Если не принимать во внимание идеологические соображения, то стабилизатор анодного напряжения усилителя мощности звуковой частоты (УМЗЧ) на радиолампах дает много преимуществ при конструировании – экономия пространства и массы по сравнению с конденсаторно-дроссельным фильтром сравнимых способностей, лампы можно безопасно использовать в режимах близких к критическим, существенное снижение фона, независимость от обычных капризов неважной (например деревенской) осветительной сети.
Здесь, стабилизированный источник анодного напряжения (+250 В) лампового усилителя на 4-х 6С19П выполнен на стандартном трансформаторе ТА251 с раздельными для каждого канала выпрямителями и стабилизаторами. Выпрямители «твердотельные» мостовые, на быстрых диодах шунтированных пленочными конденсаторами для нейтрализации «ненулевого времени рассасывания зарядов при их переключении». Стабилизаторы на высоковольтных полевых транзисторах с изолированными затворами. Применен компактный печатный монтаж и элементы широкого применения. Два выпрямителя и два стабилизатора смонтированы на небольшой печатной плате привинченной к спине игольчатого радиатора. На обратной стороне платы, со стороны печатного монтажа смонтированы и регулирующие элементы – полевые транзисторы. Они прижимаются к радиатору через изолирующие слюдяные прокладки при установке платы. Выводы стабилизаторов и выпрямителей смонтированы с учетом ее установки – только со стороны установки деталей. В целом, получилось вполне удобно.
Схема электрическая принципиальная выпрямителя и стабилизатора одного канала, ниже.
На схеме не показаны конденсаторы шунтирующие диоды выпрямительного моста, подбором напряжения и количества стабилитронов D1…D3 устанавливаем напряжение на выходе стабилизатора. Напряжения оксидных конденсаторов должны соответствовать действующим в схеме. Транзистор Т2 защищает регулирующий от перегрузок и замыканий, R6 разряжает конденсаторы выключенного прибора (полностью ~1 мин). Регулирующий транзистор можно заменить на подходящий по напряжению IRF.
Что было использовано для работы.
Набор инструментов и материалов для разработки и изготовления печатной платы (ПП), набор инструментов для радиомонтажа, нечто для сверления (станок, дрель), в том числе и для отверстий на ПП (0,5…1,5 мм). Набор инструмента для нарезания резьбы М3, радиоэлементы, мелочи.
Разработка платы.
Применение печатного монтажа в высококачественном УМЗЧ не желательно – увеличивается количество паек каждая из которых чуточку ухудшает результат – ясность звучания прибора. Если в транзисторных схемах это затруднительно, то в лаконичных ламповых схемах вполне возможно, более того удобно. Здесь, много установочных элементов закрепляемых на шасси. Большая часть мелких элементов преотлично монтируется на их лепестках и жестких выводах. Такой объемный монтаж был очень распространен в эпоху ранней ламповой электроники, а печатный вытеснил его как более технологичный в изготовлении, компактный и ремонтопригодный.
Здесь, к печатному монтажу пришлось прибегнуть во имя компактности – нужно было поместить довольно большой усилитель (его более мощную версию на 6С19П) с его блоком питания в один корпус с площадью близкой к стандартной аппаратуре (поставить в стойку). Более того, применение ПП в БП извинительно – SRPP топология выходного каскада усилителя, в отличие от традиционного однотактного не предполагает протекание сигнального тока через источник питания, требования к нему могут быть не столь высокими. Тем не менее, постарался сделать дорожки ПП максимально короткими и достаточно широкими, применил лужение дорожек и припой без свинца.
Печатная плата разработана в программе Sprint-Layout, два независимых стабилизатора (левый канал, правый канал) поместились на ПП размером 80х110. Здесь находятся все элементы схемы, включая большие емкости и регулируемые транзисторы. Последние смонтированы навыворот, со стороны печатного монтажа и при установке на радиаторе охлаждения прижимаются к нему спиной - металлическими фланцами. Все выводы схемы для внешнего сообщения с усилителем сделаны с учетом одностороннего доступа к плате. В целом, получился удобный модуль питания.
ПП получилась весьма простой и без SMD элементов, при ее изготовлении применен ручной способ нанесения лакового защитного рисунка – старым добрым рейсфедером.
Заготовка для ПП нашлась только с двухсторонним фольгированием. Лишний слой снял пинцетом прогрев его строительным феном. Клей при этом размягчается.
Зеркальный рисунок разработанной ПП напечатал на принтере, вырезал его ножницами, оставив со всех сторон широкие лепестки. Они загибаются на обратную сторону заготовки ПП и закрепляются липкой лентой. Центры отверстий накерниваются, бумага снимается, плата сверлится и зачищается.
Рисунок дорожек нанес традиционным битумным лаком, стеклянным (широкие дорожки, большие расстояния между отверстиями) рейсфедером. После высыхания лака рисунок ретушировал шилом и привязав тонкую медную проволочку положил в кювету для травления. Готовый раствор хлорного железа хранится в полиэтиленовом пищевом контейнере с герметической крышкой. Небольшие платы можно травить прямо в нем.
Плату помещаю медью ко дну, приподнятую доставательной проволочкой за один край. Таким образом, продукты реакции не скапливаются на поверхности меди и не замедляют процесс. Травление идет весьма быстро без всяких покачиваний и взбалтываний. Единственный момент – шлам может накопиться на дне, тогда его слой замедляет травление нижнего конца платы. Выход – периодически избавляться от осадка, обновлять раствор.
Для подогрева раствора поставил кювету-контейнер на остывающую дровяную плиту.
Вытравленную ПП отмыл ацетоном от лака, слегка зачистил и залудил дорожки, приступил к монтажу элементов.
Элементы были использованы не новые, пришлось каждый проверять, к счастью их не много. Использовал китайский приборчик, низковольтные стабилитроны удобно проверить на стационарном БП.
Конденсаторы шунтирующие диоды выпрямительного моста нахлобучил поверх них, выводы для подключения переменного напряжения сделал из нетонкой луженой проволоки.
Регулирующий транзистор расположен спиной к радиатору с обратной стороны платы, ось отверстий для винтов М3 проходит через середину пластиковой части транзистора.
Устанавливаемые торчком резисторы не только экономят место на плате, но и предоставляют удобные выводы для подключения внешних проводов, особенно полезных при отсутствии удобного доступа к дорожкам. Например, на фото выше стрелочкой показан вывод платы «+ Ua». У 2 Вт резисторов МЛТ штатные проволочные выводы коротковаты для такого монтажа – верхний приходится наращивать нетонкой луженной проволокой, у импортных выводы длиннее, хватает и своих. Белые керамические резисторы – датчик тока R5, составлен из 2х3,3 Ом.
Собранная плата запитана от трансформатора ТАН30. Обнаружилось интересное – выходное напряжение скачет резвым козленком, запросто может прыгнуть на 4 вольта вне зависимости от изменений в сети. Однако. Обычно стабилизатор являл собой полнейшее хладнокровие и невозмутимость. Осциллограф показал нечто любопытное на выходе. Самовозбуждение?
Причина нашлась не сразу и по наитию – главным злодеем оказался сетевой паяльник 40 Вт включенный через осветительный диммер (для регулировки температуры). Его нагревательная, но все-же обмотка (фактически - катушка индуктивности) излучала. Неудачная (удачная) топология ПП сработала как рамочная антенна и получился радиоприемник с передатчиком. В лучшем виде.
Достаточно было разорвать рамку антенны – удалить часть «земляной» печатной дорожки (по контуру коротких сторон ПП) и все встало на свои места – стабилизатор стал вести себя прилично, выходное напряжение изменяется только на десятые вольта при колебаниях в сети, наводка от паяльника радикально уменьшилась.
Луженые дорожки перерезал бормашинкой и оторвал поддев конец лезвием ножа.
Вот что у меня получилось при близком поднесении паяльника (печатный монтаж уже исправлен). Кроме того, стабилизатор в готовой конструкции будет находиться в металлическом кожухе, суть - экране.
Babay Mazay, апрель, 2020 г.
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
