macolakg Dragoljub Aleksijevic Kragujevac
Član broj: 301424 Poruke: 3238 *.adsl.eunet.rs.
|
------------------------
Kod pojacavaca snage, analogno stabilisano napajanje zahteva vecu snagu transformatora,
vece gubitke (automatski i vece hladnjake), tranzistore koji imaju bolje granicne karakteristike
nego izlazni u pojacavacu, i ozbiljno vecu cenu kompletnog sklopa (cesto treba vise novca
nego za sam pojacavac snage).
Zato se u praksi izuzetno retko primenjuju (ponekad kod manjih snaga).
Izuzetak cine moderni SMPS (stabilisani, sa brzim odzivom), koji su napravili pravu revoluciju
u gradnji pojacavaca snage, znacajno im poboljsavavajuci raspon dinamike i kvalitet reprodukcije.
Moderni SMPS se kao kompletan sklop priblizavaju ceni torusnog transformatora iste snage, i sveukupno
su jevtinije resenje zbog toga sto (oni sa odzivom ispod 20uS), ne zahtevaju velike "bulk" kondenzatore,
koji su najveci deo cene dobrog napajanja.
Ljudsko drustvo je jako inertno po pitanju "novotarija", i to od kada postoji (nekada se zbog novotarija
spaljivalo na lomaci :-).
Pre koju deceniju je SMPS stabilisanim ispravljacima krajnji domet nosece ucestanosti bio nekoliko
desetina KHz, gde je uvek pretila opasnost da prvi subharmonik cujno interferira sa najvisim tonovima
u audio spektru, brzi tranzistori su bili enormno skupi jer su se koristili samo za predajnike,
SMPS je pravio znacajnu HF "buku" u okruzenju i bez glomaznih filtera je bio prava mala "pretnja" po okolne
uredjaje, pouzdanost im je bila niska.
SMPS sa svojim pojavljivanjem, nisu bili prihvaceni u Hi-End drustvu.
Inertnost nije nista novo, secam se da je jos kada sam bio decak od 12 godina (a rodjen sam 1965.),
jos uvek trajala ostra polemika izmedju "cevasa" i "tranzistoraca" :-).
Dakle i tranzistorima je trebalo skoro cetvrt veka da "zbace sa trona" cevna pojacala :-).
Tranzistori su dobili bitku kao vecinski upotrebljavani elementi u audio aplikacijama, zbog manje cene, manjih
gubitaka, manjih gabarita, i definitivno manjih izoblicenja zvuka zbog izostanka izlaznog transformatora, koji
je bio glavni "krivac" za izoblicenja.
Poslednji "trzaj" cevnih pojacavaca je bio, sjajan ali totalno neekonomican cevni pojacavac, koji je
imao direktnu spregu sa zvucnikom (napravljene su specijalne cevi sa velikim
strujama katode), ekstremno je dobro svirao (jer slew-rate i linearnost cevima nisu problem, jos uvek su
nedostizne sa brzinom kod ogromnih snaga), ali je trosio >500W za <20W korisne snage, i radio kao prelepa
grejalica za zimske dane..
Sada SMPS rade sa nosiocima u rangu MHz, a sa lakocom se pravi "donja margina" od 125KHz, koja ni na koji
nacin ne moze izazvati cujnu interferenciju kod pojacavaca ciji je radni opseg od 0-50KHz, sa SINUSNIM
talasnim oblikom struje u feritnom transformatoru (ZVS LLC), veoma malim gabaritima, malim rashladnim
povrsinama, daju se lako POTPUNO oklopiti metalom, gde se i ono malo beznacajnih smetnji uklanja.
Za stabilisano napajanje pojacavaca snage, posebnu prednost imaju rezonantni LLC ZVS pretvaraci, ciji princip stabilizacije pociva na promeni ucestanosti nosioca, gde nosilac zauzima siri deo spektra, i zbog toga je manja
amplituda smetnji iz njega. Parazitni kapacitet primar sekundar moze biti reda stotinak pF, a izolaciona
sposobnost reda nekoliko KV zbog razmaka izmedju primara i sekundara u trafou (posledica tehnike motanja).
Dobar rezonantni SMPS sa nosiocem od min. 200KHz ima sposobnost stabilizacije u okviru jedne poluperiode
tona od 20KHz! Sto znaci da je napajanje veoma kontrolisano u SVIM uslovima rada pojacavaca, i da
je koja stotina mikrofarada dovoljna za "bulk" Elko.
Dodatnu prednost ima sa zastitom od preoterecenja koja se moze aktivirati tek za oko sekundu po
nastanku istog, a do aktiviranja zastite radi kao strujni izvor sa maksimalno dozvoljenom strujom, sto
u potpunosti pokriva probleme prelaznih stanja kod pojacavaca dok se ne uspostavi pun napon napajanja,
sto je tek posebna prica, jer ovde mozemo precizno iskontrolisati brzinu porasta napona napajanja po ukljucenju.
Prakticno, kontrolom napajanja mozemo izbeci neprijatan udar u zvucniku kod ukljucenja, izbeci relej, i tako smanjiti
prelazne otpornosti ka zvucniku. Mozemo i modulisati napon napajanja prema velicini izlaznog signala, smanjujuci pri
tom discipaciju izlaznih tranzistora. Mozemo zastitu namestiti brzom od bilo kog osiguraca za skupe zvucnike.
Naprava je veoma elasticna.
-------------------------------------------
Analogni integrisani stabilizatori napona:
Takodje su obicni pojacavaci snage, sa jakom negativnom povratnom vezom i ogromnim open-loop pojacanjem.
Njihova negativna povratna veza poredi interni referentni izvor napona (zadato) sa izlazom (ostvareno).
Posto je u cip veoma jednostavno smestiti na stotine tranzistora, tesko je diskretnim stabilizatorima konkurisati
temperaturnoj i naponskoj stabilnosti, potiskivanju napona bruma, i regulacionim karakteristikama IC stabilizatora.
Oni su pojacavaci koji rade u najtezim mogucim uslovima, sa totalnim kapacitativnim opterecenjem.
Prednosti su: mali gabariti, jednostavnost upotrebe, mala cena, odlicna stabilizacija napona i odziv, termicka
zastita, zastita od kratkog spoja, odlicno potiskivanje bruma iz napajanja (tipicno 60dB[1:1000] kod jevtinih 78xx,79xx LM3xx, a ima ih sa potiskivanjem bruma sa vise od 120dB[1:1000000])
Frekventna stabilnost IC stabilizatora se lako resava postovanjem aplikacionih preporuka proizvodjaca i kratkim rastojanjima kondenzatora id IC. Pouzdani su u radu.
Mane su im sledece:
Prave se za relativno male napone napajanja (reda 35-40V), osim HV varijanti koje su znatno skuplje.
Ogranicena je discipacija tipom kucista (TO220 max 50W@25^C).
"Negativnim" IC stabilizatorima je u praznom hodu neophodan shunt otpornik reda Kohm, da ne bi proizveo veci
napon od deklarisanog.
I konacno najveci problem se javlja kod upotrebe za simetricna (+-) napajanja, jer zbog brze zastite od
kratkog spoja, koja se neminovno aktivira pri punjenju vecih kondenzatora na izlazu IC stabilizatora, onaj IC kome
ranije odreaguje zastita moze biti prepolarisan od strane onog drugog sa suprotnog kraja napajanja.
To izaziva sledece posledice:
posto je u svakom IC stabilizatoru common-mode internog op-amp predvidjen za raspon od 0V do njegovog
deklarisanog izlaznog napona (sa pripadajucim polaritetom), i tolerancijom na prekoracenje od svega
0,3-0,4V van tih granica, interni op-amp se "zakljuca" u takvo stanje da taj stabilizator daje nekoliko puta manju
struju od one koju bi davao u kratkom spoju, pri cemu ga onaj drugi stabilizator drzi u tom stanju kroz potrosac
vezan izmedju +Vcc i -Vee. Ako je taj potrosac audio pojacavac snage, pogotovo ako mu se strujni izvori oslanjaju
na masu, tj. na srednji kraj napajanja, ne moze se ocekivati uobicajeno ponasanje audio pojacavaca kome nedostaje jedna polovina napajanja, pojacavac ponovo ulazi u prelaznu pojavu kao kod ukljucenja (gde moze "povuci" i pozamasnu struju), premestajuci strujnu zastitu sa jednog stabilizatora na drugi u sporom ritmu, prakticno ceo lanac postaje nestabilan i sve sporo osciluje.
(A inace, uvek je dobra praksa u pojacavacima snage strujne izvore referisati od kraja do kraja napajanja,
istina je da se tako razvija vise toplote, ali se smanjuje opasnost od havarije kod nestanka jedne polovine
napajanja.)
Taj problem se jednostavno prevazilazi postavljanjem zastitnih kontra dioda paralelno izlazu svakog stabilizatora.
Diode moraju biti Sotki tipa, predvidjene za struju kratkog spoja za koju je deklarisan dati IC stabilizator.
Na ovaj nacin se sprecava intezivna prepolarizacija IC, i oba IC ce isporuciti punu struju kratkog spoja u
tranzicionom periodu punjenja Elko na svom izlazu, zahvaljujuci ocuvanom common-mode opsegu internih op-amp,
pri cemu oni uspesno obavljaju "posao" za koji su predvidjeni, i sve se ponasa normalno.
Na pitanje o potiskivanju talasnosti iz ispravljaca sam odgovorio u prethodnom tekstu, pri cemu se potiskivanje u dB
moze izraziti cistim brojnim odnosom A=10^dB/20, gde A kazuje koliko puta je manja talasnost na izlazu IC u odnosu
na talasnost ipred IC.
Toliko od mene.
Pozdrav
[Ovu poruku je menjao macolakg dana 22.06.2012. u 04:12 GMT+1]
[Ovu poruku je menjao macolakg dana 22.06.2012. u 04:14 GMT+1]
[Ovu poruku je menjao macolakg dana 22.06.2012. u 04:15 GMT+1]
|