Стабилизаторы анодного напряжения и накала на IRF840 и LMxxx

Модератор: Radiomann

Ответить
IG_58
Сообщения: 2231
Зарегистрирован: Вт дек 25, 2012 5:36 pm
Откуда: Германия

Стабилизаторы анодного напряжения и накала на IRF840 и LMxxx

Сообщение IG_58 » Сб июл 18, 2015 10:08 pm

Я тут вот за пару дней сделал очень неплохой, как оказалось, стабилизатор анодного напряжения.

В основу схемы положены идеи от National Semiconductor, в своё время разработвашей LM317, а также опыт нескольких коллег, успешно применивших подобную схемотехнику.

В итоге удалось применить хорошую, хотя и несколько устаревшую микросхему LM317 aka КР142ЕН12А для стабилизации анодного напряжения 250В, использовав все ее преимущества.

Выходное напряжение стабилизатора фиксируется делителем R3 - R4 на уровне 250В. Оно очень стабильно. На протяжении часа я тестировал стабилизатор с разными нагрузками (лампочками на 15 и 25 ватт, разными резисторами) и без них, и выходное напряжение менялось всего на 0,1 - 0,2 вольта, т.е., на уровне разрешающей способности цифрового вольтметра. Пульсаций выходного напряжения с частотой 100Гц не было обнаружено.

В принципе, никто не мешает поднять напряжение и ток нагрузки стаба до нужного уровня, ограниченого только максимально допустимыми параметрами компонентов.

Схема выглядит следющим образом:

Изображение

Первый каскад представляет собой истоковый повторитель на мощном MOSFET'е IRF840, широко известном по т.н. "электронным дросселям" (или любой другой мощный MOSFET с аналогичными параметрами). Его нагрузкой является второй каскад, собственно, стабилизатор на LM317. Поскольку у этой микросхемы разница между входным и выходным напряжениями ограничена величиной 40В, два стабилитрона Z2 и Z3 ограничивают дифференциальное напряжение на LM317 уровнем 30В, стоят на страже и защищают микросхемы от превышения этого напряжения.

Резистор R2 ограничивает максимальный ток нагрузки величиной примерно 110мА. В принципе, его номинал в некоторых пределах можно изменить, при этом изменится уровень ограничения тока нагрузки.

Диоды D1, D2, D3 и стабилитрон Z3 защищают цепи стабилизатора. Цепочка C2R5 - это т.н "cнаббер", защищающий цепи стабилизатора от импульсных нагрузок. Таким образом, полупроводники защищены со всех сторон. Резистор R6 обеспечивает необходимый для нормальной работы LM317 ток холостого хода, равный примерно 6,4 мА (по паспорту он должен быть не менее нескольких мА).

Резистор R4 составлен из трех 10-ваттных керамических резисторов по 10к, которые ощутимо нагреваются.

Нагрузку полезно подключить через плавкий предохранитель с номиналом 0,2А.

Конструкция стаба представляет собой сэндвич размерами 125 х 60 х 65 мм, сверху смонтированы два небольших радиатора для IRF840 и LM317:

Изображение

Стаб держит нагрузку от 0 до 110мА, после 110мА начинает работать ограничивающий резистор R2. После часа работы на нагрузку 70мА оба радиатора хорошо теплые, но не горячие.

Хорошая схема получилась, рекомендую.
Последний раз редактировалось IG_58 Чт июл 23, 2015 10:47 am, всего редактировалось 2 раза.
Игорь.

Аватара пользователя
Radiomann
Сообщения: 8043
Зарегистрирован: Чт мар 03, 2011 11:02 pm

Сообщение Radiomann » Вс июл 19, 2015 1:04 am

Отлично Игорь! Я уже не однократно искал подобную схему, но до сих пор ничего приличного не попалось. А тут вот пожалуйста.
Очень полезная конструкция!
Кутник Фёдор Фридрихович.
Ищу заднюю крышку VEF-Spidola или Spidola. Можно корпус-донор.

https://www.youtube.com/watch?v=65jaKGOuNs0
https://www.youtube.com/watch?v=ovkn_8sFfes

IG_58
Сообщения: 2231
Зарегистрирован: Вт дек 25, 2012 5:36 pm
Откуда: Германия

Сообщение IG_58 » Вс июл 19, 2015 10:26 am

Спасибо, Федор!
Размышляю, не сделать ли еще один каскад - "электронный дроссель", который бы включался перед этим стабом. Это дало бы плавное нарастание напряжения в момент включения и улучшило бы фильтрацию (хотя, и так хорошая фильтрация).
Игорь.

Аватара пользователя
Radiomann
Сообщения: 8043
Зарегистрирован: Чт мар 03, 2011 11:02 pm

Сообщение Radiomann » Вс июл 19, 2015 12:01 pm

Да, я бы тоже так сделал.
Считаю что плавное нарастание анодного напряжения очень позитивно сказывается на долговечности ламп, хотя имеются и противники этому мнению.
Кутник Фёдор Фридрихович.
Ищу заднюю крышку VEF-Spidola или Spidola. Можно корпус-донор.

https://www.youtube.com/watch?v=65jaKGOuNs0
https://www.youtube.com/watch?v=ovkn_8sFfes

Аватара пользователя
VASILI
Сообщения: 3621
Зарегистрирован: Сб сен 18, 2010 10:00 pm
Откуда: Молдова

Сообщение VASILI » Вс июл 19, 2015 12:32 pm

IG_58 писал(а): плавное нарастание напряжения
А если в затвор конденсатор? Три корпуса - немного многовато.
А что, если полевик вообще исключить? Короче, обязательно опробую схему. Стабилизация анодного довольно полезная весчь. Особенно у нас. Напряжение в сети бегает порой в течение суток с разницей в 50v.
Правда, в этом случае полезно бы дополнить ее и схемой стабилизации накала.
Да, еще один вопросик, не очень знаком с работой LM-317 - зачем такая мощность R4? И зачем нужен R5. С2 и без него можно...или нет?
Куплю клавиатуру для ноутбука
ASUS Eee PC1015BX

IG_58
Сообщения: 2231
Зарегистрирован: Вт дек 25, 2012 5:36 pm
Откуда: Германия

Сообщение IG_58 » Вс июл 19, 2015 1:14 pm

Radiomann писал(а):Да, я бы тоже так сделал.
Считаю что плавное нарастание анодного напряжения очень позитивно сказывается на долговечности ламп, хотя имеются и противники этому мнению.
Вот я не убежден в том, что это дает какой-то заметный эффект. Схемы плавного увеличения анодного напряжения нет ни в одном известном мне ламповом приемнике или приборе или даже таком энергонасыщенном приборе, как ламповый телевизор, а ведь они работали десятками лет. Возможно, это имеет смысл в мощных передатчиках в сотни ватт и киловатты, там, возможно, это увеличивает ресурс выходных ламп, т.к. исключает вырывание частичек из холодного катода большим анодным током. Но для наших задач - не знаю, не знаю, не уверен.

Во всяком случае, мне пока никто не доказал того, что такая схема что-то практически даёт.
VASILI писал(а):А если в затвор конденсатор? Три корпуса - немного многовато.
Ну почему многовато, корпусом больше, корусом меньше. Транзисторы IRF недорогие.
VASILI писал(а):А что, если полевик вообще исключить?
Не знаю, не пробовал :) Попробуете и потом расскажите, пожалуйста, получилось лучше, хуже или так же, будет полезный опыт.

На Q1, R1, Z2 и Z3 построен обычный стабилизатор напряжения компенсционного типа на напряжение 30В, которое видит LM317 в качестве дифференциального напряжения.
VASILI писал(а):Правда, в этом случае полезно бы дополнить ее и схемой стабилизации накала.
Я это запланировал следующим шагом. Не столько ради стабилизации, как таковой, а ради питания накала постоянным током без пульсаций.
VASILI писал(а):Да, еще один вопросик, не очень знаком с работой LM-317 - зачем такая мощность R4?
Греется, и сильно. На нем падает практически всё выходное напряжение.
VASILI писал(а): И зачем нужен R5. С2 и без него можно...или нет?
Это так называемый RC-snubber, защищающий LM317 от импульсов со стороны нагрузки. Его рекомендуют в данной схеме разработчики из National Semiconductor. Сопротивление резистора можно уменьшить до единиц Ом. Если Вы уверены, что в нагрузке не будет коротких и острых импульсов, то эта цепочка не нужна.
Последний раз редактировалось IG_58 Вс июл 19, 2015 1:51 pm, всего редактировалось 5 раз.
Игорь.

Михась
Сообщения: 2577
Зарегистрирован: Чт янв 05, 2012 1:05 pm

Сообщение Михась » Вс июл 19, 2015 1:22 pm

А зачем это надо?

IG_58
Сообщения: 2231
Зарегистрирован: Вт дек 25, 2012 5:36 pm
Откуда: Германия

Сообщение IG_58 » Вс июл 19, 2015 1:28 pm

Миша, что именно?
Игорь.

Михась
Сообщения: 2577
Зарегистрирован: Чт янв 05, 2012 1:05 pm

Сообщение Михась » Вс июл 19, 2015 1:37 pm

такая серьезная стабилизация анода

IG_58
Сообщения: 2231
Зарегистрирован: Вт дек 25, 2012 5:36 pm
Откуда: Германия

Сообщение IG_58 » Вс июл 19, 2015 1:48 pm

Зачем вообще нужны стабилизаторы? Чтобы не было пульсаций и фона, чтобы чистым стабильным напряжением питать регены и генераторы частоты.
Игорь.

Михась
Сообщения: 2577
Зарегистрирован: Чт янв 05, 2012 1:05 pm

Сообщение Михась » Вс июл 19, 2015 1:58 pm

Да черт его знает. Раньше без этого обходились. Если нужен стабильный генератор то на транзисторе проще, с лампой хоть как стабилизируй, все равно хуже. Фон тоже побеждается и без микросхем.
Дело хозяйское. Вот я не очень люблю когда в конструкции и лампы и транзисторы и микросхемы.
Короче. я считаю что ламповая вещь должна быть ламповой, разве что кроме диодов выпрямителя.

Аватара пользователя
VASILI
Сообщения: 3621
Зарегистрирован: Сб сен 18, 2010 10:00 pm
Откуда: Молдова

Сообщение VASILI » Вс июл 19, 2015 2:24 pm

Михаил, а размеры? Вот я уместил весь усилитель, с цепями питания и регулятором громкости, два канала на одной плате 21х11 см. Процесс изготовления корпуса в завершающей стадии, скоро покажу. И причем здесь ламповое. Зачем вообще делается ламповое?...если только ради применения ламп, тогда наверняка транзисторы и диоды лишние. А если ради получения хороших параметров, как например в ламповом УНЧ - почему нет использованию полупроводников в системе питания, да и не только? Ведь это не ухудшает электрические параметры, а весогабаритные только в выигрыше. Да и фон...я сам не мог поверить - два усилителя рядом - один на микросхемах и транзисторах, другой - на лампах. Причем накал питается обычным переменным 50Гц. ни фона, ни шума на ламповом не слышно так же, как и на транзисторном. Его нету вообще...и на слух, и по приборам... Так что разумное совмещение полезных свойств ламп и транзисторов, и микросхем в том числе - вполне оправданы.
По поводу стабилизации анодного... уже писал, напряжение в сети в течение суток изменяется более 30, а иногда и больше Вольт. И вот пример - отрегулировал усилитель по минимуму искажений при напряжении на анодном 345v. Прошло некоторое время и уже на аноде только 315v. И уровень искажений уже отличается - режимы ламп ведь хоть и незначительно, но ушли. Можно и смирится, а можно ввести стабилизацию. Тем более, что она при использовании современных комплектующих довольно просто решаема.
Куплю клавиатуру для ноутбука
ASUS Eee PC1015BX

Михась
Сообщения: 2577
Зарегистрирован: Чт янв 05, 2012 1:05 pm

Сообщение Михась » Вс июл 19, 2015 2:34 pm

да проблема с фоном решается и так. У меня вон ППП ламповый. Более предрасположенное к фону устройство сложно себе представить, но не фонит вообще. Обычные RC фильтра.
А стабильность частоты генераторов и регенераторов .. ну там не столько питание как сама лампа. она греется, греет вокруг себя , поэтому одной лишь стабилизацией питания не обойтись все равно.

На счет УНЧ - вообще не уверен что +-30 вольт анода как-то слышно. Прибором видно, конечно. но там больше самовнушения. Сначала видишь на приборе, потом начинаешь слышать ушами. А если б не видел прибором то и не заметил бы.

Дело хозяйское. Для себя как-то не вижу смысла в такой стабилизации.

Аватара пользователя
Drone
Сообщения: 299
Зарегистрирован: Вс мар 08, 2015 1:10 pm
Откуда: Луга
Контактная информация:

Сообщение Drone » Вс июл 19, 2015 3:30 pm

А кто-нибудь пробовал питать, например, ламповый усилитель импульсным блоком питания? Может и схемки есть? Где-то читал про переделку компьютерных БП для этих целей, но конкретных схем не видел.
Андрей
Куплю две подобранные пары, или квартет 6П45С (6П42С), ГУ-50 или ГУ-19

Атос
Сообщения: 600
Зарегистрирован: Сб ноя 23, 2013 4:19 pm
Откуда: Ближневосточное ЗаМКАДье ☭Люберцы

Сообщение Атос » Вс июл 19, 2015 3:52 pm

IG_58 писал(а):Зачем вообще нужны стабилизаторы? Чтобы не было пульсаций и фона, чтобы чистым стабильным напряжением питать регены и генераторы частоты.
Вобще то стабилизаторы нужны для:

★ Стабилизации выходного напряжения(тока) при изменении напряжения питания
★ Стабилизации напряжения(тока) при изменении величины нагрузки.
Судя по тому что вы написале в начале топика, ваш стабилизатор создан для второго случая, а никак не для стабилизации генераторов.

Для снижения пульсаций целесообразно применять электронные фильтры, желательно с обратной связью по переменному напряжению или току.
VASILI писал(а):......
А что, если полевик вообще исключить?....
Ха! дак вся изюминка именно в полевике. Он обеспечивает диапазон 30 вольт для работы LM. и при к.з. в нагрузке отсекает напряжение питания. Другое дело если не стоит задача обеспечивать глубокую стабилизацию при падении сетевого напряжения. имеет смысл питать устройство на 310 вольт, а 280 вольт
☏➈➁➅➇➁➅➅➅➃➅Вася

Ответить

Вернуться в «Hot Rod Radio»