⚡️современный ламповый усилитель на двух лампах

Ремонт драйвера (LED) фонарей

Ремонт переносного источника света зависит от его схемотехнического решения. Если фонарь не горит или светит слабо, сначала проверяют элементы питания и меняют их, если это нужно.

После этого в драйверах с аккумуляторами проверяют тестером или мультиметром детали модуля зарядки: диоды моста, входной конденсатор, резистор и кнопку или переключатель. Если все исправно, проверяют светодиоды. Их подключают к любому источнику питания напряжением 2-3 В через резистор 30-100 Ом.

Рассмотрим четыре типичные схемы фонарей и неисправности, возникающие в них. Первые два работают от аккумуляторов, в них вставлен модуль зарядки от сети 220 В.

Схемы аккумуляторного фонарика с вставленным модулем зарядки 220 В.

В первых двух вариантах светодиоды часто перегорают как по вине потребителей, так и из-за неправильного схемотехнического решения. При извлечении фонаря из розетки после зарядки от сети палец иногда соскальзывает и нажимает на кнопку. Если штыри устройства еще не отсоединились от 220 В, возникает бросок напряжения, светодиоды перегорают.

Видео: Как сделать драйвер мощного света.

Во втором варианте при нажатии кнопки аккумулятор подсоединяется к светодиодам напрямую. Это недопустимо, так как они могут выйти из строя при первом же включении.

Ели при проверке выяснилось, что матрицы сгорели – их следует заменить, а фонари доработать. В первом варианте необходимо изменить схему подключения светодиода, показывающего, что аккумулятор заряжается.

Схема драйвера светодиодного фонарика на аккумуляторе с кнопкой.

Во втором варианте вместо кнопки следует установить переключатель, а затем последовательно с каждым источником света припаять по одному добавочному резистору. Но это не всегда возможно, так как часто в фонарях устанавливают светодиодную матрицу. В таком случае к ней следует припаять один общий резистор, мощность которого зависит от типа применяемых LED элементов.

Подобрать нужное сопротивление поможет статья: Расчет резистора для светодиодов + онлайн калькулятор

Схема светодиодного фонарика на аккумуляторе с переключателем и последовательно добавленным сопротивлением.

Остальные фонари питаются от батарей. В третьем варианте светодиоды могут сгореть при пробое диода VD1. Если это случилось, надо заменить все неисправные детали и установить дополнительный резистор.

Схема фонарика на батарейках (без добавочного резистора).
Схема фонарика на батарейках (с добавленным в цепь резистором).

Основные элементы последнего варианта фонаря (микросхема, оптрон и полевой транзистор) проверить сложно. Для этого нужны специальные приборы. Поэтому его лучше не ремонтировать, а вставить в корпус другой драйвер.

Литература

Источники питания радиоэлектронной аппаратуры: Справочник под ред. Г.С. Найвельта, — М.:Радио и связь, 1986.
А.К. Шидловский и др. Транзисторные преобразователи с улучшенной электромагнитной совместимостью, Киев: Наукова думка, 1993.
Д. Андронников, SE на RB300, Вестник АРА № 3.
В.Ф. Власов, Электронные и ионные приборы, Москва: Радио и связь, 1960.
Infenion, thinQ!TM SiC Diode Chips.
И.И. Буданцев, А.Р. Сиваков, Электропитание установок связи, Ленинград 1957
Л.А. Бессонов, Теоретические основы электротехники, Москва: Высшая школа, 1978.
Б.И. Терентьев, Электропитание радиоустройств, М.: Связьиздат, 1958.

Что такое автоматическое и фиксированное смещение электронной лампы?

Отрицательное смещение на сетке лампы нужно для того, чтобы установить правильный режим работы, при котором лампа могла бы эффективно усиливать сигнал. Если на сетку не подавать отрицательное смещение относительно катода, то лампа всегда будет полностью открыта и через нее будет протекать всегда максимальный ток. Это значит, что в случае маломощной лампы. она просто не сможет усиливать сигнал, а в случае с мощной выходной лампой она даже может раскалиться и выйти из строя. Поэтому на сетку лампы должно быть подано некоторое отрицательное напряжение относительно ее катода, которое частично «закрывает» лампу, уменьшая ее ток покоя. В случае с фиксированным смещением катод лампы соединяется с «землей» (обычно через резистор сопротивлением 1 Ом для контроля тока через лампу) а на управляющую сетку лампы через дополнительный резистор подается отрицательное напряжение от отдельного выпрямителя. желательно также стабилизировать это напряжение и обеспечить его регулировку, чтобы иметь возможность подстраивать ток покоя ламп.

При автоматическом смещении все гораздо проще. Мы просто включаем в цепь катода дополнительный резистор небольшого сопротивления. В случае схемы нашего предварительного усилителя — это резистор R6. При этом ток, проходящий через лампу создает на этом резисторе некоторое небольшое напряжение, которое как бы «приподнимает» потенциал катода относительно «земли». Поскольку сетка лампы соединена с «землей» через резистор R2, то на сетке получается отрицательный потенциал относительно катода лампы (НЕ относительно земли, а именно относительно катода!). Сопротивление резистора R6 отличается для разных типов ламп, и берется из справочника по конкретной лампе. То есть номинал этого резистора — это фактически один из параметров лампы. если мы хотим использовать лампу 6Н23П то должны использовать резистор на 680 Ом. Для лампы 6Н23П нужно установить резистор на 1.5К.

При использовании рекомендованного резистора нужное напряжение смещения создается автоматически. Поэтому данный тип смещения и называется «автоматическое смещение». если по каким-то причинам начинает возрастать ток через лампу, одновременно увеличивается и падение напряжения на катодном резисторе, и лампа немного более закрывается, ограничивая ток.

Преимущества автоматического смещения перед фиксированным — это простота и дешевизна (не нужен дополнительный выпрямитель и дополнительная обмотка силового транса), и большая стабильность работы, автоматическая подстройка смещения при колебаниях напряжения питания. Поэтому такое включение всегда используется в маломощных каскадах предварительного усиления.

Недостатки заключаются в том, что мы вводим в цепь лампы дополнительное сопротивление. Это уменьшает максимальную выходную мощность. Если в усилителе небольшой мощности (как в этой статье) это практически не заметно, то в ламповых усилителях на 50 — 100 Вт это уже создает проблемы. Поэтому выходные каскады мощных ламповых усилителей всегда строятся по схеме с фиксированным смещением. Второе неудобство — необходимость каждый раз при замене ламп подстраивать их ток покоя, регулируя напряжение смещения специальными построечными резисторами.

Кроме того вводя в цепь катода лампы резистор, мы создаем местную отрицательную обратную связь по переменному току, которая сильно уменьшает усиление лампы. Для устранения этой обратной связи параллельно резистору включается конденсатор большой емкости. В нашей схеме это «электролит» С2. Он должен быть рассчитан на напряжение 16 — 25 вольт.

БЛОК ПИТАНИЯ ЛАМПОВОГО УСИЛИТЕЛЯ

Ничто так не выдаёт консерватизм, чем изготовление ламповых усилителей звука. А может это просто признак особого изысканного вкуса настоящих аудиофилов? В любом случае собрать такой УНЧ представляется прикольным и теоретически выгодным занятием. Как знать, сколько подобный шедевр будет стоить спустя 20 лет. Тут один только внешний вид лампового усилителя уже делает достойной установку его на самом видном месте кабинета. А звук.. Ну это каждый решит после прослушки для себя сам. В общем приступая к сборке самого усилителя, вначале продумайте сам блок питания. Это вам не 12В взятые из БП ATX. Здесь должны присутствовать минимум два напряжения разной величины и мощности. Напряжение накала берётся в пределах 5,5 — 6,5В и чаще всего подаётся на схемы переменным, сразу с обмоток трансформатора, а питание анодов достигает 300 и даже 500В. При уже постоянной форме тока.

Несмотря на то, что в последнее время наметилась стойкая тенденция к импульсным источникам питания всего и вся, рекомендую всё-же забыть на время про электронные трансформаторы и задействовать старый добрый ТС180 (ТС160) от любого чёрно-белого лампового телевизора. Тому есть две причины. Во-первых обычный трансформатор прощает невнимательность монтажа и не взорвётся, как электронный, при случайных боках и замыканиях, а во-вторых цена ЭТ может быть весьма и ввесьма, в отличии от обычных ТС, коих у многих хватает в закромах. Представляется правильным собрать один универсальный блок питания с анодным и накальным напряжением, и питать от него или один конкретный ламповый усилитель (спрятав сам БП подальше), или собирая другие ламповые схемы переключать его при необходимости на них. На каждый ламповый УНЧ блоков питания не напасёшся:)

Смотрим схему простого блока питания лампового усилителя:

По питанию 220В ставим модный пластмассовый тумблер 250В 5А с зелёной подсветкой. Не забываем про предохранители — один на пару ампер по сети, второй трёхамперник по накалу, и третий по высоковольтному напряжению анода. В отличии от электронных трансформаторов, где предохранители сгорают последними, здесь они выполнят свою миссию, так как даже и без них блок питания выдержит кратковременные замыкания выходов. За что я и уважаю трансы в железе. Диоды для двухполупериодных мостов или собираем из советских КД202 с нужной буквой, или берём готовый диодный мост на подходящее напряжение и ток. Если у вас усилитель на пару ламп типа 6П14П с небольшой мощностью выхода, диодный мост выпрямителя пойдёт и советский коричневый КЦ405 или КЦ402. Накал выпрямлять следует только для входных ламп первого одного — двух каскадов. Дальше влияние постоянного накала сводится к нулю и это будет только расход тепла на диодах.

Можно питать накал от моста с конденсатором 4700 — 10000мкФ, а можно и КРЕН5 поставить. и не стремитесь на входные лампы подавать строго 6,3В — лучше питать их немного заниженным напряжением вплоть до 5В. Так что обычная пятивольтовая КРЕНка и всё будет ОК. Обязательно советую поставить пару светодиодов — индикаторов напряжения анода и накала. Во-первых красиво, а во-вторых информативно, сразу видны возможные проблемы с питанием.

Корпус лучше делать делезный, точнее из листового алюминия — он обрабатывается очень удобно. Или просто взять готовый подходящих размеров, где просверлить гнёзда под кнопку сети, светодиоды и разъёмы. Сеть тоже вводите в корпус не просто через дырку, а подключив штеккером к специальному сетевому гнезду. Лично я делаю только так на всех конструкциях — это удобно.

Конденсаторы фильтров анода берём чем больше — тем лучше. Минимум два по 300 микрофарад. Напряжение на них должно быть на 100В выше, чем напряжение на выходе БП. Если у вас схема рассчитана на 250В, то берём конденсатор на 350. Конечно я это правило выполняю далеко не всегда, а бывает вообще ставлю один к одному, но вы так не делайте и в этом с меня пример не берите. Резистор на 47 Ом 5 ватт уточняем по конкретной схеме лампового усилителя. Для простого однотактного его хватит, а для мощного двухтактника надо вообще ставить дроссель. Выдиратся он из любого лампового телевизора и называется ДР-0,38. Трансформатор питания перед установкой в БП обязательно послушайте на предмт гудения и жужжания. А то купите, рассчитете и соберёте под него корпус, а он гудит громче вечернего Пинк Флойда. Будет большой облом. И напоследок порекомендую все диоды шунтировать конденсаторами на 0,01-0,1 мкФ с соответствующими напряжениеми.

Все вопросы — на форум по БП

Блок питания для лампового УМЗЧ — электрическая схема

Источник постоянного тока состоящий из регулятора напряжения на LM317HVT используется для стабилизации тока выходного каскада. Ток смещения можно регулировать путем изменения текущей настройки резистора (10-22 Ома), и это позволит использовать в процессе экспериментов множество различных радиоламп. Для удобства введён переключатель, он может быть использован, чтобы легко регулировать ток смещения. Сюда можно ставить лампы типа 6550, KT88, KT90.

Довольно хорошее качество компонентов используются в наборе усилителя. Переходной конденсатор российского производства — бумага в масле (PIO). Тип помечен как K40У-9 (0.33uF / 630V), который хорошо звучит и популярен среди любителей аудио. Но не стесняйтесь экспериментировать с различными другими конденсаторами. Резисторы — углеродные пленки. Выходной трансформатор — Edcor CXPP25-MS-8к, мощностью 25 Вт.

Питание поступает на УНЧ через разъем, расположенный на задней панели усилителя. На входе 220 В есть 3 ампер предохранитель и фильтр помех. Силовой трансформатор Edcor с выходными обмотками 180V-0-180 В в 250 мА и 12 В на 4 А. Питание 12V постоянного тока используется для накалов ламп. Схема на LM555 и реле, используется для задержки подачи питания анодов.

БЛОК ПИТАНИЯ ЛАМПОВОГО УСИЛИТЕЛЯ

Смотрим схему простого блока питания лампового усилителя:

Все вопросы — на форум по БП

Хочу дешево и сердито. Какие есть варианты?

Итак, с типом обновления определенность есть. Но что покупать — всегда большой вопрос. Современные цифровые усилители предлагают массу дешевых, но качественных вариантов.

Аналоговые системы сегодня считаются уделом аудиофилов. Со всеми вытекающими проблемами: «золотыми» проводами, уникальными схемами питания (сочиненными без знаний электротехники), огромными размерами и ужасающими ценниками.

Вариантов остается немного: сделать самому или купить все такой же огромный усилитель из далекого прошлого. Впрочем, последний вариант может оказаться очень интересным, если заниматься не только звуком, но и украшением комнаты. В условиях ограниченного рабочего пространства 20-килограммовый агрегат окажется лишним. Да и рядом с современной компьютерной техникой такие решения нисколько не смотрятся.

Путь самурая-самодельщика долог и сложен. Однажды мы коснемся и этой темы. А сегодня поговорим о том, что будет, если простую аналоговую схему заказать в виде уже готового усилителя из Китая. На самом деле, получится намного лучше, чем собирать самому — уж по-крайней мере, в среднестатистическом случае. Дешевле и надежнее.

Особенности проектирования и расчёта анодно-накального трансформатора

Как сделать электронный трансформатор для лампового усилителя? Для успешного решения стоит вспомнить некоторые особенности работы ламповых усилителей. Эти усилители считаются устройствами более низкого уровня, чем несимметричные, но зато обеспечивают необходимую выходную мощность.

Другой характеристикой двухкаскадных ламповых усилителей является высокая общая обратная связь, которая используется для получения необходимых значений коэффициента демпфирования

Это важно, поскольку для увеличения выходной мощности часто используются анодные трансформаторы для ламповых усилителей с низким коэффициентом трансформации. Также стремятся любыми способами снизить число промежуточных компонентов, обеспечивающих прохождение сигнала, например, использовать только один межкаскадный конденсатор, а конденсаторы электролитического типа не применять вовсе

Намоточные данные трансформатора питания для лампового усилителя определяются из тех соображений, что нити накала ламп часто работают при высоком напряжении постоянного тока и требуют обмотки с высоковольтной изоляцией.

Обычно невозможно объединить высоковольтные обмотки с низковольтными обмотками, когда высокое напряжение превышает 3000 вольт постоянного тока из-за опасности пробоя изоляции. Поэтому большие выпрямительные нити должны нагреваться отдельными трансформаторами. Исключение составляют многофазные выпрямители, где ламповые нити находятся под высоким напряжением, и некоторые вторичные обмотки могут объединяться.

Напряжение питания

Каждый микроконтроллер имеет точно определенный уровень напряжения питания, при котором производитель гарантирует его правильную работу. Иногда микроконтроллер одного типа может быть изготовлен в 2-х вариантах, различающихся допустимыми напряжениями питания.

Как правило, максимальный диапазон тактовой частоты микроконтроллера также связаны с напряжениями питания.

Самые распространенные ошибки новичков:

они вообще не фильтруют линию питания или ставят фильтры только по выходу стабилизатора напряжения
они размещают силовые фильтры подальше от микроконтроллера
они не подключают все вводы питания «потому что схема и так работает»
они не подключают питания к аналоговой части «потому что я аналоговой частью не пользуюсь»

Хорошая практика для питания микроконтроллеров:

каждый вывод питания Vcc (Vdd) должен быть оборудован конденсатором емкостью 100 нФ на землю, расположенным как можно ближе к микроконтроллеру
стабилизатор с конденсаторами, номиналы которых вы найдете в его техническом описании, должны гарантировать стабильное питание с максимально возможным энергопотреблением разработанной системой
подключите питание к аналоговой части, даже если вы ее не используете.

Портативный паяльник TS80P
TS80P- это обновленная версия паяльника TS80 Smart, работающий от USB…

Подробнее

Стабилизаторы напряжения

Ниже приведен пример стабилизатора питания на базе семейства 78xx (где xx — выходное напряжение):

Конденсаторы, изображенные на рисунке, обычно ставят керамические.

Для вышеупомянутых конденсаторов вы должны / можете дополнительно поставить электролитические или танталовые конденсаторы как на входе, так и на выходе. Их емкость зависит от вашего проекта, поэтому подбирать их придется самостоятельно. Ниже приведены некоторые правила их выбора :

увеличьте емкость конденсатора на входе стабилизатора, когда источник напряжения
подключен длинным проводом является слабо эффективным, а ваше устройство скачкообразно потребляет значительный ток
устройство работает на пределе максимального тока стабилизатора

Емкость этих конденсаторов должна быть примерно в диапазоне от 10 мкФ до 470 мкФ. В очень особых случаях при работе на пределе параметров стабилизатора используйте до 1000 мкФ.

При этом лучше использовать конденсатор меньшей емкости, но с низким эквивалентным последовательным сопротивлением (Low ESR).

Если у вас нет конденсатора с низким ESR, вы можете использовать два обычных, подключенных параллельно, что приведет к падению общего ESR конденсатора.

Запуск и настройка инвертора

После травления плат начните сборку элементов, начиная от самых маленьких до самых больших. Необходимо припаять все компоненты, кроме дросселя L5. После завершения сборки и проверки платы установите потенциометр PR1 в крайнее левое положение и подключите сетевое напряжение к разъему INPUT 220 В. На конденсаторе C1 должно присутствовать напряжение 18 В. Если напряжение останавливается примерно на уровне 14 В, это означает проблему управления трансформатором или силовыми транзисторами, то есть короткое замыкание в цепи управления. Владельцы осциллографа могут проверить напряжение на транзисторных затворах. Если контроллер работает правильно, проверьте правильность переключения MOSFET.

После включения питания 12 В и источника питания контроллера на линии +/- 35 В должно появиться +/- 2 В. Такое дело означает, что транзисторы контролируются должным образом, поочередно. Если лампочка на блоке питания 12 В была включена и на выходе не было напряжения, это означало бы, что оба силовых транзистора открываются одновременно. В этом случае управляющий трансформатор должен быть отсоединен, а провода одной из вторичных обмоток трансформатора должны быть поменяны. Далее припаять трансформатор назад и повторить попытку с источником питания 12 В и лампой. Если тест пройдет успешно и получим на выходе +/- 2 В, можно отключить источник питания лампы и припаять индуктивность L5. С этого момента инвертор должен работать от сети 220 В через лампу на 60 Вт. После подключения к сети лампочка должна кратковременно мигнуть и немедленно полностью отключиться. На выходе должно появиться +/- 35 и +/- 12 В (или другое напряжение в зависимости от соотношения оборотов трансформатора).

Загрузить их небольшой мощностью (например от электронной нагрузки) для тестирования и лампочка на входе начнет немного светиться. После этого теста нужно переключить инвертор непосредственно на сеть, а на линию +/- 35 В подключить нагрузку с сопротивлением около 20 Ом для проверки мощности. PR1 следует отрегулировать так, чтоб инвертор не отключается после зарядки нагревателя. Когда инвертор начнет нагреваться, вы можете проверить падение напряжения на линии +/- 35 В и рассчитать выходную мощность. Для проверки силовой мощности инвертора достаточно 5-10-минутного теста. За это время все компоненты инвертора смогут нагреться до их номинальной температуры. Стоит измерить температуру радиатора MOSFET, она не должна превышать 60C при температуре окружающей среды 25C. Наконец, необходимо нагрузить инвертор усилителем и установить потенциометр PR1 как можно больше влево, но чтобы инвертор не выключался.

Уменьшение электромагнитных помех от других обмоток

Часто вместо использования нескольких анодных трансформаторов питания используется одно аналогичное устройство, которое содержит несколько независимых обмоток для различных компонентов лампового усилителя.

Основной из них является обмотка блока питания в цепи накала ламп. В этих случаях возникают помехи между отдельными частями схемы. Например, при использовании импульсных источников питания, наличие коротких, но интенсивных импульсов тока усложняют условия функционирования первичной и вторичной обмоток.

Такие импульсы имеют частоту 50 Гц или 100 Гц, в зависимости от типа используемого выпрямителя. Они очень короткие и интенсивные, а также содержат достаточное количество высокочастотных компонентов, которые создают электромагнитные помехи. Эти помехи в дальнейшем распространяются через основные секции трансформатора. Когда помехи достигают обмотки нити накала, они одновременно создают помехи и в катодной цепи. Внешне они воспринимаются как низкочастотный шум, о котором уже упоминалось в начале статьи.

Помехи могут быть уменьшены путем замыкания их на землю с помощью конденсаторов низкой емкости, подключенных с двух концов устройства. Намоточные данные трансформатора питания для лампового усилителя при этом не изменяются.

Интересно, что любой вид трансформатора, встроенного в схему лампового усилителя, способен устанавливать иную частоту звука путем простой регулировки значений омического сопротивления динамиков.

Заключение

В этой статье я попытался обобщить требования и систематизировать сведения по проектированию источников питания для ламповой High-End аппаратуры.

Как Вы видите, проектирование высококачественного источника питания требует проведения достаточно большого объема расчетов (к сожалению, много тонкостей остались за пределами этой статьи в виду специфичности и сложности изложения). По возможности я приводил упрощенные соотношения, позволяющие с достаточной для практики точностью оценить правильность принятых Вами решений. Не следует забывать, что параметры используемых компонентов должны отвечать заданным требованиям.

Использование случайных компонентов и пренебрежение расчетами сможет испортить звук самого лучшего усилителя. Если Вы не можете приобрести соответствующие компоненты или не уверены в своих силах при расчетах, я рекомендую приобрести (или заказать) готовый источник питания.