Propozycja usprawnienia posiadanego zasilacza
Modyfikacja taka
pomoże podnieść moc wyjściową posiadanego wzmacniacza z
tranzystorami bipolarnymi gdzie na pcb da się odseparować zasilanie
wzmacniacza napięcia od zasilania wzmacniacza prądu od 15 do nawet
20% bez podnoszenia mocy strat na tranzystorach mocy, a nawet
zmniejszeniu jej. takie rozwiązanie nie wymaga poprawiania
chłodzenia. Zaznaczam, że takie przeróbki nie zawsze są możliwe
, bo nie zawsze pcb stopnia mocy umożliwia bezproblemowe
odseparowanie zasilania tych elementów toru wzmocnienia.
Ja przy
opracowywaniu nowych pcb stopni mocy które z reguły umożliwiają
zastosować dowolne tranzystory mocy we wzmocnieniu prądu, bo
zasilanie tego typu najlepsze efekty pozwala osiągać przy
tranzystorach mosfet na końcu.
dla bipolarów potrzeba
różnicy 5-8 v aby osiągnąć ten efekt, a dla mosfetów 10-15 v,
czego nie da się pozyskać zaproponowaną poniżej metodą. wtedy
trzeba to rozwiązać albo dodatkowymi uzwojeniami na
transformatorze, albo zrobić to innymi metodami. Pobór prądu dla
zasilacza napięcia nie przekracza kilku - kilkunastu miliwoltów,
zatem jest znikomo mały w porównaniu z prądami płynącymi we
wzmacniaczu prądu.
Modyfikacja istniejącego zasilacza dla
wzmacniacza bipolarnego polega na dołożeniu 2 kondensatorów
elektrolitycznych na wyższe napięcia robocze o pojemności
1000-3300 uf i zastosowaniu drugiego mostka prostowniczego
podłączonego do tych samych wyprowadzeń z transformatora, co
pozwala wykonać taką modyfikacje bez wymiany transformatora. Drugi
dołożony prostownik zasila dodatkowe kondensatory, a oryginalny
zasila kondensatory główne zasilacza. Przy pracy bez obciążenia i
wysterowania sygnałem do wzmocnienia napięcia biegunów dodatnich i
ujemnych na obu sekcjach kondensatorów są prawie takie same, lub
nieco niższe na sekcji kondensatorów wzmacniacza prądu, a to
zależy od prądu spoczynkowego. Wraz z wzrostem mocy oddawanej do
głośników przez wzmacniacz spada napięcie na kondensatorach
głównych, a na kondensatorach dodatkowych praktycznie nie ulega
zmianie. W ten właśnie sposób dynamicznie w zależności od
oddawanej mocy pojawia się różnica napięć zasilających
wzmacniacz napięcia od wzmacniacza prądu. W rozwiązaniu
podstawowym przed modyfikacją oba napięcia są takie same co
uniemożliwia pełne wysterowanie tranzystorów mocy i generuje
zbędne straty oddawane ciepłem przez tranzystory mocy na
radiatory.
Aby uzmysłowić cyframi jakie są różnice obu
sposobów zasilania wykonam pewną symulacje teoretyczną.
Aby
całkowicie wysterować tranzystory mocy potrzeba dla przykładu o 5
v wyższe napięcie na wzmacniaczu napięciowym, jeśli oba napięcia
są jednakowe na tranzystorach mocy cały czas przy osiąganiu pełnej
amplitudy odkłada się te 5v. jeśli prąd płynący przez
tranzystory mocy wynosi 20A, to łatwo wyliczyć 5 x 20, że jest to
100W... i tyle można odzyskać, oczywiście teoretycznie, i
zwiększyć moc oddawaną przez wzmacniacz. to wyliczenie tyczy
układu bipolarnego . jeszcze większe korzyści można pozyskać
takim podwójnym zasilaniem w przypadku tranzystorów mosfet, bo one
potrzebują 12-15 v napięcia sterującego między bramką a drenem
pozwalającego uzyskać pełne wysterowanie. Zatem w wielkim
uproszczeniu licząc analogicznie z poprzednim przykładem będzie
to; 12v x 20A = 240 W!!! 20A to prąd płynący przez stopień mocy
600-800W przy 4 omach... zatem można takim zasilaniem przy tej samej
ilości radiatora, tranzystorów mocy i tym samym transformatorze
oddać więcej /ok 30% do głośników i podnieść sprawność
takiego stopnia mocy o kilka procent. Jeśli zmienimy sposób
obciążenia zasilacza na asynchroniczny,i skorzystamy z zalet
umownej klasy H, co omówiłem w innych felietonach, to efektywność
końcową tak skonstruowanego wzmacniacza można podnieść o ok
45-50 procent, uzyskując 70-80 procent i nadal jest to klasa AB.
Poniżej jest uproszczony echemat takiejmodyfikacji dla wzmacniaczy 'bipolarnych'


Poniżej jest uproszczny schemat zasilacza wielonapięciowego dla stopni mocy MOSFET, wykorzystującego istniejące elementy zasilania we wzmacniaczu i wspomiane wyżej powielacze napięcia.