Wzmacniacz dla żółtodzioba. Część pierwsza-zasilacz.

[AndrzejJ]

Witam.
Wiele razy padają pytania o wartości elementów, obliczenia, oraz często widuje się amatorów którzy chcą zbudować swój wzmacniacz bez podstawowej wiedzy.
Moim celem jest aby po przeczytaniu serii postów taki użytkownik posiadł potrzebną wiedzę, i nie zadawał pytań, na które udzielono już odpowiedzi w literaturze lub na forum.
Część pierwsza, czyli zasilacz.
Z polskich gniazdek możemy pobierać prąd o częstotliwości 50hz.
Oznacza to, że np. na ekranie oscyloskopu zobaczymy 50 okresów.
Obrazują to poniższe rysunki:





Wzmacniacz potrzebuje źródła prądu stałego, czyli takiego w którym wartość napięcia na zaciskach oraz kierunek przepływu prądu pozostają niezmienne.
Najprościej możemy to uzyskać dodając jedną diodę:



Jednak tak wyprostowane napięcie będzie pulsowało, oraz będzie to prostowanie jednopołówkowe, czyli tylko przez połowę czasu na zacisku X1-2 będzie panowało napięcie dodatnie.
Jeśli będziemy takie napięcie chcieli wygładzić, to przez znacznie większą część czasu prąd będzie pobierany z kondensatora, więc aby odpowiednio wygładzić napięcie będziemy musieli zastosować większe pojemności.
Obrazuje to wykres:



Aby na zaciskach cały czas panowało napięcie dodatnie należy albo zastosować mostek graetza:



Albo filtrację dwupołówkową na dwóch diodach lub duodiodzie:



http://obrazki.elektroda.pl/7805622100_1342168655.png

Wtedy na zaciskach "zobaczymy":



Niestety, takie zasilanie wzmacniacza będzie powodowało nieakceptowalny, bardzo głośny "brum", należy dodać filtrację tego napięcia aby pulsacja i brum były mniejsze.
Nie polecam prostownika jednopołówkowego, wtedy trzeba stosować większe kondensatory, podczas gdy dzisiaj diody są bardzo tanie, i lepiej jest kupić 4 sztuki lub scalony mostek, niż większe kondensatory.
Przy prostowniku na diodach można zastosować jeden kondensator o dużej pojemności:


Obliczamy napięcie tętnień:
U1 = K * I / C
K = 0,005s Dla prostownika jednopołówkowego
K = 0,0015s Dla prostownika dwupołówkowego
I-prąd pobierany z zasilacza
C-pojemność kondensatora wyrażona w faradach.

Aczkolwiek dla uzyskania lepszej filtracji jest użyć filtru CRC lub CLC
Filtru CRC możemy użyć gdy potrzebne jest niższe napięcie niż za mostkiem, obliczamy go z prawa Ohma, tak aby napięcie zasilające wzmacniacz było odpowiednie, należy pamiętać o odpowiedniej mocy tego opornika.



Napięcie tętnień dla członu RC:
U2 = K * U1 / R*C
K = 0,0032s

Filtru CLC używamy gdy napięcie za mostkiem jest odpowiednie, a należy tylko je wygładzić.



Napięcie tętnień dla członu LC:
U2 = K5 * U1 / l * C
K = 0,00001 * S^2

Istnieje jeszcze układ z "elektronicznym dławikiem", czyli filtr aktywny.



Q1-IRF740
D1-FR207
DZ1- 9-12V
R1-100k
R2-1M
C1-47uf/450V.

Wszystkie wyżej przedstawione filtry można używać z prostownikiem lampowym, należy jednak pamiętać o maksymalnej dopuszczalnej pojemności bezpośrednio przy lampie, kondensatory za rezystorem, dławikiem lub aktywnym filtrem mogą być nieco większe.

Przy zamawianiu, projektowaniu TS należy wziąć pod uwagę:
Wzrost napięcia po wyprostowaniu, jest to:
-Bez obciążenia napięcie zmienne*1,41
-Po obciążeniu około 1,26*napięcie zmienne
Spadek napięcia na elemencie prostującym (diodach/lampie)

Przy projektowaniu zasilacza należy także uwzględnić rezystor rozładowujący kondensatory filtru.
Umiejscawiamy go równolegle do ostatniego kondensatora filtru.
Dobieramy go tak, aby moc na nim tracona była około 3/4 wartości maksymalnej, oraz aby prąd jaki przez niego płynie nie obciążał zbytnio zasilacza.
Można np. przyjąć, że w początkowej fazie na oporniku ma być tracone 1,5W.
Wtedy dla napięcia anodowego 250V będzie to:
1,5W/250V=6mA.
250V/6mA~47k.
Jeśli chcemy zastosować opornik 1W, lub zmniejszyć temperaturę w obudowie wartość tą możemy zwiększyć np. dwukrotnie, dzięki czemu moc tracona na oporniku będzie mniejsza.
0,75W/250V=3mA
250V/3mA~100k
Jeśli jednak pomimo wysokiego napięcia (250V) kondensatory będą miały dużą pojemność, a transformator będzie w stanie oddać prąd sporo większy od pobieranego przez wzmacniacz, warto go zwiększyć.

Przy jakichkolwiek pracach przy takim zasilaczu należy poczekać aż napięcie spadnie poniżej 24V.
Możemy je ostrożnie sprawdzić miernikiem z ustawionym górnym zakresem.

Myślę że to tyle, jeśli są jakieś błędy proszę pisać, postaram się poprawić


UWAGA: obecna wersja postu została poprawiona zgodnie z uwagami przedstawionymi w dalszej części dyskusji!!!

[sppp]

Jednak tak wyprostowane napięcie będzie pulsowało, oraz będzie to filtracja jednopołówkowa, czyli tylko przez połowę czasu na zacisku X1-2 będzie panowało napięcie dodatnie.

W.g. mnie powinno być prostowanie jednopołówkowe.

Do schematu z duodiodą przydałby się uzupełniający schemat z diodami krzemowymi. Dla zielonych.

Nie polecam prostownika dwupołówkowego, wtedy trzeba stosować większe kondensatory, podczas gdy dzisiaj diody są bardzo tanie, i lepiej jest kupić 4 sztuki lub scalony mostek, niż większe kondensatory.

Powinno być jednopołówkowego.

U1=K*i/c
K=5*10do-3s Dla prostownika jednopołówkowego
K=1,5*10do-3s Dla prostownika dwupołówkowego

Czepiam się, ale tak będzie czytelniej (dla zielonego):
U1 = K * I / C
K = 0,005 Dla prostownika jednopołówkowego
K = 0,0015 Dla prostownika dwupołówkowego
Takie zamiany wprowadziłbym również w pozostałych podanych wzorach, również ujednolicił zmienne we wzorach z zamieszczonymi rysunkami (ewentualnie dopisał wyjaśnienie). W takiej formie prawdopodobnie będą się pojawiały pytania "a co tam trzeba podstawić do tego wzoru"?

Filtr aktywny. D1 nie musi być FR207, spokojnie wystarczy (z okładem) 1N4007. Jesteś pewien wartości opornika R2? Jeśli tak to policz jakie napięcie będziesz miał na C1 jeśli na C2 będzie, powiedzmy 300V.

Dopiero przeczytałem wzmiankę o wzorach. Myślę, że tak proste wzory można zostawić w zwykłej, tekstowej formie, tylko porządnie przepisać.

[AndrzejJ]

Będzie mniejsze o spadek na tranzystorze, myślę że kilka wolt i nie jest to istotne.
No tak, w filtrze zamieniłem je kolejnością...

[dolphin123]

Dobry temat, na pewno wielu skorzysta.
Jeśli mogę zasugerować to przydałyby się informacje na temat doboru lamp (wstępnej i końcowej) pod względem wzmocnienia i oczywiście spasowanie transformatorów do danego układu. Wszystko w sieci jest, ale taka baza w jednym miejscu to idealna sprawa. Zahaczyłbym też o pomiary na oscyloskopie (dosyć przejrzyście były napisane na audiotonie).

[VacuumVoodoo]

Z polskich gniazdek możemy pobierać prąd o częstotliwości 50hz.
Oznacza to, że na zacisku X1-1 50 razy pojawi się "połówka" dodatnia oraz 50 razy połówka ujemna.
Podczas gdy na zacisku X1-1 będzie panowało napięcie ujemne, na zacisku X1-2 będzie panowało napięcie dodatnie.

Blad merytoryczny. Napiecie mierzymy miedzy tymi zaciskami. Inaczej mowiac, mierzymy roznice potencjalow miedzy nimi albo jeszcze inaczej, mierzymy napiecie na n.p. na zacisku X1-1 wzgledem X1-2. Experyment myslowy: co zobaczysz na zacisku X1-1 gdy zacisk X1-2 bedzie uziemiony zakladajac poprawnie podlaczony aparat pomiarowy n.p. oscyloskop? W/g tego co napisales powinien byc to górny pólokres (!?)

[AndrzejJ]

W przypadku wykresów opierałem się na "Z radiem i telewizją..." str. 36
Na zacisku X1-1 będzie normalna sinusoida.
Jako że połówka ujemna na zacisku X1-2 jest obcinana, to gdy na zacisku X1-1 będzie połówka dodatnia, ze względu na rezystancję oscyloskopu zacisk X1-2 będzie miał taki sam potencjał.
Ta sytuacja się zmienia gdy uziemimy zacisk X1-2, i wtedy względem ziemi będziemy widzieć sinusoidę.
Poprawiłem-
"Oznacza to, że napięcie względem zacisków będzie 50 razy dodatnie i 50 razy ujemne w ciągu jednej sekundy."
Chyba powinno być dobrze?

[VacuumVoodoo]

Zadna polowka sinusoidy nie jest obcinana. Bo niby czym?
Nowy eksperyment:
Kazdy zacisk referuj do masy/ziemi rezystorem np 100k.
Ogladaj oscyloskopem sygnal na zaciskach.
Co obserwujesz? Jest cos gdzies obciete?
Dalej, powoli zmniejszaj jeden z rezystorow az do 0 om. Co sie dzieje na zaciskach?
Publikacja na ktorej sie opierasz nie jest mi znana.
Podpowiedz: obiekt mierzony i aparat pomiarowy musza miec wspolny punkt wzgeldem ktorego wykonywany jest pomiar.
Dobrze by bylo gdybys potwierdzil swoje twierdzenia eksperymentem w rzeczywistosci, nie tylko myslowo. Rowniez czytajace zoltodzionby latwiej skojarza o co chodzi.
Podajac wzory matematyczne napisz rowniesz co oznaczaja symbole jak I, C, K itd.

[AndrzejJ]

Diodą?
Zmienna K jest podana pod każdym wzorem.

[VacuumVoodoo]

Jaka dioda? Ja caly czas jestem w Twoim pierwszym akapicie i pierwszym rysunku.

[AndrzejJ]

ok, mój błąd.
Na np. oscyloskopie zobaczymy sinusoidę, a nie pojedyncze połówki.
Niestety, póki co nie posiadam oscyloskopu, więc nie mam jak przeprowadzić eksperymentu

[Ghost]

Fajny pomysł z takim cyklem artykułów. Można by to może pocisnąć na triodke o ile jeszcze ona funkcjonuje.

[Teslacoil]

Proszę uzupełnić zaznaczenie węzłów na schematach.
Uważam, że należałoby już w tym miejscu uwzględnic konieczność stosowania rezystorów rozładowujących pojemności filtrujące.

[klik]

kilka wolt ...

kilka woltów

[Paniki]

Kibicuję autorowi tekstu. W końcu bym się zabrał za mój pierwszy lampowy wzmacniacz.
Zastanawiam się nad tym czy takie tematy by były oddzielne (każda część) czy w jednym temacie w oddzielnych postach.
W jednym temacie było by wszystko spójne, dobra nazwa tematu, czystość, a z drugiej strony w oddzielnych tematach odpowiedzi w postach by były bardziej uporządkowane. W sensie, że tu są wskazówki i porady do zasilacza, w innym o innych stopniach

Warto też dawać jakieś popularne lampy prostownicze, transformatory. Jakie napięcia występują/są potrzebne, żarzenie, anodowe itp

Czekam na więcej

[qdlaczian]

Wzmacniacz potrzebuje napięcia stałego, czyli takiego w którym na jednym zacisku cały czas będzie panowało napięcie dodatnie, a na drugim ujemne.

Tego jakoś nie potrafię ogarnąć, moim zdaniem "drugi" zacisk jest masą, ev. nie podano punktu odniesienia.
ja bym napisał jakoś tak: Wzmacniacz potrzebuje źródła prądu stałego, czyli takiego w którym wartość napięcia na zaciskach oraz kierunek przepływu prądu pozostają niezmienne.

Oczywiście to tylko propozycja.