|
Так как диоды, рассчитанные на высокое обратное напряжение (которое может достигать 1700 В при применении силового трансформатора,
используемого в рассматриваемом примере) не являются широко распространенными компонентами, то в высоковольтном источнике
питания с дроссельным сглаживающим фильтром используются три последовательно включенных выпрямительных диода, позволяющие
троекратно увеличить значение максимально допустимого обратного напряжения VRRM каждого из них. Однако,
при этом необходимо использовать выравнивающие напряжения конденсаторы, включенные параллельно каждому диоду, для того, чтобы
обеспечить приложение к ним равных по величине обратных напряжения. Аргументы для такого подхода совершенно аналогичны тем,
которые использовались при рассмотрении действия выравнивающих напряжения резисторов при последовательном включении электролитических
конденсаторов. Выпрямительные диоды включены последовательно, следовательно, по ним протекает одинаковый по величине ток,
поэтому можно принять, что одинаковый ток обеспечит одинаковые по величине заряды (Q = It). Обратное напряжение,
которое будет приложенное к каждому из диодов, во многом определяется величиной барьерной емкости его перехода в момент выключения
(Q = CV), а также удельным сопротивлением самого перехода (влияющим на рассасывание неосновных носителей
в переходе при выключении диода), однако эти значения могут изменяться от элемента к элементу, что будет приводить к изменениям
в величине обратного напряжения. Автор произвел замеры емкости Сreverce диодов серии STTA512D,
которое составило порядка 600 мкФ. С целью подавить влияние от возможного разброса этой величины используются пленочные пластиковые
шунтирующие конденсаторы с емкостью 10 нФ, которые должны гарантировать, что ни на одном из выпрямительных диодов величина
обратного напряжения не превысит значения максимально допустимого обратного напряжения VRRM.
Рис. 6.48 Принципиальная схема улучшенного источника питания µ-повторителя блока частотной коррекции
RIAA каскада предусилителя
При выключении диодов через них проходит ток утечки (обратный ток диода), оцениваемый значением в несколько миллиампер.
С другой стороны, это явление можно было бы рассматривать, как схему параллельного включения идеального по своим
характеристикам диода с сопротивлением утечки. После того, как диоды оказались включенными последовательно, принцип действия
делителя напряжения мог бы вызвать появление на неуравновешенных по величине сопротивлениях утечки падения напряжений, которые
могли бы превысить по величине максимально допустимые значения обратного напряжения VRRM диодов. Проблема
может быть решена либо путем согласования по величине токов утечки используемых в схеме диодов, либо включением резистора
параллельно каждому диоду, который пропускал бы ток, в несколько раз превышающий ожидаемый ток утечки. В рассматриваемой
схеме к каждому из диодов в закрытом состоянии приложено напряжение 589 В, поэтому через резистор с сопротивлением 1 МОм
протекает ток величиной 589 мкА, который намного превосходит ток утечки диода. К сожалению, каждый резистор должен иметь
мощность рассеяния 2 Вт, бесполезно выделяя ее в виде тепла.
Компенсация разбаланса сопротивлений полуобмоток трансформатора, имеющих отвод от средней точки
Трансформатор, обмотки которого имеют отвод от средней точки, позволяют экономить на количестве диодов и шунтирующих
конденсаторах для выпрямителя, но добавляют новые проблемы. Обмотки трансформаторов, в которых выполнен отвод от средней
точки, наматываются на каркасе одна на другую, поэтому диаметр внешней полуобмотки всегда несколько больше, чем расположенной
внутри, что приводит к несколько большему значению сопротивления этой полуобмотки из-за более длинного провода. Если не
учесть разницу в величинах сопротивлений полуобмоток и не компенсировать ее введением внешнего добавочного сопротивления
к внутренней полуобмотке трансформатора, то на выходе выпрямителя появится составляющая пульсаций, имеющая частоту сетевого
питания, которая при этом не будет достаточно хорошо ослабляться последующим сглаживающим фильтром, рассчитанным на фильтрацию
составляющей с удвоенной частотой сети. Этот факт является достаточно неприятным, однако, добавление в схему недорогого
резистора, выравнивающего значения сопротивлений обмоток, устраняет этот дефект.
Примечание 1. Задержка включения высокого напряжения (нормально разомкнутые контакты реле) составляет: 41с, при
частоте сетевого питания 50 Гц, 34 с при частоте сетевого питания 60 Гц.
Задержка времени включения цепей прохождения звукового сигнала (нормально-замкнутые контакты реле): дополнительно 2с
к времени задержки подачи высоковольтного напряжения.
Примечание 2. Как транзистор MJE340, так и интегральный стабилизатор напряжения 317Т серии должны монтироваться
с соблюдением тщательной электрической изоляции на соответствующих теплоотводящих радиаторах. В качестве радиаторов можно,
например, использовать алюминиевый уголок с толщиной стенки 3 мм.
Примечание 3. Ток подогревателей катодов в режиме пониженного энергопотребления: 234 мА; сопротивление
холодной нити накала: 24 Ом; напряжение холодной нити накала: 5,6 В; мощность, выделяющаяся в интегральной микросхеме 317Т
серии: 6,9 Вт.
Примечание 4. Напряжение накала в режиме пониженного энергопотребления: 16 В; мощность, выделяющаяся в
интегральной микросхеме 317Т серии: 4,4 Вт. Ток разогретых нитей накала: 300 мА; напряжение накала при разогретых катодах:
25,2 В; мощность, выделяющаяся в интегральной микросхеме 317Т серии: 2,9 Вт
Примечание 5. Для обеих логических интегральных микросхем обязательно подключение керамических конденсаторов
100 нФ между выводами 0 В и +5 В.
Схема задержки включения высоковольтного напряжения
В самом начале ламповые выпрямители рассматривались в качестве примера плавного включения ламповых электронных
схем (поскольку разогрев вакуумных диодов — кенотронов требует определенного времени). Однако ламповые выпрямители являются
дорогостоящими. В отличие от них схемы с использованием полупроводниковых выпрямителей проще, но они обычно подают высоковольтное
напряжение в ламповую схему до того, как последняя оказывается подготовленной к работе.
Как и прежде, для того, чтобы плавно подать напряжение питания на высоковольтный трансформатор (что автоматически обеспечит
и плавную подачу выпрямленного высокого напряжения в анодные цепи ламп питаемого усилителя), используется твердотельное
переключающее реле. Данное реле обеспечивает задержку включения порядка 41с, которая позволяет катодам прогреться от температуры,
характерной для режима пониженного энергопотребления, до ее рабочего значения.
Дополнительно к этому обеспечивается выходной сигнал для управления реле, у которого нормально замкнутые контакты включены
параллельно входу соответствующего предусилителя. Напряжение на реле подается примерно через 2с после того, как подано высоковольтное
напряжение. При выключении питания, это реле замыкает контакты в самом начале падения питающего напряжения. Таким образом,
предотвращается появление низкочастотных импульсных помех при включении и выключении, которые могли бы повредить транзисторы,
если таковые имеются во вспомогательных цепях усилителя, а также проявились бы в виде щелчков в громкоговорителях.
Рассмотрим работа схемы задержки. Напряжение низковольтного трансформатора выпрямляется по простейшей однополупериодной
схеме (используя один из диодов моста низковольтного выпрямителя) и через резистор с сопротивлением 30 кОм (чтобы снизить
постоянную составляющую выпрямленного этой схемой тока, протекающего по обмотке трансформатора) подается на логическую схему.
Импульсное напряжение, имеющее частоту 50 Гц, ограничивается по амплитуде до значения примерно 5 В с использованием стабилитрона,
имеющего рабочее напряжение 4,7 В. Конденсатор, имеющий емкость 10 нФ, фильтрует высокочастотные шумы, которые
в противном случае заставляли бы ложно запускаться счетчик импульсов, выполненный на логической интегральной микросхеме
серии 4040. Состояние выхода QL счетчика 4040 изменяется от уровня логического нуля (низкий уровень 0
В) до уровня логической единицы (высокий уровень 5 В) после каждых 2048 импульсов (период колебаний импульсного сигнала равен
периоду колебаний синусоидального напряжения сетевого питания, поскольку схема выпрямления однополупериодная). Нарастающий
фронт положительного импульса инициирует во включенной за ним интегральной микросхеме 74 D-типа подачу логической единицы
с ее входа D на выход Q, что, в свою очередь, обеспечивает подачу напряжения на реле высоковольтного напряжения.
Одновременно с этим сигнал с выхода Q высоковольтного реле поступает на вход D второй половины интегральной микросхемы
74 D-типа. Однако, оно но не поступит на выход этой микросхемы до тех пор, пока состояние выхода QH счетчика
4040 опять не изменится с уровня логического нуля до уровня логической единицы, что произойдет только по истечении времени,
равному 128 периодам колебаний сетевого напряжения. Инвертирующий выход Q используется для включения транзистора
типа ВС558В, питающего реле (одного или нескольких), закорачивающих цепи прохождения звукового сигнала на входе усилителя.
Реле должны шунтироваться диодами, чтобы предотвратить появление противодействующих (обратно-индуцированных) выбросов, способных
повредить задающие транзисторы.
|
