Tehnium AziHomeArticlesSurse de alimentareArticol: Surse de alimentare liniare pentru amplificatoare audio - calcul, teorie, concluzii

Autentificare

Creeaz cont

Regulament Tehnium AziVezi coninut nou

Bine ai venit pe site-ul web TEHNIUM AZI - un site web cu i despre tehnologie n memoria revistei Tehnium.

Susinei dezvoltarea acestui site webBine ai venit pe site-ul web TEHNIUM AZI, ca n cele mai multe comuniti online i aici trebuie s v nregistrai pentru a vizualiza,descarca fiiere sau posta n comunitatea noastr, dar nu v facei griji acesta este un proces simplu, gratuit, care necesit informaii minimepentru nscriere. Facei parte din comunitatea TEHNIUM AZI prin autentificare sau crearea unui cont de utilizator pentru: a incepe subiectenoi i rspunde la alte subiecte; a te abona la subiecte i forumuri n scopul obinerii de informaii actualizate n mod automat; a aveapropriul tu profil i ai face noi prieteni; i pentru a v personaliza experiena dumneavoastr aici.

Pentru suport tehnic v rugm s vizitai: FORUMUL TEHNIUM AZI

Surse de alimentare liniare pentru amplificatoare audio - calcul, teorie, concluzii

nov 19 2008 04:00 | donpetru n Surse de alimentare |15426 Vizualizari

g). Determinarea amplitudinii maxime a tensiunii US din secundarul transformatorului n gol:

unde:

- Ud reprezint tensiunea de deschidere a diodei la siliciu Ud=0,4V iar p este numrul de diode n serie (la punte p=2);

- - cderea relativ de tensiune pe rezistena intern a redresorului, definit prin:

unde Ur0=dU[%]*UC.

h). Valoarea condensatorului CF se determin din condiia CFZSmin din tabelul 1 sau aplicnd formula urmtoare:

OBS. n realitate, valoarea curentului continuu (IR) furnizat de redresor nu este egal cu valoarea efectiv a curentului care

circul prin difuzor. Curentul efectiv prin difuzor este cu cteva procente mai mic dect IS (curentul din secundarul

transformatorului) i aproape de dou ori mai mare dect IR (afirmaie fcut in ipoteza neglijrii curentului de mers n gol a

amplificatorului). Aceast observaie este foarte important la dimensionarea siguranelor fuzibile conectate pe partea de

alimentare a amplificatorului, sigurane care trebuie s respecte condiiile impuse de integrala de curent a tranzistoarelor

finale i valoarea curentului nominal IR.

Energia stocat de CF se calculeaz cu relaia:

Deci energia stocat n condensatorul de filtraj CF poate furniza energia necesar difuzorului o perioad scurt de timp,

energie care raportat la o secund poate permite amplificatorului s debite un anume numr de watti n acest interval de

timp. Spre exemplu, un condensator de 10000F, conectat la 35Vcc, poate asigura timp de o secund aproximativ 6,125W.

Puterea PMPO a fost nscocit pornind de la aceast regul cu condiia s calculm puterea furnizat de capacitorul de filtraj a

amplificatorului la 10ms sau 1ms, rezultnd un pompos 612,5W PMPO, respectiv 6125W PMPO (bineneles firmele

productoare vor rotunji sau chiar mrii valorile calculate). Totui, raportarea la o perioad mai mic dect frecvena

pulsurilor de tensiune redresate (10ms redresarea bialternan, 20ms redresarea monoalternan) conduce la obinerea unei

puteri debitate de amplificatorul audio fr un fundament practic 100% real.

Totodat, valoarea puteri "debitate" de capacitorul de filtraj este proporional cu frecvena amplificat i cu puterea sursei de

alimentare. Pentru amplificatoare audio n special de puteri reduse i de band 100Hz...20kHz, prezena unui condensator de

filtraj de valoare mare va permite funcionarea amplificatorului chiar i cteva secunde dup lipsa tensiunii de alimentare.

i). Calculul valorii efective a tensiunii secundarului transformatorului n gol:

j). Valoarea efectiv a curentului din nfurarea secundar IS a transformatorului:

- pentru redresorul dubl alternan n punte:

- pentru redresorul dubl alternan cu priz median:

Formulele (17) i (18) s-au scris n ipoteza ndeplinirii condiiei CFZSmin=12 i rS/ZSmin < 0,02.

k). Determinarea puterii infurrii secundare a transformatorului:

l). Calculul puterii primare a transformatorului:

Randamentul transformatorului T se adopt din catalogul productorului, n funcie de tipul constructiv: E+I, toroidal etc.

m). Cerine impuse pentru dimensionarea nfurrilor transformatorului

Alimentarea amplificatoarelor audio cu ajutorul unei surse liniare curent/tensiune pe lng existena unei puni redresoare

corect dimensionat necesit un transformator electric de putere corespunztoare. Realizarea practic a transformatorului

trebuie s respecte:

o cdere de tensiune sarcin/ mers n gol optim care s se adopte n funcie de sarcina minim admis de amplificator, domeniul de

frecven reprodus i caracteristica de protecie a amplificatorului (dac amplificatorul audio este dotat cu un circuit de protecie la

scurtcircuit accidental pe ieire);

prima cerin enunat ne impune un domeniu de variaie a rezistenei ohmice primare, implicit ne foreaz la utilizarea n calculele

ulterioare a unei densiti de curent optime proiectului. Aceast densitate de curent ne poate ajuta la determinarea temperaturii de

funcionare a transformatorului dup care se stabilete necesitatea unei ventilaii forate sau caracteristicile mediului unde

transformatorul va avea nevoie de asta.

Aceste deziderate trebuie corelate cu obinerea unui randament maxim a transformatorului, randament maxim care se obine

atunci cnd pierderile n fier sunt egale cu pierderile n nfurrile transformatorului (PFe=PCu). Practica a artat c

randamentul unui transformator electric nu este constant la variaia curentului de sarcin. Randamentul ajunge la valoare

nominal sau maxim atunci cnd curentul msurat atinge 70% din valoare nominal a curentului secundar.

Aadar, panta caracteristicii redresorului va trebui adoptat i n funcie de caracteristica proteciei la suprasarcin i/sau

scurtcircuit accidental pe ieire a amplificatorului. Precum am mai spus, materialul sonor nu este sinusoidal i ca drept urmare

ncrcarea n curent a nfurrilor secundare ale transformatorului nu este att de pregnant ca n cazul alimentrii printr-un

redresor a unui motor de c.c. Ajungem la concluzia c putem adopta caracteristici puin mai abrupte" (dU% mai mari) cu

obligaia utilizrii unei baterii de filtraj de capacitate sporit i fr a fora la sarcini nominale aducerea pe deplin n saturaie

a transformatorului. Aceast soluie ne conduce la realizarea unui alimentator cu un raport pre/performan/calitate bun.

n figurile 2 i 3, datorit faptului c amplificatorul audio nsi prin funcionare, mai ales la frecvene nalte, necesit

comutrii rapide ale curentului de sarcin, n paralel cu condensatorul CF se mai conecteaz un snubber RC sau un capacitor

de valoare redus (tipic 100nF).

Dup calculul rezistenei nfurrii primare raportat la secundar Rtr cu ajutorul relaiei (6) aplicm formula:

unde:

N1, N2 reprezint numrul de spire a nfurrii primare, respectiv secundare, determinate n cadrul etapei de proiectare a

transformatorului;

J1, J2 densitile de curent ale nfurrii primare i secundare. Aceste densitii de curent se determin din formula (21) i se impun n

cadrul etapei de dimensionare a diametrului conductoarelor nfurrilor transformatorului. Dup caz, dac este necesar, valorile

densitilor de curent se mai ajusteaz n funcie de proiect. Aceste densiti nu trebuie s fie obligatoriu egale pentru primar i secundar,

aa cum de regul se recomand n diferite referate de calcul a transformatoarelor;

Cu - reprezint rezistivitatea cuprului;

Rs2 - rezistena nfurrii secundare.

Pentru cei mai comozi electroniti, utiliznd formulele prezentate, am realizat un tabel cu cele mai uzuale tensiunii de

alimentare (pentru schemele din figurile 2 i 3), din care se pot extrage elementele constitutive: putere transformator,

caracteristici punte redresoare, condensator de filtraj.

n cazul unei alimentrii simetrice (fig.3) rezultatele din tabelul 2 se modific astfel:

condensatorul CF se nlocuieste cu doua condensatoare CF1=CF2=2*CF, unde valoarea lui CF se citete din tabelul 2 (CF1 ntre ramura

pozitiv de alimentare i mas iar CF2 se conecteaz ntre ramur negativ de alimentare i mas);

curentul mediu printr-o dioda IFAV va fi egal cu IR, respectiv: IFRM=8*IR

tensiunea UC redat n tabelul 2 va deveni UC/2.

Deci, pentru determinarea caracteristicilor este suficient s cunoatem: tensiunile de alimentare ale amplificatorului audio,

clasa de operare (A, AB, D...) i impedana minim admis de amplificator pe ieire (de regul 2, 4 sau 8 Ohmi pentru alte

impedane i/sau tensiunii de alimentare se poate aplica uor operaia de interpolare).

OBS:

tabelul 2 ine cont de valoarea curentului de mers n gol pe diferite clase de operare a amplificatorului. Aceast valoare reprezint

aproximativ un anume procent din curentul continuu IR;

tabelul 2 ine cont de funcionarea la Bnom a transformatorului. Dac se dorete utilizarea la Bmax atunci se poate utiliza un

transformator de aceeai putere pentru alimentarea a doua module de amplificare cu condiia s se dubleze i valoarea condensatorului

de filtraj CF. Acest lucru este posibil innd cont i de cele spuse la pct. h. Funcionarea la Bmax a transformatorului pentru dou

montaje stereo de amplificatoare audio este posibil mult mai lejer i datorit faptului c comutarea curentului de alimentare de ctre

cele dou module de amplificare nu se realizeaz simultan, asta deoarece semnalul stereo este compus din dou semnale uor defazate".

tabelul 2 corespunde cu o anumit aproximaie condiiei: CFZSmin5. Pentru condiii CFZSmin >15 se vor relua calculele cu ajutorul

formulelor prezentate.

releu

titi

n cazul amplificatoarelor audio de puteri mari, pentru a realiza o separare mai bun a canalelor, chiar i n cazul unui defect,

dar i pentru a nu fi forai s utilizm o singur punte redresoare de curent mare pentru ambele canale, se prefer

alimentarea separat a celor doua module de amplificare prin dou puni redresoare, ambele racordate la acelai secundar.

Exemplu practic de cablare pentru alimentarea simetric a unui amplificator audio.

Bibliografie

[1] - Paul R. Gray , Paul J. Hurst, Stephen H. Lewis, Robert G. Meyer - Analysis and Design of Analog Integrated Circuits, (4th

Edition)

[2] - Duncan B. - High Performance Audio Power Amplifiers (1996).

[3] - Dasclu D. .a. Circuite electronice - Ed. Didactic i Pedagogic, 1981

[4] - Adrian B., Alexandru M., Ilie M., Imre S. .a. Practica Electronistului Amator, Editura Albatros, 1984

[5] - Marty Brown Power Supply Cookbook (2th Edition), 2001.

Pagina 2 din 2

3 Comentarii

Felicitari pentru articol.

As dori sa mai completez si eu ceva. In ceea ce priveste dU [%], daca acesta inregistreaza o

valoare cam mare (peste 3% din constatarile personale) atunci este obligatoriu ca in etajul de

intrare, de obicei, diferential al amplificatorului, sa avem generator de curent constant. Acest

lucru este important in primul rand pentru a elimina aparitia unor distorsiuni mari in acel etaj la

variatii intr-o plaja destul de mare a curentului de polarizare a etajului de intrare, variatie

datorata lui dU[%]. De aici tregem destul de repede concluzia ca daca avem alimentare

stabilizata nu ne trebuie scheme de amplificare cu generator de curent constant pe intrarea

amplifului. Dar, pentru cei mai pretentiosi, se mai poate utiliza.

Felicit si eu deschiderea acestui articol. In sfarsit m-am lamurit si eu cum se calculeaza puterea

PMPO!!! :1st:

Asa informativ ca pana acum am auzit tot felul de chestii, ca sa nu zic presupunerii!

bwmike1977

Total Posts:

59562

Total Topics:

5452

Total Members:

24903

Newest Member:

Dosephves

Online At Once:

240 --- 17-ianuarie 15

Portalul Tehnium Azi Tehnium Azi Home Articles Surse de alimentare Articol: Surse de alimentare liniare pentru amplificatoare audio - calcul, teorie, concluzii

Portalul Tehnium AziTehnium AziHomeArticlesSurse de alimentareArticol: Surse de alimentare liniare pentru amplificatoare audio - calcul, teorie, concluzii

E super articolul.Pot gasi si o varianta printabila sau PDF?

Latest News

Depasirea performantelor sistemelor de calculiul 11 2012 11:29

Calculatoarele actuale au la baza circuite integrate care suntconstituite din semiconductori. Pentru a crete puterea decalcul, va fi nevoie de tranzistori mai mici. Legea lui...Noii senzori de presiune

apr 14 2012 01:50Ultimile cercetri n domeniu, arat c nanoconductoareleau proprieti electrice i mecanice superioare i pot fiutilizate in construcia senzorilor de presiune.Senzorii dep...Drumul spre lun folosind doar o picatur de combustibil

ian 01 1970 02:00Primul prototip al unui nou si ultra-compact motor vapermite sateliilor de dimensiuni mici sa calatoreascadincolo de orbita Pamantului. Prototipul a fost creeat inlaboratoar...Tripleton Enigma E2 - cel mai sigur telefon din lume

mar 27 2012 12:20Tripleton Enigma E2 este un telefon cu totul neobisnuit.Nu poate rula jocuri precum Angry Birds, nu poate filmaclipuri FullHD, nu are un ecran impresionant si niciprocesor mu...Tehnologia de fabricare a semiconductorilor - un punct desprijin pentru dezvoltarea energiei solare

mar 28 2012 03:00Mulumit noiilor metode de fabricare asemiconductoarelor de catre Universitatea Illinois, viitorulenergiei solare incepe sa fie mai strlucitor. Estebinecunoscut faptul c s...

Last FAQ

Ce intelegeti prin izolatie externa (a unui echipament electric etc) ?ian 11 2013 08:57

Izolatia externa reprezinta izolaia prilor exterioare ale unuiechipament, constnd din distane de separare n aer si din suprafeelen contact cu aerul ale izolaiei solide ale unui echipament, care suntsupuse la solicitri d...Ce este o retea electrica cu neutrul izolat ?

mar 03 2013 04:16Este o retea electric al crei punct neutru nu are nici o legtur voit cupmntul, cu excepia celei realizate prin aparate de msurare, de protecie sau de semnalizare, avnd o impedan foarte mare.Cum se defineste nivelul nominal de izolatie ?

iul 01 2014 08:27Acest nivel de izolatie se defineste astfel:a) pentru echipamentele cutensiunea cea mai ridicat < 245 kV:- tensiunea nominal de tinere laimpuls de trsnet si- tensiunea nominal de tinere de scurt durat lafrecven indu...De cate tipuri sunt tensiunile electrice tranzitorii ?

ian 11 2013 08:34Supratensiunile electrice tranzitorii sunt de trei tipuri:- supratensiunecu front lent: Supratensiune tranzitorie, n general unidirecional,avnd durata pn la vrf 20 s < Tp < 5000 s si durata spatelui T2