Стабилизированное питание УМЗЧ

[Yauhen]

Предлагаю к обсуждению тему «Стабилизированное питание УМЗЧ: плюсы и минусы, варианты реализации». Особо приветствуется мнение профессионалов-разработчиков, но с уважением выслушаю любые мнения.

[Olegyurich]

Про стабилизированное питание выходного каскада здесь была ветка с месяц назад - общий смысл, что нужно стабилизировать питание вых.каскада, когда нет общей оос. А входные каскады лучше всегда стабилизировать, да это и не представляет особых сложностей.

[ADDED=Olegyurich]1111227615[/ADDED]
Да и про стабилизированные БП было несколько веток.

[AudioKiller]

Это дело (стабилизация) нужное, но неблагодарное. Например, мостовые (да и не только) микросхемки - в даташите указываются параметры при стабилизированном питании, а когда к плохому источнику подключают, удивляются, почему неискаженная мщность 3 Вт, а не 18.
Однако цена, габариты и КПД такого блока растут здОрово, поэтому стабилизаторы мало кто ставит, пытаются схемотехникой обойти.
ИМХО (как разработчика) - стабилизаторы ставим на действительно высококачественную систему, а в просто хороших не экономим на конденсаторах фильтра (емкость, количество, размещение, шунтирование керамикой).

[Эx, залужу...]

Тут еще мнения были, стабилизатор, по сути, тот же усилитель (усиливает опорное напряжение ) поэтому если решено его использовать - его качество должно быть как минимум не хуже качества запитываемого им девайса.

Есть и более простой и экономичный способ запитки выходного каскада для усей без ООС, транзисторный фильтр - пульсации недофильтрованные уберет, но напруга будет все равно будет плавать.

[Yauhen]

Olegyurich,
AudioKiller,
Эх, залужу…,

Спасибо.

Разумеется, интересует прежде всего стаб. питание выходного каскада. По входным вопросов нет.

В том-то и парадокс, что стабилизатор на 5-7А сделать несложно, да и по стоимости он в некоторых случаях оказывается дешевле, чем куча сглаживающих емкостей. Все мои эксперименты в этой области однозначно говорят в пользу стабилизаторов. Но почему-то повсеместно преобладает нестабилизированное питание. Вот и хотелось бы узнать, может, есть какие-то глубинные, не лежащие на поверхности, аргументы против стабилизации.
Почему, например, даже очень именитые фирмы питают выходные каскады своих High-End УМЗЧ непосредственно с выпрямителей?

С другой стороны, наверняка есть отработанные и эффективные решения стабилизаторов на напряжение 30…50 Вольт с различными варантами защит, и т.п. Было бы интересно с ними ознакомиться.

Если нетрудно, ссылочку-другую бы, плиз, на ветки с обсуждением данной темы.

[ZUMM]

его качество должно быть как минимум не хуже качества запитываемого им девайса.

Эти слова наиболее точно обьясняют то, почему именитые
фирмы не применяют стабилизаторы для оконечных У.М.

Ведь стабилизатор это система авторегулирования с характеристиками по току и быстродейсвию подчас
превышающими само запитываемое устройство.

Со своей А.Ч.Х и Ф.ЧХ и это всё вплетается в А.Ч.Х самого У.М.Н.Ч.

Вот поэтому создание хорошего стабилизатора для хорошего У.С.
становится достаточно недешовой проблемой.
И технически непростой задачей.

А плохой стабилизатор только ухудшит характеристики самого У.С.

Самое простое решение это энергоёмкий фильтр состоящий
из быстродействующих диодов, электролитов зашунтированных
высокочастотной керамикой или пластиком.

Надо помнить что Усилитель звучит так как позволяет ему
блок питания.

[Fenyx]

его качество должно быть как минимум не хуже качества запитываемого им девайса

Получается, что без стабилизатора лучше, чем с ним?
Значит, если на входе усила (по питанию) скачки напряжения нестабилизированного БП 30В - это высокий конец, а если 0.03 - это ширпотреб?
Кто мешает улучшить бп, просто подняв напряжение транса, потом установить кондеры (меньше, т.к. напруга возросла), потом обычный параметрический стаб, а в конце, на самой плате, еще кондеры небольшой емкости, которые будут уменьшать внутреннее сопротивление бп почти до нуля. В итоге имеем тот же принцип, что и в нестабилизированном но пульсации на 2-3 порядка меньше! Кроме того, это позволяет знчительно снизить емкость сглаживающих конденсаторов, т.к. она должна быть обратно пропорциональна квадрату напряжения, при том же уровне пульсаций. Тоесть поднять напругу в 2 раза и кондеры можно ставить в четыре раза меньшей емкости. А на самом деле еще на много меньше, т.к. допустимый уровень пульсаций (до параметрического стабилизатора) увеличивается в несколько раз. В сумме можно сократить емкости кондеров на порядок (ставить, допустим не по 2х20000, а по 2х2000 на канал). Особенно это подойдет для интегральных усилителей, т.к. у них допустимое напряжение питания жестко ограничено, к тому же приходится делать запас - на случай скачков в сети. У усей на дискретных элементах тоже этот параметр не бесконечный и приходится выбирать: транзистор с лучшими характеристиками или с большим Uec.

[Yauhen]

ИМХО, в вопросах питания УМЗЧ, как и везде, нужна разумная достаточность.
Да, система авторегулирования должна обладать высокими частотными свойствами.
Но нужна ли подобная система для питания выходного каскада? Представляется, что Fenyx в значительной степени прав. По-моему, тут достаточно параметрического стабилизатора с усилителем тока на эмиттерном повторителе. При Кст=50 колебания выходного напряжения составят около 160 мВ.
Кстати, вопросы теромстабилизации опорного напряжения, ИМХО, также не очень важны. Например, при использовании в параметрическом стабилизаторе 4 шт. Д818Е получим выходное напряжение около 35В с температурной нестабильностью в самом худшем случае +-0,004% на градус Цельсия. Т.е., при изменении температуры на 40 градусов выходное напряжение «уплывёт» максимум на 1,44мВ. Эти величины даже как-то неудобно сравнивать с пульсациями напряжения нестабилизированного БП.
И это при значительном уменьшении количества сглаживающих емкостей.

Впрочем, возможно, я где-то ошибаюсь. Поправьте меня, если это так.

[Эx, залужу...]

Страшны то не пульсации, а нелинейность источника питания. В случае просто фильтра на кондюках - она одна, в случае стаба уже совсем другая. Электролит большой емкости в пике может выдать ток в десятки ампер, а какой тогда должен быть стаб, чтоб он не подавился?
Да еще и стаб будет выдавать постоянно некий меняющийся спектр гармоник в зависимости от токовых скачков при нелинейно потребляющей нагрузке в АБ - стаб же усилитель , да с обратной связью.
Так что уж лучше просто пульсации.
А если все же стаб, то сдается для усилка на LM3886 стаб придется делать по схеме мощника Lynx11

[Yauhen]

Эх, залужу… :

Возможно, я слабо очертил границы темы. Давайте говорить о питании для УМЗЧ мощностью до 100-120Вт при нагрузке 4 Ом. Амплитудное значение потребляемого тока – 7…8 Ампер.

Чем определяется нелинейность параметрического стабилизатора? Дифференциальным сопротивлением стабилитрона? Оно мало и практически постоянно. Нелинейностью передаточной характеристики эмиттерного повторителя? Она не так уж велика. Частотные свойства ЭП достаточны и лучше частотных свойств 99% УМЗЧ.

Вышеуказанные проблемы, согласен, свойственны компенсационным стабилизаторам при наличии каскадов с ОЭ.

[Эзотехник]

поднять напругу в 2 раза и кондеры можно ставить в четыре раза меньшей емкости. А на самом деле еще на много меньше, т.к. допустимый уровень пульсаций (до параметрического стабилизатора) увеличивается в несколько раз. В сумме можно сократить емкости кондеров на порядок (ставить, допустим не по 2х20000, а по 2х2000 на канал). Особенно это подойдет для интегральных усилителей, т.к. у них допустимое напряжение питания жестко ограничено, к тому же приходится делать запас - на случай скачков в сети.

Если на регулирующем транзисторе будет падать 20В при токе 5А, то куда лишние 100 Вт тепла денем ?
Вот стабилизатор переменного напряжения первички был бы эффективней. И там уж точно не выше 50 Гц.

[Yauhen]

Если на регулирующем транзисторе будет падать 20В при токе 5А, то куда лишние 100 Вт тепла денем ?

Ну, если присмотреться, то 50Вт, а не 100, т.к. во время «не своего» полупериода стабилизатор практически отдыхает. А если учесть, что пик-фактор музыкального сигнала близок к 3, выделяемая мощность уменьшается ещё в 9-10 раз.

Однако, согласен, 20В – это круто. ИМХО, для стабилизированного питания выходного каскада 100Вт вполне достаточно 8-10 Вольт «запаса» при 10000 мкФ в плечо.

[лысый]

Yauhen, таки как ни присматривайся, а если падает 20В при токе 5А, то это 100Вт. Методом умножения. А меньше будет только если не 5А или не 20В.
И в "не своём" полупериоде нифига он не отдыхает. После стаба всё равно добрая банка должна быть, которую заряжать надо, а без неё усь сдуреет.

[Yauhen]

лысый,

Спасибо за реплику.
Но позволю себе не согласиться насчёт «доброй банки после стаба». От неё только вред. ИМХО, значение ёмкости должно быть очень небольшим, не более 10-20 мкФ, для предотвращения генерации.

И «пашет» в «не свой» полупериод выпрямитель, а не стаб. Иначе - никакой это не стаб.

[vizzy]

Но позволю себе не согласиться насчёт «доброй банки после стаба». От неё только вред. ИМХО, значение ёмкости должно быть очень небольшим, не более 10-20 мкФ, для предотвращения генерации.

Тогда будет сказываться выходное сопротивление стабилизатора. ИМХО на фиг стабилизатор не нужен.

[Yauhen]

Тогда будет сказываться выходное сопротивление стабилизатора.

Если оно не превысит 0,1 Ом, пусть сказывается.
Это ИМХО лучше, чем перепады напряжения питания по 8-10 Вольт с частотой 50/100 Гц.

[лысый]

Yauhen,

Но позволю себе не согласиться насчёт «доброй банки после стаба». От неё только вред.

Ну, наверное, можно добрую банку и не ставить, но вред-то от неё какой?

А вообще согласен с vizzy, никакого чуда стабилизатор не сделает. Думаю, что если после установки стабилизатора замечают улучшение звука, то скорее всего дело в каких-то скрытых ляпах, например в монтаже. Просто со стабом условия ближе к идеалу и эти ляпы менее заметны. Устранение таких мелких пакостей может дать гораздо больший эффект, чем сооружение стабильного питания.

[Yauhen]

лысый,

Ёмкость на выходе компенсационного стабилизатора и увеличивать, и уменьшать можно в небольших пределах. Иначе и в том, и в другом случае начинается генерация. Проверено импульсной нагрузкой. На средненькой аппаратуре это почти не заметно на слух.

Конечно, «чуда стабилизатор не сделает». Согласен и в том, что «со стабом условия ближе к идеалу». Так ведь из таких мелочей и складывается достойное качество звука.

Есть и ещё одно простое соображение: облегчение режимов работы выходных каскадов. Если кратко, то излишнее тепло теперь выделяется на транзисторах стабилизаторов, и таким образом расширяется резерв по области безопасной работы транзисторов выхода УМЗЧ.

Хочу выразить благодарность всем участвующим в этой ветке. Вы помогаете мне выработать более объективное отношение и к позиции сторонников, и к позици противников стабилизации. Столько высказано мнений за два дня! Надеюсь, тема ещё не закрыта, и с вниманием жду дальнейших «за» и «против».

[Semigor]

Всем привет.

По моему опыту, применение стабилизированного питания позволяет улучшить звук практически любого каменного усилителя. Но особенно это касается усилителей без ОООС.
Кроме того, применение стабилизаторов позволяет упростить сам усилитель, что тоже благотворно сказывается на звуке.
Еще один плюс - функцию защиты выходного каскада тоже можно поручить стабилизатору.
Конечно, качество стабилизатора существенно влияет на звук.
При напряжениях до 35В я использую микросхемы LT1083, LT1084.
Когда надо большее напряжение - собираю стабилизатор по своей старой проверенной схеме. (Как в "Каменном однотактнике").

Еще несколько практических наблюдений.
Большая емкость на выходе стабилизатора улучшает звук. Отсюда, стабилизатор должен быть способен корректно функционировать с любой величиной емкости на выходе во всех режимах.
При непосредственной или емкостной связи между каскадами, УН и выходной каскад должны работать от одного источника питания. Запитка УН от отдельного маломощного стабилизатора приводит к "размазыванию" звуковой картинки.

[Ромыч]

Запитка УН от отдельного маломощного стабилизатора приводит к "размазыванию" звуковой картинки

А вот здесь можно поподробнее пожалуйста? С чего такие выводы?