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.

[теоретизирующий практик]

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

А дальше всё чудесатее и чудесатее ...

Анатолий

[audiomun]

в идеале ВК в классе А потребляет постоянную суммарную мощность

Мощность общую - да, в идеале, но не ток и мощность в каждом из плеч при двуполярном питании.

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

Да.

когда схемотехника усилителя не передаёт на источник питания колебания выходного тока

Передаёт - в двухтактном ВК работающем в классе А максимальная девиация потребляемого тока в плечах достигает двойного значения тока покоя.

в этом случае и рассуждения о сверхбольших выходных емкостях БП теряет всякий смысл

Получается - оно не совсем так.

[viktor8m]

А дальше всё чудесатее и чудесатее ...

Честно говоря лень лезть в дебри (я дроссели в выпрямителях не использую), но на вид цепь последовательная (с учётом схемы замещения трансформатора), так что и дроссель в первичке должен ограничивать импульсы. Или разговор про пульсации?

[SAPR]

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

Зачем?

[Alex]

Так в первичку наверное тоже можно,

А смысл? Там его эффектинвоть намного ниже чем между выпрямителем и первым конденсатором.
*курить букварь про непрерывность тока и "пассивный PFC")

[viktor8m]

А смысл? Там его эффектинвоть намного ниже чем между выпрямителем и первым конденсатором.

Знаю, просто во вторичках нужны огромные по размерам (если не допускать насыщения), они будут не хило излучать и из-за изменяющегося тока падение напряжения на них меняется. В первичке конечно влияние будет значительно меньше, но зато уменьшат индукцию в промышленных трансформаторах (где обычно экономят на обмотках), а ток маленький и для класса А постоянный, значит проблем меньше.

[Alex]

но зато уменьшат индукцию в промышленных трансформаторах

Цель же не в этом я обеспечить непрерывность тока.

и из-за изменяющегося тока падение напряжения на них меняется

А они при сильно меняющемся токе нагрузки вообще неработоспособно.

[Валет]

А смысл? Там его эффектинвоть намного ниже чем между выпрямителем и первым конденсатором.

Смыслов по крайней мере три.
Первый в том, что магнитопровод дросселя используется более эффективнот.к. из-за отсутствия постоянной составляющей в токе дросселя сердечник перемагничивается по полной петле гистерезиса.
Второй в том, что для такого дросселя не нужен зазор в сердечнике, что увеличивает его индуктивность, и, следовательно, эффективность.
Третий в том, что для дросселя потребуется более тонкий провод. Это может быть более удобно в конкретных условиях.

Я пробовал включать сетевой дроссель от ТВ 3УСЦТ на входе УМЗЧ по питанию. Сетевые помехи на выходе усилителя при этом уменьшились на 3дБ. Это за счет того, что уменьшились ВЧ составляющие в бросках тока от моста. Именно они дают наиболее сильные наводки на слаботочные цепи.
Во вторичных цепях трансформатора лучше дросселя включать не на выходе моста, а на входе. Эффективность будет такая же как на первичной стороне, если пренебречь индуктивностью рассеяния трансформатора.

[теоретизирующий практик]

Сообщение от теоретизирующий практик


когда схемотехника усилителя не передаёт на источник питания колебания выходного тока



Передаёт - в двухтактном ВК работающем в классе А максимальная девиация потребляемого тока в плечах достигает двойного значения тока покоя.

Может я неясно выразился, повторюсь конкретнее: в двухтактном каскаде с параллельно включенными по питанию плечами в классе А входной ток общего питания независимо от выходной мощности не меняется, на чём и буду стоять . Кто упоминал о токе в каждом плече, если речь идёт о источнике питания?

Анатолий.

[Prophetmaster]

Господа!
Дросселей в этом БП не будет Ни в первичке, ни после выпрямителя. Нет дросселей и в УМ на BUF634T.


Потихонечку "растет" второй БП. Нижняя плата обрела аллюминиевый каркас и трансформаторы, доделан второй этаж полностью. Осталось закончить верхнюю плату и собрать все в один блок. Правда, именно с верхней платой, на которой все стабы, основная часть емкостей и толстые медные шины, больше всего возни.

[SAPR]

Prophetmaster, с питанием все более менее понятно. Что с УН? Схемы в п#1 как то не очень

[Prophetmaster]

с питанием все более менее понятно. Что с УН? Схемы в п#1 как то не очень

Это были первые прикидки, год назад уже сделанные. Я пока не знаю что с УН. Решил доделать блоки питания, а потом думать только над схемой усилителя.

[Olegyurich]

Делай мою схемку без ООС(о которой я тебе рассказывал), как раз под твой БП.))

[viktor8m]

Offтопик:
Да, я завтра утром всё своё вытру сам, чего и вам желаю. А то Олегу всю ветку забили.

Offтопик:
Стёр.

[belka]

...между выпрямителем и первым конденсатором.
*курить букварь про непрерывность тока и "пассивный PFC")

Спасибо, Саша. Именно так.

---------- Добавлено в 20:21 ---------- Предыдущее сообщение в 20:20 ----------

belka, Вадим, хотел услышать твое мнение про синхронные выпрямители - есть смысл?

Ничего не имею против, но при наших токах, смысл виден только теоретический, да и тот не явно выражен.
Скорее нет, чем да.

[SAS-M]

Делай мою схемку без ООС(о которой я тебе рассказывал), как раз под твой БП.))

Поддерживаю и одобряю.

[Alex]

Смыслов по крайней мере три.
Первый в том,

Все то так, только при том дроссель будет выполнять совсем другую функцию, не PFC.

Саш, заметил, почти никто по теме и не прореагировал

Дык, "мегафарады" и ПСНы - с этим лучше на ПерлоПортал

---------- Добавлено в 20:39 ---------- Предыдущее сообщение в 20:38 ----------

belka, Вадим, хотел услышать твое мнение про синхронные выпрямители - есть смысл?

Про настоящий синхронный выпрямитель, или про то, что так называют? (схема Васянина)

[dekko]

Про настоящий синхронный выпрямитель, или про то, что так называют?

А про схему Л. Зуева?

[Валет]

Все то так, только при том дроссель будет выполнять совсем другую функцию, не PFC.

Какая это другая функция? Может я что-то не понимаю, но дроссель, включенный до моста (и на входе тр-тора, и на его выходе) выполняет функцию PFC даже более эффективно (при одинаковых габаритах), чем включенный после моста. Я имею в виду функцию затягивания импульса зарядного тока с одновременным уменьшением его амплитуды. Разве не так? (См. первый и второй смысл в моем предыдущем посте 168).

[Prophetmaster]

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

Знаю, что не для фильтрации, а для накопления энергии, но дроссели, на мой слух, ограничивают динамику в звуке, где бы они не стояли, даже в А классе.

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

Можно два тора питания каждого канала включить в противофазе и положить друг на друга - на фазу реагировать не будет, излучения минимум, звук - г..но А если серьезно, то сделать транс такой можно, только звучать будет лучше тот, который реагирует, но находится в правильной фазе, чем тот, который "правильный" и несфазированный. Я делал трансы, у которых оба сетевых провода приходили на начала первичек, которых было две. По идее, должно было быть все просто супер, а по факту - с тором такой же мощности звук был лучше.