Данная статья является дальнейшим развитием идеи бестрансформаторного питания .
Во всех приведенных ниже схемах нумерация элементов, выполняющих одно и то же назначение, сохранена от схемы к схеме. Дополнительные новые элементы схем имеют сквозную нумерацию. Если нет какого-то очередного номера элемента, это значит, что он был в предыдущей схеме (а на данной этого номера просто нет). 1.Усилитель низкой частоты
Схема УНЧ (рис.1) известна как трансформаторная. Особенность ее - в отсутствии силового трансформатора. Питание анодов ламп осуществляется от сети 220 В по схеме удвоения напряжения и Ua-к=620 В. Накал ламп - от сети 220 В через токоограничивающий конденсатор С6. В качестве Тр1, Тр2 можно использовать силовые трансформаторы от старых ламповых радиоприемников со средней точкой во вторичной обмотке (как правило, в них устанавливали кенотроны типа 5Ц4С, 5ЦЗС и т.д.). Сетевая обмотка этих трансформаторов используется как высокомный выход при работе в линию на абонентов, накальная обмотка - как низкоомный выход.
Рис.1
В любительских условиях в качестве выходного трансформатора может использоваться силовой от ламповых радиоприемников без средней точки на вторичной обмотке (например от "Рекордов"), но для этого нужно сетевую и повышающую обмотки включить последовательно, а точка соединения и будет средней.
В качестве входного трансформатора, в любительских условиях может использоваться выходной трансформатор от ламповых усилителей старых радиоприемников с двухтактным выходным каскадом (две лампы 6П14П, две 6П6С и т.д.).
Данный усилитель обеспечивает при Рвх=20...30 Вт на выходе Рвых=120... 130 Вт. Конденсаторы С4, С5 ограничивают анодный ток ламп, пропорционально своей емкости, например если С4=С5=20 мкФ каждый, то анодный ток ламп ограничен на уровне 400 мА.
Использовать С4, С5 большей емкости нет смысла, т.к. анодный ток двух ламп не превышает 350 мА. К тому же, чем больше емкость этих конденсаторов, тем больше бросок тока при первом включении в сеть 220 В и возможен пробой диодов. В качестве диодов могут быть использованы Д226 или им подобные, включенные попарно параллельно. 2. Широкополосный усилитель мощности KB
Схемотехника усилителя (рис.2) практически ничем не отличается от УНЧ, только трансформаторы выполнены на ферритовых кольцах. Причем до частот 7 МГц с успехом можно применять кольца 2000НН, но лучше - 400...600НН; при работе до 28 МГц - 50 ВЧ, при этом обеспечивается минимальный завал АЧХ на ВЧ диапазонах. Должна быть хорошая изоляция между первичной и вторичной обмотками. Обмотки содержат по 12...15 витков каждая.
Рис.2
(нажмите для увеличения)
Выходной трансформатор - типоразмера К40х25х25 или близкий к нему. Входной трансформатор - К16х8х6 или близкий к нему. Типоразмеры могут быть обеспечены за счет набора из нескольких колец. При Рвх=30 Вт ток анодов ламп составлял 250 мА при Uа-к=620B. 3. Усилитель мощности KB с общим катодом
Как известно, схема включения ламп с общим катодом требует полного набора питающих напряжений: анодного, экранной сетки, управляющей сетки, накального (рис.3).
Обычная схема удвоения сети (220В) дает источник для питания анодно-экранных цепей ламп (+620В +310 В). Для питания накалов ламп используется конденсатор С6, который ограничивает ток накалов.
Рис.3
(нажмите для увеличения)
Источник отрицательного напряжения собран на Tp1, V9...V12, С20. В качестве Тр1 используется малогабаритный трансформатор, т.к. потребление по управляющим сеткам очень мало.
Хочу заострить внимание на том, что подобные схемы имеют два "общих провода". Один -для схемы по постоянному току, это минусовая обкладка конденсатора С5, обозначенная 0В. Относительно этой точки нужно производить измерения по постоянному току. Причем при этих измерениях надо соблюдать технику безопасности, т.к. такие цели не имеют гальванической развязки от сети. Например, чтобы измерить анодное и экранное напряжения, нужно "-" вольтметра подключить к точке 0В, а "+" вольтметра - на ножку 3 V5 либо V6. Это и есть напряжение на экранных сетках. Если на ножку 6 V5 либо V6 - это и будет анодное напряжение.
Чтобы измерить "-" на управляющей сетке, нужно поменять полярность вольтметра, т.е."+" вольтметра подать в точку 0В, а "-" - на ножку 2 V5 либо V6 и резистором R1 выставить ток покоя ламп в режиме ТХ - передача (без сигнала на входе). В режиме приема (RX) на управляющих сетках - максимальный "-" и лампы закрыты, ток через них равен нулю. Режим ламп выставляется резистором R1 в режиме несущей по прибору РА1. Двигая R1 в сторону контакта реле Р2, уменьшают "-" на управляющих сетках до тех пор, пока идет линейный прирост показаний РА1. Как только линейный прирост прекратился, R1 слегка возвращают назад и фиксируют лаком.
Вторым общим проводом является корпус усилителя - это общий провод для радиочастотного сигнала. И все измерения ВЧ-напряжений; если в этом есть необходимость, производятся относительно корпуса. Большинство элементов усилителя некритичны и могут значительно отличаться по номиналам. Например емкости С1, С2, С7, С8, С19, С1б могут колебаться в пределах 1000 ПФ...10000 пФ. Главное, чтобы они выдерживали напряжения схемы, т.е. С1, С2 - не менее 250 В, С8 - не менее 1000 В (он может быть набран из двух на 500 В), С7 - не менее 500 В, С19 - не менее 250 В, С16 - любой. С 14 - 80...200 пФ.
Критичен только один элемент - С9. Он должен иметь значительный запас по напряжению - не менее 1000 В, а главное, емкость его не должна быть более 3000 пФ. С9 - это та "изюминка" схемы, которая обеспечивает безопасность при бестрансформаторном питании. В случае обрыва общего заземления ток между корпусом и общим заземлением не достигает величины, поражающей организм человека, т.к. ограничен емкостью С9< 3000 пФ на уровне 250...300 мкА в самом неблагоприятном случае. Еще одна особенность- вместо дросселя в управляющей сетке используется резистор R5. Как показал опыт, использование резистора значительно попытает устойчивость каскада к самовозбуждению.
Также достаточно удачно решен вопрос использования контуров L7, L8, L9, L10, L11, L12. Они используются реверсивно, т.е. при приеме (RX) являются входными узкополосными с подстройкой входа С18, а при передаче (ТХ) - согласующими низкое выходное сопротивление трансивера (как правило, 50...75 Ом) с высоким входным сопротивлением лампового усилителя по схеме с общим катодом.
При передаче (ТХ) С 17 подключается параллельно C18, но т.к. емкость С17 мала (2пФ), она почти не влияет на настройку контуров L7, L8, L9, L10, L11, L12, аналогично Ссв подключается параллельно С12 и также не влияет на настройку контура. Ссв выполнен в виде одного-двух витков вокруг монтажного провода, соединяющего С10 с С12. Этот кусочек монтажного провода выполнен из высоковольтного провода, либо из коаксиального кабеля, с которого снята внешняя оплетка, а витки намотаны поверх толстого капронового наполнителя. Такой конденсатор связи выдерживает большие реактивные напряжения и токи и может применяться в более мощных усилителях. После малой емкости (Ссв) - и малые напряжения, поэтому Р1 не очень критично к зазору между контактами.
Данная схема коммутации антенны с RX на ТХ с реверсивным использованием элементов П-контура и входного "узкополосного" контура позволяет производить "холодную" настройку на корреспондента - по максимальной громкости, ручками С12, С13, С18, без излучения "несущей" в эфир, что значительно сокращает взаимные помехи и настройку на частоте ДХ-ов. Вместо L7, L8, L9, L10, L11, L12 можно обойтись всего двумя катушками: одна настраивается на ВЧ-диапазонах - на 28 МГц минимум С18, другая - на 7,0 МГц с минимумом С18, но максимальная емкость С18 должна быть до 500 пФ (чтобы перекрывать оставшиеся диапазоны).
Отводы у катушек L7, L8, L9, L10, L11, L12 делают приблизительно от 1/З витков (от заземленного конца), но лучше подобрать на каждом диапазоне по максимальному ВЧ напряжению на управляющих сетках ламп.
Катушки выполняются на любых каркасах с сердечниками (и даже без них). Главное - их нужно настроить по максимальной громкости принимаемых станции (при отсутствии приборов), возможно, придется немного изменить емкости, подключенные параллельно им.
Лампы V5, V6 включены на сложение мощностей в диапазоне 28 МГц; L5 и L6 настраиваются на максимум выходной мощности на 28 МГц сдвигая и раздвигая витки. При этом нужно помнить, что L5, L6, L4 находятся под анодным напряжением и нужно соблюдать все меры предосторожности.
L4 для снижения габаритов П-контура и удобства механического крепления выполнена на тороидальном кольце из текстолита, гетинакса, фторопласта и т.д., крепится прямо на галете. Отводы на L4 подбираются экспериментально, в зависимости от входного сопротивления антенны.
L5, L6 - бескаркасные, они намотаны на оправе диаметром 15 мм и содержат б витков провода ПЭВ-1 1,5мм, длина намотки - 25 мм.
L4 - 60 витков, намотка - виток к витку, отводы - ориентировочно от 4, 18, 32 витков, первые 4 витка - проводом 1 мм, остальные-0,6мм.
Дроссель L3 намотан на любом изоляционном материале и содержит приблизительно 160 витков провода 0,25...0,27 мм, часть витков намотана виток к витку, остальные-внавал.Намотка виток к витку соединена cL4 ("горячий" конец L3).
Катушки L7, L8, L9, L10, L11, L12 - на каркасе не менее 6 мм с сердечником СЦР-1.
L7 - 10 витков ПЭЛ 0,51, отвод от 3-го снизу;
L8 - 12 витков ПЭЛ 0,51, отвод от 4-го снизу;
L9 - 16 витков ПЭЛ 0,25, отвод от 5-го снизу;
L10 - 25 витков ПЭЛ 0,25, отвод от 8-го снизу;
L11 - 35 витков ПЭЛ 0.25, отвод от 10-го снизу;
L12 - 45 витков ПЭЛ 0,25, отвод от 12-го снизу;
С21 -10пФ; С22-15пФ; С23-- 68 пФ; С24 - 120 пФ; С25 - 200 пФ; С26-430пФ.
P1, P2 могут соединяться как по схеме рис.З, так и параллельно, может быть применено одно реле с несколькими группами контактов, например РЭС-9, РЭС-22 и т.д. Тип реле также зависит от Uупр. приходящего с трансивера. 4. Гибридный усилитель мощности
Гибридные усилители известны многим радиолюбителям. На рис.4. представлены некоторые подробности состыковки данных усилителей с бестрансформагорным источником питания.
На транзисторе VI 4 и резисторе R7 собран регулятор напряжения для экранных сеток ламп. Резисторы R4 и R6 являются токоограничивающими (своего рода защита) при крайних положениях R7, а также и в аварийных ситуациях. R5 создает ток утечки с перехода база-эмиттер для нормальной работы регулятора напряжения. Резистором R1 выставляется отрицательное напряжение на управляющих сетках ламп, при приеме (RX) лампы заперты максимальным напряжением (отрицательным). R2-защита от "перекачки" усилителя и создает частичное автоматическое смещение на управляющих сетках ламп.
R8, R9, R10, R11 - нагрузка для трансивера. Эти же резисторы определяют входное сопротивление усилителя.
Схема рис.4 имеют общий провод по постоянному току, изолированный от корпуса. Им является минусовая обкладка конденсатора С5 (обозначена точкой 0В). Относительно этой точки нужно производить все замеры по постоянному току в схеме.
Рис.4 (нажмите для увеличения)
Способы и методика настройки сводятся к правильному выбору начального тока через V 13, который должен быть не меньше начального тока (в начале прямолинейного участка характеристики V13). Такой же ток через лампы должен быть выставлен резисторами R1, R7. Хорошие результаты получаются при использовании ламп 6П45С.
С14 должен быть высоковольтным, как и С9.
Хочу предостеречь радиолюбителей от ошибки, которую многие совершают при повторении подобных схем. Многие, контролируя анодный ток ламп, пытаются получить максимально возможный ток. Это неправильно, потому что подобные схемы способны обеспечить большие анодные токи, но выходная мощность при этом им (токам) не соответствует. Так, мне через одну ГУ-50 (по данной схеме) удавалось получить ток до 450 мА (Uак=620 В), но выходной мощности в 200 Вт не было, что значительно сокращало срок службы (быстро терялась эмиссия катода), вызывало TVI, т.е. схема работала как усилитель постоянного тока.
Учитывая сказанное, нужно "выжимать" не максимально возможные анодные токи (они только косвенно связаны с выходной мощностью), а максимальное ВЧ -напряжение на эквиваленте, либо на антенне по индикатору выхода. При приросте ВЧ-напряжения также нужно использовать только прямолинейный участок и не заводить в зону "насыщения". Лампы включены на сложение мощностей, параметры П-контура - типовые (изложены в предыдущем разделе). Можно вместо КП904 использовать биполярный КТ907. Эмиттер включается вместо истока, коллектор - вместо стока. Необходимое смещение на базу подается через мощный резистор 500м сдвижка потенциометра 3,3 к, включенного между"-" выпрямителя и нижним выводом R7, который соответственно отключается от "-" выпрямителя. Этим потенциометром устанавливают начальный ток каскада. Между движком потенциометра и "-" выпрямителя включают блокировочный конденсатор на небольшое (<100В) напряжение, 5. Усилитель на ГУ74Б
На схеме рис.5 представлен усилитель мощности на лампе ГУ74Б, которой на аноде нужно 1200В. Это напряжение получается за счет сложения напряжений двух источников. Первый собран по схеме удвоения напряжения без трансформатора от сети 220 В и выдает два напряжения (относительно точки 0В): +310 В и +620 В. Этих напряжений вполне достаточно для питания экранных сеток большинства ламп с высоким анодным напряжением.
Рис.5 (нажмите для увеличения)
Второй источник (его можно условно назвать"вольтдобавкой") собран на трансформаторе (ТС-270). Для того чтобы, получить суммарное напряжение 1200 В, на вторичной обмотке трансформатора должно быть приблизительно 400 В переменного напряжения. После выпрямления диодами V10...V17 и фильтрации конденсаторами С27, С28 постоянное напряжение получается где-то на 1/3 больше - в сумме с первым (+620 В) достигается напряжение, необходимое для работы лампы. Так как эти источники работают на сложение напряжений и мощностей, то и мощность потребления распределяется приблизительно пропорционально их напряжениям,а это значит, что можно смело использовать трансформатор с габаритной мощностью меньше как минимум вдвое, чем при обычной трансформаторной схеме. Источник отрицательного напряжения собран на диоде V9 и конденсаторе С20. Так как схема однополупериодная, емкость С20 должна быть достаточно большой - 200 мкФ.
Вместо дросселя в управляющей сетке применен резистор R5, что делает каскад более устойчивым к самовозбуждению.
Применено последовательное питание лампы через элементы П-контура. Это имеет свои недостатки - элементы П-контура находятся под высоким напряжением, и свои достоинства - при последовательном питании КПД на ВЧ диапазонах несколько выше, а требования к дросселю L3 на электрическую прочность несколько ниже, т.к. он стоит после элементов П-контура (L5, L4).
П-контур может быть выполнен и по типовой схеме параллельного питания.
Несколько повышенные требования к конденсаторам С12, С13 - они должны иметь достаточный зазор между пластинами. С12 при заведенных роторных пластинах должен иметь зазор не менее 1,5мм.С10, С11 должны выдерживать большие реактивные мощности при напряжении не менее 2,5 кВ. Конденсатор С9 обеспечивает технику безопасности, и его емкость не должна быть более 3000 пФ. С4, С5, С27, С28 - 180 мкФ х 350 В каждый.
Ввод усилителя мощности в работу производится в следующей последовательности.
1. Включается S1 (все остальные должны быть выключены). Начинает работать мотор обдува лампы, вся схема включается на пониженное напряжение через конденсаторы С, С". Они предотвращают бросок тока на заряд конденсаторов С4, С5, С27, С28.
2. Через несколько секунд включается S1 -он подает в схему полное напряжение, при этом появляется максимальное отрицательное напряжение на управляющей сетке лампы и полное накальное напряжение - идет прогрев лампы.
3. Через несколько минут, когда накал прогрел лампу, включается тумблер ВК2. Если в схеме нет аварийных режимов, включается ВК1. При работе в эфире коммутацию с приема на передачу осуществляет реле P1.
Отключение усилителя осуществляется в обратном порядке.
Установка режима осуществляется резистором R1. Линейный прирост мощности контролируют по индикатору выхода РА1. Если прирост мощности прекратился или идет слишком медленно (зона насыщения), нужно R1 немножко вернуть назад и зафиксировать.
S2, S1, S1", ВК1, ВК2 должны иметь рычажки переключения из изоляционного материала. Кроме того, желательно их установить на изоляционной декоративной подкладке(изолировать от корпуса) из толстого оргстекла, текстолита и т.д.
L4 с целью уменьшения габаритов и удобства крепления крепится прямо на S2. Желательно выполнить его на тороидальном кольце из фторопласта, гетинакса и т.д.
Контура L7, L8, L9, L10, L11, L12 - такие же как в разделе 3.
Если ваш трансивер не "раскачивает" данный усилитель, не огорчайтесь -в него можно установить еще один каскад усиления по схеме рис.6. Это лампы типа 6П15П,6П18П,6П9 (или любая другая лампа-триод достаточной мощности), включенные триодом.
Рис.6
Накал берется с ТС-270 (-6,3 В). Общий провод подключается в точку 0В -это "-" конденсатора С5. Анодное напряжение берется с "+" С4 (+620 В). Отрицательное напряжение берется с R1 (рис.5а) параллельным подключением. Вход-выход каскада подключается в точку разрыва (на рис.5 помечено "х") конденсатора С14. Данные контуров - такие же как в разделе 3.
L1,L2 мотаются на феррите более толстым проводом - 0,37...0,4 мм, 25...30 витков.
Используя данную схемотехнику, можно получить усилители малых габаритов (настольные вместе с источником) с хорошей энергетикой.
Литература
1. В.Кулагин. Усилитель мощности КВ "Ретро". РЛ, 8/95, с.26.
Читайте и пишите полезные
Трансформатор – устройство для передачи энергии из одной цепи в другую посредством электрической индукции. Он предназначен для преобразования величин токов и напряжений, для гальванического разделения электрических цепей, для преобразования сопротивлений по величине и для других целей.
Трансформатор может состоять из двух и более обмоток. Мы будем рассматривать трансформатор из двух разделенных обмоток без ферромагнитного сердечника (воздушный трансформатор), схема которого представлена на рис. 5.12.
Обмотка с зажимами 1-1’, присоединенная к источнику питания, – первичная, обмотка, к которой подключается сопротивление нагрузки , – вторичная. Сопротивление первичной обмотки 
, сопротивление вторичной – 
.
Уравнения трансформатора при принятой полярности катушек и направлении токов имеют вид:
- для первичной обмотки
Для вторичной обмотки
Входное сопротивление трансформатора
Обозначим активное сопротивление вторичной цепи
тогда уравнения можно переписать
(5.22)
Входное сопротивление трансформатора . Учитывая, что 
и подставляя в первое уравнение (5.21), получим, что
Таким образом, входное сопротивление трансформатора со стороны первичных зажимов состоит из двух слагаемых: – сопротивление первичной обмотки без учета взаимоиндукции, , которое появляется за счет явления взаимоиндукции. Сопротивление как бы добавляется (вносится) из вторичной катушки и поэтому называется вносимым сопротивлением.
Входное сопротивление идеального трансформатора.
Идеальным трансформатором (теоретическое понятие) называют такой трансформатор, в котором выполняются условия
(5.24)
При этом С определенной погрешностью такие условия можно выполнить в трансформаторе с сердечником с высокой магнитной проницаемостью, на который намотаны провода с малым активным сопротивлением.
Входное сопротивление этого трансформатора
(5.25)
Следовательно, идеальный трансформатор, включенный между нагрузкой и источником энергии, изменяет сопротивление нагрузки пропорционально квадрату коэффициента трансформации n.
Свойство трансформатора преобразовывать величины сопротивлений широко используется в различных областях электротехники, связи, радиотехники, автоматики и прежде всего с целью согласования сопротивлений источника и нагрузки.
Схема замещения трансформатора
Схема двухобмоточного трансформатора без ферромагнитного сердечника может быть изображена так, как это представлено на рис. 5.14. Токораспределение в ней такое же, что и в схеме на рис. 5.12 без общей точки между обмотками.
Произведем в схеме на рис. 5.14 развязку индуктивных связей. При этом получим схему замещения трансформатора (рис. 5.15), в которой отсутствуют магнитные связи.
Энергетические процессы в индуктивно связанных катушках
Дифференциальные уравнения воздушного трансформатора (рис. 5.15):
(5.25)
Умножим первое уравнение на , а второе – на :
(5.26)
Сложив эти уравнения, получим суммарную мгновенную мощность, которая потребляется от источника и расходуется в первичной и в вторичной обмотках трансформатора и в нагрузке
(5.27)
где – мгновенная мощность на нагрузке, ;
– мгновенная мощность, расходуемая на тепло в обмотках трансформатора, 
;
– энергия магнитного поля обмоток трансформатора, 
.
Трехфазные генераторы.
Под трехфазной цепью (системой) понимают совокупность трехфазного источника (генератора), нагрузки и соединительных проводов.
Известно, что при вращении проводника в равномерном магнитном поле в нем наводится ЭДС
. (1.1)
Закрепим жестко на одной оси три одинаковые катушки (обмотки), смещенные относительно друг друга в пространстве на (120°) и начнем их вращать в равномерном магнитном поле с угловой скоростью w (рис. 1.1).
При этом в катушке A будет наводиться
Такие же значения ЭДС возникнут в катушках B и C, но соответственно через 120° и 240° после начала вращения, т.е.
(1.3)
Совокупность трех катушек (обмоток), вращающихся на одной оси с угловой скоростью w, в которых наводятся ЭДС, равные по модулю и сдвинутые друг от друга на угол 120° называют симметричным трехфазным генератором. Каждая катушка генератора – это фаза генератора. В генераторе на рис. 1.1 фаза B «следует» за фазой A, фаза C – за фазой B. Такая последовательность чередования фаз называется прямой последовательностью. При изменении направления вращения генератора будет иметь место обратная последовательность чередования фаз. Прямой последовательности на основании соотношений (1.2, 1.3) соответствует векторная диаграмма ЭДС, изображенная на рис. 1.2, а, для обратной – векторная диаграмма ЭДС на рис. 1.2, б.
В дальнейшем все рассуждения по расчету трехфазных цепей будут касаться только трехфазных систем с прямой последовательностью следования генераторных ЭДС.
График изменения мгновенных значений ЭДС при y = 90° представлен на рис. 1.3. В каждое мгновение алгебраическая сумма ЭДС равна нулю.
Крайним точкам катушек (обмоток) дают название конец и начало. Начала катушек обозначают A, B, C, концы соответственно X, Y, Z (рис. 1.4, а).
Фазные обмотки трехфазного генератора могут быть изображены в виде источников ЭДС (рис. 1.4, б).
Инверторы с 220 на 12 вольт производятся разной формы и размеров. По своему типу бывают трансформаторные и импульсные. Трансформаторный преобразователь 220 на 12 вольт В основе конструкции, как следует из названия, лежит понижающий трансформатор .
Виды преобразователей и их устройство
Трансформатор представляет собой изделие, состоящее из двух основных частей:
- сердечника, собранного из электротехнической стали;
- обмоток, выполненных в виде витков из проводникового материала.
Его работа основана на появлении электродвижущей силы в замкнутом проводящем контуре. При протекании по первичной обмотке переменного тока образовываются переменные линии магнитного потока. Эти линии пронизывают сердечник и все обмотки, на которых появляется электродвижущая сила. Когда вторичная обмотка находится под нагрузкой, то под действием этой силы начинает протекать ток.
Значение разности потенциалов будет определяться отношением количества витков первичной обмотки и вторичной. Таким образом, изменяя это соотношение, можно получить любое значение.
Для снижения значения напряжения количество витков во вторичной обмотке делается меньше. Стоит отметить, что описанное выше работает только при подаче на первичную обмотку переменного тока. При использовании постоянного тока создаётся постоянный магнитный поток, который не наводит ЭДС и энергия передаваться не будет.
Бестрансформаторный преобразователь с 220 на 12 вольт
Такие устройства питания называют импульсными. Главной частью такого устройства обычно является специализированная микросхема (широтно-импульсный модулятор).
Инвертирование 220 в 12 вольт происходит следующим образом. Сетевое напряжение поступает на выпрямительную цепь, а далее сглаживается ёмкостью номиналом 300 400 вольт. Затем выпрямленный сигнал с помощью транзисторов преобразуется в высокочастотные прямоугольные импульсы с требуемой скважностью. Преобразователь импульсного типа за счёт применения инвертирующей схемы, выдаёт на выходе стабильное напряжение. При этом преобразование происходит как с гальванической развязкой от выходных цепей, так и без неё.
В первом случае используется импульсный трансформатор, на который поступает высокочастотный сигнал до 110 кГц.
При изготовлении сердечника используют ферромагнетики, что ведёт к снижению веса и размеров. Во втором вместо трансформатора используется фильтр нижних частот.
Преимущества импульсных источников заключаются в следующем:
- малый вес;
- улучшенный КПД;
- дешевизна;
- наличие встроенной защиты.
К недостаткам относят то, что используя в работе высокочастотные импульсы , устройство само создаёт помехи. Это требует устранения и приносит усложнения электрических схем.
Как из 220 вольт сделать 12 вольт самостоятельно
Проще всего сделать аналоговое устройство на базе трансформатора вида тор. Такое устройство несложно выполнить самостоятельно. Для этого понадобится любой трансформатор с первичной обмоткой, рассчитанной на 220 вольт. Вторичная обмотка рассчитывается согласно несложным формулам или подбирается практическим путём.
Для подбора может понадобиться:
- прибор для измерения напряжения;
- изолирующая лента;
- киперная лента;
- медная проволока;
- паяльник;
- инструмент для разборки (кусачки, отвёртки, плоскогубцы, нож и т. п.).
В первую очередь необходимо определить, с какой стороны переделываемого трансформатора расположена вторичная обмотка. Аккуратно снять защитный слой для получения к ней доступа. Используя тестер, измерить напряжение на выводах.
В случае меньшего напряжения к любому из концов обмотки допаять проволоку, тщательно заизолировав место соединения. Используя эту проволоку сделать десять витков и опять измерить напряжение. В зависимости от того насколько увеличилось напряжение и рассчитать дополнительное количество витков.
В случае если напряжение превышает требуемое, делаются обратные действия. Отматываются десять витков, измеряется напряжение и рассчитывается, сколько их необходимо их убрать. После этого лишний провод обрезается и запаивается на клемму.
Следует отметить, что при использовании диодного моста выходная разность потенциалов поднимется на величину, равную произведению переменного напряжения и величины 1.41.
Главным преимущество трансформаторного преобразования является простота и высокая надёжность. А недостатком - габариты и вес.
Самостоятельная сборка импульсных инверторов возможна только при хорошем уровне подготовке и знаний электроники. Хотя можно купить готовые наборы КИТ. Такой набор содержит печатную плату и электронные компоненты. В набор также входит электрическая схема и чертёж с подробным расположением элементов. Останется только всё аккуратно распаять.
Используя импульсную технологию, можно сделать и преобразователь с 12 на 220 вольт. Что очень полезно при использовании в автомобилях. Ярким примером может служить источник бесперебойного питания, сделанный из стационарного оборудования.
Миф о ламповых усилителях.
Ламповый усилитель не может питаться напрямую от электрической сети.
Поэтому ставится преобразующий трансформатор 220 Вольт / …220 Вольт! Разумеется во вторичной обмотке бывает и больше 220, и меньше 220, в зависимости от выбора ламп и их режима. Но, согласитесь, довольно часто ламповые усилители запитываются от выпрямленного 220 В (т.е. постоянного 295…305 В – в зависимости, сколько у кого в розетке). Так, зачем в Hi-End аппаратуре, позиционирующей принцип “как можно меньше деталей в звуковом тракте” этот “лишний” элемент?!
Представьте себе на минутку (придержите контраргументы пока), какие плюсы появятся у такого лампового усилителя. Итак, наверное уменьшиться стоимость самого аппарата (прикидывайте на сколько, если усилитель, допустим средней мощности и класс “А”). Вес. Значительно облегчиться такой УМ. Свободного места станет больше – однозначно. Нет силового трансформатора – нет наводок! Аргумент весьма впечатляющий. У кого ламповые усилители имеют свойство “фонить” (пускай даже самую малость), согласятся, что без “фона” было бы лучше. Комфортнее, так сказать. Гудеть и греться станет нечему. Что ещё? Тогда самый “убойный” аргумент: ваш усилитель не будет зависить от запаса мощности этого самого силового трансформатора. В вашем распоряжении вся ближайшая подстанция! Динамика звука будет максимально возможная для данной схемы вашего усилителя.
Минутка прошла. Минусы. А вернее один минус, единственный, кстати. Но, минус с большой буквы – “Фаза”!! Опаснейшая штука для здоровья людей и самочувствия электроники. Однако, все пользуются компьютерами и ноутбуками. И в них имеется импульсные блоки питания, с пресловутым непосредственным питанием от электросети. Так там имеется “гальваническая развязка”, скажете вы. А кто Вам, простите, мешает поставить в Ваш ламповый усилитель эту самую “гальваническую развязку”. Кроме того, в любом ламповом усилителе она частично реализована. Не верите?! Вспомните выходной (звуковой) трансформатор. Сколько там вольт приходит на первичную обмотку? В среднем 300 Вольт, а то и больше. Но ведь никто не кричит “Нельзя!”. Ставят и успешно пользуются практически все владельцы ламповых усилителей. Надеюсь, логическую цепочку продолжать не стоит, на тему “как сделать гальваническую развязку всей схемы”, а не только по её “выходу”.
Для тех, кто сомневается в пользе “лишней детали, вносящей дополнительные фазовые/частотные и прочие искажения”, привожу рабочую схему такого вот усилителя:
Собственно, схема представляет собой “мостовое” включение двух идентичных усилителей. Этакий ОТЛ наоборот. Что это даёт? Снижаются требования к пульсациям питающего напряжения. Снижаются общие искажения, так как работающие в противофазе усилители компенсируют не только пульсации питающего напряжения, но собственные (вносимые каскадами) искажения. А так как выходной каскад выполнен по топологии “cascode circuit-SRPP – Shunt Regulated Push Pull (СРПП, каскад с ди-намической нагрузкой), то в выходном трансформаторе отсутствует постоянная составляющая (те пресловутые 300 Вольт анодного напряжения). Нет подмагничивания железа – нет специфических искажений, присущих классическим схемам. Во всяком случае, не надо применять специальные меры борьбы с этим вредным явлением. Что упрощает требования к выходному трансформатору. Кроме того, такая топология обещает лучшие качественные характеристики. Входной (драйверный) каскад так же выполнен “двухэтажным”. Драйверные каскады такого вида довольно часто применяются в ламповой технике. А вот в выходном каскаде значительно реже. Дело в том, что выходная мощность снимаемая с такого каскада -“каскода” в четыре раза ниже двух классически запараллеленных ламп. Поэтому, кого интересует КПД усилителя, в первую очередь (например фирм-производителей бытовой техники), а качество – во вторую, данная схемотехника не подойдёт по определнию. Тем не менее, максимальная выходная мощность у данного усилителя вполне достаточная, что бы раскачать даже АС с небольшой чувствительностью. И составляет 8 Вт. С акустическими же системами чувствительностью более 90 дБ/Вт/м это более чем достаточный запас. Напомню, что “ламповые Ватты” звучат несколько громче (если так можно выразиться), чем “транзисторные”.
Для того, что бы сигнал поступал в противофазе на вход усилителя использован наиболее симметричный из существующих видов Фазоинвертора – трансформатор. Его коэффициент трансформации выбран 1:2+2 под стандарт СиДи (2 В эфф.). Таким образом входной трансформатор выполняет три функции: является фазоинвертором, согласующим трансформатором и выполняет функцию…”гальванической развязки”. Вход усилителя представляет собой симметричную линию (балансное подключение).
Схема усилителя размещена в корпусе натурального дерева, который имеет лаковое покрытие. Отсутствуют какие либо экраны. Схема не нуждается в подстройке режимов или какой либо балансировке. Подбор пар (исправных) ламп не требуется. В драйвере использованы лампы 6Н9С. Тее, кто предпочитает “аналитическое-нейтральное” звучание более “музыкальному-ламповому” окрасу могут заменить эти лампы на 6Н8С (без изменения номиналов резисторов). Звук приобретёт “тот самый ламповый” оттенок звучания, который нравиться большенству пользователей музыкальных записей. Следует помнить, что коэффициент усиления ламп 6Н8С в два раза ниже 6Н9С, что приведет к уменьшению выходной мощности в два раза и составит 4 Вт. В выходном каскаде использованы “тугие” лампы 6Н13С всё той же “октальной” серии. Поэтому, оптимально начинать прослушивание музыки необходимо после 90 минут (!) после включения усилителя. Именно через такой промежуток времени усилитель начинает “звучать_как_надо”.
На фотографии представлен усилитель №5, выполненный по этой схеме. Вместо выходных ламп 6Н13С использованы 6Н5С. Выходная мощность -7,5 Вт (8 Ом).
Дополнительную информацию (намоточные данные согласующих трансформаторов и варианты применения готовых трансформаторов в качестве выходных и пр.) можно найти в журнале “Радиоконструтор” №2, за 2014 год, стр.6-9.