення можна використовувати звичайний двуполярный блок живлення, принципова схема якого показана на рис1.
Потужні складові транзистори VT7 і VT8, включені за схемою эмиттерных повторювачів, забезпечують досить хорошу фільтрацію пульсації напруги живлення з частотою мережі і стабілізацію вихідної напруги завдяки встановленим в ланцюзі баз транзисторів стабілітрон VD5 - VD10. Елементи LI, L2, R16, R17, C11, C12 усувають можливість виникнення високочастотної генерації, схильність до якої пояснюється великим коефіцієнтом посилення по струму складових транзисторів. Величина змінної напруги, надходить від мережевого трансформатора, обрана такою, щоб при максимальній вихідний потужності УМЗЧ (що відповідає струму в навантаженні 4А) напруга на конденсаторах фільтр С1 - С8 знижувалася приблизно до 46...45 Ст. У цьому випадку падіння напруги на транзисторах VT7, VT8 не буде перевищувати 4 В, а потужність, що розсіюється транзисторами потужність складе 16 Вт. При зменшенні потужності, споживаної від джерела живлення, збільшується падіння напруги на транзисторах VT7, VT8, але розсіюється на них потужність залишається постійною через зменшення споживаного струму. Блок живлення працює як стабілізатор напруги при малих і середніх струмах навантаження, а при максимальному струмі - як транзисторний фільтр. У такому режимі його вихідна напруга може знижуватися до 42...41, рівень пульсації на виході досягає значення 200 мВ, ККД рівний 90 %.
Як показало макетування, плавкі запобіжники не можуть захистити підсилювач і блок живлення від перевантажень по току з-за своєї інерційності. З цієї причини було застосовано пристрій швидкодіючої захисту від короткого замикання та перевищення допустимого струму навантаження, зібране на транзисторах VT1-VT6. Причому функції захисту при перевантаженнях позитивної полярності виконують транзистори VT1, VT2, VT5, резистори Rl, R3, R5. R7 - R9, R13 і конденсатор С9, а негативною - транзистори VT4, VT3, VT6, резистори R2, R4, R6, R10 - R12, R14 і конденсатор С10.
Розглянемо роботу пристрою при перевантаженнях позитивної полярності. У вихідному стані при номінальній навантаженні всі транзистори пристрої захисту закриті. При збільшенні струму навантаження починає зростати падіння напруги на резисторі R7, і якщо воно перевищить допустиме значення, починає відкриватися транзистор VT1, а слідом за ним і транзистори VT2 і VT5. Останні зменшують напругу на базі регулюючого транзистора VT7, а значить, і напруга на виході блоку живлення. При цьому за рахунок позитивного зворотного зв'язку, забезпечуваною резистором R13, зменшення напруги на виході блоку живлення призводить до прискорення подальшого відкривання транзисторів VT1, VT2, VT5 і швидкого закривання транзистора VT7. Якщо опір резистора позитивного зворотного зв'язку R13 мало, то після спрацьовування пристрої захисту напруга на виході блоку живлення не відновлюється навіть після відключення навантаження. У цьому режимі необхідно було б передбачити кнопку запуску, відключає, наприклад, на короткий час резистор R13 після спрацьовування захисту та момент включення блоку харчування. Однак, якщо опір резистора R13 вибрати таким, щоб при короткому замиканні навантаження струм не дорівнював нулю, то напруга на виході блоку харчування буде відновлюватися після спрацювання пристрою захисту при зменшенні струму навантаження до безпечної величини. Практично опір резистора R13 вибирається такої величини, при якої забезпечується надійне включення блоку харчування при обмеженні струму короткого замикання значенням 0,1...0,5 А. Струм спрацьовування пристрої захисту визначає резистор R7.Аналогічно працює пристрій захисту блоку харчування при перевантаженнях негативної полярності.
Конструкція деталі
Всі деталі блоку харчування розміщені на одній платі. Виняток становлять транзистори VT7, VT8 блоку цитания, розміщені на окремих тепловідводах з площею розсіювальної поверхні 300 см2 кожна. Котушки LI, L2 блока живлення (рис. 3) містять 30-40 витків дроту ПЕВ-1 1,0, намотаного на корпусі резистори С5-5 або МЛТ-2. Резистори R7, R12 блоку живлення являють собою відрізок мідного дроту ПЕЛ, ПЕВ-1 або ПЕЛШО діаметром 0,33 і довжиною 150 мм, намотаного на корпусі резистора МЛТ-1. Трансформатор живлення виконаний на тороїдальним магнітопроводі з електротехнічної сталі Э320, завтовшки 0,35 мм, ширина стрічки 40 мм, внутрішній діаметр магніто-проводи 80, зовнішній - 130 мм. Мережева обмотка містить 700 витків дроту ПЕЛШО 0,47, вторинна - 2Х130 витків дроту ПЕЛШО 1,2.
Кожен з транзисторів КТ825Г можна замінити складовими транзисторами КТ814Г, КТ818Г, а КТ827А - складовими транзисторами КТ815Г, КТ819Г. Замість стабілітронів КС515А можна використовувати сполучені послідовно стабілітрони Д814А (Б, В, Г, Д) і КС512А.
Перевірка справність блоку живлення
Для цього, замінивши резистори R7, R12 блоку живлення більше высокоомными (приблизно 0,2...0,3 Ом), перевіряють працездатність блока живлення пристрою захисту. Воно має спрацьовувати при струмі навантаження 1...2 А. Переконавшись у нормальній роботі блоку харчування і УМЗЧ, встановлюють резистори R7, R12 з номінальним опором, зазначеним на принциповою схемою контролюючи відсутність спрацювання пристрою захисту.
Література
1. Лексины Валентин і Віктор. Про помітності нелінійних спотворень підсилювача потужності.- Радіо, 1984, № 2, с. 33-35.
2. Солнцев Ю. Який же Кг припустимо? - Радіо,1985,№ 2,с. 26 - 28.
3. Солнцев Ю. Високоякісний підсилювач потужності.- Радіо, 1984, № 5, з, 29-34.
4. Гумеля Е. Якість і схемотехніка УМЗЧ.- Радіо, 1985, № 9, с. 31-34.
Публікація: www.cxem.net