Статьи
Мы в сети:
Блог

 




Проект “Гамма”

Часть 6. Секреты выбора блока питания.

Предыстория: Часть 5. Измерения. Таблица мощностей.

К оглавлению: Конструктор “Гамма”. Усилитель для наушников.

Статья посвящается, на первый взгляд, простому вопросу питания усилителя. Этот вопрос непременно возникнет сразу после сборки. Хорошо, если у Вас под рукой есть все необходимое. А если эту проблему только предстоит решить, то с чего начать?

Где искать подходящий источник? С этими вопросами мы и будем разбираться.

Итак, обозначим наши требования к источнику питания (ИП). В общем случае для уверенной работы с любыми наушниками подойдет блок питания (БП) от 24 до 32 В (постоянное напряжение) мощностью (по выходу) от 12 Вт. В отдельных случаях эти требования могут быть пересмотрены. Например, если планируется использовать усилитель только


power_supply_01

Секреты выбора блока питания

с наушниками 32 Ом, то можно взять БП на 18 В. Об этом мы подробно писали в предыдущей статье.

Теперь давайте рассмотрим разные варианты БП для этого усилителя.

Итак, обозначим наши требования к источнику питания (ИП). В общем случае для уверенной работы с любыми наушниками подойдет блок питания (БП) от 24 до 32 В (постоянное напряжение) мощностью (по выходу) от 12 Вт. В отдельных случаях

эти требования могут быть пересмотрены. Например, если планируется использовать усилитель только с наушниками 32 Ом, то можно взять БП на 18 В. Об этом мы подробно писали в предыдущей статье.

Теперь давайте рассмотрим разные варианты БП для этого усилителя.

Трансформаторный сетевой адаптер

power_supply_02

Трансформаторный сетевой адаптер

Первый и, на мой взгляд, самый удачный – это сетевой трансформаторный адаптер питания. Такое решение привлекает полным отсутствием высокого напряжения. Сам трансформатор уже упакован в корпус. Поэтому вероятность случайно получить «заряд бодрости» сводится к нулю. Это особенно важно, если Вы будете использовать усилитель в виде плат. К слову, если планируете поместить усилитель в корпус, то использование такого адаптера позволит сэкономить на габаритах корпуса. Ведь в этом случае БП переносится из корпуса усилителя во внешний сетевой адаптер.

Кроме всего, трансформаторные адаптеры подкупают своей простотой, надежностью и высокой перегрузочной способностью. Плюс к этому, в отличие от импульсных БП, здесь почти нет проблем с высокочастотными помехами.

Единственный минус, который вижу – это возможные сложности в приобретении сетевых трансформаторных адаптеров, удовлетворяющих нашим запросам. Не в каждом магазине встретишь нужный БП. Но кто ищет, тот всегда найдет.

Например, мы используем такие трансформаторные сетевые адаптеры.

Импульсные источники питания

Следующий вариант – импульсные источники питания. Для начала поговорим об импульсниках в целом.

У импульсных ИП много плюсов: широкий диапазон входного напряжения, высокий

КПД, компактные размеры и пр. Именно поэтому их сейчас активно применяют практически везде.

Тем не менее, с импульсными источниками в аудиотехнике надо быть аккуратным.

Высокочастотные помехи

В основном это связано с высокочастотными (ВЧ) помехами, которые присутствуют в любом импульсном источнике. Конечно, напрямую эти помехи нам не слышны. Как можно услышать частоту в 100 кГц, когда верхний предел слышимости 20 кГц?

Все дело в том, что высокочастотные помехи могут модулироваться основным сигналом, проходящем через усилитель и наводиться с одних проводников на другие. А это может привести, например, к проникновению сигнала из одного канала в другой (ухудшение разделения каналов). Иногда

может наблюдаться даже наведение сетевой частоты 50 Гц на вход усилителя.

Все это осложняется тем, что такие помехи сложно идентифицировать. Поэтому о проблемах мы можем даже не догадываться. Просто характеристики усилителя станут хуже. А виной всему будет, например ИП.

Конечно, все проблемы можно решить. Но бороться с ВЧ помехами довольно сложно. Поэтому если есть возможность, то лучше просто обойти эти сложности, например, используя трансформаторы.

“Лишний” провод заземления

Есть еще одна особенность, о которой обязательно стоит помнить при использовании импульсного БП совместно с

усилителем. Такие ИП нужно подключать к сети 220 В только двумя проводами (фаза и ноль). Заземление должно быть убрано.

Внимание!

Заземление может выполнять защитную функцию. Поэтому в некоторых случаях его удаление приведет к снижению безопасности БП. Не допустимо устранять заземление в БП с металлическими копрусами, к которым возможно прикосновение и попадание на них высокого напряжения. В случае устранения у таких БП заземления необходимо обеспечить изоляцию БП (поместить его в изолированный корпус).

Пожалуйста, будьте осторожны и соблюдайте технику безопасности. Ваше здоровье и жизнь бесценны. Берегите их. Если у Вас возникают сомнения по поводу БП, свяжитесь с нами. Мы постараемся Вам помочь.

Итак, вернемся к проблеме заземления. Чтобы проще все объяснить, пришлось нарисовать пару картинок.

Сначала рассмотрим ИП. Часто импульсные блоки питания подключаются тремя

проводами (фаза, ноль и заземление).

На выходе имеем «0» и напряжение питания для усилителя. При этом очень часто внутри БП входной провод заземления соединяют с выходным «0».

power_supply_03

Связь заземления ИБП с общим проводом Jack

Теперь обратим внимание, что в компьютерах общий провод Jack для наушников также заземлен.

К чему это может привести? Давайте обратимся к схеме усилителя.

power_supply_04

Общий провод входного сигнала получается заземлён через Jack

Итак, подключаем к усилителю блок питания и входной сигнал от компьютера. Получили, что общий провод входного сигнала соединен с заземлением через Jack компьютера. Но точно также и «0» питания усилителя заземляется через блок питания.

Другими словами при использовании импульсного ИП с подключенным заземлением, мы закорачиваем общий провод входного сигнала на землю (см. схему). В лучшем случае усилитель просто не будет работать. Поэтому ИП не должен быть подключен к заземлению в сети 220В.

ИП не должен быть подключен к заземлению в сети 220В.

Конечно, можно придумать и другие способы обхода этого КЗ, но не вижу смысла усложнять схему. Тем более, когда есть простое решение.

Теперь предлагаю рассмотреть, какие варианты импульсных источников можно попробовать, если, конечно, я еще не отговорил Вас от их использования.

Варианты импульсных ИП

power_supply_05

Автогенераторный электронный трансформатор

Сразу хочу обратить внимание, что автогенераторные электронные трансформаторы в качестве источника питания усилителя не рассматриваем. У них нет никаких защит. Они генерируют очень много помех. Да и напряжение у них вообще

никак не стабилизировано. Оно сильно зависит от нагрузки. А на холостом ходу такой источник может и вовсе не запуститься. Если коротко, то для нашего усилителя, работающего в классе «А», такие источники питания точно не подойдут.

power_supply_06

Сетевой адаптер для ноутбука

Из того, что может оказаться под рукой – сетевой адаптер для ноутбука. По мощности такого адаптера хватит с лихвой. Единственное – обязательно надо сделать доработку и отключить провод заземления

(см. выше). Самый удачный и эстетичный способ – это обрезать евровилку БП. А вместо нее поставить разборную. При этом нужно подключить только 2 провода (фазу и ноль). Провод заземления оставить не подключенным.

power_supply_07

Источники питания для светодиодных лент

Другой доступный вариант – источник питания для светодиодных лент. Блоки могут быть в разном исполнении: залитые или бескорпусные. Лично мне больше нравятся залитые. Их можно вынести за пределы корпуса усилителя, не боясь

высокого напряжения. Это поможет избежать лишних наводок высокочастотных помех на плате усилителя от импульсника. Ну и, конечно, нельзя забывать: если есть клеммы подключения заземления, то мы их не подключаем (см. выше).

“Сделай сам”

power_supply_08

Самодельный БП

На этом можно было бы и закончить. Но многие радиолюбители скажут, что легко смогут сделать нужный БП сами. И будут

правы. Самый простой блок питания можно собрать буквально из нескольких компонентов. Пример схемы на картинке ниже:

power_supply_09

Схема БП

Это хорошее решение, если решите упаковывать конструктор в корпус вместе с блоком питания. Ведь в этом случае Вы получаете все преимущества сетевого трансформаторного адаптера. При этом найти нужный трансформатор и несколько

деталей в его обвязку будет гораздо проще, чем купить подходящий адаптер. Во всяком случае, пока я искал в магазинах трансформаторный БП, мне раз 5 предложили собрать его самому.

В заключение, чтобы все обобщить, приведу краткую сравнительную таблицу:

power_supply_10

По мотивам статьи на нашем блоге.

Начало: Часть 1. Схема усилителя.

К оглавлению: Конструктор “Гамма”. Усилитель для наушников.