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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 수냉식 바이폴라 전압 조정기, 220/±41볼트 4암페어. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
직렬 유형의 연속 작동 보상 전압 안정기는 효율이 낮지 만 안정화 계수가 크고 출력 임피던스가 낮습니다. 따라서 여전히 널리 사용됩니다. 그러나 과부하 또는 부하 단락의 경우 신뢰성이 낮은 것이 특징입니다. 이것은 트랜지스터 장치에 특히 위험하므로 안정기에 전류 센서가 있는 복잡한 보호 장치를 도입해야 합니다. 이 기사에서 설명한 강력한 바이폴라 전압 조정기에서는 출력 전류가 제한됩니다. 이 장치는 과부하를 두려워하지 않으며 대용량 필터 커패시터에서 작동할 수 있습니다. UMZCH 회로를 분석하면 연속 전압 안정기가 출력 단계에 전원을 공급하는 데 거의 사용되지 않는다는 결론을 내릴 수 있습니다. 그 이유는 이러한 안정제의 높은 비용, 사용 중 큰 에너지 손실, 그리고 가장 중요한 것은 안정제 없이도 작동하기 때문에 "할 것"입니다. 스태빌라이저가 없으면 증폭기 공급 전압은 넓은 범위의 부하에 따라 달라집니다(Pioneer-714 AV 수신기 - 30 ... 50 V). 사실 용량 성 필터가있는 정류기의 평균 출력 전압은 부하 유출에 크게 의존합니다. 또한 필터 커패시터는 주전원 전압의 각 반 주기마다 펄스로 충전됩니다. 이 프로세스는 여러 반주기가 걸릴 수 있으며 이는 부분적으로 UMZCH 로드로 전송됩니다. 아마추어 라디오 문헌에서 보다 자연스러운 사운드를 보장하기 위해 안정된 소스에서 UMZCH에 전원을 공급해야 한다는 의견이 반복적으로 표현되었습니다. 실제로 증폭기의 최대 출력에서 불안정한 소스의 전압 리플 범위는 수십 볼트에 이릅니다. 이것은 오디오 신호의 고주파 성분의 피크 값에서는 감지할 수 없지만 피크가 긴 지속 시간을 갖는 큰 레벨의 저주파 성분의 증폭에 영향을 미칩니다. 결과적으로 필터 커패시터는 방전 시간이 있고 공급 전압이 감소하므로 증폭기의 최대 출력 전력이 감소합니다. 공급 전압의 감소가 증폭기 출력 트랜지스터의 대기 전류 감소로 이어지는 경우 추가 비선형 왜곡이 발생할 수 있습니다. 공급 전압의 리플과 불안정성을 억제하는 기본적인 방법은 안정화입니다. 스태빌라이저는 전력선의 전압 리플을 50~100배 감소시켜 증폭기 출력 신호의 최대 진폭을 쉽게 얻을 수 있도록 합니다. XNUMX(XNUMX)Hz의 주파수로 배경 레벨을 줄이는 것 외에도 비선형 왜곡과 라우드니스 피크에서 신호 클리핑 가능성도 줄어듭니다. 증폭기 출력단 트랜지스터의 최대 허용 매개 변수에 대한 마진이 증가합니다. 증폭기 출력에 들어가는 주전원 간섭의 가능성을 줄입니다. 또한 스태빌라이저를 사용하면 앰프를 단순화하여 사운드에 유익한 효과를 줄 수 있습니다. 또 다른 장점-앰프의 출력단을 과부하로부터 보호하는 기능도 스태빌라이저에 맡길 수 있습니다. 단점 중-강력하고 안정적인 연속 작동 전압 안정기를 구현하는 것은 심각한 재정적 문제이자 기술적으로 어려운 작업이됩니다. 또한 스태빌라이저의 전력 트랜지스터에서 많은 양의 열을 제거할 필요가 있습니다. 스태빌라이저가 있는 증폭기의 전체 효율과 전력 손실은 없는 것보다 훨씬 나쁩니다. 전원 공급 장치의 품질을 향상시키려면 유도가 감소된 네트워크 변압기를 사용하는 것이 바람직합니다. 아시다시피 기존 변압기의 시동 전류는 작동 전류보다 훨씬 높은 값에 도달합니다. 자기 회로의 유도 진폭을 절반으로 줄이면 신뢰성이 크게 향상되고 변압기의 누설 자속이 감소하며 시작 전류가 정격 무부하 전류를 초과하지 않는 값으로 감소합니다. 그러나 낮은 유도는 권선의 필요한 권선 수를 증가시켜 결과적으로 변압기의 무게와 크기, 비용 및 권선의 활성 저항에 대한 에너지 손실을 증가시킵니다. . 하지만 우리는 정말 고품질 사운드 재생에 대해 이야기하고 있습니다. 그리고 안정화된 전압으로 구동되는 앰프의 사운드는 스태빌라이저가 없는 동일한 앰프의 사운드에 비해 훨씬 더 좋습니다. 그림에 표시된 회로의 바이폴라 전압 조정기는 UMZCH에 전원을 공급하도록 설계되었습니다.
주요 기술 매개변수
공통 와이어에 대해 양극 및 음극의 두 개의 독립적인 전압 조정기로 구성됩니다. 회로의 상부는 양극 안정기를 나타내고 하부는 음극을 나타냅니다. 음극 조정기 회로는 본질적으로 양극 조정기 회로의 미러 이미지입니다. 따라서 정극성 전압 조정기만 자세히 살펴보겠습니다. 변압기 T1의 권선 II에서 가져온 교류 전압은 절연 하우징이 있는 듀얼 쇼트키 다이오드 VD3 및 VD4 SR30100P의 전파 정류기를 정류하므로 공통 방열판에 장착하는 것이 편리합니다. 노이즈 억제 인덕터 L1을 통해 정류된 전압은 평활 및 노이즈 억제 커패시터 C8-C16에 공급된 다음 병렬 연결된 트랜지스터 VT1-VT9 저항 R3-R11의 균등화 이미 터 전류에 공급됩니다. 이 저항은 네트워크 간섭으로부터 트랜지스터 VT1 -VT9의 컬렉터 회로를 효과적으로 "절연"하는 데 기여하는 상당히 높은 저항을 갖습니다. VT20 트랜지스터와 함께 VT1-VT9 트랜지스터는 높은 전류 증폭률을 가진 강력한 복합 트랜지스터를 형성합니다. 트랜지스터 VT20의 베이스 전류는 트랜지스터 VT22의 콜렉터로 흐른다. 트랜지스터 VT22는 연산 증폭기 DA3.1의 출력 전압을 제어합니다. 직렬로 연결된 제너 다이오드 VD13, VD14는 스태빌라이저의 출력에 연결되며, 총 안정화 전압은 고려되는 스태빌라이저의 모범이 됩니다. 제너 다이오드 대신 저항 R29와 함께 스태빌라이저의 정격 출력 전압에서 연결 지점에서 제로 전위를 제공하는 저항의 저항을 설치할 수 있습니다. 그러나 제너 다이오드와 비교할 때 이것은 덜 효율적인 옵션입니다. 안정화 시스템에서 제너 다이오드 또는 저항에 의해 이동된 전위는 불일치 신호이며 비반전 입력이 "3.1" 와이어에 연결된 DA0 연산 증폭기의 반전 입력에 공급됩니다. 와이어 "O" 및 "Comm." 후자의 보드에있는 스태빌라이저에 의해 전원이 공급되는 장치 (앰프)의 공통 와이어와 서로 연결되어야합니다. 이는 안정화된 전압에서 간섭 및 노이즈 수준을 크게 줄입니다. 저항 R21은 연결된 증폭기가 없을 때 스태빌라이저의 성능을 보장합니다. 작동 중에 연산 증폭기는 반전 입력의 전위와 비반전 입력의 22 전위를 지속적으로 비교합니다. 또한 그는 지정된 전압이 스태빌라이저의 출력에서 유지되도록 트랜지스터 VT20와 복합 트랜지스터 VT1, VT9-VTXNUMX를 제어합니다. 부하 전류의 증가로 인해 스태빌라이저 출력의 전압이 감소했다고 가정합니다. 연산 증폭기 DA3.1의 반전 입력 전위는 비반전 전위에 비해 음수가 되고 연산 증폭기 출력 전압은 증가합니다. 이것은 VT22 트랜지스터의 콜렉터 전류와 VT20 트랜지스터의 베이스 및 에미터 전류를 증가시킵니다. 결과적으로 트랜지스터 VT1-VT9의 총 컬렉터 전류가 증가하여 부하 전류의 증가를 보상합니다. 출력 전압은 이전 값으로 돌아갑니다. 트랜지스터 VT19 및 릴레이 K1의 소프트 스타트 장치는 스태빌라이저(변압기 T28의 30차 권선)가 네트워크에 연결될 때 커패시터 C34-C63, C1-C2의 배터리 전압을 부드럽게 증가시킵니다. 이 순간 저항 R27를 통해 전류가 흐르기 시작하여 커패시터 C30을 충전합니다. 35 ... 9초 후 제너 다이오드 VD36에 적용된 전압이 19V에 도달하면 열립니다. 이로 인해 트랜지스터 VT1가 열리고 스태빌라이저의 출력 전류를 제한하는 저항을 전환하는 릴레이 KXNUMX이 작동합니다. 릴레이가 작동하지 않는 동안 이 전류는 저항 R32에 의해 450 ... 650 mA로 제한되어 총 용량이 28uF. 트리거된 릴레이는 저항 R3를 저항 R34와 병렬로 연결합니다. 이 시점부터 스태빌라이저는 최대 63A의 전류를 부하에 공급할 수 있습니다. 스태빌라이저 출력이 실수로 공통 와이어로 닫히면 전류도 4A를 초과하지 않지만 Vt1-VT9 트랜지스터에서 소비되는 전력은 급격히 증가합니다. 그러나 트랜지스터당 25와트를 초과하지 않습니다. 이것으로부터 전압 조정기는 신뢰할 수 있고 부하의 단락을 두려워하지 않습니다. 전류 제한 레벨을 정확하게 설정하려면 저항 R32를 약 500kΩ의 가변 저항으로 일시적으로 교체해야 하며 저항 R35는 설치하지 않습니다. 가변 저항 슬라이더를 최대 저항 위치로 이동합니다. 전류계로 안정기의 출력을 닫은 후 안정기를 켜고 전류계의 판독 값을 관찰하면서 가변 저항의 저항을 점차적으로 줄이십시오. 필요한 안전한 시작 전류에 도달하면 조정기를 끄고 가변 저항의 입력 저항을 측정하고 동일한 저항의 고정 저항으로 교체하십시오. 그런 다음 저항 R35 대신 저항이 100kOhm 인 가변 저항과 전류계를 통해 안정기의 출력에 최대 부하를 연결하십시오. 스태빌라이저를 켜고 릴레이가 작동할 때까지 기다립니다. 그런 다음 가변 저항의 저항을 점차적으로 줄이십시오. 정격 안정화 전압과 지정된 최대 부하 전류에 도달하면 안정기를 끄고 가변 저항의 입력 저항을 측정하고 일정한 저항으로 교체하십시오. 네거티브 전압 안정기로 동일한 절차를 수행해야 합니다. R33 및 R36와 동일한 저항의 저항 R32 및 R35을 단순히 설치할 수는 없습니다. 사실 두 스태빌라이저에 사용되는 트랜지스터의 전류 전달 계수는 크게 다릅니다. 예를 들어 2SA1943 트랜지스터의 경우 약 140이고 2SC5200의 경우 85에 불과합니다. 변압기 T1 및 T2는 2A의 부하 전류에서 54x5V(중간 리드 포함)에 대해 감소된 유도 및 12차 권선으로 맞춤 제작되었습니다. 각 변압기는 스태빌라이저 수냉 시스템. 아쿠아블록은 장치의 모든 노드가 위치하는 일종의 섀시 역할을 합니다. 변압기를 설치하기 전에 에폭시로 완벽하게 평평한 랜딩 패드로 몰딩됩니다. 그런 다음 MXNUMX 스레드 스터드를 사용하여 변압기를 아쿠아블럭에 압착합니다. 유휴 모드에서 정류기 출력 (안정기 자체 입력)의 전압은 76V입니다. 저항이 10ohm 인 부하 안정기의 출력에 연결되면 64V로 떨어집니다. 더 많은 부하 전류가 예를 들어 10A가 필요한 경우 저항 R3-R20의 값을 최대 10ohm까지 줄여야 합니다. 서프레서 다이오드 VD1 및 VD2는 네트워크에 스태빌라이저를 포함할 때 수반되는 과도 상태 동안 서지를 감쇠시키도록 설계되었습니다. 적절한 설치 및 조립을 통해 스태빌라이저가 문제 없이 작동하기 시작합니다. 4A의 연속 부하에서 트랜지스터 VT1-VT9는 약 60W의 전력을 소모합니다(트랜지스터당 6W). 각 저항 R3-R11 - 4W. 포지티브 및 네거티브 전압 조정기는 함께 약 180와트를 소비합니다. 공통 아쿠아 블록에 장착된 왼쪽 및 오른쪽 스테레오 채널의 증폭기에 전원을 공급하기 위한 두 쌍의 스태빌라이저는 360W를 소산합니다. 아쿠아 블록은 단면이 100x10mm이고 길이가 1000mm인 두 조각의 듀랄 타이어로 구성되어 있으며 둘레를 따라 나사로 조여져 있습니다. 타이어 사이의 조인트를 밀봉하기 위해 자동차 실런트가 사용되었습니다. 각 타이어의 내부 표면에는 냉각수가 흐르는 960x15x4mm 크기의 두 개의 평행한 홈이 가공되어 있습니다. 급수 채널의 총 단면적은 15x8mm, 총 길이는 1920mm, 유속은 0,75l/min, 아쿠아블록 입구의 수온은 24°C, 출구의 수온은 29°C입니다. . 물은 단일 단계 필터를 통해 물 공급에서 나옵니다. 이러한 개방형 수냉 시스템을 운영한 XNUMX년의 경험은 열 매개변수의 안정성을 보여주었습니다. 그러나이 시스템은 아쿠아 블록과 외부 자동차 라디에이터를 통해 순환하는 증류수로 닫힐 수도 있습니다. 트랜지스터 VT1-VT18은 열 전도성 페이스트를 사용하여 아쿠아 블록에 압착된 알루미늄 기판이 있는 인쇄 회로 기판에 장착됩니다. 기판 표면 온도는 약 34°C입니다. 트랜지스터 2SA1943 및 2SC5200은 약 50°C의 온도까지 가열합니다. 테스트 결과 이 온도는 작동 XNUMX시간 동안 변하지 않은 것으로 나타났습니다. 설명된 냉각 시스템은 콤팩트하고 효율적이며 절대적으로 조용합니다. 약 40킬로와트의 화력을 전환할 수 있습니다. 시스템의 급수 부족에 대한 신호 장치로 압력 센서 DRD-XNUMX이 공급 파이프라인에 설치됩니다. 표준 배관에 이상적입니다. 물이 비상 정지되는 경우 이 센서의 접점이 열리고 스태빌라이저가 전기 네트워크에서 분리됩니다. 또한 실습에서 알 수 있듯이 2SC1943 트랜지스터 이상을 가열하는 하나 이상의 2SA5200 트랜지스터에 온도 센서를 설치해야 합니다. 동일한 센서를 변압기에 설치하는 것이 좋습니다. 저자: V. 페도소프
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