ЭКОНОМИЧНЫЙ И ЭКОНОМНЫЙ УМЗЧ 2×200Вт С БЛОКОМ ПИТАНИЯ
19 августа 2010Кагиров А. Г. Томский политехнический университет, Россия, г. Томск, пр. Ленина, 30
|
|
До сих пор множество радиолюбителей использует сетевые трансформаторы для питания различных устройств. Выполненные по простым и известным схемам блоки питания РЭА становятся громоздкими, очень дорогими и совершенно неэффективными при возрастании мощности в нагрузке. В связи с чем была поставлена задача – разработать простой, с минимальным числом элементов и высоким КПД источник питания для стереофонического усилителя, кроме того, необходимо разработать и сам усилитель, причём стоимость усилителя и блока питания должна быть минимальной.
Наиболее просто поставленная задача решается заменой традиционного выпрямителя (с сетевым трансформатором и ёмкостным фильтром) высокочастотным преобразователем с последующим выпрямлением высокочастотного напряжения. Такие источники питания, благодаря тому, что преобразование происходит на относительно высокой частоте (20…100кГц) имеют трансформаторы и всю конструкцию значительно меньших размеров,
Рис.1
отсюда и более высокую удельную мощность, доходящую до 600-1000Вт/кг, что в несколько раз больше, чем у обычных трансформаторов.
Блок питания представляет собой полумостовой автогенераторный нерегулируемый инвертор с коммутирующим насыщающимся трансформатором (рис.1). Применение пропорционально-токового управления транзисторных ключей в сочетании с насыщающимся трансформатором позволяет к моменту выключения автоматически выводить транзистор из насыщения, уменьшить время рассасывания и исключить сквозные токи, а также снизить потери мощности в цепях управления, что повышает надёжность и КПД инвертора.
Инвертор имеет два контура положительной обратной связи: первый – по току, с помощью трансформатора тока: обмотка 2-3 и обмотки 1-2, 4-5 трансформатора Т2; второй – по напряжению, с помощью обмотки 3-4 Т1 и обмотки 6-7 Т2.
48
Трансформатор Т1 выполнен на двух склеенных вместе кольцах феррита 2000НМ К45х28х8. При выполнении трансформаторов и дросселей на кольцевых магнитопроводах обеспечивается наибольшая магнитная проницаемость, уменьшаются помехи, так как магнитное поле заключено в пространстве, ограниченном обмоткой. Однако кольцевая конструкция магнитопровода не позволяет вводить воздушный зазор, необходимый для исключения постоянной составляющей тока, поэтому дроссель L2 выполнен на броневом магнитопроводе БЗО. Транзисторы VT1 и VT2 - ST13005 (MJE13005) или более мощные (13007).Эти транзисторы широко применяют в импульсных блоках питания для галогеновых ламп накаливания, а также в электронных балластах для ламп дневного света, они широко распространены и имеют относительно низкую стоимость. Интересно отметить, что даже при мощности в нагрузке 200 Вт на транзисторах выделяется очень мало энергии, в связи, с чем для отвода тепла достаточно радиаторов в виде алюминиевого листа размером 15×40x1 мм для каждого транзистора. Стоимость блока питания (без учёта затрат на изготовление платы и намотку дросселей и трансформаторов) не превышает 350 р.