Конструирование источников питания звуковых усилителей

КОНСТРУИРОВАНИЕ
ИСТОЧНИКОВПИТАНИЯ
ЗВУКОВЫХ
УСИЛИТЕЛЕЙ

Инфра-Инженерия
Мосва
2011

И.Е.Роов

УДК621.375.026
ББК32.85
Р 5 9

РоовИ.Е.
Р 5 9
Констрированиеисточниовпитания
звовыхсилителей.-Мосва:ИнфраИнженерия,2011.-160с.

ISBN978-5-9729-0033-6

КниаохватываетвсеосновныеаспетыпроетированиялинейныхисточниовпитанияУМЗЧ,особое
вниманиеделенопринципамработыотдельныхзловиихвзаимодействию.Приводитсярядважных
пратичесихсоветовиреомендацийпоправильномпитаниюсилителей.Простоеидостпное,новтоже
времядостаточносодержательноеописаниепозволит
разобратьсядаженачинающимрадиолюбителям.Изданиесоздано,преждевсео,длятоо,чтобыначить
читателейнетольохорошоразбиратьсявразличных
схемахблоовпитания,ноисоздаватьсвоисобственные.Книабдетполезнастдентамишироомррадиолюбителей.

©РоовИ.Е.,2011
©Издательство«Инфра-Инженерия»,2011

ISBN978-5-9729-0033-6

Выражаюоромнюблаодарность
ДмитриюГоршенинзаеовоистинбесценныесоветы.

ВСТУПЛЕНИЕ

Блопитания-одинизважнейшихзловсилителя,однаозачастюемделяетсянедостаточновнимания.Врезльтатеприплохомблоепитанияивесь
силительработаетплохо.Приэтомрадиолюбители
"решат"насхемсилителя,объявляяее"плохозвчащей".
Ксожалению,вопросампитаниясилителейпосвященомалопблиаций.Дажеприописаниисхемсилителейблопитаниянимлибовообщенедается,
либоописываетсяслишомрато.Цельданнойнии
-восполнитьэтотпробел,начитьрадиолюбителейне
тольоразбиратьсявразнообразныхсхемахблоов
питания,ноисоздаватьсвоисобственные.Крометоо,
внейописанряд"серетов",оторыезачастюажтся
авторамслишомпростыми,инезаслживающими
поминания.Однаоправильноеихиспользование
помоаетлчшитьработвсейсистемы,атажепредотвратитьнеоторыеошиби,оторыемотмноое
испортить.
"Хочешьсделатьчеловеасытымодинраз-дай
емрыб.Хочешьсделатьчеловеасытымвседаначиеоловитьрыб".Есливамоднаждыпотребетсяединственныйблопитания,тоищитееовописаниисобираемойвамионстрции.Нобдьтеотовы
том,что,сделаввсеточь-в-точьпосхеме,может

полчитьсянеоченьхорошо.Инаверняа,всепроблемысновавстантпередвами,одапонадобитсяеще
одинблопитания.Еслижевыхотитеразобратьсяв
вопросе,понятьчточем,тодаэтаниадлявас.Из
неевыполчитепониманиеоснов,достаточнолбооедлясамостоятельнооонстрированияблоовпитанияидлядальнейшеоизченияпредмета.
Адиотехниа-это,преждевсеотехниа,новпоследниеодыстараниямиадиоизданий,реламирющихдороюаппаратр,всознаниелюдейсталвнедряться"маичесий"(сбъетивистсий)подход,подменяющийтехничесоеонстрированиеиизмерение
параметровобордованиянасбъетивныеоцении
разноородамифы,вродепресловтоо"оротоотрата".Япридерживаюсьначнооподхода,поэтомвсе,
чтоздесьнаписано,основаноислючительнонанем.
Новпринципе,этоличноеделоаждоо-вочтоверить
иаооподходапридерживаться.Необходимопомнитьлишьодно:хотьстороннии"маии"итверждают,чтоихметоддаетачествозва,абсолютнонедостижимоедля"начниов",темнеменее,из-замалейшейнеточностивзалинаниивырисетепревратитьсявляш.Иищипотомпринцесс,оторая
поцелет…
Насамомделе,"маичесий"подходразработе
технииниоданеприменяется,онсществетлишь
встатьяхнеоторыхадиоизданий,имировоззрении
воспитанныхимиадиофилов.Потомчтооннеонстртивный,исоздатьчто-нибдьреальное,основываясьнанем,абсолютноневозможно.Просто,таим
образомжрналыреламирютадиотехни,апроизводителейэтовполнестраивает-за"волшебные"
теорииможноспрятатьнетольосвои"но-ха",нои
своипромахи,перелючиввниманиелиентана"о

ротийтрат"иличто-нибдьподобное.
Ачтоделатьчитателю,оторыйпрочелваомнибдьизданииоHi-Endтехниенечто,чтопрямо
противоположнонаписанномздесь?Преждевсео,подмать.Здесьяпостараюсьрассазать,аправильно
сделатьаппаратр.Апомянтоеиздание,сореевсеообъясняет,аюаппаратрправильнопить.
Лчшевсео-попытатьсялбитьсвоизнания,тода
вамбдетлечеотличитьреальнюнаитехниот
"наоподобной"реламы.
Разработааппаратры-начно-техничесоедейство(отчастиремесло,аотчастииссство),поэтомбезформлнеобойтись(еслибыэтобыламаия,то
былибынеформлы,азалинания),правдавсеформлыбдтмасимальнопростыми.Еслито-тоиз
читателейзахочетизчитьэтотвопросподробнее,тоон
иболеесложныхформлнепобоится.
Посольэтоизданиенеаадемичесое,яоставляюзасобойправо:
1.Использоватьтехничесиежаронныевыражения,
оторыехотьинеявляютсяофициальностановленнымитерминами,нопонимаютсяиширооиспользютсявсемиспециалистами.
2.Повозможностипрощатьвсеформлыиописания,неисажая,приэтомистин.
3.Использоватьпростюманеризложенияиразныепросторечныевыражениярссооязыа.

ЧАСТЬI.
ТЕОРИЯ

Нетничеопратичнеехорошейтеории.

РобертКирхоф

1.Мощность

Преждевсео,давайтепооворимомощности,потом,чтоименновыходнаямощностьсилителяопределяетто,аойименноблопитаниядляэтоосилителябдетнжен.Ксожалению,дажетааяпростаявещь
довольночастонепонимаетсядоонца.
Впостоянномтоевсеоченьпросто:мощность-это
произведениенапряжениянасилтоа.

P
U I
=
⋅

ЕсливспомнитьзаонОма

U
I
R
=

ивыразитьнапряжениеилиточерезсопротивлениенарзи,тополчимтаиевотформлыдлявычислениямощности:

2
2
U
P
U I
I
R
R
=
⋅ =
=
⋅

Напеременномтоесществетнесольовидов
мощности.Та,отораяполчаетсямножениемнапряжениянато,называетсяполноймощностьюиобозначаетсябвойS.Ееединицаизмерения-ВА(вольтамперы).АбвойРобозначаетсяативнаямощность,
измеряемаявваттах.Разницамежднимивтом,что
ативнаямощностьРнеобратимопревращаетсяиз
мощностиэлетричесойэнериивмощностьэнерии
дроовида(тепловю,световю,звовю,механичесю).Иее-томыиможем,вонцеонцов,использовать.ПолнаямощностьSвлючаетвсебяаативнюмощность,таиреативню(Q)-т,отораявременнозапасаетсявманитномиэлетричесомполях
атшеионденсаторов,апотомвозвращаетсяобратновэлетричесюцепь.Поэтомполнаямощность
обычнобольшеативной.

2
2
S
P
Q
=
+

Точнотажесопротивлениеэлемента,воторомвся
элетричесаяэнерияпревращаетсявнеэлетричесю(тоестьотстстветииндтивность,иемость),
называетсяативным(инодаоворят"омичесим")
иобозначаетсябвойR,самэтотэлементназывают
ативным.Асопротивление,оазываемоепротеанию
тоаатшойиндтивностиионденсатором,называетсяреативным.Насамомделесопротивленияатаовоовэтомслчаенет,простофизичесиепроцессыватшеионденсаторетаовы,чтопеременный
томожетпроходитьчерезонденсатор,ана(идеальной)атшеможетвозниатьпеременноенапряжение.
Формальноразделивнапряжениенато,полчаемреативноесопротивлениеатшиилионденсатора,

обозначаемоеХ.Полноесопротивление(называемое
"импеданс")объединяетативноеиреативноеиобозначаетсябвойZ.Всеэтисопротивленияизмеряютсявомах.

2
2
Z
R
X
=
+

Мыбдемсчитатьнарзсилителяативнойтапроще,алавное,таобычноипостпают.Ноэтоеще
невсё.Ведьпеременныйто-синсоидальный(синсэтонасамомделесамыйпростойвидолебательноо
процесса,поэтомеочастоиспользютдлявсехрасчетов).Синсоидальныйтоопределеннойчастотыfв
любоймоментвремениописываетсяформлой:

m
u(t)
U
sin(2
f t)
=
⋅
⋅π⋅ ⋅

Графиэтойфнциипоазаннарис.1а.Есливнимательносмотретьнаэтотрисновтечениенеотороовремени,томожнозаметить,чтонапряжениевсе
времяизменяется.
Разныйзнаполпериодовозначаетлишьто,что
топриэтомтечетвпротивоположныхнаправлениях
(поэтом-тоониназываетсяпеременным).Посольнаправлениетоанианамощностьневлияет,тоточно
таюжемощностьможнополчитьиприодномнаправлениитоа(рис.1б).ВеличинаUm-онаназываетсяамплитдой-довольнополезная,онапоазывает
самоебольшоезначениенапряжения(илитоа).Ноэто
значениенапряжениепринимаетвсеолишьнаодно
мновениедваразазапериод,авсеостальноевремя
напряжениеменьше,чемUm.Поэтомимеетсмыслнайтиииспользоватьнапратиеаое-тосреднеезначе

Рис.1

0

ниенапряжения(илитоа).Насамомделеоазываетсянамнооболееполезнымнечистосреднее,асредневадратичесоезначение(наЗападееоназывают
RMS-rootmeansquare).Онопоазанонариснах1б
и1в.Еотаженазываютдействющимзначением,
потомчтоэтотпеременныйтопроизводиттожедействие(выделяеттаюжемощностьвнарзе),аи
постоянныйтотаойвотвеличины.Иобозначается
онотаже,аиобычноепостоянноенапряжениеили
тооднойбвойUилиΙбезиндесаm(рис.1в).
Действющеезначениенапряженияилитоа(для
синсоиды)рассчитываетсята:

m
m
U
I
U
,
I
,
2
1,41

2
2
=
=
≈

Насамомделедействющеезначениенеравно
"по-настоящемсреднем"значению,отороевычисляетсясовсемподройформле,хотядлясинсоиды
близонем.Среднеезначениепеременноотоа
использетсяораздореже,имыснимпратичеси
невстретимся.
Иименноэтосамоедействющеезначениепоазываютвсевольтметры-амперметрыпеременноотоа.Именнооноиспользется,одадаетсячисловаяхаратеристиапеременноотоа.Например,220
вольтврозете-этодействющеезначение.Амплитдаприэтом-вореньиз2разбольшеиравнапримерно311вольт.
Длядействющихзначенийпеременноонапряжениявсеформлывычислениямощностивылядятточнотаже,аинапостоянномтое.Собственно,для
этоодействющеезначениеипридмано.