d.lab

Описывается мой опыт проектирования 2-х DC-DC преобразователей 12-350V на NE555 и MC34063.

Важное замечание: для питания радиолам в преампе гитарного усилителя. А то, начнете срачь на тему неправильного режима работы лампы — это гитарный усилитель, так должно быть.

Данные DC-DC преобразователи в свое время разрабатывались для предыдущих проектов, но этим проектам пока нет возможности уделить внимания. Поэтому они (проекты) заброшены на верхнюю полку в ожидании творческого порыва. А вот опытом построения преобразователей питания для них, хотелось-бы поделиться. Постараюсь написать, пока все еще свежо в памяти, иначе потом материал просто потеряется. Данный материал не истина — это лишь описание того, как это сделал я. Обе схемы проверены на практике, неоднократно «отыграны» и неплохо показали себя.

Техническое задание:

• Входное напряжение 12V (постоянное). Для того, что-бы можно было использовать стандартный (заводской) блок питания.
• Регулировка выходного напряжения от 200 до 350V (примерно). Это было нужно для экспериментов с напряжением питания анодов — изучал, как меняются характеристики и звук при разном напряжении.
• Схема без трансформатора. Если все равно придется мотать трансформатор, тогда зачем городить импульсник? Просто покупаем заводской ТАН на нужное напряжение и не греем голову.

Первой рассмотрим схему на NE555. Кратко об ее плюсах и минусах (я исхожу из собственных требований, для других условий оценки могут быть иными):

• + Простота. 555-ки есть у всех, слаботочный высоковольтный транзистор можно выпаять из любого старого телека — затрат минимум.
• + Нет повышающего трансформатора. Не нужно ничего мотать и забивать голову расчетами импульсного трансформатора.
• + Данная схема неплохо справляется с питанием преампа по мотивам MESA BOOGIE RECTIFIER на лампах 6Н2П. На самом деле, она для него и проектировалась — для питания преампа от низковольтного источника питания.
• + Задержка включения выходного напряжения. Просто, дань аудиофилодрочерам. Так принято, что-бы анодное напряжение подавалось на лампу с некоторой задержкой относительно накального. Лампа сначала должна прогреться, потом войти в режим работы. Существует теория, что так можно существенно продлить срок службы радиолампы… еще лет на семьдесят :)))
• + При выходном напряжении 240V и токе 15mA входной ток, при напряжении 12V, всего 150-200mA. А то пишут везде, что входной ток более 1A. У меня почему-то не так.
• − Не работает стабилизация выходного напряжения. Конечно-же, напряжение с выхода схемы подается на генератор импульсов, но на практике это не работает — выходное напряжение постоянно «плавает» ±2-5V. Ну, если только допустить, что оно «плавает стабильно», тогда другой разговор. На практике это не заметно вообще никак — преамп одинаково рычит, хрипит, скрипит и фонит как при 345v, так и при 350V.
• − Не держит выходное напряжение. Каким-бы его не настраивал, оно все равно через пару минут постепенно опускается примерно до 220-240V. Похоже, это предел данного преобразователя при входном напряжении 12V.
• − Слабый выходной ток. На самом деле, это не недостаток — это особенность схемотехники. Нужен большой ток — мотаем трансформатор, других вариантов нет. Мне, для питания 3-х ламп 6Н2П-ЕВ — более чем достаточно.

На схеме две 555-ки: нижняя (U2) — DC-DC преобразователь, а верхняя (U1) — таймер задержки включения выходного напряжения. После срабатывания этого таймера, на его выходе OUT (3) устанавливается напряжение питания, которое подается на вход RST (1) сброса DC-DC преобразователя (U2) и он запускается. Время задержки (примерно 7-9сек) подобрано опытным путем. При необходимости корректируется подбором резистора R1.

Расчетная частота генератора DC-DC преобразователя примерно 30kHz. Светодиод LED1 индицирует срабатывание таймера, а LED2 — высокое напряжение на выходе схемы. Диод D2 обязательно быстродействующий.

На самом деле, это лишь часть схемы — изначально в ней еще была стабилизация накального напряжения 6.3V, но об этом в другой раз. Схему и плату в DipTrace можно скачать здесь. На плате одновременно объединены два источника питания (накальный и анодный) — просто отсекаем лишнее.

Схема на MC34063, на мой взгляд, лучше подходит под условия ТЗ:

• + Широкий диапазон регулировки выходного напряжения: от 200 до 350v.
• + При выходном напряжении 350V и токе 15mA входной ток, при напряжении 12V, всего 90-100mA.
• + Стабильное выходное напряжение — сколько накрутил, столько и держит.
• + Схема заметно проще чем на NE555.
• − Необходимость использования внешнего транзистора. Изначально я рассчитывал на встроенный в микросхему, но, он оказался «недостаточновольтным» и первую подопытную микросхему порвал пополам :)) На самом деле, это даже не минус, это физика — при таких условиях ТЗ, от внешнего транзистора никуда не деться.

Схема DC-DC преобразователя на MC34063 также проектировалась с задержкой включения выходного напряжения на таймере NE555. Только в данной схеме, генератор микросхемы MC34063 работает сразу после подачи питания. После срабатывания таймера NE555 (U1), на его выходе OUT (3) устанавливается постоянное напряжение питания и подается на вход DRV_COLL (8) питания драйвера силового каскада MC34063 (U2). Выходного тока NE555 достаточно для питания драйвера, силовой каскад MC34063 питается от входного напряжения.

Рабочая частота DC-DC преобразователя — примерно 40kHz. На выход преобразователя добавлен LC-фильтр — исходя и рекомендаций букваря. Выходное напряжение устанавливается делителем R2/R8. Величину сопротивлений этих резисторов нельзя уменьшить на порядок (как может показаться) — выходное напряжение перестает регулироваться. Подстроечник R8 должен быть не менее 10kОм. Схему и плату в DipTrace можно скачать здесь.

Разработав плату для данной схемы, я не стал ее полностью запаивать — впаял только компоненты необходимые для запуска и настройки DC-DC преобразователя. В таком виде я ее гонял пару недель на «новопроектируемом» комбике. Схема рабочая, можно повторять. Только вот отдельный таймер для задержки включения выходного напряжения мне показался не нужным в данной схеме. Дело в том, что выходное напряжение появляется не моментально, а очень плавно. Например, до 350V оно поднимается в течении 10-12сек. — вот и получилась необходимая задержка.

Таким образом, схема заметно упрощается, не теряя функциональности. Схему я перерисовал, но плату не делал. Поэтому, пока можно скачать только схему в DipTrace, плату делайте сами. Все платы в этой статье обновляются в схемотехнике DipTpace — все лишнее само отпадет, нужно лишь подправить проводники и размер платы.

Заранее отвечу на вопрос: зачем городить таймер на 555-ке, если достаточно конденсатора? В теории да, достаточно. Но на практике оказывается, что конденсатор нужен довольно большой емкости, а соответственно и размера. Кроме того, время задержки становится величиной приблизительной при том, что схему на таймере можно очень точно настроить. Таймер не зависит от заряда и разряда конденсатора, не зависит от погоды и ретроградного меркурия — 0н просто отсчитывает ровно столько времени, на сколько настроен. И так при каждом новом запуске.

Чета решил постебать сегодняшнюю ситуацию — незабудьте подкинуть бабла Хохлам, а то им там воевать не на что: