Твердотельный усилитель мощности, часть 2

Часть 2

Наконец, на рис. 4 показан серьезный источник питания. Для начала мы видим, что каждый половина питания имеет собственный двухполупериодный мостовой выпрямитель. Этот позволяет значительно улучшить выпрямление, а также предлагая разработчику значительно повышенную мощность возможности, так как два выпрямителя теперь делят рабочую нагрузку один. Такой подход довольно распространен в американских устройствах High End, и в течение последних нескольких лет начал стекать вниз, в единицы высшего среднего класса. Действительно долгожданное изменение.

Но настоящий Причина, по которой это делается, двояка. Во-первых, это позволяет многое лучшее разделение каналов, так как каждая линия подачи независима, и, следовательно, гораздо меньше шансов передать сигнал от одного канал к другому. Другая причина, по сути, такая же, а вот что касается наземных плоскостей – этот метод дает больше заземляющих плоскостей, но избегает их смешивания, тем самым еще раз сводя к минимуму возможности перекрестных помех и улучшения нашего сигнала к шуму отношения. Для этого также необходим специальный трансформатор. вторичных обмоток, для стереоусилителя всего четыре, а не классические два. Очевидно, что, несмотря на то, что он хорош и имеет много преимуществ, это значительно более дорогая конструкция.

Также обратите внимание две симметричные сети RC. Они служат для избавления от остаточная индуктивность конденсатора, которая должна улучшить высокую частотная характеристика. Хотя по моему опыту так всегда до какой степени остается открытым для обсуждения, проб и ошибок. Независимо от того какими бы хорошими ни были конденсаторы, у них всегда есть какая-то индуктивность осталось; чем они лучше, тем ниже ценность, и наоборот наоборот Поэтому это всегда хорошо иметь, даже если это наибольшие эффекты будут проявляться с худшими из конденсаторов. А побочным преимуществом является то, что усилитель будет иметь тенденцию быть еще более стабильным со сложными нагрузками, хотя это в первую очередь то, что усилитель дизайн должен иметь дело с.

Кстати, сделай не пугайтесь номинальной мощности показанных резисторов, здесь обозначено как 1 Ом 17 Вт; фактически требуемый рейтинг резистор будет зависеть от многих факторов, но с номиналом 17Вт, вы вряд ли ошибетесь с любым усилителем вплоть до некоторого 150 Вт/8 Ом и соответствующее увеличение мощности при более низком нагрузки.

Кроме того, позвольте мне добавить что я использую тот же принцип, что и на диаграмме 4, для своих собственных проекты, правда, по каждому каналу, т.е. мои итоги в два раза показанные. Я много экспериментировал со всем этим и опыт показал мне совершенно ясно, что последний показанный случай даст наилучшие результаты. Я обычно использую KBPC04-25 двухполупериодные мостовые выпрямители в металлическом корпусе, установленные на корпусе для дополнительное охлаждение, затем конденсаторы Siemens Sikorel. Который приводит меня в…

Размеры

Ну, теперь ты наверняка поняли, что правильное определение размеров или определение размеры имеют первостепенное значение. Правильно – сейчас я могу ударить тебя с множеством формул, но я не собираюсь этого делать. Вместо этого я приведу крестьянскую точку зрения, на которую ссылается посредственных инженеров, или простой метод, как говорят более мудрые и более знающие инженеры.

Трансформатор

Во-первых, вы должны решить – один трансформатор на всех, или отдельный трансформатор на каждый канал? Чтобы помочь вам определиться, определите требуемую мощность рейтинг первый. Предположим, вы хотите конечного, истинного источник напряжения – это навороченный, но технически правильный способ говоря, что вам нужен усилитель, который будет вести себя как истинное напряжение источника и будет подавать одинаковое НАПРЯЖЕНИЕ на любую нагрузку до – какие? Святая корова, теперь мы должны учитывать и чертову нагрузку.

Мы можем сделать это. Мы мы можем схватить его в стиле Крелла и сказать, что мы хотим, чтобы он работал до 0,5 Ом – тогда нам понадобится действительно большая мощность запасы. Но мы также можем попытаться быть разумными и думать. Скажи, что ты хотите управлять только одной парой динамиков; говорят, что у них номинал импеданс 4 Ом (плохой случай), и говорят, что они чертовски привод, потому что они демонстрируют фазовый сдвиг -60 градусов.
Для усилителя это все равно, что иметь нагрузку 2 Ом. Хорошо, так что давайте нарисуем линию при 2 Ом, скажем, усилитель должен быть настоящим источником напряжения до 2 Ом (будьте осторожны, это будет стоить вам денег! Но это будет также показать вам, почему Креллы, Левинсоны и т. д. просто должны быть дорогой). Наконец, допустим, вы довольны мощностью 50 Вт. на 8 Ом, как и должно быть в большинстве случаев, если у вас есть реальный мировые ватты в вашем распоряжении. Во-первых, давайте посмотрим, что у нас есть по напряжению:

Квадратный корень из: (мощность x 2) x полное сопротивление нагрузки = пиковое напряжение или, в нашем случае

кв. Корень из: (50 x 2) x 8 = 28,284271 В или просто 28,3 В пик.

Чтобы получить среднее значение, мы должны разделить наш результат на квадратный корень из 2:

28,3 : 1,41 = 20 В среднекв.

По мощности, что на практике это означает в случае усилителя с источником истинного напряжения до нагрузки 0,5 Ом, указано в списке ниже:

50 Вт/8 Ом = 28,3 В пик./3,53 А пик.

100 Вт/4 Ом = 28,3 В пик / 7,07 Ампер пик

200 Вт/2 Ом = 28,3 В пик./14,14 А пик.

400 Вт/1 Ом = 28,3 В пик./28,28 А пик.

800 Вт/0,5 Ом = 28,3 В пик./56,57 А пик.

Итак, 50 Вт/8 Ом соответствует пиковому напряжению 28,3 В. Хороший. Отсюда следует, что при нагрузках 8/4/2 Ом наши требуемые токи будут (20:8/4/2) 3,54/7,07/14,14 А. Маленький интересно, так как мы хотим, чтобы наш усилитель выдавал 50/100/200 Вт в 8/4/2 Ом. Помните, что речь идет только об источнике питания, и это полностью игнорирует возможности выходного каскада и теплоотвод, который для 200 Вт/2 Ом должен быть массивным.

Полное сопротивление нагрузки 0,5 Ом на самом деле смешны, так как они эффективно представляют короткие замыкания – вы могли бы также использовать свой аудиоусилитель мощности вбить сварочную дугу. Еще менее нелепо считать вождение этого «груза» на постоянной основе. Даже для пиковой выходной мощности, нагрузки 1 Ом представляют собой наихудшие нагрузки, которые можно считать реалистичным с точки зрения мощности, но не Условия абсолютной стабильности. Однако это вопрос усилителя дизайн, а не блоки питания.

Итак, наш мощность трансформатора должна быть 200Вт на канал. Для получения ВА рейтинг, нам нужно умножить это на 1,41, и мы получим (200×1,41) 282 ВА или 300 ВА, который является обычным трансформатором производителя. рейтинг. Это на канал, ум, и только если вы хотите НЕПРЕРЫВНАЯ выходная мощность на 2 Ом; для выходов PEAK на 2 Ом, вы можете неплохо справиться с меньшим трансформатором, например 200-220ВА один.

Сейчас если у вас будут отдельные трансформаторы для каждого канала, двух блоков по 300 ВА будет вполне достаточно, мощности достаточно даже для худших случаях – на самом деле, с такими запасами вы должны быть Думая о гарантиях на громкоговорители, а не на усилитель. Этот достаточно для обслуживания переходных процессов. В действительности, производители используют трансформаторы 300-360 ВА для питания усилителей ДВАЖДЫ наша номинальная мощность.

Если ты переходя на один трансформатор, у вас снова есть два варианта. Один заключается в использовании простого блока с двумя вторичными и подачей оба канала от одной батареи конденсаторов, или вы можете использовать отдельные мостовые выпрямители и конденсаторы на каждый канал – это зависит от вас. Или вы можете заказать трансформатор с один первичный и отдельные вторичные для каждого канала – в В этом случае у вас будет что-то очень близкое к двойному моно. питания, хотя, конечно, ничто не сравнится с двумя отдельными, полностью независимые трансформаторы.

Наконец, следует ли использовать тороидальный, или какая-то вариация на тему каркасного трансформатора? В во многом, ваш выбор уже сделан за вас – если вы хотите нестандартную постройку, рискну предположить, что 99,9% всех поставщики, предлагающие эту услугу, будут использовать тороидальные трансформаторы. Их намного легче наматывать на заказ, они более компактны и определенно более эффективный вес/энергия. За последние несколько лет, мы стали свидетелями их падения в цене, поэтому теперь они стоить примерно столько же будет стоить рамный трансформатор, таким образом избавиться от последнего реального недостатка. И они несравнимо более тихие в работе, плюс теоретически меньше излучают, поскольку они теоретически концентрируют свое магнитное поле в его центр.

я продолжаю говорить “теоретически” как будет ли это и в какой степени правда сильно зависит как от материалов трансформатора, так и в равной степени к его обмотке. Если правильно намотать, чтобы вторичка заканчивалась на место, где она начинается, если используются кольца хорошего качества и если используется провод хорошего качества, тогда он будет отображать все свои выгоды в значительной степени. На практике, к сожалению, видели слишком много тороидальных трансформаторов, которые были плохо сделано, несмотря на смелые заявления производителя.

На самом деле, вы можете проверить это довольно легко. Использование всей необходимой безопасности меры предосторожности, подключите трансформатор к сети, затем подключите ваш мультиметр через вторичный и измерьте его тихий потребляемый ток (ток, потребляемый без нагрузки). Помните, что по умолчанию трансформатор большей мощности будет использовать более ток, чем меньший, и во всех случаях вы находитесь в диапазон миллиампер, ниже 30.

Два года назад я измерял тороидальный трансформатор, изготовленный известным британским фирмы, рассчитанной на 300 ВА – потреблял 17 мА. Это разумно, но едва ли выдающийся результат. Затем я измерил заказной и сделал трансформатор из уважаемого югославского источника – у меня получилось 14 мА, но это был тороид на 800 ВА. Итак, получается: 2,7 раза мощность потребляет на 17% меньше энергии покоя – какая из них лучше? Дядя Джулие все еще отбивает штаны от массового производства производителей, и в довершение ко всему, у него более выгодные цены слишком.

Выпрямитель(и)

Полноволновой мост выпрямитель состоит из четырех диодов. Он может быть построен с использованием дискретных (отдельно) диоды, или можно купить готовые, в пластиковом корпусе. или металлический пакет. Здесь нужно принять несколько решений.

Решение первое – вы сконструируете свой собственный выпрямитель, или вы пойдете на одиночный упаковка? Оба подхода имеют преимущества и недостатки. Переход на дискретность позволяет использовать очень быстрые диоды Шоттки. легко доступны в одной упаковке. Однако большинство таких диодов никогда не предназначались для выпрямления в тяжелых условиях, поэтому они подойдут просто отлично подходит для слаботочных, низковольтных выпрямителей в предусилителях, но не очень удобны для сильного тока, высокого напряжения Приложения. Однопакетные выпрямители, с другой стороны, предназначен именно для этого – приложения большой мощности, поэтому получение блоков с такими номиналами, как 25-35А, 100-600В очень легко и не очень дорого. Кроме того, такие мощные агрегаты уже есть удобные отверстия, которые позволяют вам прикрутить их к дополнительные охлаждающие поверхности, что расширяет их полезный диапазон и повышения их надежности. Мост 25А 400В, такой как KBPC04-25 обычно стоит около 4-5 евро в Германии.

Примечание может быть в заказать здесь. В последнее время некоторые производители переходят на использование сверхбыстрые диоды Шоттки даже в мощных выпрямителях, утверждая, что это улучшает звук. Теория состоит в том, что, поскольку эти диоды настолько быстрые, что их время восстановления по своей природе короче чем в случае обычных, более медленных выпрямительных диодов; также их уровень шума ниже. Тогда есть другая группа, которая говорит что при скорости, без сомнения, хорошо, диоды Шоттки не предлагают токовые возможности выпрямительных диодов и, что еще хуже, их номинальное напряжение не близко к номинальному напряжению диодов выпрямителя. Например, Нельсон Пасс очень прямо заявляет в нескольких своих проекты, которые, по его опыту, классические сверхмощные мосты выпрямители на самом деле дадут лучшие результаты, чем сверхбыстрые Диодные выпрямители Шоттки.

Лично я согласен с мистером Пассом. Не могу сказать, что потратил много времени на экспериментировать, но я провел некоторые эксперименты и, согласно моему результатов, я бы никогда не стал использовать сверхбыстрые диоды по току. каскады выпрямления усилителя – нормально для предусилителей, нормально для ступени усиления по напряжению, но не подходят для ступеней усиления по току. Ты могли бы частично компенсировать свои нынешние возможности с помощью схема из диаграммы 4 – таким образом, вы фактически удвоите общую мощность, разделив нагрузку на два моста, но вы также удвоит не столь незначительную цену. Наконец, хотя это не часто говорят, но все же верно, согласование диодов в мостовых выпрямителях это не незначительный побочный эффект, а очень важная характеристика – причем тут блочные выпрямители, в которых все четыре диода построены на одной подложке и согласованы по умолчанию нести день руки вниз.

Правильный выбор мост действительно очень легкий. Вы должны внимательно рассмотреть спецификации, которая покажет или, по крайней мере, должна показать вам напряжение и токовая мощность с двумя числами. Один, меньший один, применяется без дополнительного охлаждения, так называемый свободный воздух емкости, а второе, большее число, относится к дополнительное охлаждение. Итак, если вы знаете, что будете работать с вторичное напряжение трансформатора, скажем, 30 В, после выпрямления что станет (30×1.41) 42V, и вы должны быть дома и сухой с номиналом выпрямителя 80В. Однако, как вы легко увидите, Устройства с номинальным напряжением 100 или 125 В практически не требуют дополнительных затрат, так что выбирайте более высокие напряжения – стандартизировать, так сказать, принять одну единицу и не меняйтесь, если не вынуждены.

Для текущий, просто прочитайте текущий рейтинг вашей мощности трансформатор – это будет что-то типа “30-0-30, 2х5А” для блока 300 ВА. Очевидно, вам нужен блок на 5А в качестве голого минимум, 7А лучше и 10А хорошо. Опять же, вы скоро обнаружить, что выпрямитель на 25 А 400 В стоит немного больше, поэтому здравый смысл подсказывает, что лучше иметь очень Мощный мост под рукой — выберите блок в металлическом корпусе, ваш надежность значительно повысится, можно использовать корпус усилителя за дополнительное охлаждение, и единственная цена, которую вы должны заплатить, это проводные соединения с конденсаторами фильтра или их платой.

Еще одна причина, почему предпочтителен гораздо более мощный выпрямитель: конденсаторы. Если вы хотите иметь большие банки, вы должны рассмотреть что доступно для зарядки этих банков – меньше текущих средств более медленная зарядка. Также при включении эти колпачки находятся в эффективное короткое замыкание, которое создает большую нагрузку на выпрямитель; опять же, чем мощнее, тем лучше.

Итак, ваш мост должен быть мощнее вашего трансформатора – насколько больше мощный зависит также от следующих банков фильтров, ваш бюджет и ваши предпочтения.

Конденсаторы

Как отмечалось ранее, электролитические конденсаторы выполняют две функции – фильтруют выпрямленного предположительно постоянного напряжения и выступать в качестве накопителя энергии для те пики, которые могут потребовать очень больших токов. Следовательно, они также стабилизируют напряжение, действуя как резервуары энергии, которые разгрузить трансформатор, но эта функция не является первостепенной важности (впрочем, далеко не маловажной). У меня есть установите здесь список приоритетов: 1) фильтрация и 2) резерв энергии.

На практике, производители склонны использовать их как панацею или панацею от всех другие недостатки встроенного блока питания. Несомненно, что конденсаторы фильтра имеют решающее влияние на получаемый звук – с этим согласны все, независимо от того, в какой школе они принадлежать. Поэтому они требуют особого рассмотрения.

Первый и прежде всего, их возможности. Если вы готовы игнорировать их стоимость, простое эмпирическое правило заключается в том, чтобы сказать, что вам нужно 1000 мкФ на каждый среднеквадратичный ампер тока. На практике это будет пусть ваш усилитель работает хорошо даже при более низких нагрузках. Однако только чтобы быть в безопасности, еще лучше сказать, что вам нужно 1000 мкФ на каждый пиковый ампер тока – это эффективно увеличивает мощность вашего фильтра в 1,41 раза.

Используя наш пример усилитель, выдающий 50/100/200 Вт на 8/4/2 Ом, очевидно, мы нужно заморачиваться только с самой большой цифрой, 200 Вт/2 Ом. Итак, наш среднеквадратический ток будет следующим:

кв. Корень из (мощность:сопротивление нагрузки) = квадратный корень (200:2) = 10 А.

Поэтому мы потребуется как минимум 10 000 мкФ на линию питания. Если мы хотите быть действительно в безопасности, мы бы обслуживали наш пиковый ток, что в 1,41 раза больше:

10 А x 1,41 = 14,1 Ампер.

Ближайшая стандартное значение составляет 15 000 мкФ, поэтому мы будем использовать его для каждого линия подачи. Если вы используете только один трансформатор, вам понадобится четыре такие конденсаторы; при использовании отдельных источников питания для каждого канала, Вы бы поставили 2×15 000 мкФ на каждый канал.

Есть еще одно подход. Принято считать, что на один заряд требуется 1-2 Дж энергии. каждые 10 Вт выходной мощности. Для усилителя мощностью 50 Вт/8 Ом нам потребуется Запасается 10-20 джоулей энергии. Мы можем использовать формулу, 1/2CVsquared (где C равно емкости, а V равно напряжению, напряжение возводится в квадрат), чтобы рассчитать, что 15 000 мкФ, питаемые, скажем, 33 В (в худшем случае, при полной нагрузке) обеспечивает 8,16 Дж на конденсатор, или 16,3 джоуля на канал – достаточно, чтобы поджарить не мало ничего не подозревающих ораторов в низкоуровневом классе, и даже некоторые в средний класс. Если 33 В – наш худший случай, мы можем предположить 36-38 В. питания с отключенной нагрузкой (скажем, 37 В), а это значит, что просто перед переходным процессом у нас фактически будет запасено около 20,5 джоулей. в конденсаторах каждого канала.

Здесь вам нужно принять другое решение. Будете ли вы использовать одиночные крышки большой емкости, или вы поставите две или более крышек параллельно, чтобы получить надлежащее ценность? Крышки меньшей емкости заряжаются и разряжаются быстрее за счет их природа, при прочих равных условиях, что хорошо, но они также имеют большие значения импеданса и индуктивности, что не Что ж.

Для решения используйте следующий подход как одна из возможностей. Ищите все актуальные значения, скажем, 15 000 мкФ и, скажем, 6 800 мкФ, из того же серии (8200 мкФ еще лучше!). Параллельное размещение двух разделите их импеданс – на данный момент не принимайте во внимание индуктивность. Если такие два колпачка вместе дают значение импеданса меньше, чем может подойти одна крышка на 15 000 мкФ, затем перейдите на две меньшие крышки. ВСЕГДА идти для более низкого значения импеданса, так как это будет иметь значительное влияние на ваш коэффициент демпфирования в любом случае.

Далее повторите описанную выше процедуру с некоторыми действительно качественными колпачками, такими как производства Elna и Siemens. Тем не менее, вы можете обнаружить, что один производитель или другой не имеет близких значений – например, Siemens Sikorel легко доступен только в его 10 000 мкФ / 40 или 63. V облик. Затем сравните свои записи. Обратите особое внимание на значения импеданса.

Конечно, вы скоро увидите, что высококачественные колпачки производят некоторые впечатляющие значения, но по цене. Итак, сравните ваши цены, чтобы увидеть если вы можете справиться с этим. Ответ на этот вопрос будет ясно укажите путь – всегда выбирайте лучшее, что можете себе позволить. В В этом случае вы вполне можете обнаружить, что наиболее разумный общий набор будет состоять из двух конденсаторов Elna, каждый на 8200 мкФ/50 В, в параллельно – это даст впечатляющие значения импеданса и также увеличит ваши возможности, как в том, что вы хотите, так и в необходимость.

Более или менее одинаково Процедуры применимы к любому случаю, который вы хотите назвать. одинаковые, отличаются только абсолютные значения. Здесь необходимо сделать замечание – описанный выше метод верен для настоящих аудиофильских приложений, так как он предполагает наихудшие требования, такие как управление нагрузкой 2 Ом при непрерывных выходах. вряд ли это действительно произойдет в практике, так что приведенное выше действительно наихудший сценарий, который предполагает резервы для еще более низких импедансов нагрузки в краткосрочной перспективе всплески. Я ожидаю, что всплески 1 Ом мощностью около 350+ Вт будут легко доступны, и это более 26 ампер тока. Поставка может сделать это – я не уверен в усилителе, хотя, мы в некоторые действительно серьезные воды здесь.

Другой вопрос не часто обращаются к вопросу о том, следует ли использовать крышки, установленные на печатной плате, или отдельно стоящие колпачки с проводными соединениями. Опять же, каждый тип имеет их преимущества и недостатки.

на печатной плате конденсаторы позволяют разместить их вблизи выходного каскада и избегайте любой проводки. Это хорошо, мы этого хотим. На обратная сторона, они довольно большие и относительно тяжелые, поэтому они склонны вибрировать, а мы этого не хотим. Если вы пойдете на это тип, используйте большое количество силиконовой пасты/клея, чтобы прикрепить их к доске, как вы можете, и вы никогда не можете сделать слишком много.

Свободно стоящий шапки, предпочтительные в профессиональной группе, которые, при всем должном респект, торгует гораздо лучшей электроникой, чем большинство аудиофилов компании, несмотря на известные компоненты бренда, значительно крупнее, тяжелее и дороже. Им труднее реализовать, так как они требуют монтажного оборудования, но взамен, хорошо реализованное монтажное оборудование убьет вибрацию до точка, которую просто невозможно достичь с помощью крышек, установленных на печатной плате. Клей и припои хороши, но они не идут ни в какое сравнение с сверхмощными винты. Колпачки большого размера также, как правило, имеют более низкий импеданс, чем конденсаторы. аналогичные версии печатных плат меньшего размера и их импульсный ток спецификации также, как правило, лучше, чем версии для печатных плат. Мы хочу всего этого. Их недостатки в том, что вы должны использовать проводка, которая сама по себе стоит денег, не элегантна и вызывает необходимость дополнительных контактов.

Несколько лет назад, в британском Hi-Fi & Record Review был текст, написанный Mr Martin Colloms, в котором он тестировал конденсаторы фильтров. Если память не изменяет, он сделал это, используя различные марки, формы и типы на хорошо известных аудиофильских продуктах и ​​обнаружил, что большие конденсаторы, как правило, звучат лучше, чем меньшие. По значение, отдельно стоящие типы с теми же характеристиками будут имеют тенденцию звучать лучше, чем аналогичные типы печатных плат. Но они будут стоить больше и их будет сложнее реализовать, так как они потребуют больше недвижимое пространство внутри корпуса.

Перейти к части 3
Вернуться к части 1

© Copyright 2000 Деян Веселинович – https://www.tnt-audio.com

Редактирование HTML Скотт Фаллер

Как напечатать эту статью

audio – Мостовой выпрямитель: 4 диода или один чип?

Не верится, что написал всю эту чушь про диоды…

MUR860 действительно будет звучать лучше, но объяснение тонкое:

Кремниевые диоды не выключаются мгновенно. Когда напряжение на диоде становится отрицательным, ток все еще течет в обратном направлении в течение короткого времени, пока заряды, хранящиеся внутри диода, не будут удалены. Когда это сделано, диод гаснет.

Различные диоды имеют совершенно разные характеристики восстановления, как показано на этом графике: время”. Красный занимает больше времени.

В преобразователе постоянного тока очень важно иметь диод, который быстро отключается. Представьте себе использование старого доброго 1N4001 с его временем восстановления trr=30 мкс в преобразователе постоянного тока, работающем на частоте 200 кГц (время цикла 5 мкс). Он даже не успел бы выключить. Это вообще не сработает. Вот почему в преобразователях постоянного тока используются гораздо более быстрые диоды.

Теперь вернемся к аудиоматериалам. Проверьте красный и фиолетовый следы выше, вы заметите, что красный занимает больше времени, но плавно отключает ток. Фиолетовый выключается очень резко, с огромным di/dt (4 ампера примерно за 10 нс). В выпрямителе на 50 Гц такого не бывает, ток не успевает перейти в ампер до выключения диода, всего несколько мА. Но ты получил идею.

Когда диод выключен, он становится конденсатором. Какая бы индуктивность ни находилась в дорожках, проводах и т. Д. Вокруг, она образует с ней LC-контур и звенит.

Количество звона зависит от резкости выключения и тока, при котором происходит выключение. Диоды с быстрым мягким восстановлением производят меньше звона.

Так вот, этот звон обычно на довольно высокой частоте. Кроме того, резкое значение di/dt при выключении создает широкополосный радиочастотный шум. Это будет связано с соседней схемой, добавляя всевозможные шумы и мусор к чувствительным сигналам. Это не аудиохулиганство, а просто инженерия.

Тем не менее, MUR860 стоит дорого, поэтому вы можете использовать дешевые диоды с медленным вшивым восстановлением, если вы наденете на них колпачки, чтобы поглотить всплеск шума при выключении. Это делает каждый AM/FM-тюнер с питанием от сети, а также большинство потребительского аудиооборудования. Производители не будут вставлять детали, если в них нет необходимости! Все оптимизировано по стоимости. Но без колпачков тюнер бы заглушил шум, а не принял бы радио.

Затем можно добавить демпфер на вторичной обмотке трансформатора, чтобы ослабить звон LC.

Вопрос: Есть ли какие-либо преимущества в использовании отдельных диодов вместо одной микросхемы мостового выпрямителя

?

Преимущество в том, что вы можете выбрать быстрое мягкое восстановление или диоды Шоттки. Консервированные диодные мосты обычно состоят из сверхмедленных диодов.

, а если нет, то почему это так популярно?

Потому что это работает. Обратите внимание, что 4 крышки по 3 цента работают так же хорошо, но фактор хвастовства меньше. Быстрые диоды сексуальнее и набирают больше очков змеиного масла.

РЕДАКТИРОВАТЬ , след старого прицела с моего жесткого диска… Дешевые быстродействующие диоды BYV27-150, маленький трансформатор 12В 10ВА.

Синий — вторичная обмотка трансформатора. Плоская верхняя часть – это когда диод включен, питающий конденсатор заряжается, ограничивая напряжение на вторичной обмотке трансформатора за счет внутреннего сопротивления его обмотки. Синяя кривая делает шаг вниз, когда диод гаснет. Это очень очевидно, оно падает на 1 В, не пропустите!

Обратите внимание, что диод выключается только на пике синусоиды, если нагрузка потребляет нулевой ток. Когда нагрузка потребляет ток, что обычно и бывает, диод выключается после пика.

Мне нравится наблюдать за этим через фильтр верхних частот (желтая кривая внизу). Амплитуда ослабляется, так как фильтр верхних частот должен использовать крошечный колпачок, около 100 пФ, иначе он будет пренебрегать тем, что я хочу наблюдать, поэтому входная емкость осциллографа взаимодействует с ним. Но общая форма сигнала должна быть в порядке. Обратите внимание на неприятный резкий всплеск, за которым следует ВЧ-звон. Диоды с более высоким Qrr, такие как 1N4001, будут намного хуже.

РЕДАКТИРОВАТЬ 2

Реставрировал старый усилитель, менял электролиты с 1979… и у этого усилителя нет колпачков на диодном мосту. Возможно, потому что у него нет AM-тюнера. В любом случае, это можно сделать, прикрепив зонд к изолятору одного из вторичных проводов трансформатора. Нет необходимости делать какие-либо контакты (кроме заземления щупа, очевидно). Этот мусор подключается через изоляцию провода к щупу прицела.

Это всплеск восстановления выпрямителя. К сожалению, на проводах трансформатора это проявляется как синфазный режим, что означает, что вся вторичная обмотка действует как антенна и будет емкостно связывать пики с соседними цепями. Элементы с высоким импедансом, такие как регулятор громкости, являются главной жертвой.

Вероятно, поэтому в этом усилителе трансформатор находится в металлическом корпусе. Дешевле было бы поставить колпачки на диоды ИМО…

Теперь, конечно, можно измерить и вторичное напряжение, воткнув пробник в клеммы платы:

Он имеет обычный смотрим: плоская вершина, потом всплеск и мгновенное падение на несколько вольт при выключении диода. Масштабирование пика:

Итак, на вторичных проводах трансформатора есть пики 22 вольта (!!!!) с довольно быстрым временем нарастания 2 мкс.

Проблема не в том, что диоды слишком медленные для правильного выпрямления (очевидно, выпрямление работает нормально). Проблема возникает, когда эти пики соединяются с какой-то чувствительной схемой. Этого трудно избежать, так как они появляются как синфазные на проводах трансформатора.

ДРУГОЕ РЕДАКТИРОВАНИЕ

Когда осциллограф не согласуется с симулятором, один или оба могут быть неправильными, однако это всегда помогает смоделировать реальную цепь (т. е. учесть индуктивность трансформатора) и посмотреть параметры моделирования…

Это работает, как и ожидалось. Из-за индуктивности трансформатора (ток отстает от напряжения) диод выключается немного позже, чем можно было бы ожидать при визуальном сравнении напряжения трансформатора без нагрузки (черный цвет) и напряжения конденсатора (зеленый цвет). Исправный диод также выключится в тот же момент, после чего вторичное напряжение трансформатора вернется к своему значению без нагрузки. Это нормально.

Что добавляет восстановление, так это крошечное количество времени, в течение которого ток диода становится отрицательным. Таким образом, когда диод блокируется, ток дросселя не равен нулю, а составляет несколько мА. Это немного, потому что 50 Гц очень медленно.

Однако, когда диод выключается, катушка индуктивности достаточно велика, чтобы создать резкий отрицательный всплеск напряжения, вызывающий звон в LC-баке, образованный индуктивностью и емкостью диода, что является проблемой электромагнитных помех.

В реальной жизни звон намного короче, чем показано здесь, потому что катушка индуктивности имеет большие потери на высоких частотах. Здесь он звонит на частоте около 1 МГц.

Использование более быстрых диодов (с низким Qrr) заставляет их выключаться при более низком отрицательном токе, что снижает количество энергии, доступной для возбуждения звона. Диоды с мягким восстановлением производят более плавный скачок тока, что имеет тот же эффект. Таким образом, диоды с быстрым/мягким восстановлением работают, чтобы уменьшить проблемы с электромагнитными помехами. Но более дешевое решение – просто поставить колпачки на диоды. Это работает так же хорошо.

Красная дорожка без колпачков и без демпфера. Он звонит на частоте 1 МГц. Добавление конденсатора 10 нФ на диод снижает частоту звонка до 100 кГц (зеленый), что больше не является проблемой, а также сглаживает края, поэтому проблема электромагнитных помех исчезла. Синий с добавленным демпфером (R3/C3). Гораздо чище, но не обязательно.