Всем привет. В прошлой статье я поделился с Вами расчётами и своими соображениями применения блока питания для усилителя 100 Ватт и нагрузки 8 Ом. Именно в этом долгострое применять трансформаторное питание я не буду, но что бы сделать как можно более полноценным материал к умзч, решил задеть эту тему и привести аргументы и практические расчёты применения БЖТ (большой железный трансформатор - разговорный) его плюсов и минусов. Также как и в прошлый раз я не берусь утверждать - что информация, что здесь вылаженна - последняя инстанция, каждый для себя решает сам. Начнём с нагрузки, т. к. нагрузка изначально определяет параметры будущего БЖТ. И здесь не все так просто, потому как провод намотанный на диффузор динамика является индуктивностью со всеми присушими ей, реактивными свойствами. Останавливаться и застрять внимание на этом я особо не буду. Возьму только один из важных параметров, таких как - импеданс АС. Как пример АС S90B по паспорту минимальный импеданс 7.6 Ома при Омическом сопротивлении 8. Я это к тому, что бесполезно смотреть на надписи АС - 100 Ватт 8 Ом, реальная цифра может быть другой и частотно зависимой:
Исходя из этого и желания заложить в будущий умзч способность работать на любую нагрузку, будь то 4 или 8 Ом, я возьму в расчёт минимальный импеданс (Rn) в 3 Ома и питание + - 45 Вольт, тогда мощность :
Pout=(Vcc-5/2)^2/(8*Rn/2)=(45-5/2)^2/(8*3/2)= 177 Ватт и ток :
sqrt(2*Pout/Rn =sqrt(2*177/3=10.86A, здесь надо понимать, что КПД умзч класса АВ не 100 % но я, при расчёте фильтруюшей ёмкости учту максимальный ток. Тогда :
С = In/2Un*f*Vpp= 10.86 /2*45*100*0.05= 0.024 Фарад или 24 тыс мкФ. Берем 3 ёмкости на плече, по 6.8 тыс мкФ + на плате усилителя доб ёмкость, шунтируя плёнкой. Это позволит ослабить нагрузку пикового тока на ёмкость, тем самым увеличит срок службы.
Диоды моста выбираться из 2*Un и 2*In, радиатор обязателен, т. к. импульсные токи могут доходить до десятков ампер. Сейчас мы разобрали фильтр БЖТ, и давайте немного поговорим о работе такого вида питания умзч и его нюансы :
Сам по себе трансформатор имеет высокий КПД и чем ближе к расчётной нагрузке - тем он выше. Трансформатор на хх (холостом ходу) представляет из себя практически дроссель с низким КПД, по этой причине использовать сетевой трансформатор в качестве дежурного питания, не лучшая затея. Всё меняется с применением выпрямителя с конденсатором фильтра - как только ёмкость зарядиться до амплитудного напряжения, оно тут же закроет диоды. Далее конденсатор разряжается нагрузкой до действующего напряжения - открытия диодов. Ток, будет задействован только на промежутках открытия диодов выпрямителя, то есть характер потребления тока от сети будет импульсный. И пики тока потребления от сети в нашем случае:
Ic=2пsqrt(f*Cф*Uout*In=6.28*sqrt(50*0.024*45*10.86=(где f частота сети, Сф - ёмкость фильтра в фарадах) = 152 А! Проще говоря - чем лучше фнч - тем мощнее будут импульсы тока потребления. Но - это в идеале, в реалиях препятствием нарастанию тока будет, от естественных паразитных индуктивностей и сопротивлений до ошибок проэктировшика бп. Как пример - ставим кучу фнч на входе трансформатора, тонкие длинные провода от розетки до бп и т. д. и т. п. Можем даже примерно посчитать свои потери - если примем импеданс в 0.2 Ома по первичке и ток 152 А= 0.2*152=30 Вольт. С учётом КТР трансформатора - можно примерно представить какие будут просадки напряжения в пиках нагрузки и пытаться увеличить ещё ёмкость фильтра - будет бессмысленно от слова совсем. Другая проблема, идёт уже от сети - срезаные пики синуса 50 Гц (в силу того что у каждого дома есть множество потребителей без PFС и каждый норовит эту верхушку *слопать* по принципу нашего же трансформаторного умзч) приводит это к ещё более высоким амплитудам импульса и снижению общего КПД бп. Также я не говорю о проблемах подмагничивания трансформатора и помех за счёт импульсного характера потребления и сдвига фазы. Чем тогда отличается от иип?) Но совсем вдаваться в эти тонкости я уже не буду, можно найти ответы в интернете.
Отчасти проблему просадки напряжения на пиках потребления можно решить путем стабилизации линейным способом, но не все готовы ставить ещё кучу радиаторов под транзисторы линейника - ведь расчёт будет вестись под пиковый ток потребления. Другой момент, что грамотная компоновка и схемотехника может позволить сохранить *кучу* денег:
По итогу :
1.Провода на входе перед трансформатором должны быть короткими и толстыми.
2. Ничего кроме софстарта (иначе пусковые токи из за объёмных конденсаторов Фнч фильтра - будут огромны) по первичке стоять не должно.
3. Провода от бп к умзч должны быть короткими и толстыми.
Ну а выводы в любом случае делать Вам.
Всем Спасибо .
