Экономичный источник питания для компактных УМЗЧ

Рейтинг:  0 / 5

Подробности

Категория: Блоки питания

Опубликовано: 23.03.2017 14:51

Просмотров: 3230

Андрей Бутов, с. Курба, Ярославской обл.
Этот источник питания предназначен для работы совместно с маломощными усилителями звуковой частоты, например, собранными на интегральных микросхемах К174УН7, К174УН20, ТЕА2025. Источник питания обеспечивает выходное стабилизированное напряжение 12 В при токе нагрузки до 0,7 А. Применение источника питания со стабилизированным выходным напряжением позволяет улучшить качество звучания УМЗЧ, исключает появление фона переменного тока у чувствительных к уровню пульсаций напряжения питания усилителей.

Принципиальная схема источника питания показана на рис.1.
 
 Напряжение сети переменного тока поступает на первичную обмотку силового понижающего трансформатора Т1 через защитный резистор R1. С вторичной обмотки трансформатора напряжение 12 В через полимерный самовосстанавливающийся предохранитель FU1 поступает на мостовой выпрямитель, собранный на диодах Шотки VD1-VD4. Применение диодов Шотки примерно на 1 В повышает напряжение на выходе стабилизатора по сравнению с применением обычных кремниевых диодов. Конденсатор большой емкости С6 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Стабилизатор напряжения собран на интегральном регулируемом стабилитроне DA1 и мощном полевом транзисторе VT1. Полевой транзистор включен как истоковый повторитель. Чтобы уменьшить минимальное падение напряжения между входом и выходом стабилизатора, применен умножитель напряжения, собранный на неполярном конденсаторе С5, диодах VD7, VD8 и конденсаторах С7, С9. Использование умножителя напряжения позволяет получить на выводе затвора VT1 напряжение больше, чем на выводе стока, что необходимо для обеспечения минимальной разницы напряжения между входом
и выходом стабилизатора и увеличить его КПД. Без умножителя постоянного напряжения пришлось бы использовать р-канальный полевой транзистор, который менее распространен, и для его применения требуется более сложная схема стабилизатора напряжения. Выходное напряжение источника питания задают резисторами R3, R6, R7. Светодиод HL1 светится при наличии напряжения на выходе стабилизатора. При перегрузке источника питания напряжение на выходе стабилизатора уменьшается, потому благодаря стабилитрону VD1 яркость свечения светодиода HL1 значительно снижается.
Силовой трансформатор применен с напряжением на вторичной обмотке 12 В. Это не случайный выбор. С таким трансформатором в режиме «холостого хода» источника питания на обкладках конденсатора С6 будет напряжение около 18В. При подключении нагрузки напряжение на С6 снижается, и при токе нагрузки 0,6 А разница между входным и выходным напряжением стабилизатора будет около 0,4 В. Самовосстанавливающийся предохранитель FU1 при коротком замыкании в цепи нагрузки или перегрузке его выхода разогревается и переходит в состояние высокого сопротивления. Варистор RU1 защищает трансформатор Т1 от всплесков напряжения сети. При аварии в сети напряжения 220 В, например, при появлении напряжения 380 В перегорит защитный резистор R1. Напряжения на принципиальной схеме указаны при работе стабилизатора с током нагрузки 0,5 А.
Конструкция и детали
Устройство  смонтировано   в   миниатюрном корпусе из белого полистирола размерами 11 Ох
57x57 мм. Вид на монтаж и компоновку элементов в корпусе показан на рис.2.
 
 Резисторы можно применить типа МЛТ, РПМ, С1 -4, С1 -14, С2-23 и другие аналогичные. Резистор R1 желательно установить невозгораемый или импортный разрывной.
Варистор MYG10-471 можно заменить MYG20-431, FNR-14K431, FNR-20K431. Варистор припаивают к выводам первичной обмотки трансформатора.
Оксидные конденсаторы типа К50-68, К50-29 или импортные аналоги. Неполярные конденсаторы -керамические типа К10-17, К10-50,
КМ-5, КМ-6 или аналоги, а также SMD для поверхностного монтажа. Конденсатор С12 устанавливают в штекере питания. Вывод стока VT1 должен быть припаян непосредственно к соответствующему выводу конденсатора С6.
Кремниевые диоды 1N4148 можно заменить 1N914, 1SS176S, КД510, КД521, КД522. Диоды Шотки SB 140 рассчитаны на выпрямленный ток 1 А и обратное напряжение 40 В. Их можно заменить 1N5819, MBRS140T3, MBRS340T3, MBR150, MBR160. Вместо стабилитрона TZMC8V2 подойдет BZV55C-8V2, 1N4738A, КС182Ц, 2С182Ц.
Светодиод RL30N-HY214S желтого цвета свечения можно заменить любым аналогичным желтого или зеленого цвета.
Полевой транзистор APM3055L, выполненный в корпусе ТО-252, имеет максимально допустимое напряжение сток-исток 30 В, максимальный ток стока 15 А, максимальную рассеиваемую мощность 50 Вт при температуре 25°С. Сопротивление открытого канала 0,1 Ом, максимальное напряжение затвор-исток ±20 В. В этой конструкции транзистор APM3055L можно заменить APM2510NU, APM2556NU, CEP603AL, CEB603AL, IRFZ40, IRFZ42, BUZ11, BUZ104. Транзистор через слюдяную прокладку устанавливают на дюралюминиевую теплоотводящую пластину размерами 100x30x4 мм. Транзистор в корпусе ТО-252 или ТО-263 прижимают к корпусу с помощью накладной металлической пластинки и двух винтов. Между прижимной пластинкой и корпусом транзистора должна быть прокладка из ПВХ трубки. Цоколевка транзистора APM3055L показана на рис.3.
 
Другие транзисторы имеют аналогичную цоколевку. Микросхему TL431 можно заменить AZ431, LM431, выполненными в корпусе ТО-92. Микросхемы, выпускаемые в корпусах DIP-8 и SO-8, имеют отличия в цоколевке.
Трансформатор ТП20-17 можно заменить ТП112-7, ТП114-5, ТП114-4. При установке понижающего трансформатора, у которого в режиме «холостого хода» на вторичной обмотке напряжение более 14 В, к выводу 3 DA1 и выводу истока VT1 припаивают стабилитрон BZV55C-12 катодом к выводу 3 DA1. Это защитит транзистор от возможного пробоя.
Полимерный самовосстанавливающийся предохранитель MF-R075 можно заменить LP60-075 или другим на номинальный рабочий ток 0,75 А.
Внешний вид устройства показан на фото в начале статьи. К этому источнику питания можно подключать, например, УМЗЧ, собранные по публикациям [1-5]. Для лучшего охлаждения в корпусе просверливают около 150 отверстий диаметром 2,5...3 мм. Блок питания с р-канальным транзистором в стабилизаторе можно собрать по схеме [6].
Литература
1.  Бутов А.Л. Миниатюрный стереоусилитель// Радиоаматор. - 2009. - №12. - С.6-7.
2.  Бутов А.Л. Малогабаритный универсальный УМЗЧ на LA4183 // Радиоаматор. - 2010. - №3-4. -С.21-24.
3.  Бутов А.Л. УМЗЧ для старого компьютера // Радиоаматор. - 2010. - №7-8. - С.4-6.
4.  Бутов А.Л. Активная АС в мыльнице // Радиоаматор. - 2008. - №8. - С.9-10.
5.  Бутов А.Л.  Мостовой усилитель на ИМС КА2206 // Радиоаматор. - 2008. - №5. - С.9.
6.  Бутов А.Л. Мощный линейный лабораторный блок питания в мыльнице // Электрик. - 2009. -№7-8. - С.54-56.