Схема стабилизатор анодного напряжения для лампового усилителя схема

Стабилизатор анодного напряжения. Схема и описание

Собирая устройства на лампах, мы регулярно сталкиваемся со значительной разницей между выходным напряжением анодного блока питания и фактическими требованиями схемы. Устранение разброса с помощью последовательно подключенного резистора имеет ряд недостатков, в том числе проседание напряжения от нагрузки.

Приведенная в данной статье схема в состоянии обеспечить требуемое напряжение с отклонением 4-5% с пониженной пульсацией. Ниже показана схема стабилизатора анодного напряжения.

Диод VD1 на входе защищает схему от переполюсовки. Стабилитроны VD2, VD3 и резистор R1 создают опорное напряжение. Соответственно, подбирая эти элементы, мы устанавливаем необходимое нам выходное напряжение.

Опорное напряжение поступает на затвор транзисторов VT1 и VT2. Использование MOSFET-транзисторов вместо биполярных транзисторов продиктовано отсутствием в них явления вторичного пробоя, который ограничивает протекание тока при высоких напряжениях. Использование двух транзисторов способствует лучшему отводу тепла от них.

Резистор R2 и конденсатор C2 предотвращают возникновение паразитных колебаний. Резисторы R3 и R4 предназначены для устранения различий в характеристиках транзисторов VT1 и VT2. Резисторы R5 и R6 и транзистор VT3 ограничивают выходной ток до заданного значения.

Если падение напряжения на R6 достаточно большое, открывается транзистор VT3, в результате чего исток транзисторов VT1 и VT2 замыкаются с их затворами. Это уменьшает выходное напряжение и сохраняет ток нагрузки. Резистор R5 защищает базу транзистора VT3 от повреждения высоким током. Конденсаторы C1 и C3 предназначены для устранения импульсных помех, которые в ламповых схемах крайне нежелательны.

Стабилизатор анодного напряжения собран на односторонней печатной плате размером 105 мм на 40мм. Печатную плату для программы Eagle можно скачать в конце стати.

Если стабилизатор предназначен для небольшой нагрузки (до 20 Вт), то можно отказаться от подключения транзистора VТ2 и резистора R4. Перед установкой резисторов R1 и R6 следует рассчитать их сопротивление из закона Ома:

Uвх – входное напряжение стабилизатора, (В)
Uz – сумма напряжений стабилитронов D1 и D2, (В)
Imax — максимальный выходной ток, (А)

Для правильной работы стабилитронов необходим ток, по крайней мере, в 5 мА . Возможное максимальное выходное напряжение ограничивается напряжением сток-исток транзисторов VT1 и VT2, рабочим напряжением конденсаторов C1…C3 и прочность разъемов CON1 и CON2.

Его значение определяется путем суммирования напряжений стабилитронов VD2 и VD3, и не рекомендуется поднимать более 300 вольт, поскольку это вполне достаточно для предусилителя и других маломощных схем. Стабилитроны следует устанавливать немного над платой из-за выделяемого тепла. Желательно подобрать стабилитроны с максимально большой мощностью, чтобы можно было избежать перегрева.

Для выходного тока, превышающего 150 мА, резисторы R3, R4 и R6 должны быть повышенной мощности. Полученные в реальности значения выходного напряжения и максимального тока могут отличаться от расчетного из-за допусков параметров отдельных элементов.

Данная схема рассчитана для питания напряжением около 260 В, с выходным напряжением около 220 В (последовательно соединенные стабилитроны на 200 В + 24 В) и максимальным выходным током около 70 мА.

Транзисторы VT1 и VT2 должны быть одинаковые. Их тип может быть любым, однако, они должны отвечать минимальным требованиям в отношении параметров: MOSFET-транзистор с каналом типа N и максимальное напряжение сток-исток не менее 500 В. Этим требованиям удовлетворяет, например, транзистор IRF820.

Скачать рисунок печатной платы (3,6 KiB, скачано: 1 295)

Источник

Анодное питание ламповых усилителей

Постановка задачи

Предпочитаю стабилизировать анодное, чем автосмещение с «нашими» электролитами. Для питания анода ламп обычно нужно стабильной подстраиваемой постоянки (особенно для лофтина) = 300-400 В, 150-220 В с токами (без фанатизма) до 20 и 350-400 мА. Про калориферы – это не здесь. Минимум деталей – не экзотических. И чтобы всё это устойчиво работало, и не спалить лампы превышением тока потребления. И, пожалуй, самое главное – чтобы по деньгам даже пенсионер мог себе это позволить (иногда).

Обуздание потребностей

Посчитайте токи своей схемы и примите коэффициент мощности блока питания не более х2, этого хватит.

Выбор деталей и схемы. Благо ГУГЛ даёт неограниченные (разумные) пределы … полёта фантазии аффтаров , не наткнитесь на Моисеев – да простят меня конфессии. Рекомендую за основу изучить.

Перевод для не желающих читать = получаем приличную стабилизацию фиксированного напряжения вплоть до разумных 450-500 В, выше – пробьёт изоляцию, с неконтролируемыми максимальными токами, зависящими от трансформатора + вставки плавкой + диодов-выпрямителей + радиатора для полевика ну и диаметра жилы Вашей домашней защиты/проводки переменки 220 В.

Почесав покидаемый седыми волосами затылок, принято решение (да простит меня автор):

отказаться от идеи ступенчатого изменения выходного напряжения подстановкой стабилитронов в катод (3) SE;
ввести возможность некоторой подстройки выхода по напряжению;
ввести ограничение/защиту(плавно подстраиваемое) по току = см. «Постановка задачи».

Состав девайса

трансформатор;
защиту от превышения (КЗ) и броска тока по переменке (типа варистор R1 и вставка плавкая FU1);
выпрямитель(желательно на быстрых диодах) ;
сглаживающий С1 (порядка 4 мкФ на 1 Ватт мощности, иначе большая емкость в момент включения «коротит» + диодного моста на корпус со всеми вытекающими…);
ключ VT1 на мощном полевике (с защитой 12 В затвор-исток);
контролёр/усилитель(управляющий мосфетом) ошибки DA1 – выходного напряжения;
плавно подстраиваемый ограничитель тока на VT2, R3,4;
делитель напряжений ОС R5-6-7.

Вот что получилось, пока без расчетных номиналов:

Даташит на SE для расчетов:

«Внутренности» SE для понимания:

Это значит (на схеме уже нанёс):

для нормальной работы SE серии 012-040 напряжение анод-катод (VCGO) должно быть 50 В, для остальных 070-140 = 150 В;
при этом потребляемый ток (Ic) ровно 20 мА, это всё для расчета R2;
ток делителя ОС R5,6,7 около 2 мА из соображений «калорифера»;
напряжение «ограничения тока» = срабатывания VT2 около 0,7 В = это для расчета R3;
«нормальное-рабочее» падение напряжения (разница входного и выходного для полевика) должно быть более 8 В, его превышение, помноженное на ток девайса, и есть нагрев полевика.

Арифметика (начальная школа)

ПРИМЕР 1:

Выход нужен = 144 В не более 20 мА, вход 155 В (такой трансформатор). У меня есть SE103N.

R2 = (вход 155 В – рабочее SE 150 В)/ток SE 0,02 А = 250 Ом, мощность на нём = 5х0,02 = 0,1.

R5+R6+R7 = выход 144 В/ток делителя 0,002 = 72 кОм.

R7 + 1/2R6 = рабочее SE 103 В/ток делителя 0,002 = 51,5 кОм, примем % регулировки около 10, значит 72х10% = 7,2 кОм.

R7= 51,5 – 7,2 = 44,3 кОм = 43 кОм.

R6 около 10-12 кОм.

R5 остается 72-43-12 = 17 кОм = 18 кОм, мощность на всех R5, R6, R7 = 144х0,002 = 0,288 Вт.

R3 = порог VT2 0,7 В/ограничение 0,02 А = 35 Ом(необходимо учесть номинал R4), это значит при таком сопротивлении (движок R4 влево = Uke = максимум) девайс будет ограничивать ток до 20 мА, движок вправо – меньше «сопротивление/напряжение» = нужен больший ток для ограничения = увеличение тока ограничения.

ПРИМЕР 2:

Выход нужен 215 В не более 350 мА, вход 250 В, есть SE 130. Просто цифры, для простоты и исключения ошибки распечатываю голую схему + подписываю ДАНО и нажимаю кнопки на логарифмической линейке.

R2 = (250-150)/0,02 = 5000, мощность = (250-150)х0,02 = 2 Вт .

R5, R6, R7 = 215/0,002 = 107500

R7 + 1/2R6 = 130/0,002 = 65000

R6 = 65000×10% = 6500

R5 = 107500 – 65000 – 6500 = 36000

Мощность R5, R6, R7 = 215×0,002 = 0,43 Вт

R3 = 0,7/0,35 = 2 Ом

ВАЖНО! Замеряйте падение напряжения на ключе-полевике и перемножьте его на нужный Вам ток = не забудьте про небольшой радиатор. Дальнейшее объяснение считаю «разжёвывание пальцев» как сказал мой наставник

Проверено, работает! Возможны опечатки, спасибо за корректировку. Всем удачи.

Источник

7.1. Реактивные элементы лампы

До сих пор мы не учитывали влияние на свойства каскадов реактивных элементов ламп, теперь пришла пора
обратить на них внимание. Это мы покажем на практическом примере

Рассмотрим элементарный триодный каскад усиления на 6Н3П. Сопротивление нагрузки R_A = 10
кОм, крутизна в рабочей точке S = 3 мА/В, µ= 36, R_i = 12
кОм. Эквивалентная нагрузка . K_U = 3·5,5 = 16.

Однако кое-что еще не учтено. Лампа имеет заметные междуэлектродные емкости. Так для 6Н3П:

С_ВХ = 2,45 пФ, С_ВЫХ = 1,35 пФ,
С_ПР = 1,6 пФ.

Это — емкости собственно лампы, в реальной схеме к ним всегда добавляются емкости монтажа и сопрягаемых цепей.

Модифицированные модели устройств

Максимальный ток нагрузки у данного типа воспринимается до 4 А. Входное напряжение конденсатором способно обрабатываться до отметки не более 15 В. Параметр входного тока у них обычно не превышает 5 А. Пульсация в данном случае допускается минимальная с амплитудой в сети не более 50 мВ. Частоту при этом можно поддерживать на уровне 4 Гц. Все это в конечном счете благоприятно отразится на общем коэффициенте полезного действия.

Современные модели стабилизаторов вышеуказанного типа справляются с нагрузкой в районе 3 А. Еще одной отличительной чертой данной модификации можно назвать быстрый процесс преобразования. Во многом это связано с использованием мощных транзисторов, которые работают со сквозным током. В результате открывается возможность стабилизировать выходной сигнал. На выходе дополнительно задействуется диод коммутирующего типа. Устанавливается он в системе вблизи узла напряжения. Потери при нагревании значительно уменьшаются, и это является явным преимуществом стабилизаторов данного типа.

Стабилизатор напряжения для цепей накала.

Буферным элементом стабилизатора может быть как биполярный так и полевой транзистор. На практике я использовал полевые транзисторы, с высокой крутизной, номинальной мощностью и высоким рабочим напряжением. Надежность была превосходной!

Теплоотвод для буферного транзистора требуется как для низковольтного, так и в случае высоковольтного стабилизатора.

Конденсатор в цепи TL431 Дополнительно снижает уровень шума.

увеличение по клику

Недостатком схемы можно считать необходимость подстройки выходного напряжения при замене ламп, так как из-за конструктивных особенностей потребление по цепям накала у разных ламп отличается.

Но настоящего аудиофила это не остановит!

12.5. Триоды с редкой сеткой

Тем не менее, можно сохранить полезное зерно предыдущей идеи, если просто масштабно преобразовать задачу: при более привычных уровнях напряжений —
сжать влево анодные характеристики ламп. Тогда мы приходим к особого вида триодам.

Этот класс триодов, за счет редкой навивки сетки, характеризуется очень низким показателем µ (от 2 до 5) и пропорционально низким
внутренним сопротивлением, составляющим десятки-сотни Ом. Рисунок представляет характеристики одного из триодов этого класса — 6С19П. При
нагрузочной прямой, соответствующей 4,75 кОм, и питании анода 250 В, остаточное напряжение, как видим, весьма низко: примерно 40 вольт.

Помимо высокого КПД, здесь достигается очень низкое выходное сопротивление усилителя, вот еще один плюс. А работа на эквивалентную нагрузку,
во много раз превышающую R_i, обеспечивает высокую линейность.

Но есть и недостаток: малое µ требует подачи большой амплитуды колебаний на сетку. По характеристикам видно, что для раскачки лампы 6С19П потребуется
порядка 100 В. Опять трудности с драйвером: он должен быть способен отдать неискаженные колебания очень большого уровня.

Триоды, о которых идет речь, изначально выпускались для электронных стабилизаторов (где существует та же самая проблема: пропустить большой ток при
малом падении напряжения). Однако ряд типов ламп нашли свое настоящее признание именно в применении для аудиоусилителей: таковы отечественная 6С4С и получившая
сейчас особую популярность зарубежная 300В.

10.6. Внешняя нагрузка

Имея дело со схемами драйверов, никогда нельзя забывать, что нагрузка — не только та, что в аноде. Параллельно ей практически всегда
действует вход следующего каскада, хотя бы в виде сопротивления утечки сетки, подключенного через емкость. Впрочем, сопротивление нагрузки может оказаться и
весьма небольшим — например, если оконечный каскад работает с сеточными токами.

Наличие внешней нагрузки уменьшит, естественно, выходное напряжение, а вместе с тем — и рабочий диапазон выходных напряжений.

Предположим, сперва проведен расчет на «холостом ходу», в результате которого получено максимальное значение амплитуды на аноде u_Amax.
При учете внешней нагрузки R_H — и коэффициент усиления, и предельная амплитуда снизятся
пропорционально соотношению между R_A и R_AR_H/(R_A +
R_H). Никаким увеличением входного сигнала — выходной повысить не удастся: он начнет ограничиваться. Однако само по себе присоединение
внешней нагрузки — на искажения сигнала в пентоде не повлияет, так как не изменит анодно-сеточной характеристики.

Однако для триода дело обстоит совсем иначе.

Стабилизаторы на транзисторах

На 1-м рисунке схема на транзисторе 2SC1061.

На выходе прибора получают 12 вольт, на напряжение выхода зависит прямо от напряжения стабилитрона. Наибольший допустимый ток 1 ампер.

При применении транзистора 2N 3055 наибольший допускаемый ток выхода можно повысить до 2 ампер. На 2-м рисунке схема стабилизатора на транзисторе 2N 3055, напряжение выхода, как и на рисунке 1 зависит от напряжения стабилитрона.

6 В — напряжение выхода, R1=330, VD=6,6 вольт
7,5 В — напряжение выхода, R1=270, VD = 8,2 вольт
9 В — напряжение выхода, R1=180, Vd=10

На 3-м рисунке – адаптер для автомобиля – аккумуляторное напряжение в автомобиле равно 12 В. Для создания напряжения меньшего значения применяют такую схему.

Схема включения стабилизаторов напряжения

Watch this video on YouTube

Регулируемый блок питания своими руками

Блок питания необходимая вещь для каждого радиолюбителя, потому, что для питания электронных самоделок нужен регулируемый источник питания со стабилизированным выходным напряжением от 1.2 до 30 вольт и силой тока до 10А, а также встроенной защитой от короткого замыкания. Схема изображенная на этом рисунке построена из минимального количества доступных и недорогих деталей.

Схема регулируемого блока питания на стабилизаторе LM317 с защитой от КЗ

Микросхема LM317 является регулируемым стабилизатором напряжения со встроенной защитой от короткого замыкания. Стабилизатор напряжения LM317 рассчитан на ток не более 1.5А, поэтому в схему добавлен мощный транзистор MJE13009 способный пропускать через себя реально большой ток до 10А, если верить даташиту максимум 12А. При вращении ручки переменного резистора Р1 на 5К изменяется напряжения на выходе блока питания.

Так же имеется два шунтирующих резистора R1 и R2 сопротивлением 200 Ом, через них микросхема определяет напряжение на выходе и сравнивает с напряжением на входе. Резистор R3 на 10К разряжает конденсатор С1 после отключения блока питания. Схема питается напряжением от 12 до 35 вольт. Сила тока будет зависеть от мощности трансформатора или импульсного источника питания.

А эту схему я нарисовал по просьбе начинающих радиолюбителей, которые собирают схемы навесным монтажом.

Схема регулируемого блока питания с защитой от КЗ на LM317

Сборку желательно выполнять на печатной плате, так будет красиво и аккуратно.

Печатная плата регулируемого блока питания на регуляторе напряжения LM317

Печатная плата сделана под импортные транзисторы, поэтому если надо поставить советский, транзистор придется развернуть и соединить проводами. Транзистор MJE13009 можно заменить на MJE13007 из советских КТ805, КТ808, КТ819 и другие транзисторы структуры n-p-n, все зависит от тока, который вам нужен. Силовые дорожки печатной платы желательно усилить припоем или тонкой медной проволокой. Стабилизатор напряжения LM317 и транзистор надо установить на радиатор с достаточной для охлаждения площадью, хороший вариант это, конечно радиатор от компьютерного процессора.

Желательно прикрутить туда и диодный мост. Не забудьте изолировать LM317 от радиатора пластиковой шайбой и тепло проводящей прокладкой, иначе произойдет большой бум. Диодный мост можно ставить практически любой на ток не менее 10А. Лично я поставил GBJ2510 на 25А с двойным запасом по мощности, будет в два раза холоднее и надёжнее.

А теперь самое интересное… Испытания блока питания на прочность.

Регулятор напряжения я подключил к источнику питания с напряжением 32 вольта и выходным током 10А. Без нагрузки падение напряжения на выходе регулятора всего 3В. Потом подключил две последовательно соединенные галогеновые лампы H4 55 Вт 12В, нити ламп соединил вместе для создания максимальной нагрузки в итоге получилось 220 Вт. Напряжение просело на 7В, номинальное напряжение источника питания было 32В. Сила тока потребляемая четырьмя нитями галогеновых ламп составила 9А.

Радиатор начал быстро нагреваться, через 5 минут температура поднялась до 65С°. Поэтому при снятии больших нагрузок рекомендую поставить вентилятор. Подключить его можно по этой схеме. Диодный мост и конденсатор можно не ставить, а подключить стабилизатор напряжения L7812CV напрямую к конденсатору С1 регулируемого блока питания.

Схема подключения вентилятора к блоку питания

Что будет с блоком питания при коротком замыкании?

При коротком замыкании напряжение на выходе регулятора снижается до 1 вольта, а сила тока равна силе тока источника питания в моем случае 10А. В таком состоянии при хорошем охлаждении блок может находится длительное время, после устранения короткого замыкания напряжение автоматически восстанавливается до заданного переменным резистором Р1 предела. Во время 10 минутных испытаний в режиме короткого замыкания ни одна деталь блока питания не пострадала.

Радиодетали для сборки регулируемого блока питания на LM317

Стабилизатор напряжения LM317
Диодный мост GBJ2501, 2502, 2504, 2506, 2508, 2510 и другие аналогичные рассчитанные на ток не менее 10А
Конденсатор С1 4700mf 50V
Резисторы R1, R2 200 Ом, R3 10K все резисторы мощностью 0.25 Вт
Переменный резистор Р1 5К
Транзистор MJE13007, MJE13009, КТ805, КТ808, КТ819 и другие структуры n-p-n

Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!

Рекомендую посмотреть видеоролик о том, как сделать регулируемый блок питания своими руками

9.3. Многокаскадное регулирование

Очевидна идея: регулировать несколько последовательных каскадов, если диапазон неискаженного регулирования для одного недостаточен: общий коэффициент
регулирования, как ожидается, получится перемножением частных. Собственно, для трактов радиоприемников это — традиционное решение: вместо одного управляемого
каскада использовать несколько (быть может, с меньшим усилением в каждом).

Секрет выигрыша в том, что для первого каскада мы теперь не требуем неизменности сигнального тока (на помощь придут последующие каскады), а значит,
его постоянный ток при максимальном входном сигнале больше, чем был бы в однокаскадном регуляторе, налицо запас. Динамический диапазон тракта
действительно может быть этим решением расширен.

12.1. Проблема остаточного напряжения

Оконечные усилители на триодах стали особенно актуальными применительно к ламповому Hi-End. Этому есть ряд причин.

1) В общем, с триодами можно получить меньшие искажения сигнала — за счет эффекта «динамической характеристики».

2) Невысокое внутреннее сопротивление триодов обеспечивает и низкое выходное сопротивление усилителя, что считается преимуществом.

Однако обращение к триодам возвращает проблему, о которой (с распространением тетродов и пентодов) на время подзабыли. Имеется в виду плохой
КПД триодного усилителя, вызванный трудностью получения низкого остаточного напряжения на аноде.

Рисунок представляет характеристики лучевого тетрода 6П6С уже в триодном включении (экранная сетка соединена с анодом). Для напряжения питания
Е_А = 250 В и I_A = 50 мА построена нагрузочная характеристика,
соответствующая сопротивлению 4,75 кОм.

Мы видим, что напряжение анода никак не может снизиться менее 170 В, значит, максимальная неискаженная амплитуда анодного напряжения будет
всего 80 В, выходная мощность 0,67 Вт. Это значительно меньше, чем в тетродном включении.

Чистый вход

Я хотел получить чистое входное напряжение по максимуму очистив его от гармоник и исключив все переходные процессы. Дело в том, что все стабилизаторы имеют некоторую ёмкость между входом и выходом. Плюс помехи могут проникнуть на выход стабилизатора через цепи обратной связи или общий провод. Потому на входе стабилизатора нам требуется иметь максимально чистый сигнал.

Звучит немного утопически? Как получить «чистое» напряжение на входе стабилизатора?RC или LC-фильтры могут значительно снизить гармоники в выпрямленном напряжении.
А какой сигнал считать достаточно чистым?

Довольно популярны в ламповых усилителях выпрямители на кенотронах, которые в силу своих конструктивных особенностей являются несимметричными, однако же ничего…звучат эти усилители!

Чтобы получить минимальный уровень гармоник в выпрямленном напряжении я экспериментировал с одно и двухзвенными RC-фильтрами, установленными после первого фильтрующего конденсатора.

Как и ожидалось, добавление одного звена даёт наибольший прирост в качестве звучания усилителя.
Второе звено также даёт заметный вклад. Дальнейшее увеличение количества звеньев на звук существенно не влияет, а вот на массо-габаритные показатели очень.

Результаты измерений:

Как видно, существенно уменьшают не только верхние гармоники, но и основные пульсации также существенно затухают. Что и требовалось. К сожалению, моё оборудование не позволяет точно измерить уровень фона в присутствии сигнала. Кроме основой гармоники уровень других гармоник составил ниже 10 мВ.

Дополнительное звено в фильтре может снизить ещё на 20дБ уровень всех гармоник выше 200Гц. Но они и так уже на уровне шума стабилизатора.
Упрощенное моделирование стабилизатора на мощном FET-транзисторе показало уровень подавления низкочастотных составляющих на уровне 100дБ и 40 дБ для гармоник 100 кГц и выше.

Такие впечатляющие цифры вряд ли будут достигнуты на практике из-за паразитных ёмкостей монтажа, наводок со стороны сети и прочих негативных факторов.

Поэтому я решил считать нормальными результаты: подавление 60дБ на нижних частотах и 20дБ на высоких. Получается, что пульсации частотой 50Гц и амплитудой 100 мВ будут ослаблены до уровня 0,1мВ

Подавление ВЧ-гармоник не столь важно, так как они очень хорошо ослабляются RC-фильтрами

Стабилизатор анодного напряжения. Схема и описание

Uвх – входное напряжение стабилизатора, (В)
Uz – сумма напряжений стабилитронов D1 и D2, (В)
Imax — максимальный выходной ток, (А)

Скачать рисунок печатной платы (3,6 KiB, скачано: 1 295)

Источник

11.2. Нужно ли «согласование» с нагрузкой?

Возможно, не каждый поймет, почему поставлен в кавычки столь привычный термин. Многие ведь так и уверены, что выходные трансформаторы следует
рассчитывать исходя из критерия согласования сопротивлений, ведь, «как всем известно», это обеспечивает наилучшую отдачу мощности в нагрузку.

Покажем, что это не так, на примере расчета оконечного каскада на лампе 6П6С для получения скромной выходной мощности 1 Вт. Примем
сопротивление акустической системы 8 Ом. Внутреннее сопротивление лампы 6П6С по паспорту — 52 кОм, оно же соответствует выходному сопротивлению
каскада. Соотношение сопротивлений источника и нагрузки — 6500:1.

Трансформатор преобразует сопротивления в соответствии с квадратом коэффициента трансформации. Исходя из критерия согласования сопротивлений,
соотношение числа витков должно быть взято 80,6:1.

Очевидно, что выходная мощность 1 Вт при 8-омной нагрузке отвечает следующему: u_H = 4
B, i_H = 0,5 A. С учетом коэффициента трансформации, получаем для амплитуд в анодной цепи: u_А =
322 B, i_А = 6,2 мA.

Но столь высокую амплитуду напряжения — 322 В — получить с каскада на 6П6С не удастся! Допустим, что напряжение анодного питания — 250
В, полезная амплитуда, скажем, 190 В, ток — 190/52 = 3,65 мА. Реальная выходная мощность при «правильном» согласовании получается всего 0,34
Вт…

Позорный результат, учитывая, что лампа 6П6С способна отдать во много раз большую мощность. А теперь разберемся, как правильно подходить к расчету.

Технические характеристики TL431 и TL431A

У TL431A и TL431 такие параметры:

Мощность составляет 0.2 Вт.
Электрический ток на выходе достигает 100 мА.
Напряжение на выходе варьируется от 2,5 до 36 В.
Рабочая температура TL431 в диапазоне от 0 до +70 градусов.
Рабочая температура TL431A варьируется от -40 до +85 градусов.

Также важны другие параметры.

Линейное регулирование или регулирование на входе

Это степень, в которой выходное напряжение претерпевает изменения с изменением входного (питающего) напряжения. Это аналогично отношению изменения выходного сигнала к входному или изменению выходного напряжения за весь промежуток времени.

Изначальная точность регулятора напряжения (или точность напряжения)

Оно отображает ошибку в выходном напряжении для заданного регулятора без учета температурного фактора на точность вывода.

Падение напряжения

Показатель – минимальная разница между входным и выходным напряжением. Для этой разницы регулятор все еще может подавать указанный ток. Дифференциальный ток ввода-вывода, при котором регулятор напряжения не будет выполнять свою функцию, – падение напряжения. Дальнейшее снижение входного напряжения может привести к понижению выходного напряжения. Данное значение зависит от тока нагрузки и температуры перехода.

Пусковой ток или импульсный входной ток

Также называется импульсный выброс при включении. Данный параметр отображает максимальный мгновенный входной ток, который потребляется устройством во время первого включения. Период длительности пускового тока – полсекунды (или несколько миллисекунд), тем не менее он почти всегда высок. Учитывая это, он является опасным, так как может постепенно сжигать детали (в течение нескольких месяцев), особенно если нет соответствующей защиты от такого типа тока.

Ток покоя в цепи регулятора

Этот электрический ток потребляется внутри цепи. Он недоступен для нагрузки и измеряется как входной ток без подключения нагрузки.

Переходная реакция

Эта реакция происходит, когда случается внезапное изменение электротока нагрузки или же входного напряжения.

Расчёт напряжения TL431

Скачать печатную плату стабилизатора на LM317

Достоинства данного стабилизатора.

простота в изготовлении
надежность
дешевизна
доступность компонентов

Недостатки

низкий КПД.
необходимость использования массивных радиаторов.
не смотря на компактность самой платы. Размеры стабилизатора с радиатором достаточно внушительного размера.

Для изготовления данного устройства Вам понадобится:

Стабилизатор LM317 -1шт.
Транзистор КТ818 -1шт. в пластиковом корпусе (TO-220)
Диод КД522 или аналогичный -1шт.
Резистор R1 -47ОМ желательно от 1Вт -1шт.
Резистор R3 220Ом от 0.25 Вт -1шт.
Переменный резистор линейный — 5кОм -1шт.
Конденсатор электролитический 1000мФ от 50В -1шт.
Конденсатор электролитический 100мФ от 50В -1шт.
Диодный мост током от 5А

Данная схема не критична к точному соблюдению номиналов радио элементов. Например резистор R1 может быть от 30 до 50 Ом, резистор R3 от 200 до 240Ом. Диод можно не ставить.

Фильтрующие конденсаторы можно поставить и большей емкостью, однако стоит учитывать, что конденсатор дает небольшой прирост по напряжению.

Транзистор КТ818 можно заменить аналогичными импортного производства 2N5193, 2N6132, 2N6469, 2N5194, 2N6246, 2N6247.

Сборка стабилизатора на LM317

Сборка стабилизатора выполняется на одностороннем стеклотекстолите и выглядит примерно так.

Диодную сборку следует выбирать исходя из максимального тока способного дать трансформатор.

Транзистор и микросхему я установил на радиатор через изолирующие прокладки. Радиатор выбрал максимально большой из имеющихся и подходящий под мой корпус. Закрепил его двумя болтами к нижней крышке корпуса.

На радиатор установил кулер от старой видеокарты, для более эффективного охлаждения. В верхней и задней крышке просверлил вентиляционные отверстия.

У выбранного мной трансформатора для стабилизатора на LM317 только одна вторичная обмотка на 27В. По этому для питания вольтметра и вентилятора я использовал плату от зарядного устройства мобильного телефона. Она выдает напряжение 5В и ток до 900мА.

Готовый блок питания выглядит так.

Катодные повторители

Простейший способ уйти от типового включения лампы (триодного, пентодного, ультралинейного) — это
использовать лампу в режиме катодного повторителя. В таком режиме анод по переменному току заземлен,
а нагрузка включена в цепь катода. На самом деле лампе необходимо напряжение питания, поэтому анод
подключается непосредственно к «плюсу» источника питания. На Рис. 12 показана схема каскада на катодных
повторителях в триодном включении. Если обратиться к характеристикам ламп (Рис. 2), можно убедиться,
что анодные напряжения изменяются от 400В до 238В при изменении напряжения на сетке на 45В. В режиме
покоя напряжение на аноде относительно катода равно 400 В, а напряжение на сетке относительно катода
-45 В. При увеличении потенциала сетки до О В относительно катода, напряжение на катоде увеличится на
162 В относительно исходного значения. Итого, общее изменение напряжения на сетке относительно земли
составит 162 В+ 45 В = 207 В. Соответственно, для возбуждения такого каскада необходимо напряжение
амплитудой 207 В на каждую сетку (414 В от пика до пика). При этих условиях выходная мощность будет
такой же, как и в каскаде с нагрузкой в анодах ламп в триодом включении

Следует обратить внимание
на то, как изменятся искажения. В общей амплитуде напряжения возбуждения (207 В), приложенного к
сетке, компонента в 162 В между катодом и землей содержит 4,4% искажений 45-и вольтового сигнала между
катодом и сеткой

Считая, что напряжение возбуждения (207 В) — неискаженное, выходит, что компоненты
45 В и 162 В содержат искажения, но в противофазе друг другу. Если 45-и вольтовая компонента содержит
4,4% искажений, то неискаженной будет 162-х вольтовая и наоборот. Таким образом, гармоники составят
3,4% от 45 В и 1% от 162 В. Поскольку компонента 162 В является одновременно и выходным напряжением
каскада, то понятно, что такой режим работы уменьшает искажения выходного сигнала с 4,4% до 1%.

Выходное сопротивление каскада составит 1,25 кОм при нагрузке между анодами 4 кОм, т.е. внутреннее
сопротивление каскада равно 0,31 величины сопротивления нагрузки.