Zobrazená je podstránka tubeamp.wz.cz/zdroje.php
Napájacie zdroje
Rôzne nízkoprúdové zariadenia pre ich činnosť potrebujú viaceré zdroje prúdu a
napätia. Takéto prúdy môžeme získať z rôznych jednosmerných zariadení ako je baterka,
akumulátor, alebo cez usmernené napätia získané zo sieťových transformátorov. V tomto
článku sa budem venovať hlavne prúdom získane zo siete.
Pre usmernenie rôznych striedavých napätí potrebujeme také jednotky, ktoré do
jedného smeru kladia cez nich prechádzajúcim prúdom čo najväčší odpor, pričom
do druhého smeru prepúšťajú prúdy bez prekážky. Tieto požiadavky zabezpečia
spoľahlivo elektrónky a to prvorade diódy, alebo suché usmerňovacie články.
Z týchto má dióda najväščiu prednosť lebo dá sa tvrdiť, že má nekonečný odpor
v závernom smere a vydrží veľké záverečné napätia, avšak má pomerne vysoký odpor
v smere priepusťnosti.
Kuproxidové a selénove usmerňovače majú menší odpor priepustnosti, zase v závernom
smere sa nezavrú dokonale. V súčastnej dobe najrozširenejšie usmerňovače sú
polovodičové diody, ktoré majú veľmi dobré vlastnosti, sú malé, cenovo vyhovujúce.
Elektrónkové usmerňovače v dnešnej dobe sú používané už len pri audio zosilňovačoch.
Ich nevýhody oproti polovodičom sú napr.:
Vysoký prúd pre ich žeravenie.
Fyzicky pomerne mohutná súčiastka.
Prúdovo dosť maličký výkon.
Za tieto nedostatky avšak elektrónkové usmerňovače nám vrátia pocit živej hudby,
keď zdroj je dobre dimenzovaný.
V súčastnosti ešte nájdeme aj plynom plnené katódovožeravené usmerňovače ktoré
majú tie výhody, že sú schopné na usmernenie veľkých prúdov, avšak sú nepohodlné
lebo ich žeravenie musíme zopár minút skorej zapnúť ako napätie pre usmernenie.
Jednotlivé usmerňovacie zariadenia sa triedia podľa toho, či budú usmerňovať jednu alebo
obidve polperiódy striedavého napätia. Môžu byť jedno alebo viacfázové, násobiče
napätí atď.
Najjednoduchší je jednocestný - jednofázový. Striedavé napätie sa získáva zo
sieťového transformátora.
Jednosmerný prúd je dosť pulzujúcí je potrebná ďalšia
filtrácia. Základná harmonická frekvencia je rovnaká ako sieťová. Nevýhodou je,
že stredná hodnota získaného jednosmerného prúdu ohľadom vypadnutia jednej polovlny
bude malá, aj sieťový transformátor bude predmagnetizovaný jednosmerným prúdom.
Dvojcestný usmerňovač
Keď chceme zužitkovať vyššie uvedenú druhú stratenú polovlnu musíme použiť dve
sekundárne vinutia a dva usmerňovače.
Na obrázku vidíme, že usmerňovače a sekundárne
vinutia sú spojené tak aby pracovali v každej polperióde. Cez záťaž potom každá
polperióda prechádza. Takto získaný jednosmerný prúd taktiež obsahuje striedavé
zložky. Aj tu musí byť dobrá filtrácia. Základná harmonická frekvencia usmerneného
prúdu v tomto prípade je dvojnásobok (100Hz). Nedostatok vyplíva z toho, že
na pohon takého usmerňovača potrebujeme dve sekundárne vinutia z transformátora.
Obidve diódy musia vydržať dvojnásobok prevádzkového napätia. Taktiež obidve
diódy cez záťaž poskytujú polovičný prúd. Transformátor pritom nie je predmagnetizovaný
lebo cez obidva vinutia tečie prúd každej polperióde protismerne.
Keď nechceme alebo nemáme dve sekundárne vinutia, použijeme Graetz tz. mostíkový
usmerňovač kde sú spracované obidve polperiódy.
Na obrázku je vidno že sú používane štyri diódy kde 2-2 sa spoja seriovo. Prúd
prechádzajúci cez záťaž bude mať tú istú hodnotu cez jednotlivé diódy ako u
dvojcestnom usmerňovači. V záujme toho aby sa cez záťaž nedostala striedavá
zložka,musíme sa obzvlásť postarať. Na tento cieľ je vhodná napr. sériová L
indukcia čo pre striedavú zložku znamená veľkú impedanciu, pričom skoro nulový odpor
pre jednosmerný prúd, a nazýva sa induktívny filter.
Najviac sa používa pri elektrónkach plnené plynom aby aj induktívna reaktancia pomohla pri
prevädzke obmedziť možné prúdové špičky, ktoré môžu mať škodlivý vpliv na elektrónku.
Hodnota vzinknutého jednosmerného napätia na výstupných svorkách induktívneho filtra je
menšia ako pri kondezátorových filtroch. Na oddelenie nežiadajúcich striedavých komponentov
slúží paralelne pripojený bufferový kondenzátor. Striedavé komponenty prechádzajú cez
kondenzátor a nie cez záťaž a zato na výstupných svorkách hodnota striedavej zložky
bude oveľa menšia. Pre dimenzovanie filtra sa oplatí vypočítať hodnotu bufferového
kondenzátora cez vzorec: C = 0,25 * (Iout / (Ub*f b)),
kde brumové napätie Ub = 0,05 * Uout a frekvencia brumu fb = fin
pri jednocestnej usmerňovači. U dvojcestnej alebo mostíkovej usmerňovači fb = 2 * fin
Napätie kondenzátora bude Usekundár * sqrt 2.
Kondenzátor však neni schopný odstrániť všetké striedavé zložky.
Induktívný filter
Zapojenie induktívneho filtra nám ukazuje schéma. Brumové napätie prichádzajúce cez bufferovým kondenzátorom usmerňovača
sa stretne s velkým odporom tlmivky. Kedže ohmický odpor tlmivky je pomerne malý, prechádzajúci prúd cez ňu spôsobuje len
malý napätový spád. Hodnota vznikajúceho napätia na kondenzátore bude o túto hodnotu menšia ako napätie na výstupe usmerňovača.
Na kondenzátore vystupujúce U1 komplexné napätie, prechádzajúce cez filter klesne na hodnotu U’1
čiže U1 / U’1 = β
Brumové napätie sa dá vyjadriť aj v percentách.
Brumové nap.[%] = 1000 / L(H) * C(µF).
Keď ω2LC=1, čiže v prípade rezonancie výstupné napätie U’1 bude velmi velké. Vtedy členy L-C
tvoria seriový rezonančný obvod, a preto ohmické komponenty nie sú zanedbatelné, a hodnota napätia vznikajúce sa na kondenzátore bude
U’1 = U1 * Qo. V tomto prípade by sa brumové napätie neznížilo, ale značne zvýšilo.
Za to je potrebné zvoliť súčiastky filtra tak, aby samotná frekvencia na obvode filtra bola menšia, ako frekvencia brumového napätia
.Pre nižšie napätia sú lacnejšie elektrolitické kondenzátory. V takomto prípade zvolíme menšiu tlmivku a väčší kondenzátor.
V prípade vyžších napätí prúd na kondenzátore vzrastie, preto sa uplatňuje väčšia hodnota tlmivky a nižšia kapacitná hodnota
kondenzátora.
Konštrukciu filtra môže naďalej komplikovať aj to, ak filter bude slúžiť ako zdroj zosilňovača. Zvuky nemajú radi velký počet kondenzátorov,
obzvlášť elektrolitické kondenzátory, lebo velké kapacity môžú zleniviť časovú reakciu zdoja. Zvykom je takýto zdoj premostiť
kondenzátorom o kapacite tipicky 1µF (nie elektrolit), avšak takéto riešenie spôsobuje len polovičný výsledok.
Je to jednoznačné, že to všetko ovplivňuje aj kvalita kondenzátora, ako aj kvalita železa a konštrukcia tlmivky.
Reklamy webzdarma.
|