Akkumulátoros csőerősítő: 4 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

A csőerősítőket a gitárosok szeretik az általuk okozott kellemes torzítás miatt.

Ennek az oktatóeszköznek az ötlete egy kis teljesítményű csőerősítő építése, amelyet útközben is lehet játszani. A bluetooth hangszórók korában eljött az ideje néhány hordozható, elemmel működő csőerősítőnek.

1. lépés: Válassza ki a csöveket, transzformátorokat, akkumulátorokat és nagyfeszültségű tápegységet

Csövek

Mivel a csőerősítők energiafogyasztása óriási probléma, a megfelelő cső kiválasztása sok energiát kímélhet, és megnövelheti a játékidőt az újratöltések között. Régóta voltak akkumulátoros csövek, amelyek kis rádiókról repülőgépekre tápláltak. Nagy előnyük az alacsonyabb izzószáláram volt. A képen három elemmel működő cső, az 5672, 1j24b, 1j29b és a gitár előerősítőkben használt miniatűr cső összehasonlítása látható, az EF86

A kiválasztott csövek a következők:

Előerősítő és PI: 1J24B (13 mA száláram 1,2 V -nál, 120 V max. Lemezfeszültség, orosz gyártmány, olcsó)

Teljesítmény: 1J29B (32 mA izzóáram 2,4 V -nál, 150 V maximális lemezfeszültség, orosz gyártmány, olcsó)

Kimeneti transzformátor

Ilyen alacsonyabb teljesítményű beállításokhoz olcsóbb transzformátor használható. Néhány kísérlet vonali transzformátorokkal kimutatta, hogy ezek nagyon jók a kisebb erősítőkhöz, ahol az alsó vége nem prioritás. A légrés hiánya miatt a transzformátor jobban működik a push-pullban. Ehhez több csap is szükséges.

100 V -os hálózati transzformátor, 10 W különböző csapokkal

(0-10W-5W-2,5W-1,25W-0,625W és a másodlagos 4, 8 és 16 ohm)

. Szerencsére a kapott transzformátorban a tekercsenkénti fordulatszámot is megadtuk, különben némi matematika szükséges a megfelelő csapok és a rendelkezésre álló legnagyobb impedancia azonosításához. a transzformátor a következő fordulatokat hajtotta végre minden csapnál (balról indulva):

725-1025-1425-2025-2925 az elsődleges és 48-66-96 fordul a másodlagos.

Itt látható, hogy a 2,5 W -os csap majdnem középen van, az egyik oldalon 1425, a másikon 1500 fordulattal. Ez a kis különbség problémát jelenthet néhány nagyobb erősítőben, de itt csak hozzáadódik a torzításhoz. Most az anódok 0 és 0,625 W -os csapjait használhatjuk a rendelkezésre álló legnagyobb impedancia eléréséhez.

Az elsődleges és másodlagos fordulatszám arányt az elsődleges impedancia becslésére használják:

2925/48 = 61, 8 ohmos hangszóróval ez 61^2 *8 = 29768 vagy kb. 29,7 k anód-anód

2925/66 = 44, 8 ohmos hangszóróval ez 44^2 *8 = 15488 vagy kb. 15,5 k anód-anód

2925/96 = 30, 8 ohmos hangszóróval ez ^2 *8 = 7200 vagy kb. 7,2 k anód-anód

Mivel ezt az AB osztályban kívánjuk futtatni, a cső ténylegesen látható impedanciája csak a számított érték 1/4 -e.

Nagyfeszültségű tápegység

Még ezek a kis csövek is nagyobb feszültséget igényelnek a lemezeken. Ahelyett, hogy több elemet használnék sorban, vagy azokat a hatalmas, régi 45 V -os elemeket, inkább egy kisebb kapcsolt üzemmódú tápegységet (SMPS) használtam a MAX1771 chip körül. Ezzel az SMPS -el minden probléma nélkül meg tudom szaporítani az akkumulátorokból érkező feszültséget 110 V -ra.

Akkumulátorok

A projekthez kiválasztott akkumulátorok a Li-Ion akkumulátorok, amelyek könnyen beszerezhetők az 186850 csomagban. Számos töltőtábla elérhető az interneten ezekhez. Az egyik fontos megjegyzés az, hogy csak ismert jó akkumulátorokat vásároljon megbízható eladóktól, hogy elkerülje a szükségtelen baleseteket.

Most, hogy az alkatrészek nagyjából definiáltak, ideje elkezdeni dolgozni az áramkörön.

2. lépés: Áramkörön való munka

Szálak

A csövek szálainak táplálásához sorozat konfigurációt választottak. Vannak nehézségek, amelyeket meg kell vitatni.

• Mivel az előerősítő és a tápcsövek különböző izzószálamúak, az ellenállásokat sorba adták néhány szállal, hogy megkerüljék az áram egy részét.
• Használat közben az akkumulátor feszültsége csökken. Minden akkumulátor kezdetben 4,2 V -os, ha teljesen fel van töltve. Gyorsan lemerülnek a 3,7 V névleges értékre, ahol lassan 3 V -ra csökkennek, amikor újra kell tölteni.
• A csövek közvetlen fűtött katódokkal rendelkeznek, ami azt jelenti, hogy a lemezáram áthalad az izzószálon, és az izzószál negatív oldala megfelel a katódfeszültségnek

Az izzószál feszültségű sémája így néz ki:

akkumulátor (+) (8.4V -6V) -> 1J29b (6V) -> 1J29b // 300ohms (3.6V) -> 1J24b // 1J24b // 130 ohm (2.4V) -> 1J24b // 1J24b // 120 ohm (1.2V) -> 22 ohm -> Akkumulátor (-) (GND)

ahol // párhuzamos konfigurációban és -> sorban képviseli.

Az ellenállások megkerülik a szálak extra áramát és az egyes szakaszokban áramló anódáramot. Az anódáram helyes előrejelzéséhez meg kell rajzolni a szakasz terhelési vonalát, és ki kell választani egy működési pontot.

A teljesítménycsövek működési pontjának becslése

Ezek a csövek alapvető adatlappal érkeznek, ahol a görbéket a 45 V -os képernyőhálózati feszültségre ábrázolják. Mivel a legnagyobb teljesítményre voltam kíváncsi, úgy döntöttem, hogy a tápcsöveket 110V -on (teljesen feltöltött állapotban), 45V fölött üzemeltetem. A használható adatlap hiányának kiküszöbölésére a csövekhez fűszermodellt próbáltam megvalósítani a paint_kip használatával, majd később növeltem a képernyő rácsfeszültségét, és megnéztem, mi történik. A Paint_kip egy szép szoftver, de bizonyos készségeket igényel a helyes értékek megtalálásához. A pentódákkal a nehézségi szint is nő. Mivel csak egy durva becslést akartam, nem sok időt töltöttem a pontos konfiguráció keresésével. A tesztberendezés a különböző konfigurációk tesztelésére készült.

OT impedancia: 29k lemezről lemezre vagy kb. 7k az AB osztályú működéshez.

Nagyfeszültség: 110V

Néhány számítás és tesztelés után meghatározható a rácsfeszültség. A választott rács torzítás eléréséhez a rács szivárgási ellenállást egy izzószál csomóponthoz csatlakoztatják, ahol a csomópont feszültsége és az izzószál negatív oldala közötti különbség. Például az első 1J29b 6V B+ feszültségnél van. Ha a rács szivárgási ellenállást az 1J24b fokozatok közötti csomóponthoz csatlakoztatja, 2,4 V -on a kapott hálózati feszültség -3,6 V a GND vonalhoz képest, ami ugyanaz az érték, mint a második 1J29b izzószál negatív oldalán. Tehát a második 1J29b rácsszivárgási ellenállása a földre mehet, ahogyan más konstrukciókban általában.

A fázisváltó

Amint az a sematikus ábrán látható, egy parafázisú fázisváltót valósítottak meg. Ebben az esetben az egyik cső egység -erősítéssel rendelkezik, és megfordítja a jelet az egyik kimeneti fokozathoz. A másik szakasz normál erősítési fokozatként működik. Az áramkörben létrejött torzítás egy része abból származik, hogy a fázisváltó elveszíti az egyensúlyát, és az egyik tápcsövet erősebben hajtja, mint a másikat. A fokozatok közötti feszültségosztót úgy választottuk meg, hogy ez csak a mester hangerő utolsó 45 fokán forduljon elő. Az ellenállásokat tesztelték, miközben az áramkört oszcilloszkóppal figyelték, ahol mindkét jel összehasonlítható volt.

Az előerősítő szakasz

Az utolsó két 1J24b cső az előerősítő áramkörből áll. Mindkettőnek ugyanaz a működési pontja, mivel az izzószálak párhuzamosak. A 22 ohmos ellenállás az izzószál és a föld között megemeli a feszültséget az izzószál negatív oldalán, így kis negatív torzítást eredményez. Ahelyett, hogy lemezellenállást választott volna, és kiszámítaná az előfeszítési pontot, valamint a szükséges katódfeszültséget és ellenállást, itt a lemezellenállást a kívánt erősítéshez és torzításhoz igazították.

Az áramkört kiszámítva és tesztelve itt az ideje, hogy PCB -t készítsen hozzá. A vázlathoz és a PCB -hez Eagle Cad -ot használtam. Van egy ingyenes verziójuk, ahol akár 2 réteget is használhat. Mivel magam akartam maratni a táblát, nincs értelme két rétegnél többet használni. A NYÁK tervezéséhez először is létre kellett hozni egy sablont a csövekhez. Néhány mérés után meg tudtam határozni a helyes távolságot a csapok és az anódcsap között a cső tetején. Ha kész az elrendezés, ideje elkezdeni az igazi építést!

3. lépés: Az áramkörök forrasztása és tesztelése

SMPS

Először forrasztja be a kapcsolt üzemmódú tápegység összes alkatrészét. A megfelelő működéshez a megfelelő alkatrészekre van szükség.

• Alacsony ellenállás, nagyfeszültségű Mosfet (IRF644Pb, 250V, 0,28 ohm)
• Alacsony ESR, nagy áramú induktor (220uH, 3A)
• Alacsony ESR, nagyfeszültségű tartály kondenzátor (10uF - 4,7uF, 350V)
• 0,1 ohmos 1W -os ellenállás
• Ultragyors nagyfeszültségű dióda (UF4004 50ns és 400V, vagy bármi gyorsabb> 200V esetén)

Mivel a MAX1771 chipet alacsonyabb feszültségen (8,4V - 6V) használom, az induktivitást 220uH -ra kellett növelnem. Ellenkező esetben a feszültség csökken a terhelés alatt. Amikor az SMPS kész, multiméterrel teszteltem a kimeneti feszültséget, és 110 V -ra állítottam. Terhelés alatt egy kicsit leesik, és újra kell állítani.

Cső áramkör

Elkezdtem forrasztani az áthidalókat és alkatrészeket. Itt fontos ellenőrizni, hogy az áthidalók nem érnek -e hozzá valamelyik alkatrész lábához. A csöveket a kádas oldalon forrasztották az összes többi alkatrész után. Mindennel forrasztva hozzá tudtam adni az SMPS -t és tesztelni az áramkört. Először ellenőriztem a feszültséget a csövek lemezein és képernyőin is, csak hogy megbizonyosodjak arról, hogy minden rendben van.

Töltő

A töltő áramkört vettem az ebay -en. A TP4056 chip körül épül. I DPDT -vel váltottam az akkumulátorok soros és párhuzamos konfigurációja, valamint a töltőhöz vagy az áramköri laphoz való csatlakozás között (lásd az ábrát).

4. lépés: burkolat, grill és előlap és befejezés

A doboz

Az erősítő dobozolásához egy régebbi fadobozt használok. Bármelyik fa doboz működne, de az én esetemben volt egy nagyon jó ampermérőből. Az ampermérő nem működött, így legalább meg tudtam menteni a dobozt, és valami nive -t építeni benne. A hangszórót oldalra rögzítették a fémrács segítségével, amely lehetővé teszi az ampermérő használat közbeni lehűlését.

A cső grill

A PCB -t a csövekkel a hangszóró másik oldalán rögzítették, ahol lyukat fúrok, hogy a csövek kívülről láthatóak legyenek. A csövek védelme érdekében készítettem egy kis rácsot alumínium lappal. Durva nyomokat és kisebb lyukakat fúrok. A csiszolási fázis során minden hiányosságot kijavítottak. Hogy jó kontrasztot adjak az előlapnak, végül feketére festettem.

Az előlap, csiszolás, festékátvitel, maratás és csiszolás

Az előlap a PCB -hez hasonlóan készült. Mielőtt hozzákezdtem, csiszoltam az alumíniumlemezt, hogy érdesebb felülete legyen a festéknek. 400 elég durva ebben az esetben. Ha akarod, felmehetsz 1200 -ra, de sok a csiszolás, és a maratás után még több lesz, ezért ezt kihagytam. Ez eltávolítja a lap korábbi felületét is.

Fényes papírra festettem tonernyomtatóval a tükrözött előlapot. Később átvittem a rajzot normál vasalóval. A vasalótól függően különböző optimális hőmérséklet -beállítások vannak. Esetemben ez a második beállítás, közvetlenül a max. hőfok. 10 perc alatt átviszem. kb., amíg a papír sárgássá nem válik. Megvártam, amíg kihűl, és körömlakkal védtem a tányér hátulját.

Lehetőség van arra, hogy csak permetezzen a festékre. Az is jó eredményt ad, ha az összes papírt eltávolítja. Vizet és törülközőt használok a papír eltávolítására. Csak vigyázzon, hogy ne távolítsa el a festéket! Mivel a terv itt fordított volt, az előlapot maratni kellett. Van egy tanulási görbe a maratásban, és néha a megoldásai erősebbek vagy gyengébbek, de általában, amikor a maratás elég mélynek tűnik, ideje abbahagyni. A maratás után csiszoltam 200 -tól kezdve 1200 -ig. Általában 100 -mal kezdem, ha a fém rossz állapotban van, de erre szükség volt és már jó állapotban volt. A csiszolópapír szemcséjét 200 -ról 400 -ra, 400 -ról 600 -ra és 600 -ról 1200 -ra változtatom. Ezt követően feketére festettem, vártam egy napot, és újra csiszoltam az 1200 -as szemcsével, csak hogy eltávolítsam a felesleges festéket. Most lyukakat fúrtam a potenciométerekhez. A befejezéshez átlátszó bevonatot használtam.

Utolsó simítások

Az elemeket és alkatrészeket az előlap elhelyezése után, a hangszóró oldaláról csavarva volt a fadobozhoz. A legjobb SMPS pozíció megtalálásához bekapcsoltam, és ellenőriztem, hogy az audio áramkört hol érinti kevésbé. Mivel az audio áramköri lap sokkal kisebb, mint a doboz, a megfelelő távolság és a helyes tájolás elegendő volt ahhoz, hogy az EMI zaj hallhatatlan legyen. A hangszóró terelőlapját ezután a helyére csavarják, és az erősítő lejátszásra kész.

Néhány megfontolás

Az elemek vége felé észrevehetően csökken a hangerő, mielőtt hallottam volna, de a multiméterem azt mutatta, hogy a nagyfeszültség 110V -ról 85V -ra csökkent. A fűtőberendezés feszültségcsökkenése is csökken az akkumulátorral. Szerencsére az 1J29b gond nélkül működik, amíg az izzószál el nem éri az 1,5 V -ot (2,4 V 32 mA beállítással). Ugyanez vonatkozik az 1J24b -re is, ahol a feszültségcsökkenés 0,9 V -ra csökkent, amikor az akkumulátor majdnem lemerült. Ha a feszültségcsökkenés problémát jelent Önnek, akkor lehetőség van egy másik MAX chip használatára is, hogy stabil 3,3 V feszültségre konvertáljon. Nem akartam használni, mert ez egy másik SMPS lenne ebben az áramkörben, amely extra zajforrásokat vezethet be.

Az akkumulátor élettartamát figyelembe véve egész hétig játszhattam, mielőtt újra fel kellett töltenem, de csak napi 1-2 órát játszom.