Плавное включение источника питания УМЗЧ, простейшие схемы


Схема плавного включения питания (софт-старт или ступенчатое включение) для усилителя мощности НЧ или другого устройства. Это простое приспособление позволяет повысить надежность вашей радиоаппаратуры и уменьшить помехи в сети в момент включения.

Принципиальная схема

Любой блок питания радиоаппаратуры содержит выпрямительные диоды и конденсаторы большой емкости. В начальный момент включения сетевого питания происходит импульсный скачок тока — пока идет заряд емкостей фильтра.

Амплитуда импульса тока зависит от величины емкости и напряжения на выходе выпрямителя. Так, при напряжении 45 В и емкости 10000 мкФ ток зарядки такого конденсатора может составить 12 А. При этом трансформатор и выпрямительные диоды кратковременно работают в режиме короткого замыкания.

Для устранения опасности выхода этих элементов из строя путем уменьшения броска тока в момент первоначального включения и служит приведенная на рисунке 1 схема. Она также позволяет облегчить режимы и других элементов в усилителе на время переходных процессов.

Принципиальная схема плавного включения источника питания с применением реле

Рис. 1. Принципиальная схема плавного включения источника питания с применением реле.

В начальный момент, когда подано питание, конденсаторы С2 и С3 будут заряжаться через резисторы R2 и R3 — они ограничивают ток до безопасного для деталей выпрямителя значения.

Через 1...2 секунды, после того как зарядится конденсатор С1 и напряжение на реле К1 возрастет до величины, при которой оно сработает и своими контактами К1.1 и К1.2 зашунтирует ограничительные резисторы R2, R3.

В устройстве можно использовать любое реле с напряжением срабатывания меньшим, чем действует на выходе выпрямителя, а резистор R1 подбирается таким, чтобы на нем падало "лишнее" напряжение. Контакты реле должны быть рассчитаны на действующий в цепях питания усилителя максимальный ток.

В схеме применено реле РЭС47 РФ4.500.407-00 (РФ4.500.407-07 или др.) с номинальным рабочим напряжением 27 В (сопротивление обмотки 650 Ом; ток, коммутируемый контактами, может быть до 3 А). Фактически реле срабатывает уже при 16...17 В, а резистор R1 выбран величиной 1 кОм, при этом напряжение на реле будет 19...20 В.

Конденсатор С1 - 2200мкФ, типа К50-29-25В или К50-35-25В.

Резисторы R1 типа МЛТ-2, R2 и R3 типа С5-35В-10 (ПЭВ-10) или аналогичные. Величина номиналов резисторов R2, R3 зависит от тока нагрузки, и их сопротивление может быть значительно уменьшено.

Примечание: емкость конденсатора С1 подбирается в пределах 1000-2200мкФ, он должен быть рассчитан на большее напряжение  чем то, которое получится на реле после подбора резистора R1 - с запасом на 25В, 50В или 63В. Это понадобится если вы решите использовать другое реле, с рабочим напряжением больше чем 25В.

Улучшенная схема устройства

Вторая схема, приведенная на рис. 2, выполняет ту же самую задачу, но позволяет уменьшить габариты устройства за счет использования времязадающего конденсатора С1 меньшей емкости.

Транзистор VT1 включает реле К1 с задержкой, после того как зарядится конденсатор С1 (типа К53-1А). Схема позволяет также вместо коммутации вторичных цепей обеспечивать ступенчатую подачу напряжения на первичную обмотку. В этом случае можно использовать реле только с одной группой контактов.

Улучшенная принципиальная схема плавного включения источника питания

Рис. 2. Улучшенная принципиальная схема плавного включения источника питания УМЗЧ.

Величина сопротивления R1 (ПЭВ-25) зависит от мощности нагрузки и выбирается такой, чтобы напряжение во вторичной обмотке трансформатора составляло 70 процентов от номинального значения при включенном резисторе (47...300 Ом). Настройка схемы состоит в установке времени задержки включения реле подбором номинала резистора R2, а также выборе R1.

В завершение

Приведенные схемы можно использовать при изготовлении нового усилителя или же при модернизации уже существующих, в том числе и промышленного изготовления.

По сравнению с аналогичными по назначению устройствами для двухступенчатой подачи напряжения питания, приведенными в различных журналах, описанные здесь — самые простые.

Первосточник: неизвестен.

Добавлено примечание к схеме на Рис. 1. по поводу рабочего напряжения конденсатора С1.


4 4913 Защита и бесперебойное питание
софтстарт питание 220 Вольт УНЧ плавное включение
Комментарии (14):
#1 АЛЕКСАНДР Февраль 15 2020
+4

Если подключить например к унч АГЕЕВА 60вт. схему (рис.1),то чтобы иметь плюс 25в.и минус 25в. относительно ОП в точке соед. VD3;VD4 ;R1 - будет не плюс 25в. а плюс 50в. Я не прав? СПАСИБО.

#2 root Февраль 16 2020
+4

На рисунке 1 собран двухполярный выпрямитель, на выходе которого получается два напряжения 25В с общей точкой соединения.
Если к выходам схемы, обозначенным как -25В и +25В, подключить вольтметр, то он покажет значение напряжения 50В.

#3 АЛЕКСАНДР Февраль 16 2020
+4

Значит выход из диодного моста указан неправильно.

#4 root Февраль 17 2020
+2

Александр, выпрямители на схемах Рис. 1 и рис. 2. собраны ВЕРНО.

Возможно вы не совсем разобрались что такое двухполярный источник питания и как он работает. Вот рисунок, объясняющий откуда берутся напряжения 25В и 50В.

Как работает двуполярный выпрямитель напряжения

Обязательно нужно учитывать общий вывод который еще называют землей - он является плюсом и минусом для каждой половинки питающих напряжений по 25В.

Вот еще схема биполярного выпрямителя с емкостями, которые поднимают выпрямленное напряжение:

shema-vipryamitel-bipolar-35v

Небольшое описание схемы этого выпрямителя есть у нас на форуме.

Вот пример подключения устройства с Рис. 1 к схеме усилителя низкой частоты на транзисторах Н. Рекунова:

shema-podklucheniya-ustrojstva-plavnogo-puska-pitaniya-k-usilitelu

#5 А Февраль 17 2020
+2

Использование реле РЭС-47 в схеме (рис.1) не лучший вариант. Я бы предложил использовать реле РЭП 17-Т85 два шт. соединённых последовательно. Контакты у них приличные ,, плюхи ,, на 8А и срабатывает уже при 12в.

#6 АЛЕКСАНДР Февраль 17 2020
+2

Что такое двух полярное питание я знал 50 лет тому назад, когда ходил в кружок ДОМА ПИОНЕРОВ. На схеме реле запитано без общего провода. ВЫ писали где на схеме плюс и минус 25в. там 50в. Это для того, что бы запутать америкосов.

#7 root Февраль 17 2020
+2

Думаю автор никого не хотел запутать.
Дело в том, что рабочее напряжение срабатывания некоторых реле, в том числе и серии РЭС-47 с разными паспортами, может быть в пределах 21-36В. Возможно поэтому было решено питать реле через специально подобранный резистор от 50В, а не от 25В. Такое решение позволяет использовать разные доступные электромагнитные реле, например с питанием 30В и т.п.

Плохо в этом решении то, что на резисторе R1 будет падать большая часть напряжения 50В и он будет достаточно сильно нагреваться - не зря по мощности на схеме Рис. 1. он обозначен на 2 Ватта.

Если использовать реле с рабочим напряжением на 12В, то лучше подключить R1+K1 к общему выводу для питания от 25В:

Изменение схемы для питания реле с напряжением обмотки 12В

Александр, похоже что вы подразумевали именно этот неочевидный момент. Спасибо.

Напряжение для С1 убрано из схемы на Рис. 1., в статье добавлено примечание по его параметрам.

#8 АЛЕКСАНДР Февраль 17 2020
+2

Вот теперь чукча доволен. Он же что видит на мультиметре о том и поёт. Пожалуйста объясните для чего подбирать гасящие резисторы? Я уже выписал на АЛИ. 4шт. на 15ом 10вт. такие золотистые и крепление под два винтика. Наверное поспешил, надо было у ВАС проконсультироваться.СПАСИБО.

#9 root Февраль 17 2020
+2

После включения питания конденсатор С2 разряжен и начинает быстро заряжаться. В этот начальный момент ток в цепи через резистор R2 будет максимальным, как будто вместо C2 включили перемычку. Этот ток можно посчитать по формуле закона Ома: I = U/R = 25В/15Ом = 1.66А.
Мощность, рассеиваемая на резисторе в этот момент: P = 25В*1,66А = 41,5Вт.
Если взять резистор на 5Вт, то после некоторого времени работы с постоянной нагрузкой в таком режиме он бы задымился и перегорел.
То же самое и со вторым конденсатором C3 и резистором R3.

Но пиковый ток в этой схеме будет течь через резисторы лишь малую часть секунды. Дальше, по мере заряда электролитических конденсаторов, ток через гасящие резисторы будет плавно снижаться.
Для полного заряда C2 и C3 достаточно пары секунд, после чего резисторы блокируются контактами реле и ток через них течь уже не будет.

Время задержки и плавного включения питания зависит от емкости конденсатора C1, подбирая ее добиваются срабатывания реле через 1,5-3 секунд с момента включения.

Чем больше емкость конденсатора C2 и С3 - тем длительнее действие пикового тока нужно для их зарядки за те же 1,5-3 секунд. Если C2 и С3 планируете ставить по 20000мкФ, 40000мкФ или более, то мощность резисторов R2 и R3 нужно увеличить.

Если на выходе питающего устройства нужны напряжения больше чем по 25В, например по 48В - тогда сопротивления R2 и R3 нужно немного увеличить, чтобы уменьшить пиковый ток через них.

С расчетом на напряжение +-25В с конденсаторами C2 и С3 по 10000мкФ, сопротивления R2 и R3 можно выбрать в пределах 15-30 Ом. Мощности резисторов на 10Вт должно хватить. Каждый из резисторов по 15 Ом 10 Вт можно получить из двух параллельно включенных резисторов по 30 Ом на 5 Вт.

15ом 10вт. такие золотистые и крепление под два винтика

Если в процессе настройки окажется что эти резисторы сильно нагреваются, то их можно установить на небольшой радиатор.

Поскольку Вы покупали на Али, то нельзя исключать что там могли сэкономить-обмануть и внутри корпусов этих резисторов установить обычные резисторы на 1-2Вт.

Поэтому сначала рекомендуем проверить эти резисторы, подав на них 12-24В с блока питания на несколько секунд, контролируя ток в цепи и наблюдая за их нагревом.

#10 АЛЕКСАНДР Февраль 17 2020
+2

ВЫ меня конечно извините, но ВЫ подали со средней точки вторичной обмотки переменное напряжение на R1. И ещё в ВАШЕМ примечании ВЫ советуете подобрать С1 на напряжение МЕНЬШЕ,чем то которое получится на реле. Чукча установил бы С1 на 63в.и вместо R1 - авиационная лампочка на 2,4вт.--4,8вт. с приборной доски самолёта и не трогать средний вывод вторичной обмотки. И БУДЕТ ВАМ СЧАСТЬЕ.

#11 root Февраль 17 2020
+1

В схеме вторичные обмотки трансформатора подключены к диодному мосту, а после него есть сглаживающие конденсаторы. Поэтому если снимать напряжение с точки соединения обмоток и с любого из выходов +- диодного моста, то напряжение там будет постоянное!

Вот схемы двух простых выпрямителей из статьи Простейшие пусковые устройства 12В для авто на основе ЛАТРа:
/uploads/Image/schemes/charger/car-battery-charger-75.jpg

Однополупериодная схема.
/uploads/Image/schemes/charger/car-battery-charger-76.jpg

Двухполупериодная схема со средней точкой.

Посмотрите как строятся выпрямители с диодами и диодным мостом из статьи Выпрямители для получения двуполярного напряжения 3В, 5В, 12В, 15В и других.

Также поищите в интернете другие примеры построения мостовых двуполярных выпрямителей для усилителей НЧ, увидите что везде принцип построения один и тот же самый, что и здесь.

Если нет трансформатора с двумя вторичными обмотками, то можно использовать два отдельных одинаковых трансформатора с двумя диодными мостами:

dvupolarnij-vipryamitel-dva-transformatora

Насчет С1 "напряжение меньше" - опечатка, должно быть "больше". Уже исправлено, спасибо!

 

#12 АЛЕКСАНДР Февраль 18 2020
+1

Большое спасибо. Можно было бы установить маленький диод со средней точки тр. Объясните пожалуйста диод параллельно обмотке реле не помешает? СПАСИБО.

#13 root Февраль 18 2020
+1

Диод параллельно обмотке реле нужен только в схеме на Рис. 2. Он защищает переходы транзистора от пробоя обратным напряжением, которое возникает в обмотке реле. В схеме на Рис. 1. диод устанавливать не нужно.

#14 АЛЕКСАНДР Февраль 19 2020
+1

Большое ВАМ спасибо за ответ, но я спрашивал - не навредит работе схемы диод на реле в схеме рис.1. СПАСИБО.

Написать комментарий:

cashback