|
Источник (блок) электропитания представляет собой устройство, которое преобразует напряжение одного вида (обычно переменное
напряжение осветительной сети) в другое, более подходящее по своим параметрам для снабжения электроэнергией какого-то конкретного
блока или части устройства.
Для ламповых усилителей являются необходимыми, как источники постоянного высоковольтного напряжения, так и один, либо
даже несколько блоков, осуществляющих питание цепей накала ламп, в которых могут использоваться напряжения как постоянного,
так и переменного тока. Достаточно часто для питания как предусилительных каскадов, так и усилителя мощности используется
единый блок питания, который часто входит в состав усилителя мощности, однако такой вариант вовсе не является обязательным.
Будут рассмотрены основные блоки, входящие в состав источника питания, примеры расчета таких блоков, затем
будет рассмотрен пример проектирования схем двух блоков питания, используемых на практике.
Существует два принципиальных подхода к проектированию схем источников питания, в соответствии с которым их можно разделить
на два основных класса: линейные (непрерывные) и импульсные (рис. 6.1).
В импульсном источнике питания переменное напряжение сети, прежде всего, выпрямляется, затем преобразуется в высокочастотное
напряжение, имеющее частоту, как правило, превышающую 50 кГц, после этого оно повышается или понижается до необходимого
значения с использованием трансформаторов, потом оно выпрямляется и сглаживается. Стабилизация значения напряжения является
существенной частью любой схемы импульсного преобразования. Импульсные блоки питания
характеризуются небольшими габаритами (поскольку трансформация напряжения происходит на высоких частотах, а не
на 50 Гц), малым весом и высоким КПД. Их разработка является очень специфичной, ранние модели импульсных источников питания
характеризовались очень высоким значением высокочастотных шумов. Однако последние разработки, удовлетворяющие требованиям
современных стандартов по уровню электромагнитных радиопомех, EMI, характеризуются на удивление низким уровнем шумов и могут
быть с успехом использованы в блоках питания, применяемых даже в цепях подогревателей ламп.
Рис. 6.1 Сравнение блок-схем линейного и импульсного источников питания
В противоположность импульсным источникам питания в линейных блоках сетевое напряжение промышленной частоты, чаще всего
50 Гц, с использованием массивного силового трансформатора, прежде всего понижается или повышается до необходимого значения.
Затем включается ламповый или полупроводникового выпрямитель, совместно с которым используются сглаживающие конденсаторы
большой емкости, либо еще большие по габаритам дроссели, сглаживающие пульсации, Наконец, выпрямленное и сглаженное напряжение
поступает на необходимые схемы стабилизаторов. Линейные блоки питания очень массивные, у них очень маленький КПД, но при
проектировании они требуют выполнения очень несложных расчетов и отличаются очень низким уровнем шумов. В ламповых усилителях
используется громадное количество таких блоков питания, поэтому необходимо представлять основные проблемы и нюансы, возникающие
при их проектировании.
Как правило, процесс проектирования источника питания ведется от обратного, то есть исходят из требований, предъявляемых
к выходных характеристикам и параметрам отдельных элементов и цепей. Так как источник питания проектируется, чаще всего,
после завершения расчета усилительных каскадов, то существует превратное представление думать о них, как оставленных, как
бы «на потом». Более того, некоторые промышленно изготовленные образцы так и несут на себе печать этого сложившегося в
массовом сознании стереотипа. Однако при начале проектирования блока питания необходимо очень четко представить себе, что
усилитель, по сути дела, представляет собой модулятор, который управляет потоком энергии, передаваемой от источника питания
в нагрузку. Если качество источника питания будет неудовлетворительным, то даже самый тщательно спроектированный усилитель
превратится в никому не нужный утиль.
|
