Расчет блока питания

[V R P]

Люди, посмотрите, правильно ли я делаю расчет напряжения питания, а то часто не свопадает с приведёнными в схемах:
допустим имеем транс на 200Вт(ВА?), надо запитать 2 канала в классе АВ.
Считаем 200*0,65=130Вт полезной мощности, или 65 на канал.
Необходимое напряжение питания при нагрузке 6 Ом:
((65*6)^0.5)*2=39,5В
Возможная просадка 5%, компенсируем:
39,5/0,95=41,5В
Мост на диодах Шоттки, переменки:
41,5/1,41=29,4В
Есть какие-то замечания?

[ИГВИН]

По поводу приведенной мною формулы еще раз подчеркиваю - в ней напряжение _питания_ а не выходное. Читайте внимательнее.

Алекс, ты рассмативаешь ИП как идеальный, и показываешь теоретическую возможность.
Вопрос был о практической ерализации Итог: все правы, зачем спорить?

пришел вот к такому расчету, который намерен отныне использовать:

Остается только сделать и проверить. Надеюсь, не за горами

[AudioKiller]

берем Uхх, отнимаем 3,6 (из книги), множим на 0.85 (средняя просадка), делим на корень из 2х и получаем напряжение на нагрузке. Ну а дальше квадрат и на сопротивление.
Uн=((Umax-3.6)*0,85)/1,41

Что-то вообще не то!
Книги под рукой нет, не пойму кто и что напутал. Логика:
1. Сначала берется напржение питания без просадки.
2. Появляется просадка напряжения, поэтому напряжение питания принимает новое значение.
3. Это сниженное напряжение питания подается на усилитель.
4. Усилитель часть от напряжения питания подает на нагрузку. Т.е. на нагрузке напряжение всегда меньше, чем питание.
5. Это напряжение на нагрузке - амплитудное знчение и (если сигнал синусоида) его делим на корень из двух, чтобы считать дальше по формуле P=U^2/R.

А сначала отнимать, а потом умножать на коэфт - это все наоборот.

Да еще забыл падение на диодах, но его можно считать константой ~ 1,5 вольта.

ВАЖНО!
Просадка напряжения на выходе выпрямителя обуславливается 2-мя причинами:
1. Падение напряжения на трансе, которое не очень большое, особенно на хорошо изготовленном трансе.
2. Разряд конденсаторов фильтра. Они с обной стороны заряжаются от источника, а с другой - разряжаются нагрузкой. Причем чем больше ток нагрузки, там разряд больше, а время подзаряда - меньше. И вот тут как раз падение напряжения очень сильное. Вот здесь: Радиолюбительские программы есть расчет выпрямителя (на самом деле там весь блок питания рассчитывается, только полного, т.е. с числами витков расчета транса нет, только напряжение и ток обмотки). И на графике видно, как быстро падает напряжение под нагрузкой.

Этот расчет довольно точен - я его делал по всем правилам и из хорошей книги. Только графики аппроксимировал по маленькому количеству точек, поэтому погрешность расчета маленькая в диапазоне мощностей 30-150 Вт, а для других значений больше. Но по сравнению с погрешностями трансформатора сойдет.

Да. Забыл про качество сети. При плохой сети (это уже часто) верхушки синусоиды сетевого напряжения срезаны, поэтому макс. напряжение без нагрузки будет меньше. А если транс поднасыщается - то может быть больше.

[Anr]

Нет такого физического параметра "удвоенное амплитудное" значение", оно не несет физического смысла.
По поводу приведенной мною формулы еще раз подчеркиваю - в ней напряжение _питания_ а не выходное. Читайте внимательнее.

О физических параметрах! Физического смыслах! Ну прошу! Давай поговорим!
А про ту что я себе позволил повторить и разжевать... Это в среднюю школу.

Андрей

Добавлено через 5 минут

Алекс, ты рассмативаешь ИП как идеальный, и показываешь теоретическую возможность.

Игорь, не только БП, но и усилитель, а они (усилтели) почему-то разные

[V R P]

Остается только сделать и проверить. Надеюсь, не за горами

Ну совпало с измереними Дяди Федора
Ну и с большинством усилителей с рекомендованным питанием и мощностью.
Как сдлаю проверю обязательно! Правда придется создать еще одну ветку, по измерению мощности

Добавлено через 17 минут

Вот здесь: Радиолюбительские программы есть расчет выпрямителя (на самом деле там весь блок питания рассчитывается, только полного, т.е. с числами витков расчета транса нет, только напряжение и ток обмотки)

Спасибо! Подскажи, а емкость фильтра это каждого плеча или суммарная БП?

Добавлено через 4 минуты
Да, и если мне надо расчитать для двухканального, поставить ток в 2 раза больше?

[AudioKiller]

V R P, Это расчет одного канала. Если 2 канала от одного транса - то на трансе делается 2 обмотки на нужное напряжение и ток. И емкость рассчитанная ставится в каждый канал.

Добавлено через 15 минут
V R P, Расчет для мостового усилка чуть-чуть меняется.
Главное: Напряжение питания не меняется (реально на копейки больше), а ток удваивается. Это если сравнивать 7294 в обычном включении vs 7294 в мосте.

От методики в посте 22 отличается тем, что:
1. Напряжение_на_нагрузке = 2 * (Uпитания_одно_плечо - мин_остаточное_напряжение_усилителя). Отсюда находим требуемое напряжение питания одного плеча ( SQRT(Pmax * 2 * Rн) / 2 + Uостаточное ).
2. Учитываем просадку напряжения. Т.е. реальное напряжение питания = 1,1...1,3 * пункт 1.
3. Ток, потребляемый от источника = SQRT(P/R). От каждого плеча.

Таким образом в программу подставляем нужное напряжение и ток.

[V R P]

V R P, Это расчет одного канала. Если 2 канала от одного транса - то на трансе делается 2 обмотки на нужное напряжение и ток. И емкость рассчитанная ставится в каждый канал.

А если транс с одной обмоткой?

[AudioKiller]

А если транс с одной обмоткой?

Это как: питание усилка однополярное, или для каждого плеча используется отдельный транс?

[V R P]

С одной обмоткой с средним отводом...

[Alex_Jet]

А я считаю так: U=Udrop+sqrt(2*Pout*Rn); Ptr=Pout+Pdis (мощность рассеиваемая одним плечом усилителя); Pdis=(U^2)/10*Rn. Utr=(U/1.41)-Udiod. Udrop - либо рассчитывается как падение на вых транзисторах и датчиках тока или рассчитывается из графиков даташита на данную М/С.
Таким образом, из заданной выходной мощности усилителя находим основные параметры транса (Его габаритную мощность и напряжение вторичек).

На практике никто не ставит здоровый транс чтобы усилок качал синус постоянно. учитывается пикфактор 1/2 - 1/3

И не учитываю пик фактор. Поскольку импеданс АС на разных частотах разный и довольно часто сильно падает. Причем еще есть потери на диодных мостах. В итоге рассчитав усилитель на заданную мощность будем уверены, что блок питания при такой выходной мощности работает в номинальном режиме и не создает проблем звукоусилению. И пусть будет хоть какая АС (с соответствующим номинальным сопротивлением), но БП усилка не будет перегружаться, а его трансы не будут насыщаться. В крайнем случае, если БП рассчитан, например, для 8-ми (6-ти) омной АС, то он отлично будет справлятся с 6-ти (4-х) омной нагрузкой, с учетом ее стабильности. А вот будет ли с этим справляться сам усилитель - это отдельный вопрос.

[ИГВИН]

И пусть будет хоть какая АС (с соответствующим номинальным сопротивлением), но БП усилка не будет перегружаться, а его трансы не будут насыщаться.

Это верно.
Еще один нюанс. Если трансформатор на холостом ходу не насыщается, под ЛЮБОЙ нагрузкой насыщения не будет. В насыщение можно вогнать только уменьшением частоты сети, повышением ее напряжения или уменьшением витков первички.
Под нагрузкой трансформатор будет ТОЛЬКО ПЕРЕГРЕВАТЬСЯ. Эта проблема может быть решена, как для мощных транзисторов: обдув или радиатор.

[AudioKiller]

одной обмоткой с средним отводом...

Тогда расчет идет для 1/2 обмотки. Все проделываем, потом удваиваем напряжение (т.е. берем для целой обмотки) и мощность.

Alex_Jet, Пик-фактор можно не учитывать, но тогда транс получается слишком большой и работает с недогрузкой. А еще нужно учитывать просадку напряжения, которая всегда бывает из-за емкостного фильтра, и пульсации. Вот пример транс+выпрямитель+фильтр на 33В 3А и емкость 10000 мкФ. Причем, если взять транс меньшей мощности (не 33*3=100 Вт), а 60, то на деле то же самое и будет. Только на пиках громкости питание будет вытягиваться кондерами.

[V R P]

Подскажите, в симуляторе емкость фильтра указана общая или на плечо?

[AudioKiller]

У меня часто так - начнешь одно делать, а в результате сделаешь совсем другое. Вот что получилось - смотрите, критикуйте. В диапазоне 10-150 Вт точность очень хорошая, при большей мощности выглядит убедительно, но еще не проверил до конца.

Выбор мощности трансформатора для УМЗЧ

V R P, тут все по-новому счтитаем.

[ИГВИН]

Привет, AudioKiller!
Посчитал по твоей методе реальный усилитель.
На мой взгляд, прога занижает полученную выходную мощность. Скажем, питание 45 В в плечо на выходном каскаде; емкости 20000. На выходе две пары IRFP240/9640. На активную нагрузку 4 Ома получается не менее 38 В амплитудного напряжения в синусе (раскачка питается повышенным). Трансы конечно у меня нехилые, отдельные на каждый канал.

Ты видимо запрограммировал расчет бюджетного трансфоматора.
Тогда для него просадки больше, конечно и выходная мощность сильно уменьшится. Надо об этом написать.

Кстати, примерно так считают трансы для зарубежных массовых усилителей. Видел их немало, и везде сравнительно высокое выходное, проседающее под синусом. Рекордсмен пятиканальник Мюзикал Фиделити. Трансики фирмы Тороид (с ёжиком) на каждый канал. Питание на х.х. +/-55, просаживается под синусом до +/-35! Я думал - он неисправен. Ни фига!

Аналогичное изделие от Ротель с одним мощным трансом +/-53В просаживалось с одним нагруженным каналом до +/-50. И усё 250 неискаженных ватт.
Этот Ротель на гульке спалил пару B&W (не знаю, каких), они и не мявкнули. Кто-то из гостей решил поддать жару...

[Nikolav]

AudioKiller, лучше горькая, но правда. Это не программа, это Фигня.
100Вт/4 ом/ 47000мкф, мощность транса получилась 26 Вт. Это даже не расчёт бюджетного трансформатора, это "облегчённый" вариант бюджетного трансформатора

[AudioKiller]

ИГВИН, Дык я же беру транс меньшей мощности, но на то же самое напряжение! Следовательно номинальный ток меньше. Поэтому получается просадка больше. И в основном из-за того, что кондеры фильтра заряжаются короткими импульсами. С более высокоомной обмоткой это происходит хуже. В самой обмотке тоже есть просадка, но она намного меньше (в процентном отношении), чем на выходе фильтра.

Nikolav, А остальные исходные данные? Видимо не введены данные из графиков и напряжение питания. У меня получается 88 Вт при питании 46В.

Там над графиками поля, которые нужно заполнить. И напряжение ввести в ячейку D18. Короче, все, что желтым залито.

[GREY]

AudioKiller, надо примитивнее что то изобрести, с интерфейсом поудобнее. Вколотил данные получил результат, не разглядывая графики. И не как эксельную табличку, а как отдельный экзешник. А Игорь?

[kaskod]

AudioKiller, У тебя в статье есть немного лишнего
"КПД выходного каскада - величина переменная, и своего максимального значения достигает при максимальном выходном сигнале. При меньшем уровне выходного сигнала КПД меньше (вплоть до 0);"-При снижении мощности плевать на кпд транс в перегруз не пойдёт.Противоречие со здравым смыслом.

[Nikolav]

AudioKiller, ай прости, прости!

Там над графиками поля, которые нужно заполнить.

не заметил, точнее сказать не сообразил.

Игорь, а что за графики? Пояснил бы, что они отражают.

[AudioKiller]

Nikolav, Фу-у-х! А я уж думал, что у меня косяк! Графики - это как раз расчетные импульсное и "длительное" (с просадкой) напряжения. В общем графическое решение нескольких нелинейных уравнений.

Единственно, что плохо - правильно учитывается только музыкальный саб. А для кино у меня нет данных - нужно много ковыряться в компьютере, выуживая саундтреки. А потом на реальной технике экспериментировать. С музыкой получилось быстрее.

Надеюсь, что доделаю и киношный вариант.

Добавлено через 6 минут

И не как эксельную табличку, а как отдельный экзешник

Твоими бы устами, да барышень целовать! Я постараюсь, просто там несколько запутанно было, пока все на место встало... Я этот экселевский файл неделю крутил, начал-то с экспериментов. Постараюсь.

Противоречие со здравым смыслом.

Что КПД меняется - это верно. А вот весь смысл - ты прав, нужно несколько перефразировать. Идея в том, что мощность, потребляемая от транса, грубо говоря = Uпитания*(Iвых+Iпокоя). А выходная мощность = Uнагр*Iнагр. Т.е. КПД тут не причем, и им пользоваться вообще нельзя никак.

Я тут о том, что нельзя считать мощность, потребляемую от транса, поделив Рвых на КПД.

ОК. Подумаю.