Проект Black Angel-2 (вторая версия)

Спустя несколько дней после завершения проекта Black Angel-2, было решено переделать усилитель. На сайте, коллеги обратили внимание на использование 12-вольтовых микросхем, это вызвало удивление, поскольку в самом усилителе присутствовал ПН, которым мог бы питать более качественные усилители для маломощной акустики.

В запасе нашлась плата бытового аудио комплекса 5.1, сохранилась плата с некоторыми пассивными компонентами. Было принято решение собрать отдельный пятиканальный усилитель и питать от отдельного преобразователя, поскольку уже существующий преобразователь не годился для этих целей (размеры трансформатора не позволяли мотать дополнительную обмотку).
В итоге усилитель был полностью разобран для того, чтобы блоки не мешали монтажным работам. Микросхемы 2005 и 7384 со своими платами были сняты, чтобы освободить место для нового усилителя. На место ТДА7384 планировалось поставить ПН для питания пятиканального усилителя.

Плата предназначена для монтажа 5 микросхем серии 2050, в свое время усилитель питал достаточно мощную акустику. Для повышения выходной мощности были заказаны более мощные микросхемы серии ТДА2051, по паспортным данным, мощность одной микросхемы 40 ватт.

Для начала на плату были припаяны не хватавшие компоненты (особо со схемой не мучился, поскольку на плате были написаны все номиналы деталей), затем уже микросхемы. Через теплопроводимые пластины и шайбы, микросхемы были прикручены на теплоотвод ланзара, термопасту как всегда не использовал (причина описана в первой версии статьи).
По сути,  получается, что всю систему охлаждает один теплоотвод, именно так! Он не греется даже во время максимальной перегруженности системы. На весь процесс ушло всего пару часов.
Входные провода использовались экранированные. На заводской печатной плате также был собран также ФНЧ для сабвуфера, он был нам не нужен, поэтому плату пришлось другую рисовать, она прикреплена к архиву статьи.

Преобразователь напряжения

Далее началась сборка отдельного преобразователя напряжения. Преобразователь вначале планировался ватт на 350-400 для работы с большим запасом, но для экономии пространства была построена другая схема, с одной парой полевых ключей. Такая схема позволяет спокойно получить 200 ватт на выходе трансформатора, что вполне хватит для питания микросхем.

Принципиальная схема чуть отличается от схемы первого преобразователя, тщательным подбором снабберов удалось достичь наилучших результатов. Резисторы в них использовались с мощностью в 1 ватт.
Как всегда генератор построен уже на традиционной микросхеме TL494. Выходной сигнал усиливается при помощи драйвера, который выполнен на маломощных транзисторах серии BC557. Как всегда - ПН включается при подаче +12 вольт на вывод REM.

В качестве силовых ключей используются два мощных полевика серии IRF3205. Полевые транзисторы через изолирующие прокладки и шайбы прикручены на небольшой теплоотвод. У меня теплоотвод достаточно компактный,  поскольку принудительное охлаждение осуществляется высокоскоростным кулером от ноутбука.

В качестве диодного выпрямителя, использованы готовые диодные сборки из компьютерного БП серии SR2040CT. Это диоды Шоттки, с легкостью держат до 20 ампер и в дополнительном охлаждении не нуждаются. Можно также применить любые импульсные диоды с током 5-10 ампер, в том числе и отечественные КД213А.

Для моста были использованы 3 диода, в каждом корпусе встроены два мощных диода, у которых есть общий вывод катодов. К сожалению, среди моих диодов не нашлось таких, которые имели бы общий анод, поэтому пришлось использовать три отдельные сборки. Схема подключения представлена ниже.

Трансформатор - к сожалению, фотографировать процесс намотки не удалось, но использовалась стандартная технология намотки импульсных трансформаторов. Первичная обмотка намотана сразу 3-я жилами провода 1 мм, намотка делается по всей длине каркаса и содержит 5 витков. После этого поверх мотается полностью идентичная обмотка.  В ТОМ ЖЕ НАПРАВЛЕНИИ!
Вторичная обмотка на сей раз содержит 14 витков с отводом от середины, сначала по всей длине каркаса мотается одна половина (7 витков), затем поверх мотают вторую половину.
После окончания намотки, обмотки фазируют, процесс намотки, фазировки и настройки полностью описан в первой главе проекта, поэтому особо пояснять не буду.

На последнем этапе изготовления трансформатора вставляем половинки сердечника и как можно плотно прижимаем друг к другу. Качество работы намотанного трансформатора можно узнать только подключив в схему ПН, он по сути главное звено.
Правильно собранный и настроенный преобразователь не издает никаких звуков, очень незначительный свист возможен, при работе под нагрузкой трансформатор может издавать некий звук, но его почти не слышно.
На плате ПН не поставлены фильтрационные емкости на выходе, это сделано для экономии пространства,но емкости присутствуют на плате УНЧ.

Дросселя

В ПН использовалось три дросселя. Дроссель по питанию намотан на кольце от компьютерного бп ( размеры не очень уж и важны, главное, чтобы намотка делалась свободно) и содержит 7 витков провода 1,2-1,5 мм. Остальные два дросселя идентичны, намотаны на ферритовых стержнях с длиной 1,5-2 см, каждый содержит по 5 витков (провод 1-1,5мм). Такие дроссели можно найти в любом компьютерном БП. Реле - подойдет буквально любое, которое попадется, главное подобрать с мощностью 30 - 40 ампер и более.

У меня как всегда все делается на макетной плате, но советую, конечно, использовать печатную плату, которая находится в архиве.

Возможные замены в ПН

В преобразователе напряжения возможны некоторые замены, но следует учесть, что при заменах возможны отклонения от приведенных параметров

Транзисторы драйвера - ВС557 можно заменить на полный аналог ВС556 или на отечественный КТ3107.
Полевые ключи можно заменить на IRFZ44, IRL3705 и т.п., но общая мощность преобразователя спадет.
Все резисторы на 10 ом можно заменить в пределе 8-20 ом. Номиналы частотозадающей цепи изменять крайне не желательно.
Готовый преобразователь работает совместно с преобразователем, который питает сабвуферный усилитель, но у него имеется отдельный вывод ремоут контроля. Это сделано для того, чтобы не пришлось выводить дополнительные провода наружу.

Вопросы, которые возникли у пользователей, после первой версии статьи

Ниже хочу рассмотреть те основные вопросы пользователей, которые возникли после первой статьи.

Вопрос: Из какого усилителя брали основной теплоотвод ?
Ответ: Усилитель радиотехника У-101

Вопрос: У меня сильно греются резистор снаббера, что делать?
Ответ: Резистор должен перегреваться, используйте резистор указанного номинала с мощностью 2 ватта, если он быстро выходит из строя (перегорает) то скорее всего проблема в трансформаторе.

Вопрос: Собрал по вашей инструкции трансформатор, работает хорошо, ну пищит, что посоветуете?
Ответ: Если с задающей частью все нормально, но проверьте крепеж половинок сердечника, следите, чтобы не было никакого зазора, также проверьте нет ли замыкания обмотки с сердечником.

Вопрос: У меня на холостом ходу ПН жрет 2,5 ампера и не работает!
Ответ: Для начала выпаивайте полевые ключи и проверьте работоспособность сначала генератора, затем драйвера, если все нормально, то перейдите к проверке полевиков. Далее проверяется фазировка обмоток трансформатора, основная причина может быть в сгоревших полевиках или в неправильной фазировке.

Вопрос: Откуда брали провода для намотки трансформатора преобразователя?
Ответ: Разобрал ненужный сетевой трансформатор, вторичная обмотка имела диаметр 0,7-0,8 мм, как раз то, что было нужно.

Вопрос: Греется блок стабилизаторов…
Ответ: Он должен немножко перегреваться, это вполне нормально. Если перегрев слишком сильный, то желательно транзисторы и стабилизаторы укрепить на небольшие теплоотводы, а стабилитроны брать с мощность- 1-1,5 ватт.

Вопрос: Может ли ваш преобразователь одновременно питать два усилителя по схеме Ланзара?
Ответ: Максимальная мощность преобразователя вполне позволяет этого.

Вопрос: Можно ли преобразователь использовать в качестве ПН 12-220?
Ответ: Можно, если конечно намотать вторичную обмотку на 220 вольт и учесть, что рабочая частота ПН отличается от сетевой, так, что годится только для питания пассивных нагрузок.

Итоги

В первой главе можно найти все пояснения по сборке этой установки, который я делаю уже 4-ый месяц и наконец, она полностью завершена.

Проделана большая работа, потрачено немало денежных средств, но опять же - это стоило того!

Была реализована давняя мечта - создать установку, которая будет работать надежно и качественно, возможность использовать в машине, компактные размеры и легкий вес, получился полный ХАЙ-ФАЙ набор, с кристально чистым звучанием и недурной выходной мощностью. Суммарная мощность, таким образом, составляет порядка 450-500 ватт, теперь уже чистых!

Пиковая мощность установки доходит 650 Ватт, но для получения этой мощности нужно будет поднять напряжение питания.

Скачать печатные платы в формате Sprint-Layout вы можете ниже

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• УНЧ
• Sprint-Layout