Проект Prophetmaster Tierra - моноблоки 50 Вт в классе А

[Prophetmaster]

Строятся УПТ моноблоки в классе А, с планируемой выходной мощностью 50-70 Вт/4 Ом. Tierra, в переводе с испанского, означает Земля - навеяло это название, когда в каждом моноблоке скопилось по Фараде
Поставил себе задачу попытаться сконструировать и изготовить усилитель не хуже по звучанию, чем имеющийся на BUF634T, но с более высокой выходной мощностью.
Уже больше года прошло с момента начала разработки моноблоков, но ввиду сложности задуманного и в связи с малым количеством свободного времени, все двигается гораздо медленнее, чем хотелось бы.
Сначала были изготовлены блоки питания, потому что в данном проекте это самая трудоемкая часть и есть необходимость делать железный макет УМ, так как одним симулятором не обойдешься, а макет нужно питать от полноценного БП, для получения достоверных результатов.
Разводка плат БП для левого и правого канала симметричная в силовой части и в части стабилизаторов УН и УМ, но зеркальная в области первички, несигнальных цепей и выпрямителя УН. При такой разводке, получаются "правый" и "левый" моноблоки. Хочется, чтобы было еще и красиво
Проект некоммерческий, поэтому все схемы в полном объеме будут доступны для просмотра.
Схема БП во вложении.
Что представляет из себя БП одного канала - это полностью стабилизированный блок питания мощностью 600 Вт, который имеет:
1. Силовые двухполярные линии питания с напряжениями +\- 25 В, от мощного тороидального трансформатора (550 Вт). Стабы - LT1083 (7.5 А), 8 шт, соединены по 4 в параллель. Суммарная площадь радиаторов стабилизаторов каждого канала 3000 кв.см. Нагрузка на каждый стабилизатор не будет превышать 1 А, так как ток покоя усилителя планируется около 4 А.
2. Две линии питания с напряжениями +\- 27 В и +\- 15 В для усилителя напряжения от отдельного трансформатора (50 Вт). Стабы - LM317/LM337, по 2 шт. Напряжения +\- 15 В формируются из уже стабилизированного +\- 27 В.
3. Отдельный трансформатор для несигнальных цепей (50 Вт).
4. Отдельный трансформатор для дежурки (5 Вт).
5. Все трансформаторы, кроме дежурки, изготовлены по моему заказу компанией Audioinstrument Все трансформаторы сфазированы по первичным обмоткам.
6. Суммарная емкость конденсаторов фильтра силовых цепей около 1 Фарады на канал, большая часть которых, находится после стабилизаторов.
7. Емкость конденсаторов в цепях питания УН - 27000 мкФ/63 В на напряжение +\- 27 В и 40000 мкФ/25 В на +\- 15 В.
8. Софтстарт во вторичной цепи, с временем заряда конденсаторов около 1 минуты. Так как при выключении питания вторичные силовые цепи отключаются от платы УМ, то для разряда электролитов предусмотрены нагрузочные сопротивления, которые полностью разряжают емкости в течении 20 минут.
9. Оптоэлектронная защита АС от постоянного напряжения встроена в БП и выполняет две функции:
- подает или снимает напряжение со схемы управления реле защиты, которая находится на платах самого УМ.
- обесточивает все вторичные цепи силового питания, в случае появления постоянного напряжения (свыше 1 В) на выходе УМ. Восстановление выходных напряжений происходит через 1 минуту после срабатывания защиты.
То есть, в аварийном режиме, одновременно блокируется нагрузка УМ (как и в предыдущей конструкции, реле защиты будет закорачивать выход на землю) и отключается питание силовой части. Без отключения не обойтись: пока разрядится Фарада, на плате УМ может все успеть поджариться после выключения сети
10. БП имеет трехэтажную конструкцию, что практически дало возможность укоротить многие соединительные шины БП или практически свести их длину к нулю.
11. БП имеет каркасную конструкцию из алюминиевого профиля и алюминиевого бруска, поэтому платы практически не являются несущими элементами, если только чуть-чуть.
12. Силовая разводка в БП произведена плоской медной моножилой 4 кв.мм, разводка земли - плоской медной моножилой 6 кв.мм. Земля на послестабовых силовых емкостях выполнена из листовой меди толщиной 0.7 мм.
13. Первичные цепи 220 В имеют R-C фильтры.
14. Энергоемкость каждого БП составляет 450 Дж для силовых цепей и 20 Дж для питания усилителя напряжения.
15. Все силовые реле производства Finder промышленных серий на 12 В. Все слаботочные - Takamisawa RY12W, также на 12 В, кроме входа включения питания от 5 В, который реализован на слаботочном реле Finder.
Конструктивно БП выполнен на трех платах - нижняя несет на себе всю первичку, основную часть БП несигнальных цепей и защиту. На втором этаже расположены софтстарт и выпрямители сигнальных цепей с частью емкостей, а также остальные несигнальные цепи. На верхней плате расположены вторая часть достабовых емкостей, все стабилизаторы для аудиочасти и послестабовые емкости. Шунтирующих полипропиленовых конденсаторов тут немного - основные шунты будут расположены непосредственно вблизи потребителей - на платах УМ.

Для включения БП не нужен мощный тумблер - достаточно слаботочного выключателя, который может коммутировать постоянное напряжение 12 В и ток 40 мА Как вариант, БП можно включать, подав на него 5 В - пятивольтовое реле может управляться с преда, например.

Во вложении: несколько фото БП, полная схема БП одного канала, РГ (http://khozmo.com/products_dale_shunt.html), трансформаторы для УН, изготовленные А. Воробьевым, пара фото первого из 4-х повторителей и схема повторителя.

[belka]

Всё же вставлю свои 5 копеек.
Если бы в этом БП каждый фильтр начинался с дросселя а не с конденсатора, то это был бы Хай-ЭндЪ. В моём видении, перед нами много всего, а идеи никакой нет. Удивиться может лишь школьник.
а) У Ю.А. фильтры БП начинаются с дросселей.
б) При условии, что у нас усилитель в классе А и имеет при этом двуполярное питание, дроссели получаются вполне реализуемые, не на Аудиоинструменте, конечно.
в) Кому не понятно, зачем в БП применяются дроссели, нужно много учиться.
г) Есть и хорошая новость. Позднее дроссели можно установить отдельным блоком, были бы бы желание и возможность их изготовить.

[Prophetmaster]

На форуме "АУДИОПОРТАЛ" было показано, что формула Юрия Анатольевича технически не обоснована.

В отличие от умников-опровергателей теории Ю. Макарова, Юрий Анатольевич ничего не придумывает, у него все по классическим книгам рассчитано. И аудиосистема его звучит, в отличие от тех же умников За последние 4 года, когда я уже в курсе основных событий вокруг системы Ю. А., не припомню что-то, чтобы кто-нибудь принес свой рукотворный или промышленного изготовления усилитель и "порвал" Императора, хотя ценовая категория приносимых усилителей достигала 3 500 000 руб

С точки зрения потребляемой ОУ энергии в этом нет нужды.
Многие авторы на форумах пишут о необходимости огромных емкостей в питании усилителей. но никто не приводит
технического обоснования.

Почитайте Макарова - у него все обоснования есть, хотя, откровенно говоря, и мне пока не все понятно в его теории. Нужно учиться дальше, хотя высшее профильное образование есть.

Вместе с тем есть примеры (и их много) хорошего звучания усилителей, в которых это
"правило" не выполняется.

Пример?

Никитинский на полевиках.

А. Никитин очень грамотный инженер, но, к сожалению, пока ни одного его усилителя слушать не приходилось и что из себя представляет данный аппарат - понятия не имею.

Цифры емкости ожидаемые. Имхо это много.

Для тора такой мощности межобмоточная емкость вполне в норме. Для стабилизированного БП, с выпрямителями без сооединения вторичных обмоток в средней точке, емкость между первичкой и вторичкой уже такой роли не играет. На фазу сети моноблоки все равно будут реагировать, какая бы она не была.

В моем клоне твоего усилителя будут применены 4 100w r-core с емкостью первичка-вторичка чуть более 100пФ

400 Вт питание это очень хорошо, даже больше, чем у оригинальной конструкции (у меня два тора по 150 Вт). А сколько сопротивление первичек и вторичек у этих R-Core?

---------- Добавлено в 01:34 ---------- Предыдущее сообщение в 01:17 ----------

Если бы в этом БП каждый фильтр начинался с дросселя а не с конденсатора, то это был бы Хай-ЭндЪ.

Вадим, я не против дросселей в БП в принципе, но в корпусе самого УМ им делать нечего, я считаю. R-C фильтры в моем БП влияют на звук положительно, а с дросселями мои опыты пока не увенчались успехом - видимо, они должны быть намного габаритнее тех, что я пробовал ставить.

В моём видении, перед нами много всего, а идеи никакой нет. Удивиться может лишь школьник.

Перед вами всего лишь стабилизированный БП 600 Вт с софтстартом, защитой и приличной энерговооруженностью. Какие тут должны быть особенные идейные идеи? В моем ТЗ не было пункта удивить школьников

---------- Добавлено в 01:49 ---------- Предыдущее сообщение в 01:34 ----------

57 страниц на форуме обсуждается Усилитель на LM3886 c хорошим звучанием: возвращение "LM3886 - второй заход".
Это конечно не идеальный усилитель, но автор темы уверен, что усилитель по звуку может конкурировать с усилителем Ю.Макарова.
Емкости там далеко не фарадные.

Автор там не был никогда и никакого представления не имеет о системе Макарова. Мало ли в чем он уверен. И просьба, не нужно сюда переносить эту тему.

Последние сообщения в теме про систему Ю. Макарова. Одно из них, если не ошибаюсь, от Михаила.К

Михаил К хорошо разбирается в винтаже, его слушает и считает эталоном звука, а схемотехника и конструирование УМ - это не его конек

[misha88]

На фазу сети моноблоки все равно будут реагировать, какая бы она не была.

Это возможно из-за источника (у усилителя требуется определенная фаза относительно питания источника, возможно нулевая, то есть одинаковая, или наоборот противофазная). Так может стОит сетевую розетку для источника сделать в корпусе усилителя, чтобы автоматически были согласованы фазы питания усилителя и источника (вилка источника должна быть с тремя штырями, чтобы невозможно было включить не так).

[antiluser]

г) Есть и хорошая новость. Позднее дроссели можно установить отдельным блоком, были бы бы желание и возможность их изготовить.

И повлечет за собой замену трансформаторов, если нужно сохранить прежнее значение выпрямленного напряжения, что несколько омрачает эту хорошую новость

[Semigor]

Последние сообщения в теме про систему Ю. Макарова. Одно из них, если не ошибаюсь, от Михаила.К

Ну если от Михаила К., то за формулы Юрия Анатольевича можно не волноваться

...я не против дросселей в БП в принципе, но в корпусе самого УМ им делать нечего, я считаю. R-C фильтры в моем БП влияют на звук положительно, а с дросселями мои опыты пока не увенчались успехом - видимо, они должны быть намного габаритнее тех, что я пробовал ставить.

Я сам применяю стабилизированное питание, но должен признать, что правильно расчитанный БП с дросселем на входе однозначно лучше, особенно для класса А.

[теоретизирующий практик]

правильно расчитанный БП с дросселем на входе однозначно лучше, особенно для класса А.

Особенно он хорош, когда схемотехника усилителя не передаёт на источник питания колебания выходного тока. Кстати, в этом случае и рассуждения о сверхбольших выходных емкостях БП теряет всякий смысл. Накапливать энергию не надо, она ровным потоком потребляется усем.

Анатолий

[Nano]

Offтопик:
Не понимаю, как она может ровным током потребляться, когда бывают музыкальные пики и нагрузки, что влечет за собой так же и увеличение потребляемого тока?

[LoneWolf_SPb]

Offтопик:
Не понимаю, как она может ровным током потребляться, когда бывают музыкальные пики и нагрузки, что влечет за собой так же и увеличение потребляемого тока?

В классе А?

[antiluser]

В классе А?

Двухтактный ток потребляет не постоянный.

[belka]

И повлечет за собой замену трансформаторов, если нужно сохранить прежнее значение выпрямленного напряжения, что несколько омрачает эту хорошую новость

В проекте заложено приличное падение напряжения на low drop стабилизаторах напряжения, должно хватить.

На фазу сети моноблоки все равно будут реагировать, какая бы она не была.

В твоём случае - безусловно. Если применить правильные силовые трансформаторы, то положение вилки в розетке слышно не будет.

[antiluser]

должно хватить.

Если от стабов отказаться, тогда да.

[Svin62]

В твоём случае - безусловно. Если применить правильные силовые трансформаторы, то положение вилки в розетке слышно не будет.

А где можно почитать про правильные силовые трансформаторы?

[Alex]

Юрий Анатольевич ничего не придумывает, у него все по классическим книгам рассчитано

И где "в классических книгах" написано, что полосу по -0,17дб измеряют? Или про его формулу мегафарад в питании?
Или может в них где-то написано про градиент нарастания ПСН по каскадам, или про саму "ПСН"?

Может все-же открыть учебник, и посмотреть что там на самом деле написано?

И аудиосистема его звучит,

Невзирая на теории

Вадим, я не против дросселей в БП в принципе, но в корпусе самого УМ им делать нечего, я считаю. R-C фильтры в моем БП влияют на звук положительно, а с дросселями мои опыты пока не увенчались успехом

Может не там или не такие как надо ставил? Те дроссели, о которых говорил Вадим - вовсе не для фильтрации.

На фазу сети моноблоки все равно будут реагировать, какая бы она не была.

Значит БП ни в П. ни в КР., раз реагирует.

Михаил К хорошо разбирается

Уже смешно.

в винтаже, его слушает и считает эталоном звука,

"Говеного"? :

[теоретизирующий практик]

Offтопик:

Двухтактный ток потребляет не постоянный.

Даже на заре ламповой техники никого не смущало, что двухтактный каскад в классе А потребляет постоянный ток. В транзисторной технике, где стандартом стало последовательное включение транзисторов такое схемотехническое новшество стало почти что стандартом в пику с преимуществами параллельных двухтактных выходов, которые, конечно, тоже не без недостатков, но нет в мире совершенства, без компромиссов не обойтись.

Вообще это отвлечение, так как БП уже изготавливается под двухтакт с последовательным включением полуплечь

Анатолий

[antiluser]

Offтопик:

В транзисторной технике, где стандартом стало последовательное включение транзисторов такое схемотехническое новшество стало почти что стандартом в пику с преимуществами параллельных двухтактных выходов, которые, конечно, тоже не без недостатков, но нет в мире совершенства без компромиссов не обойтись.

Поэтому я не вижу смысла в таком классе А. И параллельные повторители с их динамической нелинейностью это другой спорный момент. Но это личное дело автора.

[viktor8m]

с "необоснованно большой" ёмкостью в питании

Всё зависит от конкретной схемы, я не видел схему УМ Ю.Макарова, но охотно верю, что там понадобились очень большие номиналы ёмкостей, в другой схеме это будет избыточно, в общем не надо клишей, нет универсальной рекомендации и универсальной формулы. Но, что точно известно, усилителям с ООС хватает меньших ёмкостей (часто на порядок), чем безосным при одинаковой выходной мощности.

Offтопик:
Не понимаю, как она может ровным током потребляться, когда бывают музыкальные пики и нагрузки, что влечет за собой так же и увеличение потребляемого тока?

Двухтактный ток потребляет не постоянный.

Уже сто раз говорил, в идеале ВК в классе А потребляет постоянную суммарную мощность, т.е. в первичке постоянный ток и ничто не мешает там поставить дроссель.

[теоретизирующий практик]

т.е. в первичке постоянный ток и ничто не мешает там поставить дроссель.

Наверное имелось в виду средняя величина переменного тока вторичной обмотки, или средний выпрямленный ток.

Анатолий.

[Olegyurich]

Уже сто раз говорил, в идеале ВК в классе А потребляет постоянную суммарную мощность, т.е. в первичке постоянный ток и ничто не мешает там поставить дроссель.

Дроссель-то не в первичке ставят, а после моста.))

[Romanoff]

Offтопик:
Глупость сказал, сорри

[viktor8m]

Дроссель-то не в первичке ставят, а после моста.

Так в первичку наверное тоже можно, просто номинал должен быть с учётом коэф. трансформации, зато ток через дроссель будет малый и примерно постоянный.