Открытый проект линейного источника питания (от @Yan)

Приветствую всех участников Бара и хочу открыть еще одну тему, посвященную линейным источникам питания различного назначения.
Прошу администрацию не объединять мою тему с другими схожими темами, а дать возможность раскрыть тему в свойственной мне манере открытого проекта, в котором будет показан весь этап разработки и строительства линейного источника питания, который (при наличии общего желания) можно будет запустить в аудиотур и на конечном этапе выставить на продажу на Маркете.

Вот тут я принял своеобразный вызов от @Josefff и хотел бы оправдать возложенные ожидания и показать на практике возможность изготовления линейного источника питания, соответствующего теоретическим убеждениям.
Всем заранее спасибо за участие!

31 симпатия

Привет,
А в чем заключается открытость?

4 симпатии

Обычно, разработчики не предоставляют принципиальных схем и выдают свои изделия как ноу-хау. Дабы никто не мог повторить и чтобы в их изделиях таилась некая магия, присущая только их изделиям. Но проблема в том, что отсутствие полной и достоверной информации не позволяет продвинутым пользователям оценить крутость их изделия. Я предлагаю показать разработку целиком, с публикацией принципиальной схемы, этапов разработки и тестирования в различных условиях на предназначенной для этого аппаратуре (модули нагрузки, тепловизор и прочие гаджеты, позволяющие посмотреть на изделие глазами инженера).
В качестве невостребованного направления я предлагаю к изготовлению линейный блок питания с компенсацией паразитных проводов. Блок питания с четырехпроводной линией связи, обеспечивающей компенсацию соединительных кабелей и стабилизирующей напряжение непосредственно на подключенной нагрузке по схеме Кельвина. Таких ЛБП не представлено в Баре и я полагаю, что это может быть не только интересно, но и весьма полезно.

25 симпатий

Так и вангование по схемам — это не профиль Бара.
Муха — источник заразы.
А крутые схемы или крутые комплектующие — источник когнитивного искажения.

Оценить красоту могут единицы и эти же единицы очень часто музыку совсем не слушают.

7 симпатий

Вобщем ценен аудио-результат.
В процессе есть своя ценность и ценители, но Бар скорее про результат хороший.

3 симпатии

Запустим в тур и все выясним! Но прежде, чем тур состоится, у участников Бара уже большое представление о том, что они будут тестировать.

1 симпатия

Да это правда, звук в баре а преорете! ) Этим и отличаемся кмк. Но с другой стороны, как не крути, постоянно в ветках появляются тех. обсуждения, как правило никуда не ведущие, и часто все скатывается к сам дурак, все равно я умнее ))) и ты глухой.
С этой точки предложенный @Yan проект, это то что не хватает бару! Т.к. не предполагает споров. А именно представление как и главное почему он видит такой блок для аудио в оптимальной форме. Это очень интересно. Я двумя руками за. Такие темы, как по мне, то-же отличают наш форум от других площадок.

6 симпатий

Вот, достаточно сделать готовое устройство и описать заложенные принципы. Все-таки внутренняя кухня — для специалистов.

3 симпатии

Вот это опять начнется. Я уже много раз проверял.
И зачем отдельная тема? Обсуждайте в существующей.

1 симпатия

В существующей не получится, каждый раз потребуется какая-то предыстория. Я не могу ни с того ни с сего начать выдавать какие-то рассуждения не привязанные к предыдущим постам. А предыдущие посты будут идти с большими интервалами, так как другие участники Бара будут вести споры и обсуждения по поводу ЛБП.

3 симпатии

Тогда, короткий эксперимент. Если не выживет или усохнет, перенесу в общую тему.

Многим хотелось бы свой столик в Баре, но до этого нужно дорасти :wink:

5 симпатий

Принято. Договорились!

1 симпатия

Спасибо Дмитрий, такие шансы очень помогают.
Мы это ценим и всегда благодарны!
Все честно, будет скучно, можешь закрывать.

2 симпатии

Если меня не подводит склероз, то опыт использования ЛБП с отдельным хвостом sense в баре был. Кто то из бояр прикупил за бесценок у зарубежных товарищей, изделие фабричное, не китайское.

Если дело только в sense контактах, у меня два таких индустриальных тоже есть. Вообще-то эти sense часто попадаются в блoках. Их мало кто потом подключает. Я еще не пробовал если честно.
Но идея этого проекта кажется не только в sense.

Год назад купил в баре плату лбп, спустя месяц (решил глянуть осциллографом) обнаружил вольтовый синус (в режиме работы 5v). Благо разработчик вернул деньги (без каких либо) за свое горе творение. Но хотелось объяснений, как такое могло случиться, но это видимо тайна) … Так что формат открытого проекта это супер, хоть и для узкого круга!

9 симпатий

Короткое теоретическое обоснование разработки

Практически все схемы ЛБП выполняются по схеме:
Источник питания → Соединительные провода → Нагрузка

Причина - простота и надежность. Но такое подключение не лишено недостатков и об этом расскажу немного поподробнее.

В качестве примера привел картинку, в которой ЛБП имеет выходное напряжение 5В, нагрузка, рассчитанная на входное напряжение 5 В, подключена через пару соединительных проводов длиной 1,8 метра и сечением 2 мм2. При токе нагрузки в 10 А на каждом соединительном проводе упадет приблизительно по 150 мВ напряжения и до нагрузки дойдет только около 4,7 В. Все цифры выбраны исключительно из соображений, чтобы показать суть проблемы и способы ее решения.

Кто-то скажет, а в чем проблема? Обычно всегда есть допуски на рабочее напряжение и устройство, рассчитанное на 5 В, без проблем будет работать в диапазоне напряжений как минимум от 4.5 до 5.5 В. Но суть проблемы не только в этом. Стабилизация напряжения у ЛБП осуществляется по клеммам «+Вых.» и «-Вых.» и обратная связь, которая работает на формирование всех выходных параметров блока питания, рассчитана исключительно на работу на выходные клеммы ЛПБ. Все что происходит далее, ЛБП абсолютно все равно, он ничего не знает о происходящих там событиях. Разумеется, что на клеммах нагрузки косвенно происходит почти то же самое, что и на клеммах ЛБП. Здесь ключевым является слово «почти». Если в качестве нагрузки мы рассматриваем лампочку или любую другую постоянную нагрузку, работающую в классе А, то ничего интересного не происходит. А представьте теперь, что в качестве нагрузки выступает усилитель, работающий в привычном всем диапазоне частот от 20 Гц до 20 кГц. Нагрузка становится импульсной и потребляет уже ток на различной частоте с разной интенсивностью в импульсном режиме (можно считать, что в такт с музыкой). В этом случае всплески тока, возникающие в нагрузке, должны быть подавлены реакцией на эти возмущения со стороны ЛБП (а именно внутренним околонулевым выходным сопротивлением ЛБП). А как ЛБП может подавить все эти возмущения в нагрузке, если он отделен от нагрузки соединительными проводами, которые имеют свое активное сопротивление и выступают в роли индуктивности на высоких частотах. Ответ прост – никак или плохо или частично. Будут подавлены только те возмущения, которые сумели дойти до клемм ЛБП, все остальное, что не дошло до цепей обратной связи, – нагадило в нагрузке и было услышано любителями музыки.

Чтобы исправить подобную несправедливость, предлагается к разработке ЛБП с функцией компенсации соединительных проводов. Данная опция нужна не только для того, чтобы обеспечить на нагрузке заданное напряжение питания, но и для того, чтобы реакция ЛБП на возмущения, возникающие в нагрузке, максимально активно создавалась именно в нагрузке, а не посредством соединительных проводов, вносящих различные потери. Подобной схемой включения (она называется схема Кельвина) достигается обеспечение минимального выходного сопротивления ЛБП во всем частотном диапазоне непосредственно в нагрузке.

Стоит отметить, что измерительные провода (подключенные к клеммам +Изм. и –Изм.) не вносят потерь, так как по ним не протекает ток нагрузки, данные провода являются измерительными и подключены к цепи ЛПБ, имеющей очень большое входное сопротивление. Буду считать, что на этом теоретическое обоснование поставленной задачи закончено и можно приступать к делу и реализовывать задуманное на практике.

18 симпатий

Спасибо, интересно…
Если можно вопрос (3 вопроса), а конденсатор на клемах нагрузки проблему не решит?
Или DC провода по 15 см - 20 см.
Или, в случае если после DC входа на плате свои LDO регуляторы… описанной проблемы не будет?

3 симпатии

Он попытается это сделать, но у него не получится в той мере, в какой бы нам этого хотелось бы. Если мы рассматриваем ситуацию, когда ЛБП имеет двухпроводное подключение (после выхода идут соединительные провода) и на нагрузке мы ставим конденсатор, то фактически в схеме работает именно он, а сам ЛБП является источником подпитки этого конденсатора. В этом случае мы получим характеристики ЛБП которые будут полностью зависеть от характеристики последнего конденсатора. Выходной импеданс такого ЛБП тоже будет почти полностью определяться параметрами последнего конденсатора. Чем он будет лучше, тем лучше будет наш выход. Но дело в том, что любой даже самый хороший электролит недолговечен и его параметры будут подвержены старению, показатели ЛБП будут угасать, как и радость от него. Идея применения активного элемента (интегральный стабилизатор/транзистор) основана на том, что параметры ЛБП будут определяться именно схемотехникой, выходной же конденсатор нужен будет только для обеспечения стабильности и защиты от самовозбуждения схемы. Импеданс ЛБП в данном случае будет как минимум на порядок лучше и линейнее импеданса ЛБП с огромной емкостью на своем выходе. Достаточно будет применить конденсатор минимальной емкости, даже не электролит, а какую-нибудь фирмовую пленку или полипропилен - этого будет достаточно для стабильной работы. Все остальное сделает активный элемент ЛБП.

4 симпатии

Разумеется, чем меньше длина проводов, тем меньше их влияние на все.

Не совсем понял вопрос. Уточните, пожалуйста, что имели в виду?