А. Черномырдин - Семь шагов в электронику
Принципиальная схема. Схема преобразователя на электромагнитном реле представлена на рис. 7.12. Этот преобразователь до смешного прост.
Рис. 7.12. Принципиальная схема преобразователя на электромагнитном реле
При включении преобразователя ток обмотке реле возрастает до тех пор, пока реле не сработает. При срабатывании оно размыкает свои собственные контакты, и ток в обмотке прерывается. Затем, через некоторое время реле отпустит свой якорь, и ток через обмотку снова возобновится. В результате в обмотке трансформатора возникает пульсирующий ток — дальнейшее, думается, понятно.
Внешний вид преобразователя представлен на рис. 7.13.
Рис. 7.13. Внешний вид преобразователя
Смотрим ролик. Работу преобразователя представляет ролик: «Видеоурок 7» — > «Преобразователь на реле» на прилагаемом диске.
Вывод.
Если не считать постоянно подгорающих контактов и невысокой частоты преобразования, схема может считаться идеальной по простоте. В реальной жизни в подобных схемах применялись специальные вибропреобразователи, которые не приходили в негодности за полчаса из-за разрушения контактов, как это обязательно произойдет с нашим реле.
РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКАЯ КУХНЯ
Уф-ф! Мы с Вами, уважаемый читатель, одолели уже целых семь шагов в неизведанный мир электроники, и теперь, пожалуй, можем немного передохнуть. А где лучше всего можно передохнуть после тяжелого пути? Ну, конечно же, на кухне!
Радиолюбительская кухня — это совершенно особое место, где обдумываются и создаются новые конструкции. Не обязательно это будет нечто науке неизвестное — это может быть и какое-нибудь простое устройство, которое либо просто лень, либо жалко покупать, например те же «бегущие огни».
Это может быть какой-нибудь нужный для самого радиолюбителя прибор, например, осциллограф. Это может быть простенький электронный звонок, зарядное устройство для аккумуляторов — все что угодно, что покажется радиолюбителю нужным или интересным. Это может быть даже что-то, что попросит его сделать какой-нибудь давний знакомый. У этого «что-то» должно быть только два отличительных признака:
♦ его, во-первых, интересно было бы сделать самому;
♦ во-вторых, радиолюбитель должен быть интуитивно уверен, что он «осилит» его изготовление.
Конечно, первое, что сделает любой радиолюбитель — поищет что-нибудь готовое. В журналах, книгах и Интернете существует масса самых разнообразных схем почти на все случаи жизни, и чаще всего именно на этом все творчество и заканчивается. Тем не менее, вполне может случиться, что как раз того, чего хочется, найти не удастся. И тогда, немного покряхтев, радиолюбитель садится и начинает придумывать будущую конструкцию с «чистого листа».
В конце концов, откуда в Интернете берется та или иная схема? Не самозарождается же она, в конце концов! Чем мы, в конце концов-то, хуже! И воодушевленный этими соображениями, радиолюбитель приступает к работе. А мы с Вами, уважаемый читатель, тихонько встанем за спиной у этого творца, и посмотрим, как происходит таинство рождения.
Первые шаги
Итак, наша задача — разработать импульсный блок питания для ламповых усилителей. Поиск по книгам и журналам результата не дал — подавляющее большинство книг о лампах написано тогда, когда импульсных блоков питания еще никто не делал, а подавляющее большинство книг об импульсных блоках питания написаны тогда, когда лампы уже отошли от дел.
В этих «ваших Интернетах» дела обстоят не лучше, ибо импульсные блоки питания — объект священных войн всяких ламповиков-аудиофилов, потому что они, видите ли, оскверняют (sic!) звук (они, в данном случае, — блоки питания, а не аудиофилы). Ловить в этой мутной воде нечего, кроме, разве что, очередного тролля. Так что первое, что нам нужно сделать, — определиться в параметрами блока питания.
Лампы, как известно, требуют для своей работы как минимум два источника напряжения — напряжения накала (обычно 6,3 В) при очень больших токах, и анодного напряжения (несколько десятков, а чаще — сотен вольт) при токах, обычно не превышающих полампера.
Примечание.
Чтобы задача не выглядела столь простой, давайте немного усложним ее — блок питания должен иметь такие габариты, чтобы его можно было легко установить внутрь шасси лампового усилителя.
Соображения просты — если блок питания будет иметь габариты, скажем, компьютерного блока питания, то они практически ничем не отличаются от габаритов обычного, «железного» силового трансформатора, испокон веков устанавливающегося в ламповые усилители. Конечно, весить устройство будет намного меньше, но размеры-то останутся! Для чего тогда было копья ломать?
Для начала определимся с параметрами, в первую очередь, с мощностью. Для этого нужно провести простейший расчет. Допустим, что мы собираемся питать от этого блока ламповый стереоусилитель выходной мощностью 2x25 Вт. Если этот усилитель сделан по двухтактной схеме, то общую мощность (2х25) = 50 Вт нужно умножить на 1,25, а если по однотактной — то увеличить вдвое. Это будет мощность, потребляемая усилителем по анодной цепи.
Выберем первый вариант (двухтактный усилитель), и получим в результате 62,5 Вт. Добавим теперь мощность, потребляемую цепями накала. Предположим для этого, что выходной каскад собран на лампах 6П14П, как это частенько бывает. Их номинальный ток накала — 0,75 А. Умножаем его на четыре (количество выходных ламп), и получаем общий ток потребления 3 ампера. Осталось умножить его на 6,3 В — и мы получим мощность накала (примерно 19 Вт). Итого 62,5 + 19 = 80 Вт, которую теперь можно смело округлить до 100 Вт — ведь мы не учли еще массу мелких потребителей энергии.
Дальнейшее совсем просто — типовое анодное напряжение для ламп 6П14П — 250 В. В результате этих простейших прикидочных расчетов мы уже можем внятно сформулировать технические требования к будущему блоку питания:
♦ мощность — до 100 Вт;
♦ напряжение накала — 6,3 В с током до 4 А (3 + непредвиденные расходы);
♦ анодное напряжение — 250 В с током до 0,3 А ((100 Вт — 6,3 В х 4 А)/250 В).
Какой трансформатор мотать
Первое, с чем необходимо определиться, — трансформатор блока питания. Мы потребовали, чтобы блок питания можно было бы размещать внутри шасси усилителя.
Примечание.
Но помните, что шасси усилителя — это очень уязвимое место в плане помех.
Наш блок питания, ни в коем случае, не должен воздействовать на остальные элементы схемы усилителя, а возможностей у него, к великому сожалению, даже слишком много. И первая из них — магнитные поля.
Уместно в связи с этим вспомнить принцип работы электронной лампы. Мы ведь все его хорошо помним — электроны из нагретого катода под действием электрического поля летят к аноду. Но на электроны воздействует не только электрическое, но и магнитное поле! Если трансформатор блока питания, не дай Бог, окажется вблизи входной лампы (а это может быть, в том числе, и потому, что ни в какое другое место нам блок питания пристроить не удалось), то наводка на входную лампу нам гарантирована. Спасти от нее может, разве что, железный экран.
Примечание.
Поэтому трансформатор нашего блока питания либо должен быть полностью экранирован, либо иметь минимальные наводки.
Все это однозначно предопределяет конструкцию трансформатора — он должен быть намотан на кольце, потому что кольцо имеет самые низкие поля рассеяния.
Теперь необходимо рассчитать параметры трансформатора. Ссылки на формулы и программу расчета у нас были на шаге 7.
Воспользовавшись ими (в предположении, что источник питания будет собран по полумостовой схеме), получим следующий результат:
♦ магнитопровод— М2000НМ К28х16х9, частота преобразования 80 кГц;
♦ первичная обмотка — 71 виток, диаметр провода 0,5 мм;
♦ анодная обмотка — 116 витков, диаметр провода 0,35 мм;
♦ накальная обмотка — 3 витка, диаметр провода 1,2 мм.
И вот тут настало время задуматься. Накальная обмотка имеет всего три витка. Однако, в этом есть доля лукавства — если мы «обратным счетом» вычислим напряжение на ней, оно будет равно не 6,3, а 6,6 В.
Конечно, можно сделать эту обмотку поменьше, чтобы он давала точно 6,3 В. Берем калькулятор, быстренько вычисляем 3х6,3/6,6 и обнаруживаем, что обмотка должна содержать 2,86 витка. А теперь попробуйте себе представить, как выглядит обмотка, содержащая 2,86 витка? Удалось? Мне — нет!
