Ну вот опять, скажете вы... И будете правы!
Тема электронного дросселя в сети мусолилась очень много, по разному, порой с кучей ошибок и некорректного применения. Все практические реализации, которые я видел, обычно были либо собраны на коленке, либо так или иначе интегрированы в общую схемотехнику устройства. Отдельные модули в виде законченного устройства мне в сети не попадались.
Я не буду в очередной раз описывать принципы работы этого устройства. Считаю, что в сети есть адекватные публикации, которые в полной мере объясняют суть происходящих там процессов, например, вот.
Учитывая, что теоретическую базу там весьма доступно объяснили, я расскажу только о практическом применении данного устройства.
Часть 1. Введение.
Читатели иногда спрашивают меня в личной переписке, а зачем он (электронный дроссель) вообще нужен?
Постараюсь ответить с точки зрения разработчика, который конструирует различные аудиоустройства, большая часть из которых - ламповые.
Во-первых, периодически возникают ситуации, когда уровень шума лампового устройства хочется дополнительно уменьшить, а применить намоточное изделие либо невозможно (нет достаточного пространства в корпусе устройства, нет дросселя и т.п.), либо нецелесообразно (дроссель может быть источником электромагнитных помех для чувствительных цепей, дроссель может не вписываться в бюджет проекта и т.п.).
Да, электронный дроссель в этой ситуации выступает в роли "заплатки", в виде незапланированного модуля, который исправляет ситуацию, с которой изначально не справилась заложенная в устройство схемотехника.
Но это нормально!, мы не идеальны и на начальных этапах разработки все ошибаются, даже если думают, что предусмотрели все! Представленный здесь модуль помогает красиво исправить ситуацию! Модуль оформлен в виде отдельного законченного устройства, готового к применению, как и обычный аналоговый дроссель.
Во-вторых, модуль в виде законченного устройства позволяет в полной мере использовать его как инструмент, работающий по своему назначению. Сборка подобных устройств на монтажной плате на коленке не сделает ваше устройство приятным глазу (ни вашему, ни покупателя).
В-третьих, далеко не всегда устройствам требуется полноценный стабилизатор напряжения. В то же время обычного отфильтрованного напряжения питания может быть недостаточно.
В этой ситуации электронный дроссель выступает в виде "Бритвы Оккама", когда можно обойтись сильно упрощенной схемотехникой, при этом качество устройства не пострадает.
Электронный дроссель очень красиво занимает промежуточное положение между отфильтрованным нестабилизированным питанием и полноценным стабилизатором напряжения.
Существует еще масса доводов в пользу применения этого модуля в DIY-проектах, но я думаю, что представленных аргументов более чем достаточно.
Часть 2. Схемотехника модуля.
Полная схема связей разработанного модуля представлена ниже.
Что значит полная схема связей?
Это значит, что некоторые элементы, указанные на этой схеме, дублируют друг друга. Это делается для того, чтобы в зависимости от поставленной задачи можно было применить различные элементы (разной мощности, цоколёвки, размеров и так далее). Это значит, что в реальной схеме устанавливаются не все элементы, а только некоторая часть, которая обеспечивает решение поставленной задачи, но разработчик заложил на плату множество вариантов и реализовал их с помощью дублирования.
На основе представленной схемотехники был разработан отдельный модуль, как всегда унифицированных размеров 100 х 100 мм.
Создавая полноценный отдельный модуль электронного дросселя я не мог не пойти по принципу универсальности, поэтому заложил в схемотехнику некоторые дополнительные функции, которые по моему мнению могут быть полезны.
1. Разъемы J1, J2 - подключение входного питания сделано универсальным для двух ситуаций:
- если мы работаем с переменным напряжением от трансформатора, то электронный дроссель подключается к клеммам "АС", транслирующим питание на диодный мост (D1-D8);
- если необходимости в выпрямлении переменного напряжения нет, то постоянное ранее выпрямленное напряжение питания подается на клеммы "+" и "-", диодный мост (D1-D8) при этом не устанавливается.
2. Диодный мост D1-D8 - разумеется, диодный мост выполнен четырьмя диодами:
3. Конденсатор С1 - первичная фильтрующая емкость, необходимая для сглаживания пульсаций.
На плате емкость С1 размещена горизонтально, чтобы минимизировать размеры модуля по высоте и сделать его максимально компактным.
4. Цепи смещения - здесь я пошел на небольшую хитрость и реализовал два варианта работы модуля:
- электронный дроссель - в этом случае резистор R1 устанавливается номиналом приблизительно 270-300 кОм, а вместо стабилитронов D9-D12 устанавливается один или несколько резисторов общим сопротивлением 10 МОм. В таком включении модуль будет давить пульсации и работать в режиме электронного дросселя;
- стабилизатор напряжения на базе стабилитронов - в этой конфигурации устанавливается резистор R1 номинальным сопротивлением порядка 10-11 кОм мощностью 2 Вт. Резистор будет немного греться и под ним предусмотрены вентиляционные отверстия. Напряжение смещения определяется группой стабилитронов D9-D12. Посадочные места рассчитаны под применение выводных стабилитронов типа 1N4763 или аналогичных мощностью 1.3 Вт. Также можно применить стабилитроны типа BZV85C. Последовательное соединение четырех стабилитронов позволяет удобно подобрать необходимое напряжение стабилизации.
5. Фильтрующие металлопленочные конденсаторы - С2-С6 основные конденсаторы, заложенные в качестве фильтрующих емкостей. Я применяю металлопленочные конденсаторы типа К73-17 с межвыводным расстоянием 31 мм. Под каждым конденсатором можно увидеть дополнительные монтажные отверстия (J3-J12). Они необходимы для обеспечения совместимости применения конденсаторов в межвыводным расстоянием 22.5 и 27.5 мм.
6. Антизвонные резисторы - R5 (выводной) и R4 (smd - дублирующий).
7. Управляющий транзистор - Т1, на схеме обозначен популярный IRF840, но можно применять и другие, например, IRF730. Все определяется выходным напряжением и режимом работы транзистора. Для охлаждения транзистора, который немного греется в режиме работы электронного дросселя и может интенсивно греться в режиме работы стабилизатора напряжения, предусмотрены два медных полигона с открытой маской, расположенные по обе стороны печатной платы. Фланец транзистора может быть припаян к полигону печатной платы, также под транзистор или на полигон может быть размещен радиатор охлаждения соответствующих размеров.
8. Защитные диоды - D14 (выводной) и D13 (smd - дублирующий). Исключают ситуацию, когда выходное напряжение модуля может стать больше, чем входное.
9. Защитные стабилитроны - D15 (выводной) и D16 (smd - дублирующий). Защищают переход затвор-исток транзистора Т1 от возможного пробоя. Элементы надежности.
10. Нагрузочные резисторы - R6, R7 (выводные) и R8, R9 (smd - дублирующие). Обеспечивают стабильность работы схемы при отсутствии внешней нагрузки.
10. Клеммник выходных подключений - J13. Подключение внешней нагрузки.
На данный момент разработанная печатная плата запущена в производство и в ближайшем времени будет доступна для применения и заказов.
Решения, примененные в модуле, делают его универсальным, удобным к использованию с различными комплектующими в многообразных конфигурациях включения.
Обновление от 26.08.25.
Получил в работу изготовленные печатные платы. Внешний вид представлен на фото ниже.
Продолжение следует...