Источники питания

Источники питания аппаратуры

При построении многих аудио конструкций, критичных к качеству питания, постоянно возникает задача в качественном источнике. Для решения этой задачи была разработана следующая универсальная плата модуля питания на дискретных компонентах.

Плата выполнена с панелизацией, на одном куске текстолита размешено 4 независимые линии питания, что очень удобно. 

11

Все началось с того, что у меня лежали конденсаторы 15000 мкФ*35 Вольт в определенном количестве и мешались в коробке с конденсаторами. Долго думал куда их пристроить. Гибридный усилитель готов, ЦАП к тому времени тоже допилил, появилось свободное время. Решил собрать новый усилитель в формфакторе ЦАПа. Выбор пал на Никитин +, который при своей простоте дает прекрасное качество звучания  и как раз пристроится часть конденсаторов 15000-35. Схему усилителя приводить не буду, а вот схему питания и защиты выложу. Плата имеет выходную катушку, цепь Цобеля, защиту от постоянной составляющей на выходе АС, защиту по температуре, защиту по току и задержку подключения АС около 3 секунд. Главная же особенность в том, что при срабатывании любой из защит происходит обесточивание усилителя мощности, и если на плате усилителя в питания не стоит конденсаторов на несколько тысяч микрофарад, то можно устраивать короткое замыкание на выходе УМЗЧ не опасаясь за «вылет» выходных транзисторов за ОБР

Плата в собранном виде выглядит так:

Узел датчика температуры честно содран у Никитина, потому что на компараторах делать не хотелось.

Еще один вариант питания ЦАПов представленных на этом сайте, но на LM317 (LM1085). По умолчанию, на схеме указаны напряжения для +5, +9, +16 Вольт, но вы можете пересчитать их под свои нужды. Сами микросхемы стабилизаторов крепятся к алюминиевой пластине снизу печатной платы. Схема и фото готовой платы прилагается.

Пятиканальный стабилизатор для ЦАПа

Внимание! На плате присутствует опасное для жизни напряжение! Все работы вы производите на свой страх и риск!

В виду сильных помех в сети и периодического гудения тороидального трансформатора, мне понадобился сетевой фильтр. Представленная мной схема ничего нового собой не представляет, лишь собрана воедино. Здесь CLC фильтр и фильтр Шушурина. Так же на плате есть реле, оно включает выключает цап с Селектора входов I2S для ЦАПа AH-D5, но его можно не устанавливать, а подключить кнопку к J1, подав 220 Вольт на вход J2.  Схему, партлист приложил.

Собирая свой новенький ЦАП AH-D6 в симпотичный, но достаточно компактный корпус, я столкнулся с проблемой размещения в нем всех блоков моей конструкции. Поэтому кроме стандартного модуля AH-PW5 решено было разработать и более компактную модель блока питания ЦАП-а, которую я назвал AH-PW6-mini.

Модуль питания AH-PW6 для цапа AH-D6

В новом модуле питания аналоговую часть AH-D6 решено было, как и в AH-PW5, запитать от трех нестабилизированных линий +12В и ±16В. А для питания цифровой части и тактовых генераторов использовать одну общую обмотку трансворматора, но с разными первичными стабилизаторами на +5В. От дополнительной линии питания для транспорта решено было отказаться в угоду компактности, поэтому вопрос питания USB модуля придется решать отдельно или довольствоваться питанием от USB порта.

Хочу представить вашему вниманию схему источника питания AH-PW5 для ЦАП AH-D5 / AH-D5.5 / AH-D6. Данный модуль питания весьма универсален и может быть использован для питания многих других конструкций.

Модуль питания DAC power module AH-PW5 собрать своими руками

Для питания ЦАП используются 5 гальванически не связанных линий питания. Дополнительно предусмотрена отдельная 6-я линия для питания транспорта. Аналоговая часть AH-D5 запитывается от трех нестабилизированных линий +12В и ±16В. Цифровая часть запитывается от стабилизированной линии +5В, а для питания тактовых генераторов используется стабилизированная линия +9В. 

Хочу представить вашему вниманию схему источника питания (AH-PW3) для ЦАП-а AH-D3.

Для питания ЦАП используются 4 гальванически не связанных линий питания. Аналоговая часть AH-D3 запитывается от трех нестабилизированных линий +12В и ±16В. Цифровая часть запитывается от стабилизированной линии +5В.

  Основным элементом блока питания является трансформатор. Иногда его можно приобрести в специализированных магазинах, на радиорынке либо через интернет. Но чаще всего трансформатор с необходимыми параметрами купить не удается. Для изготовления трансформатора самостоятельно вначале нужно определиться с типом железа. Наиболее распространены трансформаторы из Ш-образных пластин. Вместе с тем, трансформаторы на тороидальном железе (бублик из железной ленты) в сравнении с трансформаторами на броневых сердечниках из Ш-образных пластин имеют меньший вес и габариты. Также торы отличаются лучшими условиями охлаждения обмоток и повышенным КПД. При равномерном распределении обмоток по периметру тороидального сердечника практически отсутствует поле рассеяния и в большинстве случаев отпадает необходимость в экранировании трансформатора. Хотя при построении качественного усилителя экраном пренебрегать не стоит.

Намотка тороидального трансформатора для УМЗЧ

        Кроме этого, даже на самом лучшем железе при индукции 15000 Гс в тороидальном трансформаторе ток намагничивания имеет форму импульсов с пикфактором 5...50. Это является источником мощных помех с довольно широким спектром. Более-менее синусоидальным ток х.х. становится при индукции менее 6000 Гс для стали 3410 и 8000...9000 Гс для 3425. Пониженная индукция заметно удорожает и утяжеляет трансформатор, что для серийной аппаратуры крайне нежелательно. Однако, для снижения помех в усилителе мощности звуковой частоты имеет смысл идти на снижение индукции в трансформаторе блока питания. В данном случае работает правило — «Чем меньше индукция, тем лучше».

     Изготовление источника питания для качественного усилителя мощности (УМЗЧ класса Hi-End) очень ответственная задача. От него зависит качество и стабильность работы всего устройства.

     При духполупериодной схеме выпрямления со средней точкой при наличии в потребляемом токе составляющих с частотой, кратной Fсети/2 (25 Гц) в обмотке трансформатора появляется постоянная составляющая. Подмагничивание сердечника наиболее неприятно для тороидального трансформатора. Разумный выход — применять отдельные мосты для положительного и отрицательного плеча.

Индукция меньше 0.8 в торрах, насколько это необходимо

Чем меньше индукция, тем лучше. Даже на самом лучшем железе при индукции 15000Гс ток намагничивания имеет форму импульсов с пикфактором 5...50, что является источником мощных помех с довольно широким спектром. Более-менее синусоидальным ток хх. становится при индукции менее 6000Гс для стали 3410 и 8000...9000Гс для 3425. Правда, пониженная индукция заметно удорожает и утяжеляет трансформатор, что для серийной аппаратуры крайне нежелательно, но для единичных аппаратов идти на снижение индукции стоит.

Попробуй нарисовать токи, протекающие во вторичной обмотке транса при духполупериодной схеме выпрямления со средней точкой при наличии в потребляемом токе составляющих с частотой, кратной Fсети/2. В обмотке появится постоянная составляющая. Для тора это весьма плачевно. Единственный разумный выход — применять два отдельных моста для выпрямления плеч. Вообще, так лучше делать для любого транса, предназначенного для получения двуполярного питания, но для торов это особенно актуально и лечить очень даже желательно

После серии статей по доработками аудио устройств столкнулся с большим количеством вопросов, какие же электролитические конденсаторы стоит использовать в питании аудио аппаратыры.

Ниже представлен список электролитических конденсаторов, составленный на основании личного опыта их использования и приведены собсвенных субъективные оценки их уровня качества. 

Фильтр питания на Molex для звуковых карта Asus

    Фильтр предназначен для подключения на провод от БП, и может использоваться для звуковых карт ASUS Essence ST/STX/DX. Задача — отсеять помехи от БП.