Импульсный блок питания из деталей компьютеров для лампового усилителя.

Фото 1. Пашин усилитель.

 Рассказывается, как делался импульсный источник питания из деталей от сломанных или устаревших компьютеров для небольшой ламповой конструкции стереофонического усилителя мощности на два канала, каждый по 4 лампы. Приводится схема преобразователя для анодного напряжения, даются советы по сборке и регулировке. А также рассматривается простой способ питания накала ламп и задержки включения анодного напряжения. Чисто практический подход.

Фото 2. Вид со стороны монтажа.

 Вот он, ламповый усилитель, точнее будет назвать усилитель мощности. Схема из журнала «Моделист конструктор». Статья называется «Стерео-усилитель на лампах». Техника оживших звуков. Старый журнал за 5 1977 год. Да и усилитель тоже давно сделан, но так до конца и не оформлен.  У нас с Пашей было соревнование. Я делал усилитель на лампах 6П3С, а он на лампах 6П14П. Свой я собрал за неделю, используя вечера после работы, торопился, как мог, а Паша свой собрал за один вечер. Нет, это не шутка. За один вечер, он это не только мне говорил. Паша может. В те года он ещё радиомонтажником работал. Это сейчас он крупный специалист-электронщик, чтобы получить консультацию, в очередь надо записываться. А как сделал усилитель, так мне его подарил и уже лет так 15 спрашивает:

 - Ну, ты доделал его до конца?

 - Да погоди ты, время ещё не пришло, он должен отлежаться, состариться, стать раритетом….

 Ну вот, видимо, время  пришло, будем доделать ламповый усилитель, а начнём

                         с блока питания, его то и не хватает на фотографии.

Кстати, когда описывался приёмник ретро, я ни одним словом не обмолвился о блоке питания, вот сейчас восполню этот пробел.

Фото 3. Мой усилитель.

Фото 4.  УНЧ с блоком питания.

.

 Использование компьютерного блока питания в качестве источника  накального напряжения.

 В комнату невозможно было войти, везде лежали провода, накальные и анодные трансформаторы, запчасти от компьютеров, старые запылившиеся колонки, проигрыватель дисков и недоделанная конструкция стереофонического лампового усилителя. Только чёрная кошка  Барся помогала мне всё подсоединять. Сбросив со стола очерёдной резистор, играя, подкатила его мне.

 - Ладно, подойдёт.

 Говорю я, откусывая часть вывода, превращаю его в пульку для рогаток и соединяю в разъёме зелёный с черным провода выходящие из компьютерного блока питания. Красный и чёрный - стабилизированное напряжение накала, 5 вольт и 40 ампер подсоединяю к накалам радиоламп, какие бы не были броски по сети, радиолампам больно не будет. Включение тумблера и зашелестел вентилятор, знакомые с детства спирали накала порозовели. Включаю анодное напряжение, и кошка под музыку прыгает на диван, и с удивлением смотрит на звуковые колонки, я присаживаюсь рядом.

 - А что, фон то пропал! Попса 70-х, предельно!

 Первая проба прошла на отлично, но 5 вольт (на нагрузке напряжение стало 5,2 вольта)  маловато будет для всей конструкции, не укладываюсь в 10 - 15 % разброс по напряжению накала. Вроде напряжение вполне нормальное, всё работает неплохо, но повышается отравление катодов радиоламп остаточными газами.

 Остаётся напряжение 12 вольт (жёлтый и чёрным), правда ток в 2 раза меньше, то же годится. Надо только перераспределить накал, последовательно включать по две одинаковые лампы, то есть с одинаковым током накала, таким образом, на каждой лампе распределится напряжение по 6 вольт, причём постоянное и стабилизированное как раз то, что нужно. Для стереоусилителя это сделать удобно, всегда есть пара одинаковых ламп.

 Избавиться бы от трансформаторов совсем, насколько бы легче и компактней стала бы ламповая конструкция. А не использовать ли мне преобразователь с 12 на 220 вольт, для бытовой техники, чтобы получить от него анодное напряжение после выпрямителя? Анодное от 12 вольт и накал от 12 вольт, тогда усилитель можно поставить в машину, вот будет классно!

 Надо бы у Паши проконсультироваться, Паша знает.

        От 12 вольт к постоянному напряжению 200.

       Всех, кто не прошёл инструктаж по технике безопасности

при работе на установках до 1000 вольт, просьба покинуть страницу!

 - Зачем тебе ещё один преобразователь, тем более они ненадёжные. Фон в 50 Гц устранить сложнее, да и синусоида там будет не чистая, много высших гармоник, причём в звуковом диапазоне.  Надо с этого же компьютерного блока, его уже низкое пульсирующее, напряжение преобразовать в высокое с последующим выпрямлением. Высокую частоту от 40 кГц, легко сгладить и от сети дополнительная защита. Я так делал.

Говорит он, доставая из своей барахолки такую же плату питания, компьютерного блока, выпаивает из неё трансформатор и припаивает к выходным обмоткам трансформатора моей платы, этими же, выходными обмотками. Теперь входные обмотки нового трансформатора должны выдать высокое напряжение.

 Время пробовать. Я пошёл к своему рабочему столу и был уверен, что Паша сейчас тоже подойдёт и, когда я включу тумблер, хлопнет в ладоши над ухом, изображая короткое замыкание, но ошибся, ибо он наблюдал за моими действиями с трёх метров. Ага, решил я, значит здесь не всё так просто. В общем, оказался прав, нужного напряжения при нагрузке в 60 Вт так и не удалось получить, максимум, что я смог отжать – это 130 вольт, мало, даже обрадовался, когда шкатулка моя задымилась и больше не включалась, потому как помучился с ней достаточно. С этой радостной вестью я опять пошел за советом.

 - Вовремя пришёл.

Сказал Паша. Он, в это время, направив широкое дуло пистолета, прицельно нажимал на курок, производя, таким образом, зачистку материнской платы компьютера.

        Как быстро снять радиодетали с материнской платы.

 Нет, неправильно поняли. Ему не нужна была плата, он строительным феном сдувал с неё радиодетали, с кусками припоя они падали на расстеленную газету. Фен надо направить на печать, добиться, чтобы припой стал мягким, после этого сильно стряхнуть плату или ударить об твёрдый предмет.  Несмотря на то, что все двери и окна были открыты и работали все вентиляторы, дышать было невозможно. Поэтому в квартире лучше этой процедурой не заниматься. Желательно на улице, в крайнем случае, на балконе.

 - Вот ключи на полевых  n-канальных транзисторах 30 вольт, 20 ампер, собирай на них преобразователь.

 - Такие маленькие и такой большой ток держат? Без радиаторах на плате стоят.

 -У них маленькое сопротивление переходов, 5 -7 милиОма, от того и не греются.

   Изготовление макета повышающего преобразователя напряжения, используя трансформатор компьютерного блока питания и ключевых. n-канальных транзисторов материнской платы.

 Настроение моё совсем упало, тем более блок питания  с пол пинка не получился, но желание проверить, как будет работать ламповый усилитель от импульсного блока, было настолько захватывающим и интересным, что я даже остался после работы и, затратив один час, сделал простенький его макет. Терпеть не могу собирать импульсные схемы, ноль - единица, поди, разбери, кто во что перевернётся, вот плавно меняющиеся процессы, меня больше успокаивают, а поэтому решил, что просто собираю генератор с широтно-импульсной модуляцией. Правда, когда собрал схему и подсоединил осциллограф, понял, что не напрасно провел время. Нет, люблю логические схемы, потому как думать не надо, если, и забыл сигнал перевернуть, ещё раз через инвертор пропускаешь. Короче отлично всё получилось. Тонкие импульсы будут штурмовать ключевые транзисторы и трансформатор по очереди, не давая деталям перегреваться.

Фото 5. Осциллограмма на затворах полевых транзисторах.

                                                                                  

 А вот сама схема, на самом деле отладочный макет, то есть сделан только для проверки, хотя вполне работоспособен.  Отличает его от конечной схемы - отсутствие унифицикации, минимальной однотипности наименований, например микросхем, или транзисторов, одних и тех же номиналов резисторов и конденсаторов и т. д  Вот и Паша посмотрел и сказал: «Да здесь всё на одном микропроцессоре можно сделать!». Паша может.

Рис. 1.  Схема преобразователя напряжения с здержкой анодного питания.

 Вот микросхема ICM 7555 MAX, называемая таймером, выдаёт импульсы со скважностью 2, совершенно не удел, была просто под рукой, и поставил. Мультивибратор можно сделать на транзисторах или на логических элементах уже используемой  серии CD..HC00.

Фото 6.  Осциллограмма на выходе таймера.

Зато в процессе настройки и испытаний, используя эту микросхему, я мог покачать импульсы по частоте, используя вывод 5 управления, или сделать линейный передатчик сверхдлинных частот, добавив усилитель с микрофоном к тому же выводу, или ультразвуковой отпугиватель кротов, если конечно, блок питания не получится. С детства люблю играть в конструктор.

Фото 7.  Осциллограмма после дифференцирующих цепочек.

 Импульсы с микросхемы приходят на два одинаковых (верхний и нижний) канала управления ключевыми транзисторами, но приходят в противофазе и с задержкой благодаря первому нижнему инвертору, а дифференцирующие  цепочки по ходу процесса их укорачивают, затем логические элементы их восстанавливают до ровных форм (фото 5).

Рис. 2. Второй вариант преобразователя напряжения с задержкой анодного питания. 
Он только в бумажном варианте.

 Регулировка, ответственный момент.

 Без нагрузки всё было приемлемо, но стоило подсоединить светильник с 60 Вт лампой, настроение стало меняться в худшую сторону, а это означало, что напряжение сильно проседало с нагрузкой, что говорило о том, что трансформатор требовал доработки. Но заниматься переделкой не хотелось, так аккуратно я точно не доведу трансформатор до ума. Получалось, что преобразователь тянул только один стереофонический канал, а всего каналов два, ну и трансформаторов пусть будет два – каждый на свой канал! Ведь делают так, на свой канал своя обмотка трансформатора, как и в схеме Астахова, по которой мы собирали усилитель.

Фото 8. Макет преобразователя на один канал.

       Фото 9. Импульсный трансформатор ERL35AL, ERL39AL. Красный провод +12 В.                Серые провода  - стоки полевых транзисторов.

 Вечером, попив чаю, я опять разворачивал ламповый усилитель. Подсоединял накал и анодные напряжения. Зачарованно 30 минут слушаю песни 70-х, чтобы сделать потом выводы.

1. Анодное напряжение 175,0 В. Теоретически маловато, хотя бы 200, но практически приемлемо. Не зависимо от фонограмм  в числе 175 ничего не менялось после запятой, но стоило поднять громкость выше средней, цифра 5 затряслась в так низким частотам от +2 до-2 вольта. Громкость выше средней не понравилась моей жене, думаю, соседям тоже не понравится, поэтому я не сильно расстроился.

2. Отличный тепловой режим. Ключевые транзисторы и трансформатор нагрелись до температуры 36,6 градусов, Выпрямительные диоды в мосте остались холодными.

 Нет мощных радиаторов во всей схеме!

3. Один канал на одном трансформаторе потребляет ток при напряжении  12 вольт около 2-х ампер.

4. В сглаживающем, высоковольтном фильтре отсутствуют громоздкие электролитические конденсаторы!  Подрезаю первый электролит в усилителе мощности, в звучании ничего не меняется, но моя доработанная Селга даёт понять, что усилитель превратился в передатчик, и теперь попса звучит в двух диапазонах сразу. Вместо громоздкого электролитического конденсатора ставлю обычный конденсатор номиналом 3,3 мкФ и передатчик опять превращается в усилитель.

Возможно, громоздкие электролитические конденсаторы в самом усилителе заменятся на малогабаритные неполярные.  В этом месте предстоит ещё работа.

  О задержке включения по времени анодного напряжения после нагрева накала.

Все кто уважает ламповые конструкции, обязательно делают задержку включения анодного напряжения. В старых схемах такие задержки получались автоматически, пока выпрямительная лампа (кенотрон) не прогреется, высокое напряжение не появится. В этой схеме (Рис. 1.) задержка обеспечивается конденсатором большой ёмкости 3300 мкФ, который, заряжаясь после подачи напряжения, откроет пару ключевых транзисторов (Т1, Т2), подав, таким образом, питание на преобразователь,  спустя 30 секунд.
 На Рис.3. представлен втой вариант схемы задержки включения питания. Эта схема опробована. Время задержки составляет 1,5 минуты. Сократить время задержки можно уменьшив номиналы резистора 27к или кондесатора ёмкостью 3300 мкФ.

Рис. 3.  Мультивибратор и схема задержки питания.

 О стабилизаторе на пять вольт. Он нужен только в макете или в том случае, когда всё питание устройства происходит от источника с одним напряжением в 12 вольт. При использовании компьютерного блока питания можно использовать его же 5-вольтовое напряжение, но резистор 330 Ом, его надо заменить на 30 Ом, с двумя блокирующими конденсаторами лучше оставить, сопротивление будет предохранителем.

Фото 10. Выпрямительный диод и демпферная лампа.

 Выпрямительные диоды BY 359Х , высоковольтные, высокочастотные с барьером Шоттки, рассчитаны на ток в несколько ампер. Обычные выпрямительные диодные сборки не подойдут, перегреются в момент, частота достаточно высокая 50 кГц. А вот демпферная лампа 6Д20С такую частоту и ток переваривает, у неё маленькая внутренняя ёмкость (10 пФ), но в однополупериодной схеме выпрямления она проигрывает полупроводниковому диоду  в 2 вольта. Нагрев ей привычен, ещё бы, ток накала 1,9 А!

Фото 11. Плата с фильтром.

  О сглаживающих фильтрах, которые должны убрать пульсации после выпрямления.

 Чем выше частота пульсаций, тем меньше ёмкость фильтра. Сам фильтр упрощается, но он нужен, чтобы  высшие гармоники передатчика, ой, преобразователя не забивали длинноволновый диапазон приёмников.

Обычные платы фильтров, которые непосредственно крепятся на сетевой разъём компьютерных блоков питания, я поставил после выпрямительных диодов.

 О конструкции. Сам блок питания надо экранировать, Трансформатор и провода излучает высшие гармоники от частоты 50 кГц. Возможно, я использую освободившийся корпус самого блока питания компьютера. На два скреплённых корпуса оставлю один вентилятор, уменьшив его скорость вращения.

  Я не прощаюсь, будет продолжение. С ламповым стереофоническим усилителем надо ещё разбираться.

Перелистывая старые страницы, наткнулся не несколько схем преобразователей для получения высокого напряжения.  Предлагаю посмотреть странички из книжки «Электронные схемы 1300 примеров», перевод с английского,  автор Р. Граф. Издательство Мир. 1989 год.

Фото 12.

Кстати микросхема TL494 вполне доступна, мои знакомые молодые радиолюбители собирают на ней конструкцию поющей молнии по сайту Tesla Coil.RU