5ц4м (союз)

Корпус самодельного УМЗЧ

После многих модификаций использовался корпус от ресивера. Выходные трансформаторы, сетевые, дроссели — разделены экранами из нержавеющей стали толщиной 1,5 мм. Двойные верхние панели из листовой стали 1,5 мм, внутренняя панель с цоколями ламп, монтажные планки, разъемы — все это покрыто внешней декоративной панелью. Кольца вокруг ламп изготовлены из стали и гальванически связаны с панелью. Корпус усилителя окрашен в красный металлик, частично лицевая и задняя панели — в черный. 

Как видно на рисунках, почти 80% пространства в корпусе усилителя занято блоком питания. По сравнению с некоторыми дешевыми заводскими конструкциями усилителей это хороший бескомпромиссный результат, обеспечивающий чистое воспроизведение низких частот даже при умеренном прослушивании. 

Несколько элементов источника питания установлены на верхней панели, такие как выпрямительные лампы, выпрямительные диоды и электролитические конденсаторы. Электролиты были частично сформированы при более низких напряжениях, они фактически являются новыми. 

Для механических работ требуется много ручной обработки, поэтому создание отверстий для ламповых основ во внутренней панели и создание более крупных отверстий во внешней панели для ламп требует больших усилий. Отверстия между двумя панелями должны быть выполнены строго по центрам. 

В верхней и нижней панелях много вентиляционных отверстий. Завершив работу в нижней части корпуса, можно взяться за сборку электроники на верхней панели усилителя. 

Установим силовые элементы для предусилителей и схемы управления на лампах 6H8C на монтажных планках. Для управления силовыми лампами КТ-88 использовались две упомянутые лампы на канал. Они подключены параллельно, одна 6H8C дает возможность правильно управлять выходными лампами KT-88.

На второй монтажной планке установлены элементы для индикаторов уровней мощности и двойные выпрямительные диоды 2 x 4 шт. BY228 / 1500 В, питающие выпрямительные кенотроны 5Ц3С, по одному на канал, в гибридной схеме. Две меньшие платы имеют 2 электролита 66 мкФ / 400 В и резисторы, выравнивающие напряжение (150 кОм). Электролиты — это первая ступень фильтрации выходного выпрямленного напряжения от кенотронов, которые питаются через дроссели 3,2 А / 0,6 А через многоконтактные разъемы 10 А для электролитных батарей, расположенных в нижней части корпуса. 

Принципиальная схема усилителя разделена на три части для ясности понимания работы. 

1. Гибридный блок питания. 
2. Схема входа, с разделителем фаз и управлением. 
3. Усилитель мощности звука.

Схема входного каскада с фазоинвертором

На катоде первого каскада последовательно использован проволочный потенциометр R54 / 220R для точного выставления рабочей точки лампы. В анодах последовательно использовались потенциометры PR-ki с керамической основой R29, R52 / 22K для точной регулировки напряжения на аноде. Эта опция устраняет искажения и оказывает большое влияние на качество звука. 

Обратная связь была сделана двухуровневой — коммутируемой. Резистор R53-100R, используемый между анодом 1 и сеткой 2, вставлен для эксперимента. Анодное напряжение на аноде ламп составляет от +180 до + 182 В, на катодах 4,6 В. При анодном напряжении + 200 В. Список элементов:

• 3 лампы 6H8С.
• Резисторы: потенциометры Альпс 100K, R2 — 470K, R3 — 2,2K, R4 — 680R, R5 — 10K, R7 — 10K, R8 — 22K, R9 — 2,2K, R10 — 2,2K, R11 — 4,72K / 5 Вт, R12 — 2,76K / 10 Вт, R13, R14 — 22K, R15, R16 — 47R, R17, R18 — 368R, R19 — 2,2K, R20, R21 — 47R, R22, R23 — 22K, R24 — 33K *, R29 — 3,3K, R37 — 2,2K, R47, R48, R49, R50 — 330K, R51 — 22K, R52 — 22K, R53 — 47 * до 100R *, R54 — 220R рег. 
• Конденсаторы: C3 — 0,22 мкФ / 1000 В SCR, C4, C5 — 10 мкФ / 470 В, C6 — 0,22 мкФ / 1000 В, C7, C8 — 0,22 мкФ / 1000 В, C9, C10 — 0,47 мкФ / 1000 В, C11 — 0,22 мкФ / 1000 В, C12 в обратной связи должны быть скорректирован на усмотрение или даже убран. 

Схема гибридного источника питания УНЧ

• Тороидальный сетевой трансформатор 500 Вт. 
• Дроссель 3.2 Гн / 0.6 A.
• Выпрямительная лампа 5Ц3С. 
• Высоковольтные диоды D1-D4 BY228 
• Резисторы R29-R36 — 150K, R25 — 100R. 
• Электролитические конденсаторы C13 — C14 — 66 мкФ / 400 В, C16 — C21 — 470 мкФ / 400 В, C15 — 0,22 мкФ / 1000 В.

Предоставляем данные обмоток сетевого трансформатора: 2 х 400 В / 0,4 А, 2 х 12 В / 3 А, 2 х 5 В / 4 А, 2 Х 6,3 / 6 А. Тороидальный сетевой трансформатор намотан на сердечник мощностью 500 Вт. Тороидальные выходные трансформаторы специально разработаны для триода, частотная характеристика 8 Гц — 84 кГц по уровню -3 дБ.

Схема имеет дополнительно фильтр подавления помех, плавный пуск, источник питания +12 В, задержку включения анодных напряжений с источником питания +12 В, ЖК-индикатор и источники питания светодиодов которые не будем описывать, чтоб не усложнять рассказ. 

Ввод усилителя в эксплуатацию

Нагрузим блок питания для одного канала тремя лампочками последовательно по 40 Вт, после включения питания система плавного пуска должна работать корректно. Разумеется анодный источник питания на выходном трансформаторе отключен путем удаления предохранителя, блок питания работает нормально, лампочки светились мягким светом. Затем, вставив все радиолампы для одного канала в гнезда, нагрузим выход усилителя резистором 6,8R / 50 Вт. Включим напряжение питания, лампы горят правильно, система задержки включения анодного напряжения работает правильно. Наблюдая за лампами и не чувствуя никакого запаха горения, можно провести измерения напряжения на БП. Анодное напряжение стабилизировалось на 430 В. 

После точного определения напряжения анод 1, анод 2, входной каскад катода 2, фазоинвертор, схема работает правильно. Другие системы, такие как драйвер и блок питания должны работать как положено.

Почему использовались ЖК-индикаторы для анодных напряжений, а не другое решение? Они занимают мало места, просто уже не хватало пространства для использования другого варианта

Очень важно отключить анодное напряжение после переключения в режим ожидания, не следует сразу же отключать усилитель от сети, поскольку высокое напряжение на анодах остается. 

ЖК-индикаторы отображают состояние разряда электролитических батарей конденсаторов и падение напряжения на аноде до нуля, после чего УНЧ можно смело отключить от сети.

Производители

Из-за своих хороших параметров, надежности и дешевизны, TL431 используется в различных технических решениях. Поэтому её производством занимаются многие зарубежных компаний. Существует даже полностью переведенный datasheet tl431 на русском от Texas Instruments (TI). А вот ссылки на некоторые даташит устройств продающихся в РФ: TI, ON Semiconductor, STMicroelectronics, Nexperia, HTC Korea, NXP Semiconductors. Есть еще изготовители этих изделий, но их трудно найти в российских магазинах. К ним относятся: Unisonic Technologies, Motorola, Fairchild Semiconductor, Diodes Incorporated, HIKE Electronics, Calogic, Sangdest Microelectronic (Nanjing), SeCoS Halbleitertechnologie GmbH, Hotchip Technology, Foshan Blue Rocket Electronics и др.

Впечатления от лампового звука триодов

Первые прослушивания были шокирующими: исключительная детализация звуковой сцены, высокие и средние тона кристально чистые! Бас удивил своей прозрачностью, эластичностью и мягкостью.

Усилитель можно слушать часами, он захватывает своим теплом, солидностью басового основания, тембром, чётким стерео сценического звучания. Качественный вокал реально может загипнотизировать слушателя, ведь качество усилителя — это не только сухие измеряемые значения. Ранее было несколько транзисторных усилителей среднего уровня, но их и близко нельзя сравнить с ламповыми. У ламп как будто есть дух, отражающий грацию, тонкость, мягкость записи. 

   

Усилитель на лампах KT88 в триодном режиме — это совершенно другое восприятие звука, имеющее существенное преимущество даже перед усилителями на лампах в ультралинейном режиме.

Схемы усилителей

МИКРОФОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С ЭКВАЛАЙЗЕРОМ

ГИБРИДНЫЙ УНЧ К НАУШНИКАМ

БЕСПРОВОДНОЙ ТЕРМОМЕТР С РАДИОКАНАЛОМ

Схемы включения TL431

Разберемся как работает TL431 на примере простейшей схемы стабилизации, состоящей из самого стабилитрона и одного резистора. К катоду подключается положительный, а к аноду отрицательный полюс питания. Для включения микросхемы, на её управляющий электрод подается опорное напряжение (V_ref). 

Если его значение будет больше 2.5 В, то стабилитрон почти сразу откроется и начнет пропускать через себя ток (I_KA), которым можно запитать соответствующую нагрузку. Его значение будет расти вместе с повышением уровня V_{in .} I_KA можно определить по формуле I_KA = (V_in— V_ref)/R_. При этом, выходное напряжение схемы будет стабилизировано на уровне опорного (V_КА = V_ref), не превышающего 2.5 В и независимо от подаваемого на входе V_in.

Расчет параметрической схемы стабилизации

Для получения на выходе микросхемы большего по величине напряжения (вплоть до 36 В), к её управляющему электроду дополнительно подсоединяют резистивный делитель. Он состоит из двух резисторов (R₁ и R₂) подключаемых между катодом и анодом. В этом случае внутреннее сопротивление стабилитрона возрастает на (1 + R₁/R₂) раз.

Для расчета схемы стабилизации на TL431 необходимы начальные данные о входном(V_IN) и выходном (V_КА) напряжениях, а также токах: стабилизации (I_KA) и нагрузки (I_L). Имея эти данные можно рассчитать значения других электронных компонентов, представленных на рисунке ниже.

Выходное напряжение и номиналы сопротивлений связаны между собой следующей формулой V_КА= V_{ref *}(1 + R₁/R₂)+ I_{ref *}R₁. Где V_ref = 2495 мВ и I_ref = 2 мкА -это типовые величины, они указаны в электрических параметрах из даташит на устройство.

Сопротивление R1 также можно взять из datasheet. Чаще всего берут с номиналами от 10 до 30 кОм. Значение R1 ограничено небольшим опорным током (I_ref = 2 мкА), которым часто пренебрегают для расчетов схем стабилизации на TL431. Поэтому для вычисления значения R2, без учета I_ref, можно использовать следующую формулу R2=R1/((V_КА/V_ref)-1).

Регулировка напряжения стабилизации

Для построения схем с возможностью ручной регулировки напряжения на выходе, вместо обычного R1 ставят потенциометр. Номинал ограничительного резистора R, оказывающего сопротивление току на входе (I_IN), рассчитывают по формуле R=(V_IN-V_КА)/ I_IN. Здесь I_IN = I_KA+ I_L.

Несмотря на достоинства микросхемы TL431, есть у неё и весьма существенный недостаток– это маленький ток в нагрузке, который она способна выдержать. Для решения этой проблемы в схему включают мощные биполярные или полевые транзисторы.Примеры различных схем на основе стабилитрона TL431 можно посмотреть в следующем видео.

Стабилизатор тока на lm317, lm338, lm350 для светодиодов

В последнее время интерес к схемам стабилизаторов тока значительно вырос. И в первую очередь это связано с выходом на лидирующие позиции источников искусственного освещения на основе светодиодов, для которых жизненно важным моментом является именно стабильное питание по току. Наиболее простой, дешевый, но в то же время мощный и надежный токовый стабилизатор можно построить на базе одной из интегральных микросхем (ИМ): lm317, lm338 или lm350.

Datasheet по lm317, lm350, lm338

Прежде чем перейти непосредственно к схемам, рассмотрим особенности и технические характеристики вышеприведенных линейных интегральных стабилизаторов (ЛИС).

Все три ИМ имеют схожую архитектуру и разработаны с целью построения на их основе не сложных схем стабилизаторов тока или напряжения, в том числе применяемых и со светодиодами. Различия между микросхемами кроются в технических параметрах, которые представлены в сравнительной таблице ниже.

Диапазон значений регулируемого выходного напряжения	1,2…37В	1,2…33В	1,2…33В
Максимальный показатель токовой нагрузки	1,5А	3А	5А
Максимальное допустимое входное напряжение	40В	35В	35В
Показатель возможной погрешности стабилизации	~0,1%	~0,1%	~0,1%
Максимальная рассеиваемая мощность*	15-20 Вт	20-50 Вт	25-50 Вт
Диапазон рабочих температур	0° — 125°С	0° — 125°С	0° — 125°С
Datasheet	LM317.pdf	LM350.pdf	LM338.pdf

* — зависит от производителя ИМ.

Во всех трех микросхемах присутствует встроенная защита от перегрева, перегрузки и возможного короткого замыкания.

Lm317, самая распространенная ИМ, имеет полный отечественный аналог — КР142ЕН12А.

Выпускаются интегральные стабилизаторы (ИС) в монолитном корпусе нескольких вариантов, самым распространенным является TO-220. Микросхема имеет три вывода:

1. ADJUST. Вывод для задания (регулировки) выходного напряжения. В режиме стабилизации тока соединяется с плюсом выходного контакта.
2. OUTPUT. Вывод с низким внутренним сопротивлением для формирования выходного напряжения.
3. INPUT. Вывод для подачи напряжения питания.

Схемы и расчеты

Наибольшее применение ИС нашли в источниках питания светодиодов. Рассмотрим простейшую схему стабилизатора тока (драйвера), состоящую всего из двух компонентов: микросхемы и резистора. На вход ИМ подается напряжение источника питания, управляющий контакт соединяется с выходным через резистор (R), а выходной контакт микросхемы подключается к аноду светодиода.

Если рассматривать самую популярную ИМ, Lm317t, то сопротивление резистора рассчитывают по формуле: R=1,25/I0 (1), где I0 – выходной ток стабилизатора, значение которого регламентируется паспортными данными на LM317 и должно быть в диапазоне 0,01-1,5 А. Отсюда следует, что сопротивление резистора может быть в диапазоне 0,8-120 Ом. Мощность, рассеиваемая на резисторе, рассчитывается по формуле: PR=I02×R (2). Включение и расчеты ИМ lm350, lm338 полностью аналогичны.

Полученные расчетные данные для резистора округляют в большую сторону, согласно номинальному ряду.

Постоянные резисторы производятся с небольшим разбросом значения сопротивления, поэтому получить нужное значение выходного тока не всегда возможно. Для этой цели в схему устанавливается дополнительный подстроечный резистор соответствующей мощности. Это немного увеличивает цену сборки стабилизатора, но гарантирует получение необходимого тока для питания светодиода. При стабилизации выходного тока более 20% от максимального значения, на микросхеме выделяется много тепла, поэтому ее необходимо снабдить радиатором.

Онлайн калькулятор lm317, lm350 и lm338

Допустим, необходимо подключить мощный светодиод с током потребления 700 миллиампер. Согласно формуле (1) R=1,25/0,7= 1.786 Ом (ближайшее значение из ряда E2—1,8 Ом). Рассеиваемая мощность по формуле (2) будет составлять: 0.7×0.7×1.8 = 0,882 Ватт (ближайшее стандартное значение 1 Ватт).

На практике, для предотвращения нагрева, мощность рассеивания резистора лучше увеличить примерно на 30%, а в корпусе с низкой конвекцией на 50%.

Кроме множества плюсов, стабилизаторы для светодиодов на основе lm317, lm350 и lm338 имеют несколько значительных недостатков – это низкий КПД и необходимость отвода тепла от ИМ при стабилизации тока более 20% от максимального допустимого значения. Избежать этого недостатка поможет применение импульсного стабилизатора, например, на основе ИМ PT4115.

Преимущества и недостатки УНЧ на лампах

1. Ламповые усилители характеризуются высокой линейностью, благоприятным распределением нелинейных искажений по отдельным гармоникам, что равносильно приятному согреванию звука. 
2. Слушатель меньше реагирует на четные гармоники и эффект усиливается, маскируя нечетные гармоники меньшего значения четными, более высокого значения. 
3. Распределение искажений в различных уровнях мощности является более благоприятным, чем в случае обычно используемых транзисторных схем. 

Недостатком ламповых УНЧ является то, что они работают с низким током покоя, это вызывает большие искажения при самой низкой мощности. Ламповые усилители высшего класса обычно работают в классе A или AB с высоким током покоя. Ламповые схемы имеют плавный переход к диапазону перегрузки. Недостатками ламповых усилителей являются высокое энергопотребление, использование дорогих компонентов высокого класса, таких как 
выходные трансформаторы, конденсаторы, высокая общая цена и вес усилителя.

Связанные материалы

Триоды 6C2C, 6C4C…
Еще две октальные лампы. Один триод в одном баллоне. Очень хороши в звуке. Считаются…

Простой ламповый стереоусилитель 6Н2П+6П14 в корпусе усилителя «Радиотехника У-101″…
Первым удачным ламповым опытом в моей радиолюбительской жизни стал этот усилитель на лампах…

Конструкции на элементах цифровой техники. Фромберг Э. М….
Фромберг Эдуард Михайлович Конструкции на элементах цифровой техники. — М.: Горячая линия-Телеком,…

SE Усилитель “Trancemaster”. Схема А.И. Манакова с автосмещением…
Схема не нова и много раз была опубликована в радиолюбительских журналах и в Интернете. Несмотря на…

Итоги голосования по статьям за январь 2011…
Уважаемые сограждане-датагорцы! Закончилось голосование по январским статьям. Результаты ниже. 1…

Современный станок с ЧПУ. А. Ловыгин, А. Васильев, С. Кривцов…
От автора А. А. Ловыгина: Ни для кого не секрет, что на полках отечественных книжных магазинов…

Ламповый аудиоусилитель SE на 6Н9С и EL34…
Приветствую сограждан-датагорцев! Представляю вашему вниманию отчет по сборке усилителя на…

5Ц4… Вот они, “пять це четыре”, прежней техники кумир…
Разбирая старые бумаги, нашел я листок со стишками. Вспомнились давние годы: институтский склад…

А.П. Семьян — 500 схем для радиолюбителей — Источники питания…
Книга продолжает ряд тематических изданий в серии «Радиолюбитель». В ней представлены самые…

Мой первый усилитель. TDA2030 + TDA1524 в корпусе спутникового декодера…
У меня давно появилось желание собрать усилитель, пусть простой, но своими руками. Привлекает сам…

Силовая электроника. От простого к сложному. Семенов Б.Ю. 2005…
Почитай, друг! Почерпнешь из этой книги что-нибудь интересное, новое, а может освежишь в памяти…

Радиолюбителям: полезные схемы. Книга 3. Шелестов И.П….
Радиолюбителям: полезные схемы. Книга 3. Шелестов И.П. Издательство: Солон-Р Год: 2000 Страниц: 230…

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

Внимание! 800 рублей для новичков на Aliexpress Регистрируйтесь по нашей ссылке. Если вы впервые на Aliexpress — получите 800.00₽ купонами на свой первый заказ.. Цифровой осциллограф DSO138

Кит для сборки

Цифровой осциллограф DSO138. Кит для сборки

Функциональный генератор. Кит для сборки

Настраиваемый держатель для удобной пайки печатных плат

Роман (romzone)
Россия Нижний Новгород
Список всех статей

Профиль romzone

Родился 24 августа 1985 года.Окончил педагогический вуз и автотранспортный техникум.В данный момент работаюс с платежными терминалами, ремонтирую их, пишу для них программы, совершенствую.Радиоэлектроникой увлекаюсь с детства, спасибо деду.На этот сайт привел интерес к ламповым усилителям.

Схема усилителя мощности в режиме триода

• Лампы 2х KT88 от Светлана.
• Резисторы: R38, R39 — 330K, R40 — 2,2K, R41, R42 — 470R / 10 Вт керамика. R43 — 2,2K, R44, R45 — 100R, R46 — 220R / 6 Вт.
• Конденсаторы: C22, C23 — 100 мкФ / 250 В Rubicon, C24 — 0,22 мкФ / 1000 В.

Боковые разъемы для каналов LR имеют измерительные выводы практически для всех рабочих точек усилителя. После подключения главной платы к разъемам с нижней стороны блока питания, верхнее шасси не может быть перевернуто для проведения измерений из-за коротких проводов к разъемам. Тут использовались короткие кабели, чтобы они не создавали различных взаимных помех, поэтому измерение напряжений контрольных точек возможно и удобно после снятия только крышки корпуса, без поворота верхнего шасси. 

Пример стабилизации напряжения на LM317

Допустим надо подать на микросхему 12 вольт и отрегулировать его до 5. Исходя из формулы, приведенной выше, для того, чтобы LM317 выдал 5 вольт и выступал в роли регулятора напряжения, значение R₂ должно быть 720 Ом.

Соберите указанную выше схему. Затем с помощью мультиметра проверьте выходное напряжение, поместив его щупы на конденсатор емкостью 1 мкФ. Если схема собрана правильно, то на её выходе будет около 5 вольт.

Теперь замените резистор R₂ и установите на его место номинал со значением 1,5 кОм. Теперь на выходе должно быть около 10 В. Это преимущество этих миросхем. Вы можете настроить их на любое напряжение в пределах диапазона, указанного в его характеристиках.

Принцип работы

Соберем простой стабилизатор напряжения используя LM317 согласно схеме.

Подключим на вход V_in источник постоянного питания. Как уже было написано ранее, к этим контактам надо подать входное напряжение, которое микросхема затем понизит в зависимости от нагрузки. Оно должно быть больше, чем на выходе.

Допустим используя эту схему надо получить 5 В нагрузке. Следовательно, на вход V_in надо подать больше чем 5 вольт. Как правило, если микросхема LM317, не является регулятором с малым падением надо, чтобы входное напряжение примерно на 2 вольта было выше выходного. Поскольку мы хотим 5 вольт на выходе, мы подадим к регулятору 7 вольт.

Контакт Adj позволяет отрегулировать напряжение на выходе до уровня, который мы хотим.Рассчитаем, какое значение сопротивления R₂ даст на выходе устройства 5 вольт. Используя формулу для выходного напряжения можно узнать значение сопротивления R₂.

Так как сопротивление R₁ равно 240 Ом, а выходное напряжение равно 5 В, то R₂ согласно формуле будет равно 720 Ом.  Таким образом, при значении R₂ =720 Ом, LM317 будет выдавать 5 В, при подаче на её вход более 5 Вольт.

Драйвер тока

Драйвер тока (LED Driver) поддерживает ток и напряжение в цепи нагрузки в независимости от поданного на него постоянного питания. Известно, что светодиод является полупроводниковым прибором, который следует запитать током, указанным в характеристиках светодиода.

Используя схему стабилизации как показано в DataSheet  можно собрать на LM317 простую схему драйвера тока.

Для ее работы зная потребляемый светодиодом ток, необходимо подобрать сопротивление подстроечного резистора R₁. У маломощных светодиодов ток потребления составляет порядка 20 мА или 0,02 А. Для подбора необходимого сопротивления используют формулу, где I_out это ток на выходе микросхемы, необходимый для питания светодиодов.

Используя формулу, получаем значение номинала резистора с сопротивлением 62.5 Ома. Для избежания перегрева микросхемы подбирают необходимую мощности резистора по формуле.

Собрав схему и подав питание, получают простейший драйвер стабилизации тока для светодиодов.  Светодиод будет включаться, с требуемой яркостью, которая не будет зависеть от поданного постоянного питания на вход микросхемы.

Номинал необходимого резистора R₁, можно подобрать, используя обычный подстроечный проволочный резистор на сопротивление 0.5 кОм. Для этого сначала проверяют его сопротивление между среднем и любым из крайних выводов. С помощью мультиметра, вращая регулирующий стержень,  добиваемся значения сопротивления 500 Ом, чтобы не сжечь подключенный светодиод при включении.

Затем подключают в схему со светодиодом. Чтобывыбрать подходящий номинал резистора, после подачи питания изменяют сопротивление подстроечного резистора до требуемого тока светодиода.

Онлайн-калькулятор

Для расчета параметров радиоэлементов в схемах с LM317 в сети интернет существует множество онлайн-калькуляторов:

• для расчета резистора R2, при известном выходном напряжении и сопротивлении резистора R1;
• для вычисления напряжения на выходе стабилизатора, при известном сопротивлении двух резисторов (R1 и R2);
• для расчета сопротивления и мощности резистора, при известном значении силы тока на выходе микросхемы и др.