스위칭 전원 공급 장치 가정용 증폭기 - 증폭기 및 보호 장치 가장 중요한 것은 전압 강하입니다.

앰프를 연결하는 것이 더 간단할 것 같습니다. 전원 공급 장치, 좋아하는 음악을 즐길 수 있나요?

그러나 증폭기가 본질적으로 입력 신호의 법칙에 따라 전원 전압을 변조한다는 점을 기억하면 설계 및 설치 문제가 분명해집니다. 전원 공급 장치매우 책임감 있게 접근해야 합니다.

그렇지 않으면 이 경우 발생한 실수와 계산 착오로 인해 최고 품질의 가장 비싼 앰프라도 (사운드 측면에서) 망칠 수 있습니다.

안정제인가 필터인가?

놀랍게도 변압기, 정류기 및 평활 커패시터가 포함된 간단한 회로가 전력 증폭기에 전원을 공급하는 데 사용되는 경우가 가장 많습니다. 오늘날 대부분의 전자 장치는 안정화된 전원 공급 장치를 사용합니다. 그 이유는 상대적으로 강력한 안정기를 만드는 것보다 높은 전원 리플 억제 계수를 갖는 증폭기를 설계하는 것이 더 저렴하고 쉽기 때문입니다. 오늘날 일반적인 증폭기의 리플 억제 수준은 100Hz 주파수에서 약 60dB이며 이는 사실상 전압 안정기의 매개변수에 해당합니다. 직류 소스, 차동 스테이지, 스테이지 전원 공급 회로의 별도 필터 및 증폭기 스테이지의 기타 회로 기술을 사용하면 훨씬 더 큰 값을 얻을 수 있습니다.

영양물 섭취 출력 단계대부분 불안정하게 만들어졌습니다. 100% 네거티브 피드백, 단위 이득 및 OOOS의 존재로 인해 배경 및 공급 전압 리플이 출력에 침투하는 것이 방지됩니다.

증폭기의 출력단은 클리핑(제한) 모드로 들어갈 때까지 기본적으로 전압(공급) 조정기입니다. 그러면 공급 전압 리플(100Hz)이 출력 신호를 변조하는데, 이는 정말 끔찍하게 들립니다.

단극 전원 공급 장치가 있는 증폭기의 경우 신호의 상위 반파만 변조되는 경우 양극 전원 공급 장치가 있는 증폭기의 경우 신호의 두 반파가 모두 변조됩니다. 대부분의 앰프는 높은 신호(전력)에서 이러한 효과를 특징으로 하지만 기술적 특성에는 전혀 반영되지 않습니다. 잘 설계된 증폭기에서는 클리핑이 발생해서는 안 됩니다.

앰프(더 정확하게는 앰프의 전원 공급 장치)를 테스트하기 위해 실험을 수행할 수 있습니다. 들을 수 있는 것보다 약간 높은 주파수의 신호를 앰프 입력에 적용합니다. 제 경우에는 15kHz이면 충분합니다.(. 증폭기가 클리핑에 들어갈 때까지 입력 신호의 진폭을 높입니다. 이 경우 스피커에서 윙윙거리는 소리(100Hz)가 들립니다. 레벨에 따라 품질을 평가할 수 있습니다. 앰프의 전원 공급 장치.

경고! 이 실험을 하기 전에 스피커 시스템의 트위터를 꺼야 합니다. 그렇지 않으면 실패할 수 있습니다.

안정화된 전원 공급 장치는 이러한 효과를 방지하고 장시간 과부하 시 왜곡을 줄여줍니다. 그러나 네트워크 전압의 불안정성을 고려하면 안정기 자체의 전력 손실은 약 20%입니다.

클리핑 효과를 줄이는 또 다른 방법은 별도의 RC 필터를 통해 스테이지에 전원을 공급하는 것인데, 이 역시 전력을 다소 줄입니다.

이는 직렬 기술에서는 거의 사용되지 않습니다. 전력을 줄이는 것 외에도 제품 비용도 증가하기 때문입니다. 또한 클래스 AB 증폭기에 안정기를 사용하면 증폭기와 안정기의 피드백 루프 공진으로 인해 증폭기가 여기될 수 있습니다.

최신 스위칭 전원 공급 장치를 사용하면 전력 손실을 크게 줄일 수 있습니다. 그러나 여기에서는 낮은 신뢰성(이러한 전원 공급 장치의 요소 수가 훨씬 많음), 높은 비용(단일 및 소규모 생산의 경우), 높은 수준의 RF 간섭 등 다른 문제가 발생합니다.

출력 전력이 50W인 증폭기의 일반적인 전원 공급 장치 회로가 그림에 나와 있습니다.

평활 커패시터로 인한 출력 전압은 변압기의 출력 전압보다 약 1.4배 더 높습니다.

피크 전력

이러한 단점에도 불구하고 앰프에 전원을 공급할 때 불안정한소스를 사용하면 약간의 보너스를 얻을 수 있습니다. 필터 커패시터의 대용량으로 인해 단기(피크) 전력이 전원 공급 장치의 전력보다 높습니다. 경험에 따르면 출력 전력 10W마다 최소 2000uF가 필요합니다. 이 효과로 인해 전력 변압기를 절약할 수 있습니다. 덜 강력하고 그에 따라 더 저렴한 변압기를 사용할 수 있습니다. 고정 신호에 대한 측정에서는 이 효과가 나타나지 않으며 이는 단기 피크 동안, 즉 음악을 들을 때만 나타납니다.

안정화된 전원 공급 장치에는 이러한 효과가 없습니다.

병렬 또는 직렬 레귤레이터?

그림과 같이 전류 회로가 로컬 부하 안정기 루프(전원 공급 장치 제외)에서 닫혀 있기 때문에 오디오 장치에서는 병렬 안정기가 더 낫다는 의견이 있습니다.

출력에 디커플링 커패시터를 설치하면 동일한 효과가 나타납니다. 하지만 이 경우 증폭된 신호의 낮은 주파수가 이를 제한합니다.

보호 저항기

모든 라디오 아마추어는 아마도 저항기가 타는 냄새에 익숙할 것입니다. 바니시 냄새, 에폭시 수지 냄새, 돈 냄새예요. 한편, 저렴한 저항기를 사용하면 앰프를 절약할 수 있습니다!

저자는 처음으로 앰프를 켤 때 퓨즈보다 몇 배 저렴한 퓨즈 대신 전원 회로에 저저항 (47-100 Ohms) 저항을 설치합니다. 이를 통해 설치 오류, 잘못 설정된 대기 전류(조정기가 최소 대신 최대로 설정됨), 전력 극성 반전 등으로 인해 값비싼 증폭기 요소를 한 번 이상 절약할 수 있었습니다.

사진은 설치자가 TIP3055 트랜지스터와 TIP2955를 혼합한 증폭기를 보여줍니다.

결국 트랜지스터는 손상되지 않았습니다. 모든 것이 잘 끝났지만 저항기는 그렇지 않았으므로 방을 환기시켜야 했습니다.

가장 중요한 것은 전압 강하입니다.

전원 공급 장치 등을 위한 인쇄 회로 기판을 설계할 때 구리가 초전도체가 아니라는 점을 잊어서는 안 됩니다. 이는 "접지"(공통) 도체에 특히 중요합니다. 얇고 폐쇄 루프 또는 긴 회로를 형성하는 경우 이를 통해 흐르는 전류로 인해 전압 강하가 발생하고 다른 지점의 전위가 다른 것으로 나타납니다.

전위차를 최소화하기 위해 각 소비자가 고유한 도체를 가지고 있는 경우 공통 와이어(접지)를 별 형태로 라우팅하는 것이 일반적입니다. “별”이라는 용어를 문자 그대로 받아들여서는 안 됩니다. 사진은 공통 와이어의 올바른 배선 예를 보여줍니다.

튜브 증폭기에서 캐스케이드의 양극 부하 저항은 약 4kOhm 이상으로 매우 높으며 전류는 그다지 높지 않으므로 도체의 저항이 중요한 역할을하지 않습니다. 트랜지스터 증폭기에서는 스테이지의 저항이 상당히 낮으며(부하는 일반적으로 4옴의 저항을 가짐) 전류는 진공관 증폭기보다 훨씬 높습니다. 따라서 여기서 지휘자의 영향은 매우 중요할 수 있습니다.

인쇄 회로 기판의 트레이스 저항은 같은 길이의 구리선 저항보다 6배 더 높습니다. 직경은 0.71mm로 진공관 앰프를 설치할 때 사용되는 일반적인 와이어입니다.

0.0064옴이 아닌 0.036옴! 트랜지스터 증폭기 출력단의 전류가 진공관 증폭기의 전류보다 1000배 더 높을 수 있다는 점을 고려하면 도체 양단의 전압 강하는 다음과 같습니다. 6000! 몇 배 더. 이것이 트랜지스터 앰프가 진공관 앰프보다 소리가 더 나쁜 이유 중 하나일 수 있습니다. 이는 또한 PCB로 조립된 진공관 앰프가 표면에 장착된 프로토타입보다 소리가 더 나쁜 이유도 설명합니다.

옴의 법칙을 잊지 마세요! 인쇄된 도체의 저항을 줄이기 위해 다양한 기술을 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 두꺼운 주석 층으로 트랙을 덮거나 트랙을 따라 두꺼운 주석 도금 와이어를 납땜합니다. 옵션은 사진에 표시됩니다.

충전 펄스

네트워크 배경이 증폭기에 침투하는 것을 방지하려면 필터 커패시터의 충전 펄스가 증폭기에 침투하는 것을 방지하는 조치를 취해야 합니다. 이렇게 하려면 정류기의 트랙이 필터 커패시터로 직접 이동해야 합니다. 강력한 충전 전류 펄스가 이를 통해 순환하므로 다른 어떤 것도 연결할 수 없습니다. 앰프의 전원 공급 회로는 필터 커패시터의 단자에 연결되어야 합니다.

단일 공급 전원을 사용하는 앰프의 올바른 전원 공급 장치 연결(설치)이 그림에 나와 있습니다.

확대하려면 클릭하세요.

그림은 인쇄 회로 기판의 버전을 보여줍니다.

리플

대부분의 불안정한 전원 공급 장치에는 정류기 뒤에 평활 커패시터가 하나만 있습니다(또는 병렬로 연결된 여러 개). 전력 품질을 향상하려면 간단한 방법을 사용할 수 있습니다. 하나의 컨테이너를 두 개로 나누고 그 사이에 0.2-1Ω의 작은 저항을 연결합니다. 더욱이, 명목 가치가 더 작은 두 개의 컨테이너라도 하나의 큰 컨테이너보다 저렴할 수 있습니다.

이는 더 낮은 고조파 레벨로 더 부드러운 출력 전압 리플을 제공합니다.

고전류에서는 저항기의 전압 강하가 커질 수 있습니다. 0.7V로 제한하려면 저항기와 병렬로 강력한 다이오드를 연결할 수 있습니다. 그러나 이 경우 신호 피크에서 다이오드가 열리면 출력 전압 리플이 다시 "강해"집니다.

계속하려면 ...

이 기사는 잡지 "Practical Electronics Every Day"의 자료를 바탕으로 작성되었습니다.

무료 번역: RadioGazeta 편집장

AFA(가청 주파수 증폭기) 또는 LF(저주파 증폭기)는 가장 일반적인 전자 장치 중 하나입니다. 우리 모두는 하나 또는 다른 유형의 ULF를 사용하여 소리 정보를 받습니다. 모든 사람이 아는 것은 아니지만 저주파 증폭기는 측정 기술, 결함 감지, 자동화, 원격 기계, 아날로그 컴퓨팅 및 기타 전자 분야에도 사용됩니다.

물론 ULF의 주요 용도는 전기 진동을 음향 진동으로 변환하는 음향 시스템을 사용하여 소리 신호를 우리 귀에 전달하는 것입니다. 그리고 앰프는 이를 최대한 정확하게 수행해야 합니다. 이 경우에만 우리는 우리가 좋아하는 음악, 소리, 말이 우리에게 주는 즐거움을 얻습니다.

1877년 토마스 에디슨의 축음기 출현부터 현재까지 과학자와 엔지니어들은 ULF의 기본 매개변수를 개선하기 위해 노력해 왔습니다. 주로 소리 신호 전송의 신뢰성은 물론 전력 소비, 크기와 같은 소비자 특성을 위해 노력해 왔습니다. , 제조, 구성 및 사용의 용이성.

1920년대부터 전자 증폭기 클래스의 문자 분류가 형성되었으며 이는 오늘날에도 여전히 사용됩니다. 증폭기 클래스는 진공관, 트랜지스터 등 사용되는 능동 전자 장치의 작동 모드에 따라 다릅니다. 주요 "단일 문자" 클래스는 A, B, C, D, E, F, G, H입니다. 일부 모드를 결합하는 경우 클래스 지정 문자를 결합할 수 있습니다. 분류는 표준이 아니므로 개발자와 제조업체는 문자를 상당히 임의로 사용할 수 있습니다.

클래스 D는 분류에서 특별한 위치를 차지합니다. 클래스 D의 ULF 출력단의 활성 요소는 활성 요소의 선형 작동 모드가 주로 사용되는 다른 클래스와 달리 스위칭(펄스) 모드에서 작동합니다.

클래스 D 증폭기의 주요 장점 중 하나는 성능 계수(효율성)가 100%에 가깝다는 것입니다. 이는 특히 증폭기의 능동 소자에 의해 소비되는 전력을 감소시키고 결과적으로 라디에이터 크기 감소로 인해 증폭기 크기를 감소시킵니다. 이러한 증폭기는 단극 및 펄스형 전원 공급 장치의 품질에 대한 요구 사항이 훨씬 낮습니다. 또 다른 장점은 클래스 D 증폭기에서 디지털 신호 처리 방법과 해당 기능의 디지털 제어를 사용할 수 있다는 점입니다. 결국 현대 전자 제품에서 널리 사용되는 것은 디지털 기술입니다.

이러한 모든 추세를 고려하여 Master Kit 회사는 다음을 제공합니다. 다양한 클래스 앰프 선택디, 동일한 TPA3116D2 칩에 조립되었지만 목적과 성능이 다릅니다. 그리고 구매자가 적합한 전원을 찾는 데 시간을 낭비하지 않도록 우리는 다음을 준비했습니다. 증폭기 + 전원 공급 장치 키트, 서로 최적으로 적합합니다.

이번 리뷰에서는 이러한 세 가지 키트를 살펴보겠습니다.

1. (D 클래스 LF 증폭기 2x50W + 전원 공급 장치 24V / 100W / 4.5A);
2. (D 클래스 LF 증폭기 2x100W + 전원 공급 장치 24V / 200W / 8.8A);
3. (D급 LF 증폭기 1x150W + 전원공급장치 24V / 200W / 8.8A).

첫 번째 세트볼륨, 저주파수 및 고주파수의 두 채널에서 동시에 최소 크기, 스테레오 사운드 및 클래식 제어 방식이 필요한 사람들을 위해 주로 설계되었습니다. 그것은 및을 포함합니다.

2채널 앰프 자체의 크기는 제어 손잡이를 제외하고 60 x 31 x 13 mm에 불과한 전례 없이 작은 크기입니다. 전원 공급 장치의 크기는 129 x 97 x 30mm, 무게는 약 340g입니다.

작은 크기에도 불구하고 이 앰프는 21V의 공급 전압에서 4Ω 부하에 채널당 50W의 정직한 출력을 제공합니다!

오디오 신호용 이중 특수 연산 증폭기인 RC4508 칩이 프리앰프로 사용됩니다. 이를 통해 증폭기 입력이 신호 소스에 완벽하게 일치할 수 있으며 비선형 왜곡 및 잡음 수준이 매우 낮습니다.

입력 신호는 핀 피치 2.54mm의 3핀 커넥터에 공급되며 전원 공급 장치와 스피커 시스템은 편리한 나사 커넥터를 사용하여 연결됩니다.

열전도 접착제를 사용하여 TPA3116 칩에 작은 방열판이 설치되어 있으며, 최대 전력에서도 소산 면적이 충분합니다.

공간 절약과 앰프의 소형화를 위해 전원 연결의 역극성(Reversal)에 대한 보호 기능이 없으므로 앰프에 전원을 공급할 때 주의하시기 바랍니다.

작은 크기와 효율성을 고려하여, 오래되거나 고장난 오래된 앰프 교체부터 이벤트나 파티 더빙을 위한 이동성이 뛰어난 사운드 강화 키트에 이르기까지 키트의 적용 범위가 매우 넓습니다.

이러한 증폭기를 사용하는 예가 나와 있습니다.

보드에는 장착 구멍이 없지만 이를 위해 너트 고정 장치가 있는 전위차계를 성공적으로 사용할 수 있습니다.

두 번째 세트 2개의 TPA3116D2 칩이 포함되어 있으며 각 칩은 브리지 모드에서 활성화되고 채널당 최대 100와트의 출력 전력은 물론 24볼트의 출력 전압과 200와트의 전력을 제공합니다.

이러한 키트와 2개의 100와트 스피커 시스템을 사용하면 야외에서도 주요 이벤트를 들을 수 있습니다!

앰프에는 스위치가 있는 볼륨 조절 장치가 장착되어 있습니다. 강력한 쇼트키 다이오드가 보드에 설치되어 전원 공급 장치의 극성 반전을 방지합니다.

증폭기에는 TPA3116 칩 제조업체의 권장 사항에 따라 설치된 효과적인 저역 통과 필터가 장착되어 있으며 이와 함께 출력 신호의 고품질을 보장합니다.

공급 전압과 스피커 시스템은 나사 커넥터를 사용하여 연결됩니다.

입력 신호는 2.54mm 피치의 3핀 커넥터나 표준 3.5mm 잭 오디오 커넥터를 사용하여 공급될 수 있습니다.

라디에이터는 두 마이크로 회로 모두에 충분한 냉각을 제공하며 인쇄 회로 기판 하단에 있는 나사를 사용하여 열 패드에 밀착됩니다.

사용 편의성을 위해 보드에는 전원이 켜졌을 때를 나타내는 녹색 LED도 있습니다.

커패시터를 포함하고 전위차계 손잡이를 제외한 보드의 크기는 105 x 65 x 24mm이고 장착 구멍 사이의 거리는 98.6mm와 58.8mm입니다. 전원 공급 장치의 크기는 215 x 115 x 30mm이고 무게는 약 660g입니다.

세 번째 세트 l을 나타내며 출력 전압은 24V, 전력은 200W입니다.

앰프는 4옴 부하에 최대 150와트의 출력 전력을 제공합니다. 이 앰프의 주요 용도는 고품질의 에너지 효율적인 서브우퍼를 구축하는 것입니다.

다른 많은 전용 서브우퍼 증폭기와 비교하여 MP3116btl은 대구경 우퍼를 구동하는 데 탁월합니다. 이는 문제의 ULF에 대한 고객 리뷰를 통해 확인됩니다. 소리는 풍부하고 밝습니다.

인쇄 회로 기판 영역의 대부분을 차지하는 방열판은 TPA3116의 효율적인 냉각을 보장합니다.

증폭기 입력의 입력 신호를 일치시키기 위해 2채널 저잡음 특수 연산 증폭기인 NE5532 마이크로 회로가 사용됩니다. 비선형 왜곡이 최소화되고 대역폭이 넓습니다.

드라이버용 슬롯이 있는 입력 신호 진폭 조정기도 입력에 설치됩니다. 도움을 받으면 서브우퍼의 볼륨을 메인 채널의 볼륨으로 조정할 수 있습니다.

공급 전압 역전을 방지하기 위해 쇼트키 다이오드가 보드에 설치됩니다.

전원 및 스피커 시스템은 나사 커넥터를 사용하여 연결됩니다.

증폭기 보드의 크기는 73 x 77 x 16mm이고 장착 구멍 사이의 거리는 69.4mm와 57.2mm입니다. 전원 공급 장치의 크기는 215 x 115 x 30mm이고 무게는 약 660g입니다.

모든 키트에는 MEAN WELL 스위칭 전원 공급 장치가 포함되어 있습니다.

1982년에 설립된 이 회사는 스위칭 전원 공급 장치 분야의 세계 최고의 제조업체입니다. 현재 MEAN WELL Corporation은 대만, 중국, 미국 및 유럽에 재정적으로 독립된 5개의 파트너 회사로 구성되어 있습니다.

MEAN WELL 제품은 고품질, 낮은 고장률, 긴 서비스 수명이 특징입니다.

최신 요소 기반으로 개발된 스위칭 전원 공급 장치는 출력 DC 전압 품질에 대한 가장 높은 요구 사항을 충족하며 경량 및 고효율 측면에서 기존 선형 소스와 다르며 과부하 및 단락에 대한 보호 기능이 있습니다. 산출.

제시된 키트에 사용되는 LRS-100-24 및 LRS-200-24 전원 공급 장치에는 출력 전압을 정밀하게 조정하기 위한 LED 전원 표시기와 전위차계가 있습니다. 앰프를 연결하기 전에 출력 전압을 확인하고 필요한 경우 전위차계를 사용하여 레벨을 24V로 설정하십시오.

사용된 소스는 수동 냉각을 사용하므로 완전히 조용합니다.

고려된 모든 증폭기는 자동차, 오토바이, 심지어 자전거용 사운드 재생 시스템을 설계하는 데 성공적으로 사용될 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 12V 전압으로 앰프에 전력을 공급할 때 출력 전력은 약간 낮아지지만 음질은 저하되지 않으며 효율성이 높기 때문에 자율 전원에서 ULF에 효과적으로 전력을 공급할 수 있습니다.

또한 이 리뷰에서 논의된 모든 장치는 개별적으로 구매하거나 웹사이트에서 다른 키트의 일부로 구매할 수 있다는 사실에 주목하세요.

이 구성 키트를 사용하면 최대 200W 전력의 양극 전원 공급 장치용 전자 과전류 보호 장치를 조립할 수 있습니다.

간단한 설명

회로 동작

연결 다이어그램:

노트:

형질:

"False183700,001RP143651-1False2654 이 구성 키트를 사용하면 최대 200W 전력의 양극 전원 공급 장치용 전자 과전류 보호 장치를 조립할 수 있습니다.

간단한 설명
전자 보호는 양극 UMZCH 전원 공급 장치와 함께 사용하도록 설계되었으며 단기 과부하에 반응하지 않고 평균 전류 소비를 제한할 수 있습니다. 장치는 방아쇠 보호를 사용합니다.

회로 동작
부하 전류가 작동 임계값보다 낮으면 녹색 LED HL3(HL4)이 켜집니다. R13(R14)을 통해 흐르는 부하 전류가 트리거 임계값을 초과하면 트랜지스터 VT5(VT6)를 켜기에 충분한 전압 강하가 발생하고 이로 인해 플립플롭이 VT3-VT5(VT4-VT6)에서 작동하게 됩니다. 트리거는 제너 다이오드 VD5(VD6)를 우회하고 VT1(VT2)의 스위치가 열립니다. HL1(HL2) LED가 켜져 보호 기능이 작동했음을 나타냅니다. 커패시터 C1, C2, C5, C6 및 다이오드 VD1-VD4는 스위치 모드에서 작동하는 전계 효과 트랜지스터 VT1, VT2의 게이트에 대한 전압 부스트를 생성합니다.
커패시터 C9, C10은 보호 응답 속도를 늦춥니다.
제너 다이오드 VD5, VD6은 전계 효과 트랜지스터의 게이트 소스 회로를 고전압으로부터 보호하는 역할을 합니다.

연결 다이어그램:

전기 회로도:

요소 레이아웃:

노트:
커패시터 C9 및 C10의 용량을 늘리면 보호 응답 시간을 늘릴 수 있습니다.
보호 응답 시간이 감소하고 부하가 용량성인 경우 전원을 켰을 때 보호 기능이 오작동할 수 있습니다. 이를 제거하려면 커패시터 C11 및 C14의 정전 용량을 100μF로 줄이거나 소프트 스타트 장치를 사용해야 합니다.

형질:
공급 전압 ±15..50V;
보호 임계값 1..2A.

전력 증폭기(UPA) 또는 기타 전자 장치에 적합한 전원 공급 장치를 만드는 것은 매우 책임 있는 작업입니다. 전체 장치의 품질과 안정성은 전원에 따라 다릅니다.

이 간행물에서는 제가 직접 만든 저주파 전력 증폭기 "Phoenix P-400"을 위한 간단한 변압기 전원 공급 장치를 만드는 방법에 대해 설명하겠습니다.

이러한 간단한 전원 공급 장치는 다양한 저주파 전력 증폭기 회로에 전원을 공급하는 데 사용될 수 있습니다.

머리말

향후 증폭기용 전원 공급 장치(PSU)의 경우 1차 권선이 ~220V인 토로이달 코어가 이미 있으므로 "PSU 전환 또는 네트워크 변압기 기반"을 선택하는 작업은 존재하지 않았습니다.

스위칭 전원 공급 장치는 크기와 무게가 작고, 출력 전력이 높으며 효율이 높습니다. 네트워크 변압기를 기반으로 한 전원 공급 장치는 무겁고 제조 및 설정이 쉬우며 회로를 설정할 때 위험한 전압을 처리할 필요가 없습니다. 이는 저와 같은 초보자에게 특히 중요합니다.

토로이달 변압기

W형 플레이트로 만들어진 외장 코어가 있는 변압기와 비교하여 토로이달 변압기는 다음과 같은 몇 가지 장점이 있습니다.

• 부피와 무게가 적습니다.
• 더 높은 효율성;
• 권선에 대한 더 나은 냉각.

1차 권선에는 이미 약 800회 감은 0.8mm PELSHO 와이어가 포함되어 있으며 파라핀으로 채워져 있고 얇은 불소수지 테이프 층으로 절연되어 있습니다.

변압기 철의 대략적인 치수를 측정하면 전체 전력을 계산할 수 있으므로 코어가 필요한 전력을 얻는 데 적합한지 여부를 추정할 수 있습니다.

쌀. 1. 토로이달 변압기용 철심의 치수.

• 전체 전력(W) = 창 면적(cm2) * 단면적(cm2)
• 창 면적 = 3.14 * (d/2) 2
• 단면적 = h * ((D-d)/2)

예를 들어 철 치수가 D=14cm, d=5cm, h=5cm인 변압기를 계산해 보겠습니다.

• 창 면적 = 3.14 * (5cm/2) * (5cm/2) = 19.625 cm2
• 단면적 = 5cm * ((14cm-5cm)/2) = 22.5 cm 2
• 전체 전력 = 19.625 * 22.5 = 441W.

내가 사용한 변압기의 전체 전력은 내가 예상했던 것보다 확실히 적은 것으로 나타났습니다. 약 250와트였습니다.

2차 권선의 전압 선택

전해 커패시터 뒤의 정류기 출력에서 ​​필요한 전압을 알면 변압기의 2차 권선 출력에서 ​​필요한 전압을 대략 계산할 수 있습니다.

다이오드 브리지 및 평활 커패시터 이후의 직류 전압의 수치는 이러한 정류기의 입력에 공급되는 교류 전압에 비해 약 1.3..1.4배 증가합니다.

제 경우에는 UMZCH에 전원을 공급하려면 각 암에 35V의 양극성 DC 전압이 필요합니다. 따라서 각 2차 권선에는 교류 전압(35V / 1.4 = ~25V)이 존재해야 합니다.

동일한 원리를 사용하여 변압기의 다른 2차 권선에 대한 전압 값을 대략적으로 계산했습니다.

회전 수 및 권선 수 계산

증폭기의 나머지 전자 장치에 전원을 공급하기 위해 여러 개의 별도 2차 권선을 감는 것이 결정되었습니다. 에나멜 구리선으로 코일을 감기 위해 나무 셔틀이 만들어졌습니다. 유리섬유나 플라스틱으로도 만들 수 있다.

쌀. 2. 토로이달 변압기를 권선하기 위한 셔틀.

권선은 에나멜 처리된 구리선으로 이루어졌으며 다음과 같습니다.

• 4개의 전력 권선용 UMZCH - 직경 1.5mm의 와이어;
• 다른 권선의 경우 - 0.6 mm.

1차 권선의 정확한 감은 수를 모르기 때문에 2차 권선의 감은 수를 실험적으로 선택했습니다.

방법의 본질:

1. 우리는 와이어를 20 바퀴 감습니다.
2. 변압기의 1차 권선을 ~220V 네트워크에 연결하고 권선 20회에서 전압을 측정합니다.
3. 필요한 전압을 20회전에서 얻은 전압으로 나눕니다. 권선에 20회전이 몇 번 필요한지 알아봅니다.

예를 들어, 25V가 필요하고 20회전에서 5V, 25V/5V=5를 얻습니다. 즉, 20회전을 5번 감아야 합니다. 즉, 100회전입니다.

필요한 와이어의 길이는 다음과 같이 계산되었습니다. 와이어를 20바퀴 감은 후 마커로 표시를 하고 감아서 길이를 측정했습니다. 필요한 회전 수를 20으로 나누고 결과 값에 와이어 회전 길이 20을 곱했습니다. 대략 권선에 필요한 와이어 길이를 얻었습니다. 전체 길이에 1~2미터의 여유 공간을 추가하면 와이어를 셔틀에 감아 안전하게 잘라낼 수 있습니다.

예를 들어, 100회전의 와이어가 필요하고 20회전의 길이는 1.3미터입니다. 100회전을 얻기 위해 각각 1.3미터를 몇 번 감아야 하는지 알아냅니다. - 100/20 = 5, 총 길이를 알아냅니다. 와이어 (1,3m 5개) - 1.3*5=6.5m. 예비용으로 1.5m를 추가하면 길이가 8m가 됩니다.

각각의 후속 권선에 대해 측정을 반복해야 합니다. 왜냐하면 각각의 새로운 권선마다 1회전에 필요한 와이어 길이가 증가하기 때문입니다.

25볼트 권선의 각 쌍을 감기 위해 두 개의 와이어를 셔틀에 병렬로 배치했습니다(2권선용). 권선 후 첫 번째 권선의 끝은 두 번째 권선의 시작 부분에 연결됩니다. 중간에 연결된 양극 정류기용 2차 권선이 두 개 있습니다.

UMZCH 회로에 전원을 공급하기 위해 각 쌍의 2차 권선을 감은 후 얇은 불소수지 테이프로 절연했습니다.

이러한 방식으로 6개의 2차 권선이 감겨졌습니다. 4개는 UMZCH에 전원을 공급하고 2개는 나머지 전자 장치의 전원 공급 장치에 사용되었습니다.

정류기 및 전압 안정기 다이어그램

다음은 제가 직접 만든 파워 앰프의 전원 공급 장치에 대한 개략도입니다.

쌀. 2. 수제 저주파 전력 증폭기의 전원 공급 장치 개략도.

LF 전력 증폭기 회로에 전원을 공급하기 위해 두 개의 양극 정류기(A1.1 및 A1.2)가 사용됩니다. 증폭기의 나머지 전자 장치는 전압 안정기 A2.1 및 A2.2에 의해 전원이 공급됩니다.

전력선이 전력 ​​증폭기 회로에서 분리될 때 전해 커패시터를 방전하려면 저항 R1 및 R2가 필요합니다.

내 UMZCH에는 4개의 증폭 채널이 있으며 전자기 릴레이를 사용하여 UMZCH 스카프의 전력선을 전환하는 스위치를 사용하여 쌍으로 켜고 끌 수 있습니다.

전원 공급 장치가 UMZCH 보드에 영구적으로 연결된 경우 저항 R1 및 R2는 회로에서 제외될 수 있으며, 이 경우 전해 커패시터는 UMZCH 회로를 통해 방전됩니다.

KD213 다이오드는 최대 10A의 순방향 전류를 위해 설계되었습니다. 제 경우에는 이것으로 충분합니다. D5 다이오드 브리지는 4개의 다이오드로 조립되어 최소 2-3A의 전류를 위해 설계되었습니다. C5와 C6은 커패시턴스이며, 각각은 63V에서 10,000μF의 커패시터 2개로 구성됩니다.

쌀. 3. 미세 회로 L7805, L7812, LM317의 DC 전압 안정기 개략도.

다이어그램의 이름 설명:

• STAB - 조정되지 않은 전압 안정기, 전류는 1A 이하입니다.
• STAB+REG - 조정 기능이 있는 전압 안정기, 전류는 1A 이하입니다.
• STAB+POW - 조정 가능한 전압 안정기, 전류 약 2-3A.

LM317, 7805 및 7812 마이크로 회로를 사용하는 경우 안정기의 출력 전압은 간단한 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

Uout = Vxx * (1 + R2/R1)

미세 회로의 Vxx는 다음과 같은 의미를 갖습니다.

• LM317 - 1.25;
• 7805 - 5;
• 7812 - 12.

LM317의 계산 예: R1=240R, R2=1200R, Uout = 1.25*(1+1200/240) = 7.5V.

설계

전원 공급 장치의 전압을 사용하도록 계획된 방법은 다음과 같습니다.

• +36V, -36V - TDA7250의 전력 증폭기
• 12V - 전자 볼륨 제어, 스테레오 프로세서, 출력 전원 표시기, 열 제어 회로, 팬, 백라이트;
• 5V - 온도 표시기, 마이크로 컨트롤러, 디지털 제어판.

전압 안정기 칩과 트랜지스터는 작동하지 않는 컴퓨터 전원 공급 장치에서 제거한 작은 방열판에 장착되었습니다. 케이스는 절연 개스킷을 통해 라디에이터에 부착되었습니다.

인쇄 회로 기판은 두 부분으로 구성되었으며 각 부분에는 UMZCH 회로용 양극 정류기와 필요한 전압 안정기 세트가 포함되어 있습니다.

쌀. 4. 전원 공급 장치 보드의 절반.

쌀. 5. 전원 공급 장치 보드의 나머지 절반.

쌀. 6. 집에서 만든 파워 앰프를 위한 기성품 전원 공급 장치 구성 요소.

나중에 디버깅하는 동안 별도의 보드에 전압 안정기를 만드는 것이 훨씬 더 편리하다는 결론에 도달했습니다. 그럼에도 불구하고 "모든 것을 하나의 보드에"옵션도 나쁘지 않고 나름대로 편리합니다.

또한 UMZCH용 정류기(그림 2의 다이어그램)는 실장 방식으로 조립할 수 있으며, 필요한 수량의 안정기 회로(그림 3)는 별도의 인쇄 회로 기판에 조립할 수 있습니다.

정류기의 전자 부품 연결은 그림 7에 나와 있습니다.

쌀. 7. 벽걸이 설치를 사용하여 양극 정류기 -36V + 36V를 조립하기 위한 연결 다이어그램.

연결은 두꺼운 절연 구리 도체를 사용하여 이루어져야 합니다.

1000pF 커패시터가 포함된 다이오드 브리지를 라디에이터에 별도로 배치할 수 있습니다. 하나의 공통 라디에이터에 강력한 KD213 다이오드(태블릿)를 설치하려면 다이오드 단자 중 하나가 금속 라이닝과 접촉되어 있으므로 절연 열 패드(열 고무 또는 운모)를 통해 설치해야 합니다!

필터링 회로(10,000μF의 전해 커패시터, 0.1-0.33μF의 저항기 및 세라믹 커패시터)의 경우 인쇄 회로 기판인 작은 패널을 신속하게 조립할 수 있습니다(그림 8).

쌀. 8. 평활 정류기 필터를 장착하기 위해 유리 섬유로 만든 슬롯이 있는 패널의 예.

이러한 패널을 만들려면 직사각형 유리 섬유 조각이 필요합니다. 금속용 쇠톱날로 만든 수제 절단기(그림 9)를 사용하여 전체 길이를 따라 구리 호일을 자른 다음 결과 부품 중 하나를 수직으로 반으로 자릅니다.

쌀. 9. 쇠톱날로 만든 수제 커터로 샤프닝 머신으로 제작되었습니다.

그런 다음 부품과 고정 장치를 위한 구멍을 표시하고 뚫고, 고운 사포로 구리 표면을 청소하고 플럭스와 납땜을 사용하여 주석 처리합니다. 부품을 납땜하고 회로에 연결합니다.

결론

이 간단한 전원 공급 장치는 미래의 가정용 오디오 전력 증폭기를 위해 만들어졌습니다. 남은 것은 소프트 스타트와 대기 회로로 이를 보완하는 것 뿐이다.

UPD: Yuri Glushnev는 전압이 +22V 및 +12V인 두 개의 안정 장치를 조립하기 위한 인쇄 회로 기판을 보냈습니다. 여기에는 LM317, 7812 마이크로 회로 및 TIP42 트랜지스터에 두 개의 STAB+POW 회로(그림 3)가 포함되어 있습니다.

쌀. 10. +22V 및 +12V용 전압 안정기용 인쇄 회로 기판.

다운로드 - (63KB).

LM317을 기반으로 하는 STAB+REG 가변 전압 조정기 회로용으로 설계된 또 다른 인쇄 회로 기판:

쌀. 11. LM317 칩을 기반으로 한 가변 전압 안정기용 인쇄 회로 기판.

저는 매우 간단한 스위칭 전원 공급 장치 UMZCH에 대해 테스트한 회로를 여러분께 소개합니다. 장치의 전력은 약 200W입니다(그러나 500W까지 오버클럭 가능).

간략한 특징:

입력 전압 - 220V;
출력 전압 - +-26V(최대 부하에서 드로다운 2-4V);
변환 주파수 - 100kHz;
최대 부하 전류는 4A입니다.

블록 다이어그램
전원 공급 장치는 strannicmd 회로에 따라 IR2153 칩에 내장되어 있습니다.

건설 및 세부 사항.

전원 공급 장치는 단면 유리 섬유로 만들어진 인쇄 회로 기판에 조립됩니다. 기사 마지막 부분에 있는 다리미용 Sprint-Layout에서 인쇄 회로 기판 그림을 찾을 수 있습니다.
모든 컴퓨터 또는 모니터 전원 공급 장치의 입력 인덕터인 입력 커패시터는 1W당 1μF의 속도로 사용됩니다. 다음으로 약 3A의 플랫 저주파 다이오드 브리지 GBUB를 스위치 IRF 840, IRFI840GLC, IRFIBC30G로 사용할 수 있습니다. , VT1 - BUT11, VT3 - c945, 출력 다이오드 이 회로에서 어셈블리를 더 빠르게 사용하는 것이 좋습니다. Schottky MBR 1545를 설치했으며 출력 초크는 4cm 길이의 페라이트 조각과 26 턴의 PEV로 만들어졌습니다. -1선이지만 원자화된 철 고리에 그룹 안정화 초크를 사용할 수도 있다고 생각합니다(시도해 본 적이 없음).
대부분의 부품은 컴퓨터 전원 공급 장치에서 찾을 수 있습니다.

인쇄 회로 기판

PSU 조립

변신 로봇

귀하의 필요에 맞는 변압기를 계산할 수 있습니다
이 변압기는 M2000NM 페라이트(파란색 링)로 제작된 하나의 K32X19X16 링에 감겨 있으며, 1차 권선은 전체 링에 고르게 감겨 있으며 MGTF 0.7 와이어의 34턴입니다. 2차 권선을 감기 전에 1차 권선을 불소수지 테이프로 감아야 합니다. 권선 II는 PEV-1 0.7 와이어를 반으로 접어 균일하게 감았으며 중앙에서 탭을 사용하여 6+6 회전합니다. 권선 III(자체 전원 IR)은 중앙에서 탭을 사용하여 연선(1쌍의 전선)으로 3+3 바퀴 균일하게 감겨 있습니다.

전원 공급 장치 설정

주목!!! PSU의 1차 회로는 주전원 전압을 받고 있으므로 설치 및 작동 시 주의 사항을 따라야 합니다.
전류 제한 저항을 통해 60W 전력 및 220V 전압의 백열등인 퓨즈에 장치를 연결하여 처음으로 장치를 시작하는 것이 좋으며 IR은 별도의 12V 전원 공급 장치(자체 공급 권선이 꺼짐) 전원 공급 장치를 켤 때 램프를 통해 무거운 부하를 가하지 마십시오. 일반적으로 올바르게 조립된 전원 공급 장치에는 조정이 필요하지 않습니다. 전원 램프를 통해 처음 켜면 램프가 켜졌다가 즉시 꺼져야 하지만(깜박임) 그렇다면 모든 것이 정상이며 출력에서 ​​전원을 확인할 수 있습니다. 다 괜찮아! 그런 다음 램프를 끄고 퓨즈를 설정하고 마이크로 회로의 자체 전원을 연결합니다. 전원 공급 장치가 시작되면 첫 번째 다리와 세 번째 다리 사이에 있는 LED가 깜박이고 전원 공급 장치가 시작됩니다.