Открытый проект линейного источника питания (от @Yan)

Многие шляпы после получения DC, дальше имеют свои регуляторы для своих цепей.
Т.е. как есть DC. на входе непосредственно не используется. В таком случае, описанная проблема меньше?

Спасибо за ответы. Интересно.

2 лайка

А чем же сглаживать результаты работы выпрямительного диодного мостика?

1 лайк

Да, разумеется. Ситуация, когда LDO-стабилизатор напряжения находится в непосредственной близости от потребителя считается, пожалуй, одной из самой лучших. Лучшим будет только применение шунт-регулятора в непосредственной близости от нагрузки, но это отдельная тема и отдельная история, до которой мы еще доберемся. В данной теме следует понимать, что ЛБП рассматривается в общем (не частном) виде. Т.е. мы заранее не знаем, какая будет нагрузка, поэтому рассматриваем потребителя как нагрузку, подключенную к клеммам ЛБП.

1 лайк

Пульсации после диодного моста сглаживаются электролитическим конденсатором до уровня, необходимого для заданного подавления пульсаций. Здесь следует различать режимы работы этих конденсаторов. Режим работы конденсатора после диодного моста радикально отличается от режима работы выходного конденсатора ЛБП.

1 лайк

Разумеется. Банки в выпрямителе долбятся 100 раз в секунду током заряда, а выходной конденсатор - только лишь в начале по мере изменения тока нагрузки.

Очень интересная тема, буду следить.
@Yan это ваш “пилотный” проект или в той или иной степени некоторые тех. решения уже отработали? В частности выход по Кевину.

2 лайка

Благодарю!

ЛБП делать мне приходилось многократно. Что касается схемы Кельвина, то в железе делаю впервые, но в то же время думаю об этом уже давно и схемные наработки тоже есть, правда большая их часть в режиме симуляции и моделирования. Но я верю в успех этой авантюры!

5 лайков

как я писал, у меня есть 2 французских блока 5В 10А. Там есть клемы sense. Если нужно, чем-то может быть полезно проекту, могу померять… сфоткать получше. Вообщем буду рад помочь чем могу )

Спойлер


4 лайка

Спасибо! Вы очень любезны. Пока в этом нет необходимости, но я буду иметь в виду. Еще раз спасибо!

1 лайк

Знакомьтесь - наш подопытный, на базе которого будем собирать ЛБП.
Прикупил специально для проведения объявленного проекта.

Тороидальный трансформатор фирмы “ТОРЭЛ” мощностью 40 Вт. Выбор пал на него по причине известности в местных кругах, приемлемом качестве изготовления, хорошим соотношении цена/качество и доступности к покупки в короткие сроки.
В общем, данный трансформатор вполне подходит для моих изысканий.

Уверен, что на этом этапе кто-то ухмыльнется и подумает: “и что тут обсуждать? первичку в сеть, вторичку на диодный мост и емкость выпрямителя побольше ставь и погнали делать стабилизатор…”.

Но, поверьте, все значительно интереснее, чем многие думают.
Я знаю достаточно большое количество радиолюбителей и разработчиков, которые уверены, что не заблудятся в трех деталях (трансформатор, диодный мост и емкость), но, как показывает практика, бОльшая часть из них наступает на грабли и не понимает, что уже на этом простом этапе все делает не так. Просто они видят только верхушку айсберга и не задумываются о подводной глыбе, так как их творения как-то, но работают и это их подкупает, потому что они начинают думать, что раз работают, значит они все сделали правильно, но на самом деле это далеко не всегда так. Поэтому, предлагаю не торопиться, а набраться терпения - я расскажу, какие мины здесь есть и как легко на них подорваться и пустить всю разработку под откос прямо на этапе ее создания.

4 лайка

Ян, а можно я побуду нерадивым двоешником за этим столиком и буду задавать глупые вопросы? Спасибо)))

А почему выбор пал на тороидальный трансформатор фабричного выпуска? Ведь всем диофилам известно, что именно у тороида наибольшая межобмоточная емкость, а это нехорошо. Опять таки про фабричное (стандартизованное) исполнение. Тем же диофилам также известно, что трансформатор для аудиоцелей должен иметь нестандартное значение индукции, а стандартное не очень хорошо. И третий заключительный вопрос - выбор мощности трансформатора. Для слаботочных устройств его мощность избыточна почти на порядок, то есть весь блок питания будет иметь пониженное приведенное сопротивление, а значит и уровень и спектр помех от него будет выше.
Неужели все это не важно?

5 лайков

Даже нужно! А то я тут в одного страдаю непонятно чем… Конечно, задавайте вопросы, в обсуждениях рождается истина. Более того, я вовсе не настаиваю на своей правоте. Я готов предоставить свои рассуждения публике, а уж принять их или нет - дело каждого читающего за этим столиком. Как и все могу ошибаться или нести какую-нибудь дичь… :slight_smile:

В целом, в этом нет ничего плохого. Еще раз повторюсь - это хороший трансформатор по соотношению цена/качество. Но ответ на Ваш вопрос другой. Мне нужно, чтобы тема жила и развивалась, иначе администрация Бара эту тему свернет. Поэтому во времени я ограничен. Мне нужно было найти трансформатор, который де-факто близок и знаком, который можно было приобрести достаточно быстро, чтобы продолжать работу. Времени на поиски чего-то эксклюзивного просто нет. Я считаю, что и на этом трансформаторе вполне можно сделать отличное изделие. Если у желающих появится идея применить что-то круче - это ничему не противоречит. Вообще, я поклонник трансформаторов фирмы Hahn. Немцы знают свое дело и я очень доволен их продукцией. Я собрал достаточно много ЛБП на их основе. Вот, к примеру.


Подходящих Hahn у меня не нашлось, а те, что есть в наличии, имеют не очень удобный форм-фактор для размещения в корпусе. Была бы возможность, поставил бы Hahn в броневом сердечнике, но это на самом деле не оказывает значимого влияния. Для этого проекта подойдет и тот и другой.

К межобмоточной емкости мы еще вернемся. Тут надо понимать, что мы обсуждаем. Если ЛБП делается под конкретную цель, то подход один, если мы рассуждаем в общем и не знаем, какая будет нагрузка, то ответ другой. Универсальность накладывает свои лапы и влияет на результат. К вопросу межобмоточной емкости я еще вернусь, на данном этапе не вижу ничего плохого в применении тора. Если у Вас другое мнение - расскажите, чем все так плохо.

Частично я уже ответил на этот вопрос. Времени на что-то нестандартное сейчас нет. Нет возможности искать человека, который намотает трансформатор по спец. заказу. Да и я больше сторонник технологичных изделий, которые делаются на производстве. А на производстве никто по простому в штучном количестве не будет за недорого мотать нестандартный трансформатор. Вторая часть ответа на этот же вопрос - может быть проблема не в индукции, а в том, что кто-то не умеет правильно применять трансформатор? Думает, что индукция не та, а на самом деле он просто уже давно перегрузил трансформатор, а пользователь и не знает и удивляется, а чего это он у него так истошно рычит!!! Обсудим это далее.

Вопрос мощности интересный. Мы его обсудим далее и на этом этапе будет одна из главных мин, о которой я обещал рассказать. Также по вопросу мощности - еще раз повторюсь, мы делаем пока ЛБП под неизвестную нам нагрузку. Параметры мощности пока еще никем не определены и не заданы. К этому вопросы мы подойдет тогда, когда станет понятно, а что вообще можно снять с этого трансформатора?

10 лайков

Соображения по поводу межобмоточной емкости трансформатора.
Нужно быть реалистом и понимать, что мы при любом раскладе будем иметь дело с реальным трансформатором, а не с идеальным. Идеальный сетевой трансформатор теоретически представляет собой совершенный элемент цепи, который может передавать электрическую энергию между первичной и вторичной обмотками с идеальной магнитной связью. Идеальный трансформатор может передавать только переменные дифференциальные токи. Он не может передавать синфазный ток, поскольку разность потенциалов между двумя концами синфазного тока обмотки трансформатора равна нулю и не может создавать магнитное поле на обмотке трансформатора. Межобмоточная емкость обеспечивает канал через трансформатор для синфазного тока, а его полное сопротивление определяется величиной емкости и частотой сигнала. Здесь я обращаю внимание на «частоту сигнала». Мы рассматриваем сетевой ЛБП, работающий на низкой частоте. Я клоню к тому, что важность такой проблемы, как межобмоточная емкость для ЛПБ на несколько порядков ниже той же самой проблемы, например, для выходного трансформатора, который работает с аудиосигналом (это надо брать в расчет и разделять значимость влияния проблемы). Если межобмоточная емкость трансформатора мала, она не повлияет на сигнал трансформатора, а если она слишком велика, она обеспечит путь с низким импедансом для синфазного тока, что будет иметь неблагоприятные последствия. Главная неприятность – это когда большая межвитковая емкость обеспечивает канал для синфазного шума (EMI), который снижает способность трансформатора противостоять электромагнитным помехам. Но мы можем успешно противостоять этим проблемам даже не оценивая в цифрах величину межобмоточной емкости (когда мы говорим фразу «большая емкость» или «маленькая емкость» надо как-то понимать, о чем речь и как-то их различать). В соседней теме я уже много рассказал про работу фильтра сетевого питания. Те же принципы работают и здесь. Мы не будем ничего делать с самой межобмоточной емкостью, мы примем ее как данность – какая есть, такая и есть (это заложено в основном конструктивными особенностями трансформатора). А вот те проблемы, которые она может добавить, мы уберем с помощью применения сетевого фильтра и ограничим степень проникновения помех через образовавшийся канал.
Размер межвитковой емкости в большей степени влияет на работу трансформатора на высоких частотах, а мы работаем на низкой частоте сети питания. Кроме того, межвитковая емкость и индуктивность рассеяния противоречат друг другу. Если межвитковая емкость слишком мала, это неизбежно приведет к чрезмерной индуктивности рассеяния, тем самым уменьшив высокочастотные характеристики трансформатора. Здесь можно вспомнить про такие изделия, как разделительные трансформаторы (РТ). В них крайне важно обеспечить минимальную межобмоточную емкость, так как РТ выполняет не только функцию обеспечения гальванической развязки, но и фильтра, препятствующего проникновению высокочастотных помех. В нашем случае это не нужно и требуется компромисс между межобмоточной емкостью и индуктивностью рассеяния.
В дополнение отмечу где еще важно по возможности избавиться от влияния межобмоточной емкости. Приведу пример. Представьте себе ламповый аудиоусилитель, который работает от одного анодно-накального трансформатора. Пусть, например, анодная обмотка запитывает высоковольтным напряжением прямонакальный триод типа 300В, а ее катодные цепи питаются от другой обмотки этого же трансформатора. В этом случае, при наличии большой межобмоточной емкости мы получим паразитный контур утечки тока, который связывает анодное напряжение и анодную обмотку трансформатора и цепи питания катода лампы 300В. Этот контур будет вносить дополнительные искажения и портить слушателям жизнь. Лучшим решением проблемы будет разделить трансформаторы на два: первый трансформатор анодный, второй другой трансформатор накальный и межобмоточной связи между ними уже не будет, как и паразитного контура для утечки тока. Здесь эффект межобмоточной емкости важен и с ним придется считаться. В нашем случае один трансформатор – один потребитель и совсем другая история с другой значимостью обозначенной проблемы.

3 лайка

Вопросы выбора номинала Х2 установленного в первичную обмотку будем увязывать с резонансной частотой цепи и частотой электрической сети с точки зрения “благозвучности” готового ЛБП?

За упоминанием индуктивности рассеяния вторичной обмотки последует расчет снабберной цепи? Очень интересен вопрос выбора частоты среза/резонанса полученного RLC контура - с заходом в звуковой диапазон или же с большим запасом за его пределом?

Тот же самый ТОРЭЛ Вам намотает всё что захотите, хоть в единичном экземпляре. Сроки правда большие, но на будущее - очень рекомендую :+1:

3 лайка

Не думаю, что в этом есть необходимость. Согласно моделированию различных фильтров сетевого питания, диапазон данной емкости отличается незначительно и находится в сравнительно узком диапазоне емкостей (от сотен нанофарад до нескольких микрофарад). Я не уверен, что смогу отличить на слух разницу в звуке от применения емкостей разного номинала. Предлагаю очень глубоко не заходить, иначе тема станет не интересной и нас сошлют куда-нибудь в даль…

всему свое время…

3 лайка

С интересом жду продолжения.:+1:

1 лайк

Поддержу тему своим вопросом.
Ян, интересно что Вы думаете про диодную ловушку Мишукова? Нет мыслей использовать его наработки в Вашем линейном источнике питания.

Если честно, то ничего не думаю. Я с уважением отношусь к людям, которые имеют альтернативное восприятие мира. В нашем мире все субъективно и никогда не поймешь кто из вас двоих сошел с ума, то ли ты, то ли он. Оба будут указывать друг на друга. Поэтому, считаю, что такие люди либо сумасшедшие, либо гении.