Schema de asamblare electronică Sursă de comutare pentru amplificator audio 200W la 500W
Alimentare de comutare pentru amplificator audio 200W la 500W
O sursă de comutare pentru un amplificator audio poate fi făcută foarte simplu, la doar zece euro și fără nicio componentă specifică! Scopul este de a înlocui transformatorul mare (adesea toroidal în amplificatoarele PA) și condensatoarele voluminoase și costisitoare de filtrare. Puterea poate crește până la 500W pentru un amplificator de putere.
Specificațiile sursei de alimentare de comutare pentru amplificatoare
- Tensiunea de intrare: 230V
- Tensiune de ieșire: echilibrată (+/- 55V de exemplu) pentru un amplificator 2x250WRMS la 4 Ohmi
- Putere de ieșire: medie 300W, 700W timp de aproximativ 2 secunde
- Tensiuni de ieșire auxiliare (opțional): 12V, 24V, opțional pentru ventilație, afișaj etc.
- Nici o componentă specifică: regulator de comutare, optocuplator etc.
De fapt, tensiunea de ieșire poate fi aleasă în funcție de necesitate, așa cum vom vedea.
Iată schema sursei de alimentare de comutare:
Schema sursei de comutare pentru amplificatorul de 500W
Funcționarea detaliată a sursei de alimentare de comutare
Multe componente pot fi alese destul de liber, în funcție de ceea ce aveți la îndemână și de câtă putere doriți pentru amplificator.
1. Etapa de intrare a sursei de alimentare de comutare (foarte ușor)
Nimic de știință rachetă: o siguranță și o punte de diodă 5A (pentru a avea o mică marjă!). Pentru emisiile de interferență (CEM), plasăm un condensator X2 și rezistorul de sângerare pentru a-l descărca atunci când ștecherul este deconectat. Valoarea este empirică, inspirată de valorile obișnuite pe sursele de alimentare cu comutare PC.
Etapa de intrare a sursei de comutare
2. Filtrarea condensatoarelor și comutarea releelor de alimentare (ușor)
Nici știința rachetei. C2 și C3 sunt plasate în serie și tensiunile lor (160VDC) sunt echilibrate de R4 și R5. Nicio valoare nu este critică. Acești condensatori trebuie să fie de cel puțin 330 uF și să aibă o tensiune de 200V. Ele pot fi recuperate din sursele de alimentare ale computerelor scoase din funcțiune.
Când este pornită, C2 și C3 se încarcă prin R2. După aproximativ 0,2 secunde, releul RL1 se închide și scurtcircuitează R2 (model de 5W la alegere). Releul se închide imediat ce tensiunea din bobină atinge aproximativ 60% din tensiunea sa nominală. Acest lucru limitează perfect consumul de curent la pornire (vârf maxim de 3,2 A). R2 poate avea o valoare de aproximativ 100 Ohmi.
Releul trebuie să fie un model de 48V sau posibil de 24V, dar apoi R6 trebuie să treacă de la 22k la 18k pentru a garanta un curent suficient al bobinei (17mA).
Pentru un releu de 48V, R3 este plasat în paralel cu bobina sa pentru a limita tensiunea la bornele sale la 48V. Curentul total (care trece prin R6) este de aproximativ 11mA. Mai multe valori pot fi testate, începând cu R3 = 6,8kOhm, de exemplu.
3. Oscilator de alimentare cu comutare (ușor și inteligent)
Oscilatorul se bazează numai pe un op amp ! Puteți alege un TL082, TL081, TL072 fără nicio constrângere. În cazul unui amplificator dublu op, cele două intrări ale amplificatorului op neutilizat vor fi conectate la 0V ca pinul 4.
Oscilator de alimentare cu comutare
Oscilatorul este alimentat de o diodă zener de 27V (sau 24V, funcționează și) și rezistor (R6). Curentul din R6 este utilizat și pentru alimentarea bobinei releului. Un LED poate fi introdus în serie pentru a vizualiza tensiunea de rețea corectată. C5 asigură tranzitorii de consum și netezește tensiunea. Trebuie să aibă o valoare minimă de 470nF.
Frecvența de comutare
Frecvența este invers proporțională cu constanta de timp R10.C6 și este egală cu 30kHz cu valorile alese. Frecvența de comutare trebuie să fie între 25 și 50 kHz. Valorile de 100kOhms pentru cele 4 rezistențe au fost alese în principal pentru simplitate și nu sunt critice.
Consumul oscilatorului
Consumul depinde de consumul stand-by al amplificatorului operațional, de frecvență și de tensiunea de alimentare (alegerea zenerului). Măsurăm experimental:
Consumul oscilatorului
Pentru această măsurare, oscilatorul este alimentat de o sursă de alimentare izolată stabilizată (tip de sursă de laborator). Zenerul de 27V este eliminat pentru acest test.
15V este limita inferioară pentru a controla corect Q1 și Q2.
Consumul scade cu 0,2 mA dacă este întreruptă alimentarea cu energie electrică de 230 V (nu mai este tocat).
La o frecvență mai mare, consumul crește deoarece este necesar să încărcați/descărcați condensatorii de rețea mai frecvent. Când R9 și C6 sunt eliminate, oscilația nu are loc. Apoi măsurăm consumul de așteptare al TL082 (3,3 mA până la 3,5 mA pe gama 10V-30V).
C7 elimină componenta de curent continuu (egală cu 13,5V pentru o sursă de 27V: tensiuni alternative egale cu 1,5V și 25,5V) a semnalului de undă pătrată al oscilatorului. În realitate, semnalul nu este de nișă, ci are margini rotunjite (rata de rotire tipică: 13V/us).
4. Controlul tranzistoarelor de alimentare cu comutare (foarte inteligent)
Acesta este punctul cheie al realizării! Este dificil să găsiți transformatoare de impuls specifice pentru comutarea surselor de alimentare. E o inductor de mod comun care înlocuiește transformatorul de impuls: tot trucul este acolo.