Принципиальная схема усилителя звука hi fi мощностью 100 вт

Схема цепей смещения в усилителях типа UBbIX = kUBX – b

Схема усилителя передаточная характеристика, которого имеет вид U_BbIX = kU_BX – b представлена ниже

Схема усилителя с передаточной характеристикой типа U_BbIX = kU_BX – b

Передаточная характеристика данной схемы представлена следующим выражением

В данном случае коэффициенты k и b будут определяться следующими выражениями

Расчёт усилителя с характеристикой типа U_BbIX = kU_BX — b

Для примера рассчитаем усилитель со следующими параметрами: входное напряжение U_BX = 0,3…0,7 В, выходное напряжение U_B_ЫX = 1…5 В, напряжение питания U_ПИТ = 6 В, в качестве источника смещения используется напряжение питания U_CM = U_ПИТ = 6 В.

Рассчитаем коэффициенты передаточной характеристики

Решив данную систему уравнений, получим k = 10 и b = -2.

Тогда переходная характеристика данного усилителя будет иметь вид
Рассчитаем сопротивление резисторов R3 и R В данной схеме сопротивление резистора R3 должно быть значительно больше эквивалентного сопротивления параллельных резисторов R1 || R2. Поэтому коэффициент k можно выразить следующим приближённым выражением

Примем сопротивление резистора R3 = 10 кОм, тогда R4 = 90 кОм.
Рассчитаем сопротивление резисторов и R

Так как R3 >> R1 || R2 примем R2 = 0,75 кОм, тогда R1 = 26*0,75=19,5 кОм. Примет R1 = 20 кОм.

Таким образом, передаточная характеристика усилителя будет иметь вид U_BbIX = 10U_BX — 2 при следующих номиналах элементов: R1 = 20 кОм, R2 = 0,75 кОм, R3 = 10 кОм, R4 = 90 кОм.

Отличия импульсного блока питания от обычного трансформаторного Схема трансформаторного стабилизированного источника питания.

Традиционный «трансформаторный» блок питания строится по схеме: трансформатор — выпрямитель с фильтром — стабилизатор выходного напряжения (может отсутствовать). Схема несложна и отработана годами, но у нее есть существенный недостаток – при увеличении мощности опережающими темпами растут габариты и вес.

В первую очередь растут размеры и масса трансформатора. Для повышения тока надо увеличивать сечение обмоток, но главный вклад в массогабаритные характеристики вносит сердечник. Не вдаваясь в физические подробности, можно отметить, что эту проблему можно обойти, увеличив частоту, на которой происходит трансформация. Чем выше частота, тем меньшим сердечником можно обойтись. Не зря в авиации и кораблестроении используются электросети на частоту 400 Гц. Многие элементы получаются гораздо легче и компактнее. Но в быту негде взять повышенную частоту. 50 Гц в розетке – все, что доступно потребителю. Поэтому блоки питания на большие токи строят по другому принципу. В них переменное напряжение сети выпрямляется, а затем из него «нарезаются» импульсы более высокой (до нескольких десятков килогерц) частоты. За счет этого трансформатор получается маленьким и легким без потери мощности. Это главное, чем отличается любой импульсный блок питания от обычного.

Еще один источник повышенных размеров и габаритов – стабилизатор. В традиционных БП применяются линейные стабилизаторы. Они требуют повышенного входного напряжения, а разница между входом и выходом, умноженная на ток нагрузки, бесполезно рассеивается. Это ведет к дополнительному увеличению массы трансформатора, который должен обеспечивать необходимый бесполезный запас по мощности, а также требует больших и тяжелых теплоотводящих радиаторов. В ИИП это делается по другому принципу. Напряжение стабилизируется методом изменения ширины импульсов. Это позволяет повысить КПД и не требует отвода излишнего тепла в таком количестве.

В видео-сравнение линейного и импульсного блоков питания.

К недостаткам импульсников можно отнести усложненную схемотехнику и повышенные требования к надежности элементов. Эти минусы сходят на нет с ростом мощности. Считается, что для выходных токов до 2..3 ампер подходят трансформаторные блоки с линейными стабилизаторами, а чем выше нагрузка, тем ярче начинают проявляться преимущества ИИП. При токах от 10 А обычно о трансформаторных БП речь уже не идет.

Удвоитель напряжения

Схема умножителя напряжения может выполняться в нескольких вариантах, одна принцип действия всех их заключается в следующем. В разные полупериоды переменного тока происходит поочередно зарядка нескольких конденсаторов, а суммарное напряжение на них превышает амплитудное значение на обмотке. Таким образом, за счет увеличения числа конденсаторов и, как далее будет видно, количества диодов, получают напряжение в несколько раз превышающее величину подведенного.

Теперь давайте рассмотрим конкретные примеры и схемные решения.

Схема двухполупериодного умножителя состоит из двух диодов и двух конденсаторов, подключенных со стороны вторичной обмотки трансформатора.

Пусть в начальный момент потенциалы на обмотке имеют такие знаки, что ток протекает от точки 1 к точке 2. Проследим дальнейший путь тока. Он протекает через конденсатор C2, заряжая его, и возвращается к обмотке через диод VD2. В следующий полупериод ЭДС во вторичной обмотке направлена от точки 2 к 1 и через диод VD1 происходит зарядка конденсатора C1 до того же значения, что и С2. Таким образом, за счет последовательного соединения двух конденсаторов C1 и C2 на сопротивлении нагрузки получается удвоенное напряжение.

Если измерить значение переменного напряжения на обмотке и постоянное на одном из конденсаторов, то они буде отличаться почти в 1,41 раза. Например при действующем значении на вторичной обмотке, равном 10 В, на конденсаторе будет приблизительно 14 В. Это поясняется тем, что конденсатор заряжается до амплитудного, а не до действующего значения переменного напряжения. А амплитудное значения, как известно в 1,41 раза выше действующего. К тому же мультиметром возможно измерить лишь действующие значения переменных величин.

Рассмотрим еще один вариант. Здесь для умножения напряжения используется несколько иной подход. Когда потенциал точки 2 выше потенциал т.1 под действием протекающего тока заряжается конденсатор С1, а цепь замыкается через VD2.

После изменения направления тока, вторичная обмотка W2 и конденсатор С1 можно представить, как два последовательно соединенные источника питания с равными значениями амплитуды, поэтому конденсатор С2 зарядится до их суммарного напряжения, т.е. на его обкладках оно будет в два раза больше, чем на выводах вторичной обмотки. Во время тога, как конденсатор С2 будет заряжаться, С1 наоборот, будет разряжаться. Затем все повторится снова.

Основные конфигурации параметров встраиваемых усилителей

мощность модуля при 4ом	мощность модуля при 8ом	кроссовер обрезной фильтр	вес модуля, кг	размер внешней панели	габариты внутренней части
400Вт	220Вт	на заказ	2.0	400 х 190	350х140х65
700Вт	380Вт	на заказ	2.3	400 х 190	350х140х65
2х400Вт	800Вт	на заказ	2.5	400 х 190	350х140х65
2х700Вт	1400Вт	на заказ	2.7	400 х 190	350х140х65

В одном модуле-усилителе может быть совмещена любая комбинация из указанных мощностей. Разработки постоянно совершенствуются, появляются новые возможности и позиции по другим номиналам мощностей. На подходе DSP-контроллер с частотной коррекцией и компрессором-лимитером, который будет ставится в звуковом тракте перед усилителем мощности, как опция. Мы принимаем заявки, предложения и пожелания, какими бы Вы хотели видеть усилитель для вашей акустики.

Возможно, вам также будет интересно

Введение Силовые преобразователи на основе ключей из карбида кремния (SiC) отличаются высокой плотностью мощности, они имеют большую величину блокирующего напряжения, меньшее сопротивление открытого канала и лучшую теплопроводность, чем их кремниевые аналоги. По сравнению с SiC JFET или SiC биполярными транзисторами, N-канальные SiC MOSFET являются наилучшей заменой для обычных кремниевых MOSFET или IGBT благодаря более простой

Для сопряжения ядра SKYPER 32 с модулями IGBT различных типов компания SEMIKRON предлагает серию адаптерных плат , на которые устанавливаются резисторы затвора и элементы схемы защиты. Мощность SKYPER 32 составляет 2 Вт на канал, а имеющиеся адаптеры позволяют устанавливать его как на модули серии SEMiX, так и на IGBT в стандартных корпусах. На базе данных компонентов можно создавать инверторы мощностью до 250 кВт (рис. 1). Рис.

Достаточно быстрое развитие механизации и автоматизации различных технологических процессов, а в последнее время еще и разнообразного специального оборудования и сложной бытовой техники, инициировало создание целого класса микросхем управления, ориентированных на управление электроприводами сверхмалой и малой мощности. Основными требованиями, предъявляемыми к этим микросхемам управления, являются надежность, высокая адаптивность к конкретным условиям применения, малое количество дополнительных элементов, низкая цена.

Простой и высокоэффективный преобразователь напряжения

На основе одной из микросхем ТОР200/204/214 фирмы Power Integration может быть собран простой и высокоэффективный преобразователь напряжения (рис. 7) с выходной мощностью до 100 Вт.

Рис. 7. Схема импульсного Buck-Boost преобразователя на микросхеме ТОР200/204/214.

Преобразователь содержит сетевой фильтр (С1, L1, L2), мостовой выпрямитель (VD1 — VD4), собственно сам преобразователь U1, схему стабилизации выходного напряжения, выпрямители и выходной LC-фильтр.Входной фильтр L1, L2 намотан в два провода на феррито-вом кольце М2000 (2×8 витков). Индуктивность полученной катушки — 18…40 мГн. Трансформатор Т1 выполнен на ферритовом сердечнике со стандартным каркасом ETD34 фирмы Siemens или Matsushita, хотя можно использовать и иные импортные сердечники типа ЕР, ЕС, EF или отечественные Ш-образные ферритовые сердечники М2000.

Обмотка I имеет 4×90 витков ПЭВ-2 0,15 мм; II — 3×6 того же провода; III — 2×21 витков ПЭВ-2 0,35 мм. Все обмотки наматывают виток к витку. Между слоями должна быть обеспечена надежная изоляция.

Исправления: в схеме на рисунке 3 для катушки L2 изменена точка, указывающая начало намотки.

Схемы сетевых фильтров импульсных и высокочастотных помех: 4 типа конструкций

Правило №2: у качественных ИБП в конструкции блока должен работать надежный фильтр в/ч сигналов.

Важно понимать, что импульсы высокой частоты играют двоякую роль:

в/ч помехи могут приходить из бытовой сети в блок питания;
импульсы высокочастотного тока генерируются встроенным преобразователем и выходят из него в домашнюю проводку.

Причины появления помех в бытовой сети:

апериодические составляющие переходных процессов, возникающие от коммутации мощных нагрузок;
работы близкорасположенных приборов с сильными электромагнитными полями, например, сварочных аппаратов, мощных тяговых электродвигателей, силовых трансформаторов;
последствия погашенных импульсов атмосферных разрядов и других факторов, включая наложение высокочастотных гармоник.

Помехи ухудшают работу радиоэлектронной аппаратуры, мобильных устройств и цифровых гаджетов. Их необходимо подавлять и блокировать внутри конструкции импульсного блока питания.

Основу фильтра составляет дроссель, выполненный двумя обмотками на одном сердечнике.

Дроссели могут быть выполнены разными габаритами, намотаны толстой или тонкой проволокой на больших или маленьких сердечниках.

Начинающему мастеру достаточно запомнить простое правило: лучше работает фильтр с дросселем большого магнитопровода, увеличенным числом витков и поперечным сечением проволоки. (Принцип: чем больше — тем и лучше.)

Дроссель обладает индуктивным сопротивлением, которое резко ограничивает высокочастотный сигнал, протекающий по проводу фазы или нуля. В то же время оно не оказывает особого влияния на ток бытовой сети.

Работу дросселя эффективно дополняют емкостные сопротивления.

Конденсаторы подобраны так, что закорачивают ослабленные дросселем в/ч сигналы помех, направляя их на потенциал земли.

Принцип работы фильтра в/ч помех от проникновения на блок питания входных сигналов показан на картинке ниже.

Между потенциалами земли с нулем и фазой устанавливают Y конденсаторы. Их конструктивная особенность — они при пробое не способны создать внутреннее короткое замыкание и подать 220 вольт на корпус прибора.

Между цепями фазы и нуля ставят конденсаторы, способные выдерживать 400 вольт, а лучше — 630. Они обычно имеют форму параллепипеда.

Однако следует хорошо представлять, что ИБП в преобразователе напряжения сами выправляют сигнал и помехи им практически не мешают. Поэтому такая система актуальна для обычных аналоговых блоков со стабилизацией выходного сигнала.

У импульсного блока питания важно предотвратить выход в/ч помех в бытовую сеть. Эту возможность реализует другое решение

Как видите, принцип тот же. Просто емкостные сопротивления всегда располагаются по пути движения помехи за дросселем.

Третья схема в/ч фильтра считается универсальной. Она объединила элементы первых двух. Y конденсаторы в ней просто работают с двух сторон каждого дросселя.

У самых дорогих и надежных устройств используется сложный фильтр с дополнительно подключенными дросселями и конденсаторами.

Сразу же показываю схему расположения фильтров на всех цепочках блока питания: входе и выходе.

Обратите внимание, что на кабель, выходящий из ИБП и подключаемый к электронному прибору, может быть дополнительно установлен ферритовый фильтр, состоящий из двух разъемных полуцилиндров или выполненный цельной конструкцией

Примером его использования является импульсный блок питания ноутбука. Это уже четвертый вариант применения фильтра.

Пример расчёта

Для грамотного изготовления ПЗУ нужно произвести его расчёт. За основу берётся трансформаторный тип устройства. Ток АКБ в режиме запуска составляет Iст = 3 * Сб (Сб — ёмкость АКБ в А*ч). Рабочее U на «банке» составляет 1,74 — 1,77 В, следовательно, для 6 банок: Uб = 6 * 1,76 = 10,56 В. Для расчёта мощности, потребляемой стартером, например, для 6СТ-60 с ёмкостью в 60 А: Рс = Uб * I = Uб * 3 * С = 10,56 * 3 * 60 = 1 900,8 Вт. Если собрать устройство по этим параметрам, то получится следующее:

Работа осуществляется вместе со штатной АКБ.
Для запуска нужно подзаряжать АКБ в течение 12 — 25 секунд.
Стартер крутится с этим устройством 4 — 6 секунд. Если запустить не получилось, то придётся повторять процедуру заново. Этот процесс оказывает отрицательное воздействие на стартер (значительно нагреваются обмотки) и срок службы АКБ.

Устройство должно быть намного мощнее (рисунок 1), так как ток трансформатора находится в диапазоне 17 — 22 А. При таком потреблении происходит падение U на 13 — 25 В, следовательно, сетевое U = 200 В, а не 220 В.

Рисунок 2 — Схематическое изображение ПЗУ.

Принципиальная электрическая схема состоит из мощного трансформатора и выпрямителя.

Исходя из новых расчётов для ПЗУ необходим трансформатор, мощность которого составляет около 4 кВт. При такой мощности обеспечивается частота вращения коленвала:

карбюраторные: 35 — 55 оборотов в минуту;
дизельные: 75 — 135 об/мин.

Для изготовления понижающего трансформатора желательно использовать тороидальный сердечник от старого мощного электродвигателя большой мощности. Плотность тока в трансформаторных обмотках составляет примерно 4 — 6 А/кв. мм. Площадь сердечника (железняка) рассчитывается по формуле: Sтр = a * b = 20 * 135 = 2 700 кв. мм. Если за основу взят другой магнитопровод, то нужно найти в интернете примеры расчёта трансформатора с этой формой железняка. Для расчёта количества витков:

T = 30/Sтр.
Для I обмотки: n1 = 220 * T = 220 * 30/27 = 244. Мотается проводом диаметра 2,21 мм.
Для II: W2 = W3 = 16 * T = 16 * 30/27 = 18 витков из алюминиевой шины с S = 36 кв. мм.

После намотки трансформатора необходимо включить его и измерить ток холостой работы. Его значение должно быть менее 3,2 А. При намотке нужно равномерно распределять витки по площади каркаса катушки. Если ток холостого хода выше нужного значения, то убирают или доматывают витки на I обмотке

Внимание: II обмотку трогать нельзя, так как это приведёт к снижению коэффициента полезного действия (КПД) трансформатора

Выключатель следует выбирать со встроенной теплозащитой, использовать только диоды, рассчитанные на ток 25 — 50 А. Все соединения и провода укладываются аккуратно. Провода следует использовать минимальной длины и многожильные медные с сечением свыше 100 кв. мм. Длина провода имеет значение, так как на нём могут быть потери U около 2 — 3 В при запуске стартера. Соединитель со стартером сделать быстросъёмным. Кроме того, чтобы не перепутать полярность, нужно наметить провода («+» — красная изоляционная лента, а «-» — синяя).

ПЗУ должно запускаться на 5 — 10 секунд. Если используются мощные стартеры (свыше 2 кВт), то питание однофазной сети не подойдёт. В этом случае нужно переделать ПЗУ под трёхфазный вариант. Кроме того, возможно применение уже готовых трансформаторов, но они должны быть довольно мощными. Подробный расчёт трёхфазного трансформатора можно найти в справочной литературе или интернете.

Работа схемы

На схеме изображён универсальный умножитель с произвольным количеством каскадов. То есть берём число каскадов для создания необходимого нам напряжения. Примерно Uвых = n*Uвх.

При отрицательной полуволне Uвх заряжается конденсатор С1 до амплитудного значения Uвх через диод D1. При положительной полуволне заряжается конденсатор С2 через диод D2, но поскольку конденсатор С1 уже заряжен, то он будет выполнять роль дополнительного источника питания и поскольку он оказывается включённым последовательно с основным источником питания, то конденсатор С2 зарядится уже до удвоенного амплитудного значения напряжения Uвх.

Таким же образом работают и последующие ступени умножителя, снимается же выходное напряжение Uвых с последовательно соединённых конденсаторов с чётными (по схеме) номерами. Соответственно результирующее напряжение Uвых будет равно сумме напряжений на чётных конденсаторах.

От чего зависит сила тока?

Чтобы повысить I в цепи, важно понимать, какие факторы могут влиять на этот параметр. Здесь можно выделить зависимость от:

Сопротивления. Чем меньше параметр R (Ом), тем выше сила тока в цепи.
Напряжения. По тому же закону Ома можно сделать вывод, что при росте U сила тока также растет.
Напряженности магнитного поля. Чем она больше, тем выше напряжение.
Числа витков катушки. Чем больше этот показатель, тем больше U и, соответственно, выше I.
Мощности усилия, которое передается на ротор.
Диаметра проводников. Чем он меньше, тем выше риск нагрева и перегорания питающего провода.
Конструкции источника питания.
Диаметра проводов статора и якоря, числа ампер-витков.
Параметров генератора — рабочего тока, напряжения, частоты и скорости.

Условия при постоянном токе

При рассмотрении коэффициента усиления по постоянному току помните, что цепь обратной связи схемы операционного усилителя со следящим питанием работает так же, как и любая другая схема усиления с операционным усилителем. Усиление схемы на Рисунке 1 просто AV = VOUT / VIN = 1 + RF / RG. В конфигурациях, в которых VCC — VEE меньше, чем удвоенное значение VCO — VEO, можно запускать схему с любым усилением, включая усиление с инвертированием. Но при больших напряжениях питания системы и для достижения больших диапазонов выходных напряжений необходимо использовать неинвертирующую конфигурацию и тщательно выбирать усиление. Если установить усиление слишком высоким, диапазон синфазного входного напряжения операционного усилителя будет превышен, что, вероятно, приведёт к защёлкиванию цепи управления питанием. Усиление больше показанного на Рисунке 2 привело бы к тому, что VCO на своём пике превысило VCM, и VCO превысит VCM на отрицательной стороне сигнала. Эта ситуация явно выходит за диапазон допустимых синфазных напряжений входа операционного усилителя, поскольку оба источника питания находятся дальше от земли, чем его вход. К счастью, этого состояния можно легко избежать. При достаточно низком усилении выходной каскад насыщается быстрее входного каскада, и напряжения на шинах питания прекращают увеличиваться до того, как они превысят входное напряжение (Рисунок 3).

Рисунок 3. Если усиление выбрано правильно, выход усилителя будет насыщен до того, как его допустимый диапазон входного синфазного напряжения будет превышен.

Предполагая наличие симметричной системы с положительным усилением (в которой RG «заземлён» на полпути между VCC и VEE, чтобы избежать вышеописанной ситуации достаточно соблюдения следующих двух условий:

(VCC — 0.6)

AV ≤ ————————————————————————————— (10)

(VCC — 0.6) — (VCO — VEO) + VIHRL

(VEE + 0.6)

AV ≤ ————————————————————————————— (11)

(VCC + 0.6) + (VCO — VEO) + VIHRL

VIHRH — это запас по входному напряжению операционного усилителя на верхней стороне, разность между его положительным напряжением питания и его результирующим максимальным синфазным входным напряжением, а VIHRL — запас по входному напряжению на нижней стороне питания.

Каскадированием можно добиться больших усилений, чем те, которые позволяют приведённые выше уравнения. В качестве альтернативы можно сконфигурировать один каскад для работы с более высоким усилением используя описанный ниже метод.

Несколько слов о деталях:

При сборке усилителя, в качестве конденсаторов постоянной ёмкости (помимо электролитических), желательно применять слюдяные конденсаторы. Например типа КСО, такие, как ниже на рисунке.

Транзисторы МП40А можно заменить на транзисторы МП21, МП25, МП26. Транзисторы ГТ402Г – на ГТ402В; ГТ404Г – на ГТ404В; Выходные транзисторы ГТ806 можно ставить любых буквенных индексов. Применять более низкочастотные транзисторы типа П210, П216, П217 в этой схеме не рекомендую, поскольку на частотах выше 10кГц они здесь работают плоховато (заметны искажения), видимо, из-за нехватки усиления тока на высокой частоте.

Площадь радиаторов на выходные транзисторы должна быть не менее 200 см2, на предоконечные транзисторы не менее 10 см2. На транзисторы типа ГТ402 радиаторы удобно делать из медной (латунной) или алюминиевой пластины, толщиной 0,5 мм, размером 44х26.5 мм.

Пластина разрезается по линиям, потом этой заготовке придают форму трубки, используя для этой цели любую подходящую цилиндрическую оправку (например сверло). После этого заготовку (1) плотно надевают на корпус транзистора (2) и прижимают пружинящим кольцом (3), предварительно отогнув боковые крепёжные ушки.

Кольцо изготовляется из стальной проволоки диаметром 0,5-1,0 мм. Вместо кольца можно использовать бандаж из медной проволоки. Теперь осталось загнуть снизу боковые ушки для крепления радиатора за корпус транзистора и отогнуть на нужный угол надрезанные перья.

Подобный радиатор можно также изготовить и из медной трубки, диаметром 8мм. Отрезаем кусок 6…7см, разрезаем трубку вдоль по всей длине с одной стороны. Далее на половину длины разрезаем трубку на 4 части и отгибаем эти части в виде лепестков и плотно надеваем на транзистор.

Так как диаметр корпуса транзистора где-то 8,2 мм, то за счёт прорези по всей длине трубки, она плотно оденется на транзистор и будет удерживаться на его корпусе за счёт пружинящих свойств. Резисторы в эмиттерах выходного каскада – либо проволочные мощностью 5 Вт, либо типа МЛТ-2 3 Ом по 3шт параллельно. Импортные пленочные использовать не советую – выгорают мгновенно и незаметно, что ведет к выходу из строя сразу нескольких транзисторов.

Как работает управление питанием?

Игнорируя пока падение напряжения на диодах и VBE, можно выразить VCO и VEO на Рисунке 1 как:

VCC R1 + VOUT R2

VCO = ——————————————— (1)

R1 + R2

VEE R3 + VOUT R4

VEO = ——————————————— (2)

R3 + R4

Затем добавим влияние VBE транзистора, но опустим из схемы опциональные диоды, и получим более реалистичное представление о напряжениях питания устройства:

VCC R1 + VOUT R2

VCO = ——————————————— — 0.6 (3)

R1 + R2

VEE R3 + VOUT R4

VEO = ——————————————— + 0.6 (4)

R3 + R4

В этом случае выбираем максимальное выходное напряжение, которое можно получить (с идеальным операционным усилителем), выбрав VCO = VOUT и решая для VOUT получаем следующий результат:

/ R2 \

MAX VOUT = VCC — 0.6 | 1 + —— | (5)

\ R1 /

Добавив диоды для компенсации VBE транзистора, напряжения питания устройства становятся:

(VCC — 0.6)R1 + VOUT R2

VCO = ————————————————————— (6)

R1 + R2

(VEE + 0.6)R3 + VOUT R4

VEO = ————————————————————— (7)

R3 + R4

В этом случае максимальное выходное напряжение, которое можно получить с помощью идеального операционного усилителя, составляет:

MAX VOUT = VCC — 0.6 (8)

Таким образом пиковое выходное напряжение увеличивается на 0.6 (R2 / R1) В.

В симметричной системе (в которой заземление равноудалено от VCC и VEE) зададим R3 = R1 и R4 = R2. Сделав эту замену в уравнениях 6 и 7 можно увидеть, что разница между VCO и VEO постоянна, если предположить, что VCC и VEE постоянны.

VCO — VEO = ————————(VCC — VEE — 1.2) (9)

R1 + R2

Так, для примера на Рисунке 2, где VCC = 60 В, VEE = 160 В, R1 = 10 K и R2 = 28 K, напряжение на операционном усилителе остаётся постоянным на уровне около 31 В при 100 В размахе пик-пик на выходе.

Как и во всех случаях применения операционных усилителей необходимо убедиться, что напряжение на неинвертирующем входе всегда остаётся в пределах допустимого диапазона синфазного входного напряжения устройства. В то время как эта задача тривиальна в стандартных схемах с операционными усилителями с фиксированными напряжениями питания, она требует большего внимания в конфигурациях со следящим питанием, в которых питания операционного усилителя изменяются вместе с выходом. Даже если VCO и VEO изменяются, VIN всегда должно оставаться между ними (Рисунок 2). Необходимо гарантировать эту ситуацию конструктивно, иначе может произойти защёлкивание. Чтобы гарантировать, что конструкция соответствует диапазону синфазных входных сигналов при любых условиях, следует учитывать условия при постоянном токе, переходных процессах, реверсе фазы и включении питания.

Компоненты схемы

Позиционное обозначение	Наименование
	Конденсаторы
C1	K73-16 0,01 мкФ ± 20%, 630 В
C2, C3	0,47 мкФ-К-1Н-Н5 50 Вольт, ф. Hitano
C4	100 пФ-J-1H-H5 50 Вольт, ф. Hitano
C5	0,47 мкФ-К-1Н-Н5 50 Вольт, ф. Hitano

	Резисторы
R1, R2	C2-29B-0,125-101 Ом ± 0.05 %
R3	C2-23-0,25-33 Ом ± 5 %
R4	C2-29B-0,125-101 Ом ± 0.05 %
R5	1 Ом ± 0.01 % Astro 2000 axial ф. Megatron Electronic
R6, R7	C2-29B-0,125-200 Ом ± 0.05 %
R8, R9	C2-29B-0,125-10 кОм ± 0.05 %

	Транзисторы и диоды
VT1	TIP3055 ф. Motorola
VT2	TIP2955 ф. Motorola
VD1	Трансил-диод двунаправленный 1.5KE350CA ф. STMicroelectronics

	Схемы и модули
H1	Светодиодная коммутаторная лампа СКЛ-14БЛ-220П “Протон”
DA1	Преобразователь напряжения TML40215 ф. TRACO POWER
DA2	Микросхема операционного усилителя OP2177AR
Q1	Автоматический выключатель УкрЕМ ВА-2010-S 2p 4А “Аско”

Конденсатор C1 может быть любого типа

Важное требование, предъявляемое к этому компоненту
это уровень рабочего напряжения не ниже 630 вольт. Конденсаторы С2…С5 можно использовать
керамические или многослойные

Все резисторы кроме R3 должны иметь максимально возможную
точность. Резистор R5 лучше сделать составным из четырех резисторов сопротивлением 1 ом.

Две цепи, состоящие из двух последовательно включенных резисторов по 1 ом,
соединяются параллельно. В результате общее сопротивление составляет 1 ом,
а рассеиваемая мощность увеличивается в четыре раза. Резистор R5 проволочного
типа применять нельзя. Импульсный преобразователь напряжения DA1 можно заменить
двухполярным блоком питания, обеспечивающим выходной ток в каждом плече 500 миллиампер и уровень пульсаций не более 50 милливольт.

Для достижения высокой точности преобразования управляющего напряжения в выходной ток операционный усилитель,
должен иметь малое напряжение смещение нуля

Особенно это важно для снижения выходного тока до нуля
под действием управляющего напряжения. При некотором снижении точности в качестве замены
DA1 подойдут микросхемы OP213 или OP177

Применение на выходе схемы мощных транзисторов
увеличивает надежность устройства. Транзисторы обязательно устанавливаются на радиаторы.

Схему можно использовать для других выходных токов и управляющих напряжений. Для этого
потребуется произвести расчеты по приведенным формулам ранее в статье. При выполнении
расчетов следует учитывать возможность применения резисторов из стандартного ряда сопротивлений.

При проверке работы схемы необходимо во всем диапазоне напряжений, токов и сопротивления
нагрузки проверить осциллографом отсутствие колебаний на выходе схемы. В случае наличия колебаний увеличить емкость C4 или С5.

Справочные данные:Преобразователь напряжения TML40215Операционный усилитель OP2177AR

Тиристоры и симисторы

Тиристор
— это полупроводниковый прибор, который может находится в двух
состояниях:

открытом — пропускает ток, но только в одном направлении,
закрытом — не пропускает ток.

Так как тиристор пропускает ток только в одном направлении, для
включения и выключения нагрузки он подходит не очень хорошо. Половину
времени на каждый период переменного тока прибор простаивает. Тем не
менее, тиристор можно использовать в диммере. Там он может применяться
для управления мощностью, отсекая от волны питания кусочек требуемой
мощности.

Симистор — это, фактически двунаправленный тиристор. А значит он
позволяет пропускать не полуволны, а полную волну напряжения питания
нагрузки.

Открыть симистор (или тиристор) можно двумя способами:

подать (хотя бы кратковременно) отпирающий ток на управляющий электрод;
подать достаточно высокое напряжение на его «рабочие» электроды.

Второй способ нам не подходит, так как напряжение питания у нас будет
постоянной амплитуды.

После того, как симистор открылся, его можно закрыть поменяв
полярность или снизив ток через него то величины, меньшей чем так
называемый ток удержания. Но так как питание организовано переменным
током, это автоматически произойдёт по окончании полупериода.

При выборе симистора важно учесть величину тока удержания
(\(I_H\)). Если взять мощный симистор с большим током удержания, ток
через нагрузку может оказаться слишком маленьким, и симистор просто не
откроется