Меню

Усилитель тока пиротехнический импульсный



Спецхимики. Электричество из пиротехники или Иван

Электричество из пиротехники
или Иван Суворов,
кандидат технических наук
Что важнее: изобрести что-то сногсшибательное, или взять (купить, украсть, скопировать и т.д.) чужое изобретение и внедрить его в промышленность и торговлю?
Наука и техника знает множество случаев, когда гениальный изобретатель продает (отдает за смехотворную цену или вообще бесплатно) свое изобретение, а предприимчивый делец наживает огромное состояние на продаже этого изобретения. Знаменитый Эдисон сам ничего не изобрел, но мы считаем его гениальным изобретателем. Кто помнит «говорящий телефон» Белла, лампочку накаливания Лодыгина? Да почти никто. Весь мир считает и телефон, и лампочку продуктом ума и рук Эдисона. А кто изобрел радио? Попов или Маркони? Претендентов очень много, но разбогател на внедрении радио, пожалуй, один Маркони. И таких случаев в научно-техническом прогрессе – миллионы. Изобретатель, как правило, не способен на практическое внедрение своего детища. Счастливых исключений из этого железного правила очень немного, например, капитан Немо, который изобрел «Наутилус» и даже сумел его построить и использовать. Или инженер Гарин, который изобрел нечто вроде мощного лазера и чуть не стал с его помощью властелином мира.
А в практической жизни таким счастливцем можно назвать спецхимика Альфреда Нобеля, который изобрел динамит и бездымный баллиститный порох, но и нажил на производстве и продаже этих своих изобретений огромные деньги, о которых мы сейчас немного знаем по нобелевской премии. Обычно же гениальный изобретатель отличается исключительной беспомощностью в практических делах и заканчивает свою жизнь, как пишут в исторических романах, в безвестности и бедности.
Но не будем о грустном. Советская наука и спецхимия в частности полны примеров совсем другого рода. Мы без лишней скромности брали достижения неизвестных нам ученых и инженеров и внедряли их в наше, советское производство. Эта тенденция успешно продолжается в суверенной, независимой России. Особых претензий от истинных изобретателей не поступает, потому что такие работы надежно закрыты могучими засовами государственной тайны. Руководители таких работ получают большие награды, Государственные премии, высокие звания и титулы. Рядовые исполнители обычно довольствуются простой зарплатой, квартальной премией и небольшим вознаграждением при завершении работы.
Одна из таких работ – получение электрического тока при горении пиротехники. Эти пиротехнические источники тока (сокращенно ПИТ) сейчас все шире внедряются в промышленность, не только в оборонную, но и в другие, вполне мирные отрасли, например, в противопожарную автоматику и т.д.
Кто и где впервые додумался до такого, науке неизвестно. Но, как говорили древние, все гениальное – просто. Что такое электрический ток? Это поток движущихся электронов. А что такое горение? Это поток электронов от горючего к окислителю. Когда мы любуемся завораживающей игрой языков пламени в костре или камине, мы не думаем, что перед нами всего-навсего химический процесс окисления дров или угля кислородом воздуха. Нейтральные молекулы кислорода воздуха отнимают электроны от молекул и атомов горючего и превращаются в отрицательные иона с двойным зарядом.
И вот кто-то нашел способ заставить эти электроны поработать, прежде чем улететь в атмосферу в виде углекислого газа и других продуктов горения. Скорее всего, мы не найдем самого первого изобретателя, как это случилось с радио. Наверное, таких изобретателей было немало, и каждый на микроскопический шаг приближал свое открытие к практическому использованию.
Герой этой новеллы, Иван Степанович, оказался одним из тех, кто внедрил теорию в практику, кто пламя маленького пиротехнического заряда сумел превратить в электрическую батарейку. Я не называю его фамилию,ибо он жив и процветает, и я не хочу ни малейших осложнений в его судьбе.Я не знаю, был ли он здесь первым. Скорее всего нет. Первые такие реальные пиротехнические батарейки, ПИТы, давали слабенький, едва уловимый приборами ток, который длился всего мгновение. Но инженеры упорно продолжали трудиться, и Иван Степанович сумел получить настоящие пиротехнические источники тока, которые уже надежно приводили в действие мощные противопожарные системы или сложнейшую пироавтоматику управляемых ракет.
Конечно, он работал не один. У него были начальники, которые руководили его работой, у него имелись подчиненные, которыми руководил он. Как я уже говорил, время гениальных одиночек давно кануло в Лету, и наука сейчас развивается усилиями многих больших научных коллективов, в которых очень трудно определить «первого».
Иван Степанович родился в небольшом селе неподалеку от Архангельска, здесь он закончил школу, потом – кафедру химии и технологии гетерогенных систем (ХТГС) в Ленинградском технологическом институте имени Ленсовета. С 1973года он работает в Подмосковье.
Здесь он стал разрабатывать малогазовые пиротехнические составы, вроде всем известных термитных составов, и «изделия» из них. Такие безгазовые, точнее, малогазовые системы «изделия» очень широко применяются в самых различных устройствах пироавтоматики. Они аккуратно отделяют от ракеты отработавшие ступени, — упаси Бог, если ракета при этом получит хоть малейший силовой импульс от выделяемых при горении газов,тогда она сойдет с заданной траектории и улетит к черту на кулички.Они надежно воспламеняют в нужное время другие пиротехнические заряды. Они расплавляют твердый электролит в бортовых источниках питания управляемых ракет, и автоматика этих ракет мгновенно «оживает». Они применяются при автоматической пайке, сварке и резке всевозможных металлических конструкций по «команде» с пульта управления.
Эти работы сами по себе очень интересны и сложны, и Иван Степанович стал в этой области признанным специалистом. В 1977 году по этим работам он защитил кандидатскую диссертацию. А потом ему вместе с этими работами пришлось разрабатывать впервые в нашей стране пиротехнические источники тока. Он пока еще не Лауреат, не доктор, не профессор, но у него все это впереди. Если, конечно, судьба не сыграет с ним какую-нибудь злую шутку, на которые она мастерица, особенно в нашей стране.
В отличие от большинства своих коллег, которые просто более или менее добросовестно отбывают на работе положенные восемь часов, на считая обеденного перерыва, Иван Степанович обладает неуспокоенной душой, без которой человек не может стать творцом. Ему мало забот на работе, он еще десяток лет читал лекции студентам, когда мы организовали кафедру по его специальности при одном местном филиале Московского ВУЗа.
Вот эта работа по совместительству оказалась куда тяжелее основной. Кафедра начала функционировать в год ухода Ельцина с поста Президента. К этому времени в России и высшее образование, и даже школьное были основательно разрушены. Студенты приходили на первый курс, не имея практически НИКАКИХ знаний. Чему их учили в школе – большая загадка. Но отсутствие знаний – полбеды, знания дело наживное. Но наши студенты оказались в большинстве своем неспособными к обучению. Школьные учителя не только не дали им никаких знаний, но, страшное дело, их даже не приучили учиться!
Я преподавал этим студентам неорганическую химию, и меня поражало, что на очередном занятии они не помнят абсолютно ничего из прошлой лекции, не говоря уже о курсе школьной химии. Как-то я пожаловался на это Ивану Степановичу. Он тяжело вздохнул:
— Если бы они не знали только неорганику…
Сам он преподавал органическую химию и почти всегда уходил с занятий сильно удрученным.
Когда мы организовывали эту кафедру, мы были уверены, что творим благое. Во-первых, мы отвлекаем молодежь города от криминальной и маргинальной улицы. Во-вторых, мы даем им специальность, востребованную в нашем НИИ. В-третьих, мы будем принимать на работу молодых специалистов, уже имеющих родительское жилье в городе, нам не придется строить им ни общежития, ни квартир. То есть, мы хотели, как лучше, но получилось, как всегда, средне между плохо и очень плохо.
Сразу выяснилось, что выпускники школ нашего уездного города к нам на кафедру не идут, они предпочитают поступать в более престижные московские ВУЗы. К нам поступали выпускники школ из окрестных сел, даже иной раз весьма отдаленных, даже из других областей. Чтобы обеспечить «набор», мы принимали довольно слабых абитуриентов, а потом мучились с ними, вытягивали их на тройку. И большинству этих студентов требовалось общежитие! А после защиты диплома нашим молодым специалистам оно требовалось еще сильнее.
К тому же, руководство НИИ решило держать молодых специалистов на голодном пайке. Средняя зарплата в НИИ была много ниже средней городской и, тем более, средней по Московской области. Опытные сотрудники с огромным стажем получали зарплату, на которую едва можно прожить. Для начала нашим молодым специалистам установили зарплату чуть выше средней по НИИ, и это вызвало бурю недоумения и даже гнева у работников со стажем. Получалось, что опытные специалисты предпенсионного возраста зарабатывают меньше, чем зеленые молодые специалисты. Но эта «повышенная» зарплата совершенно не устраивала наших молодых специалистов, и они разбегались от нас, устраивались кто куда, лишь бы получать «по-человечески». Студенты знали о низкой зарплате в нашем НИИ и потому не особенно старались постигать тонкости нашей спецхимии. Руководство НИИ так и не справилось с этой проблемой, а она не стоила выеденного яйца: достаточно было повысить раза в два среднюю зарплату по НИИ. Деньги для этого имелись, но руководство их куда-то экономило.
И это не все. Когда мы организовывали кафедру, в головном Московском ВУЗе имелась военная кафедра, наши выпускники заканчивали ВУЗ с воинским званием младших лейтенантов и освобождались от обязательной военной срочной службы. Но правители России ликвидировали почти все военные кафедры в ВУЗах, и наши выпускники после защиты дипломов теперь призывались в армию на общих основаниях.
И это не все беды нашей кафедры. Инициатором ее организации стал директор нашего городского филиала московского ВУЗа, энергичный доктор наук, профессор, член-корреспондент какой-то из многочисленных российских академий. Он же считался и заведующим нашей кафедрой. Но лет через восемь-десять ему почему-то перестало нравиться его служебное положение, он как пушкинская старушка из сказки о золотой рыбке, решил стать ректором всего Московского ВУЗа. В соответствующий момент он подал документы на конкурс, хотя его отговаривали и свои коллеги и московские. Всем известно, что наши конкурсы на замещение вакантных должностей в ВУЗах – чистейшая формальность, там все давно оговорено и вообще, как говорили в ельцинские времена, — все схвачено. Естественно, он не прошел на высокую должность ректора, но успел сильно испортить отношения и с настоящим ректором, и со всем Ученым советом Московского ВУЗа. Поэтому, когда подошел срок его конкурса, как директора филиала и заведующего кафедрой, злопамятные члены московского Ученого совета его «прокатили», и он остался рядовым профессором своей кафедры.
На его месте директора оказалась совершенно не способная к управлению филиалом его бывшая подчиненная, родственница большого начальника из руководства нашего города. Лет за пять она довела филиал до полного развала, и кафедра наша прекратила свое существование не то, чтобы ко всеобщему удовлетворению, но и без драматических эмоций.
В годы совместных мучений с малограмотными студентами мы сблизились с Иваном Степановичем и героически пытались вместе с другими преподавателями решить неразрешимую проблему: сделать химиками и даже спецхимиками наших малограмотных студентов, которые НЕ ХОТЕЛИ становиться спецхимиками.Сразу скажу, что это нам не удалось. Можно ли научить чему-то людей, которые сознательно не хотят работать по своей ВУЗовской специальности,указанной в их дипломе о высшем образовании?
Единственным практически полезным результатом моей более чем 10-летней совместительской преподавательской работы в этом филиале стало издание учебника по химии для технических ВУЗов. Меня пригласили участвовать в создании этого учебника два профессора из крупнейшего в России технического ВУЗА — МГТУ им. Баумана. Учебник с тремя авторами вышел в свет и до сих пор распространяется через Интернет-магазин.
Заодно я потерпел крах и по другому, совершенно частному вопросу. Мне удалось вырастить виноград в нашем мало солнечном и довольно хмуром Подмосковье. Климат в Подмосковье к этому времени заметно потеплел, и уже многие дачники стали разводить виноград. Я посадил одну лозу, и результат меня приятно удивил. Особого ухода виноград не требует, зато собирать его осенью – огромное удовольствие, не говоря об огромном удовольствии вкушать свой собственный экологически чистый виноград. Я решил внедрить свой виноградарский опыт в широкие народные массы и стал массово раздавать черенки от своей лозы всем желающим. К моему изумлению, желающих почти не оказалось, все мои знакомые почему-то крайне неохотно брали черенки, хотя я раздавал их совершенно бескорыстно.
За несколько лет из моих черенков вырастили нормальные лозы только 2,5 человека. 0,5 человеком стал Иван Степанович. Черенки у него принялись, дали побеги по первому году, но он не сумел их сохранить. На вторую зиму он решил их утеплить как следует, закрыл лапником, а сверху для надежности засыпал торфом. Это и сгубило его успешное начинание. При мягкой зиме молодые ростки винограда под слоем торфа сопрели и весной не ожили. Поскольку Иван Степанович, как большинство моих знакомых, не проявлял большого энтузиазма в разведении винограда в Подмосковье, я прекратил свои новаторские потуги. Насильно мил не будешь. У меня же виноград рос отлично, успевал созревать, и я весь свой дачный участок засадил виноградными лозами.
А Иван Степанович все свои усилия сосредоточил на научно-техническом прогрессе в области спецхимии, и я надеюсь, что со временем у нас появится еще один Лауреат.

Читайте также:  Инвертор с обратной связью по току

Источник

Усилитель тока пиротехнический импульсный

НА ОСНОВЕ МЕТАЛОВ

Г.Р. Нысанбаева, Б.Т. Лесбаев, Акказин Е.А.

Институт Проблем Горения, ул. Богенбай батыра 172, Алматы, Казахстан

Аннотация . В работе приведены результаты исследований по разработке метода получения резервного источника тока на основе металлических составляющих. Проведена экспериментальная работа по определению характеристик резервного источника тока в отношении к ионообразованию активированного пиротехнического состава.

Химические источники тока играют важную роль в транспорте, авиации, ракетной технике. Они имеют ряд преимуществ по сравнению с применявшимися ранее пневматическими и пиротехническими генераторами электроэнергии. Особое значение имеют резервные источники тока ( РИТ ). В отличие от генераторов и аккумуляторов резервные источники тока имеют высокую удельную мощность, широкий температурный рабочий диапазон (–60…+70 °С) и длительный (до 25 лет) срок хранения без саморазряда. Существует особый класс РИТ в которых и катод, и анод совмещены с электролитным материалом и выполнены в виде пиротехнических зарядов, разделенных сепаратором. При этом анодом служит пиротехнический состав с избытком горючего, катодом с избытком окислителя, а сепаратор изготовляется из смеси асбеста, фторида лития или щелочноземельного металла ит.д. Пиротехнический резервный источник электрического тока представляет собой устройство, принцип действия которых основан на преобразовании химической энергии в электрическую и могут длительное время находиться в ждущем (неактивированном) режиме и вырабатывать электрическую энергию только после активации. Такие пиротехнические генераторы, в первую очередь, предназначены для использования в гибридных автоматических системах и устройствах, содержащих цепочку: резервный источник — микроэлектронный таймер — исполнительный механизм. Запуска достигается тем, что по электролитному материалу, находящемуся в закрытой камере, соединенной каналами с сепаратором гальванической ячейки, наносится тепловой удар от нагревателя в виде пиротехнического состава, в результате чего электролитный материал, вскипая, разлагаясь, реагируя, распадаясь, выделяет жидкопарогазовую ионопроводящую субстанцию, которая под действием возникающего в камере повышенного давления быстро заполняет сепаратор и активирует гальваническую ячейку.

Цель представленной работы состоит в разработке нового быстро активируемого Пиротехнического РИТ.

Для создания пиротехнического состава с электролитическими свойствами использовали окислитель, горючее и галогенсодержащую добавку. Испытания на гигроскопичность показали, что при относительной влажности воздуха 93% влагопоглощения не наблюдается, что позволяет использовать эти компоненты в ПС. Фторид свинца использовался в виду того, что он активно взаимодействует с алюминием, который использован качестве горючего.

Использование алюминия позволяет более полно использовать активный катодный материал, так как свинец (продукт восстановления фторида свинца) не образует сплавов с алюминием и потенциал катода близок к потенциалу реакции Pb 2+ + 2e →Pb 0 . Для приготовления опытных опытных образцов использовали просеянные через шелковое сито и просушенные фторид свинца (П) и фторид лития и в качестве металлов алюминий марки АСД-4 ТУ 48-5-100-75 и магний . Составы смешивали вручную до получения однородной массы. Компоненты брали в соотношении в г: для ПС-1, фторид свинца 18,24; фторид лития 0,6; алюминий 1,16.В качестве анода для ПС-2 использовали модельную пиросмесь, содержащую, фторид свинца 58%, магний 22%, фторид лития 20%.

На рисунке 1 показано схематическое изображение изготовленного пиротехнического источника тока.

Рисунок 1. Схематическое изображение резервного источника тока с пиротехническим составом

Читайте также:  Импульс тока как найти

Устройство работает следующим образом: от воспламенительного импульса одновременно загораются катодный 1 и анодный 2 составы. При их горении электролит расплавляется и заполняет поры сепаратора 3. Расплавленный электролит является средой, в которой происходит перенос заряженных частиц между электродами и внутри каждого электрода к токовыводу. На аноде происходит электрохимическое окисление горючего — алюминия, а на катоде — электрохимическое восстановление фторида свинца.

Для активации пиротехнического состава в электролитный материал РИТ помещается внутрь герметичной кварцевой трубы заполненной аргоном для создания инертной среды. Кварцевая труба помещалась в цилиндрическую печь с максимальной температурой разогрева до 1000 0 С. Контроль температуры нагрева печи и пиротехнического состава производили хромель-алюмелевой термопарой. На рисунке 2 показано схема установки по определению рабочих режимов пиротехнического состава и вольтамперных характеристик пиротехнического источника тока.

Рисунок 2 — Схема установки РИТ состоит из образца анодно-катодной состава, токоотводы, вольтамперметра, кварцевой трубки, термопары, цилиндрической печки

Результаты и обсуждения

При достижении определенной температуры пиротехнический состав загорается и, расплавившись, превращается в электролит, которая заполняет поры сепаратора. Расплавленный электролит обеспечивает ионный контакт между электродами, благодаря чему на аноде происходит электрохимическое окисление горючего (магния), а на катоде происходит электрохимическое восстановление окислителя (фторида свинца). Электрохимическая реакция происходит следующим образом:

PbF2 + 2e → Pb 0 + 2F — Mg 0 + 2F- → MgF2 + 2e

В ходе экспериментальных исследований было выявлено влияние степени дисперсности применяемых порошков на скорость горения пиротехнического состава, что играет немаловажную роль. Эксперименты проводились с порошками алюминия и магния 5–8 мкм и просеянные 2 мкм. Применение мелкодисперсных порошков 2 мкм увеличило скорость горения ПС до 100 мм/с и уменьшило время выхода на режим РИТ на 0,18 с. Это дало возможность уменьшить по массе и соответственно по толщине ПС, что в свою очередь уменьшило токопроводящее сопротивление ПС и положительно повлияло на электрические характеристики РИТ. Активизация резервного источника происходило при температуре до 500 0 С градусов и вырабатывалось напряжение до1,67 вольта.

Приведены ниже таблицы -1 можно увидеть с уменьшением размера

частиц температура воспламенение и температура горение металлического состава у величивается . С изменением дисперсности веществ изменяется температура фазового перехода. Количественная взаимосвязь между температурой фазового перехода и дисперсностью вытекает из термодинамических соотношений.

И так же из таблицы можно увидеть, при разных дисперсности металлического состава напряжение не меняется.

Таблица – 1. При разной степени дисперсности металического состава температура воспламенение и температура электролита.

Источник

Электровоспламенители с проводом (короткие)

  • Электровоспламенители с проводом (короткие)

Электровоспламенители готовые с коротким проводом (10-70см). С длинным тут.

Применение:
Электровоспламенители в пиротехнике предназначены для дистанционного запуска пиротехнических изделий. Используются совместно с пиротехническим пультом.

Характеристики:
Диаметр провода — 0,45 мм.

Страна происхождения — Китай. Цены нового прихода будут обновлены в таблице

Цена за шт. в трансп. уп. (25-400шт)

Договорная (оптовая) цена

Если товара нет в наличие, можно привезти под заказ (оптовая партия).

Электрическое сопротивление 0,85 ÷ 1,25 Ом (от 1,5 В срабатывает надёжно)
Безопасный ток 0,18 А
Минимальный расчетный ток воспламенения при постоянном напряжении 0,80 А
Минимальный расчетный ток воспламенения при переменном напряжении 1,2 А

Электровоспламениели относятся к пиротехническому изделию II класса технического назначение (посмотреть сертификат).

Реализация физическим лицам возможна при предъявлении удостоверения пиротехника. (Технический регламент Таможенного союза «О безопасности пиротехнических изделий» от 16 августа 2011 г. No 770.

Отзывы Клиентов

Нет, на одном конце провода головка с составом, на другом оголенные провода. Сплав Розе используется для припайки головок к проводам, а этот товар — уже готовые ЭВ с проводом.

Отзыв Артур на 12 октября 2018 г. 0:04 | Постоянная ссылка

2 из 2 клиентов сочли это полезным

Товар отличный , отличное качество , пришел очень быстро срабатывает от пальчиковой батарейки , спасибо!

Отзыв аноним на 22 марта 2019 г. 1:18 | Постоянная ссылка

2 из 2 клиентов сочли это полезным

Здравствуйте, скажите пожалуйста, на конец провода нанесён сплав Розе?

Отзыв Роман Шарапов на 26 августа 2018 г. 17:07 | Постоянная ссылка

1 из 1 клиентов сочли это полезным

Источник

Усилитель тока пиротехнический импульсный

Высококачественный транзисторный УЗЧ с ИИП.

Автор:
Опубликовано 22.09.2008

Американцы разработали новую бомбу для подавления радиоэлектроники противника, и с удивлением обнаружили, что в автоматах Калашникова процессоры не используются.

Разрешите представить вашему вниманию усилитель. Я не стал ограничиваться дежурными схемами, и решил вам преподнести нечто довольно свежее и хорошо звучащее.
Вот уже несколько лет я занимаюсь высококачественным усилением. За эти несколько лет были перепробованы десятки схем, решений, идей. За это время я пришел к простому выводу. Усилитель должен просто усиливать. То есть взять входной сигнал небольшого уровня, и на выходе сделать такой же сигнал, только усиленный, с минимальными искажениями. Усилитель должен выдать на свой выход увеличенную точную копию входного сигнала, внося минимум искажений. Усилитель не должен «звучать». Звучит акустическая система. А усилитель усиливает сигнал. А если он вносит в сигнал какую-либо отсебятину, то это не усилитель, а эквалайзер или еще какой-нибудь улучшайзер, что опять же, недопустимо.
Рассмотрим классическую схему усилителя.

Это классическая топология Лина, разработанная им на фирме RCA еще в 1956 году. Сейчас практически все усилители (больше 90%) звуковой частоты построены именно по этой схеме. Он имеет в своем составе три каскада: первый каскад — каскад преобразования проводимости — входной каскад, и практически всегда является дифференциальным.

Второй каскад — каскад усиления напряжения. Он получает токовый сигнал от входного каскада, и превращает его в пропорциональное выходное напряжение.

И третий каскад, каскад усиления тока. Он имеет усиление напряжения около единицы, и является мощным буфером для работы на низкоомную нагрузку, которой является акустическая система.

При всей распространенности, эта топология не является оптимальной для усилителя мощности звуковой частоты. Я довольно долго работал над совершенствованием усилителя этой схемы, и пришел к выводу, что даже при значительном усложнении схемотехники не удается достигнуть необходимых параметров по искажениям и скорости нарастания выходного сигнала.

Я стал искать альтернативные варианты, рассмотрев в том числе усилители в параллельным высокочастотным каналом усиления, но все они слабо подходили для усиления звука.

Ключ решения этой проблемы я нашел в патенте U.S. Patent 4,502,020 — Current feedback amplifier, разработанный Дэвидом Нельсоном. Такая топология достаточно давно используется для изготовления сверхбыстродействующих операционных усилителей для видеосигнала и других применений. На нем достигнуты полосы пропускания в гигагерцы и скорости нарастания в киловольты в микросекунду.

Она состоит из трех частей: входной каскад — каскад усилителя ошибки, каскад преобразования ток-напряжение, и выходной буфер.

Такое построение позволяет расширить полосу пропускания, понизить динамические искажения и получить гораздо более высокие параметры, чем при применении обычного усилителя.

При попытке перенести внутреннюю схемотехнику операционного усилителя на дискретные компоненты, я столкнулся с проблемой, которая не могла возникнуть в монолитном кристалле. Из-за разницы температур транзисторов токовых зеркал возникал их разбаланс, и на выходе усилителя появлялась постоянная составляющая примерно полтора вольта. Возникли и другие проблемы, требующие решения для возможности нормальной эксплуатации усилителя. Спустя какое-то время они были решены, и появился усилитель с токовой ОС, который я назвал ColdFire. Звучание тракта с ним было просто прекрасным. Прекрасная проработка как высоких, так и низких частот. Низкие искажения обеспечивали приятное прослушивание без головной боли даже на высоких уровнях громкости. У него был лишь небольшой недостаток — это его сложность. И цена, вместе с дефицитностью деталей.

Для применения дома оптимальным является усилитель номинальной мощностью около 50-100 ватт. И для удовлетворения запросов радиолюбителей, у которых не было больших сумм денег был разработан довольно простой, выполненный на недефицитных деталях, и тем не менее, звучащий гораздо лучше своих конкурентов усилитель MiniColdfire. Относительно своего «старшего брата» у него другой, более простой входной каскад и менее мощный выходной каскад на одной паре транзисторов против трех пар у ColdFire.

Это обеспечено желанием упростить и удешевить усилитель без существенной потери качества звучания.

Принципиальная схема усилителя:

Входной каскад выполнен на транзисторах VT1-VT8. VT1, VT2, VT5 и VT6 являются генераторами стабильного тока, необходимых для работы транзисторов VT7 и VT8.

Второй каскад построен на двух комплиментарных токовых зеркалах Уилсона на транзисторахVT9-VT14, что помогло обеспечить меньшую требовательность к разбросу параметров радиоэлементов.

Читайте также:  Рисунок катушки с током изобразить линии магнитного поля катушки с током

Транзисторы VT15-VT21 являются выходным каскадом с КУ=1. Транзистор VT15, включенный как генератор тока, задает напряжение смещения для выходных транзисторов. Транзисторы VT18-VT21 образуют попарно VT18-VT20 и VT19-VT21 составные транзисторы Шиклаи, что обеспечивает гораздо меньшие искажения, чем при применении схемы Дарлингтона за счет местной отрицательно обратной связи, которая позволяет работать в линейном режиме при малых искажениях даже при полном отсутствии тока покоя выходного каскада, а при его наличие — получать меньшие искажения при меньших же относительно схемы Дарлингтона токах покоя. Это так же положительно сказывается на выходных параметрах усилителя.

Резисторы R10 R11 R12 R14 являются резисторами низкоомной цепи ООС.

Диоды VD5-VD6 являются защитными обратными диодами для защиты выходного каскада от обратной ЭДС акустической системы.

На операционном усилителе OP177 собрана схема коррекции напряжения смещения (схема поддержания нуля). OP177 является усовершенствованным вариантом прецизионного ОУ OP07. Возможно применение и других ОУ. Основным параметром является малое напряжение смещения и малые входные токи для минимализации ошибки интегрирования. Конденсатор C5 желателен полипропиленовый, но допускается и применение других типов пленочных конденсаторов, хотя это и нежелательно и может привести к ошибкам в работе интегратора.

Резисторы желательны металлодиэлектрические, например С2-23 1%. R22 и R23 — пятиваттные SQP проволочные резисторы в керамическом корпусе. Катушка L1 мотается на оправке 10-12 мм обмоточным проводом диаметром 1-1.5 мм в один слой виток к витку 14 витков.

Параметры усилителя:
Выходная мощность при уровне входного сигнала 0дБ (0.707В среднеквадратичного) при напряжении питания +36 вольт:
На нагрузку 4 Ома: 100 Вт
На нагрузку 8 Ом: 50 Вт
Полоса пропускания по уровню -3 дБ: 3 Гц-2 МГц
Скорость нарастания выходного сигнала: 400 В/мкС
Оптимальный ток покоя: 20-100 мА, рекомендуется 50-60 мА.
КГ на частоте 1 кГц на номинальной мощности (+36В, 8 Ом): 0.002%

В связи с тем, что времени на тестирование не было, в ПП могут быть ошибки, так как она не тестировалась, а параметры сняты на макетной плате.

Импульсный блок питания мощностью 220 Вт.

«. импульсники для усилителя. да ты чо: он ж фонить будет, знаешь сколько шуму с колонок попрёт. Лучше — обычный трансформаторный блок питания:» Так считают многие. Так они говорят другим, и так начинают считать другие.

Откуда взялось такое предвзятое мнение и отрицание импульсного блока питания как принципиально возможного БП для усилителя?

Во-первых, это мнение активно распространяется теми, кто, не имея своего какого-либо опыта работы с ИИП, поддаются провокациям и их распространяют.
Во-вторых, однажды неудачно повторенная конструкция может отбить всю охоту конструировать импульсные источники питания.
Ну и в-третьих, неполное или неверное понимание характеристик ИИП тоже формирует отрицательное мнение о импульсных блоках питания.

Про мнения вроде «У него нет аналоговой души, поэтому он будет звучать плохо» (как может БП звучать?! У нас АС звучат, а блок питания питает!) я ничего не буду говорить. Мракобесие и псевдонаука цветет и пахнет, и если человек слепо уверует — его можно заставить купить обычную спичку за тысячу долларов, рассказав какая она вся крутая, хорошо горит и с золотым напылением. Это клиника, санитары и смирительная рубашка. Не будем на них останавливаться.

Я точно так же могу доказать невозможность применения обычного трансформатора для питания УМЗЧ из-за больших пульсаций на выходе. Но мы же не занимаемся глупостями, правда?

Итак, данный блок питания представляет собой обратноходовый (FlyBack) ИИП на интегральной микросхеме TOP250, которая представляет собой почти все нужное для построения электронной части ИИП в одном корпусе.

Общая схема обратноходового однотактного ИИП:

Ключ VT1 при замыкании накачивает энергию в первичную обмотку трансформатора, точнее, обратноходового дросселя TR1. При размыкании ключа магнитный поток в сердечнике мгновенно меняет направление, и на вторичной обмотке дросселя наводится ЭДС. Её можно регулировать, изменяя степень заполнения цикла (отношение открытого состояния ключа к закрытому). Выходное напряжение стабилизируется по сигналам обратной связи схемой управления как раз изменением степени заполнения.

Представляю вам два варианта — с выходными параметрами 2*27В*4А и 2*36В*3А. Они отличаются только намоточными параметрами трансформатора, и выходными выпрямительными диодами.

Базой блока питания служит интегральная микросхема TOP250, которая представляет собой очень удобное решение все в одном — управляющая микросхема и ключ. Достаточно соединить её с трансформатором, землей и схемой обратной связи — и ИИП будет работать.

Оба блока питания имеют полную гальваническую развязку входа и выхода, в том числе и развязку цепи обратной связи. Так же имеется возможность тонкой подстройки выходного напряжения многооборотным переменным резистором R7.

Частота работы схемы — 132 кГц, что обеспечивает полную свободу от шумов блока питания и крайне малый уровень пульсаций, так как частота переключения лежит далеко за границей слышимого диапазона, да и фильтрация выходного напряжения гораздо лучше. За счет быстрой реакции цепи ОС, высокой частоты и больших емкостей фильтра, данный БП полностью свободен от эффекта кратковременного «захлебывания» при резком изменении нагрузки, что некоторые ставят (причем порой достаточно обоснованно) в недостатки ИИП при питании усилителей мощности.

Трансформатор для версии на 27 вольт мотаем проводом ПЭТВ-2 на сердечнике ETD34 от Epcos вертикального типа, сначала — двумя проводами 0.5 мм первичку 14 витков, , потом две обмотки вторички 7 витков каждая тремя проводами по 0.5 мм диаметром, потом обмотку подпитки — двумя проводами четыре витка, потом опять первичка 14 витков. Все мотается с соблюдением фазировки. Феррит я использовал N87 от Epcos с зазором в 0.5 для каждой половины. Между обмотками трансформатор перематывается фторпластовой лентой или трансформаторной бумагой, при желании еще и проливается аэрозольным лаком вроде URETANE. Снаружи обмотки стягиваются двумя нейлоновыми стяжками для кабелей.

Выходные дроссели мотаются на желтых сердечниках их распыленного железа (материал #27) проводом в 1.5 мм диаметром 33 витка. Такие же сердечники применяются в дросселях групповой стабилизации компьютерных БП, и их так же можно купить отдельно. Дроссель L1 — готовый помехоподавляющий. Так же можно купить, или взять с компьютерного БП.

Конденсаторы C1, С4 — конденсаторы типа Y2, C3, C2 — типа X2, конденсатор С6 — типа К15-5 1.6 кВ или другая высоковольтная керамика. C8-C12 — низкоимпедансные электролитические конденсаторы (нампример, Jamicon WL), С13-С14 — керамика типа К10-17б. Рекомендуется обратную сторону платы залить электроизоляционным аэрозольным лаком.
Все элементы, устанавливающиеся на радиатор, ставятся через прокладку, обмазанную термопастой, и через шайбы для крепежа. Радиаторы типа HS 113 от Kinsten Industrial, для TOP — высотой 5 см, для диодов — 5 или 3 см. Резисторы рекомендуются типа С2-23, как более термостабильные.
В остальном блок особенностей не имеет.

Первое включение блока производим через лампочку в 40-60 Вт. Если на выходе появилось напряжение и лампа не зажглась, то можно попробовать немного нагрузить его.

Если на выходе повышенное напряжение, необходимо проверить цепь обратной связи. Если лампа ярко горит, надо проверить верность сборки и исправность деталей. Резистором R8 осуществляется точная подстройка выходного напряжения.

ВНИМАНИЕ: блок питания является СЕТЕВЫМ ИМПУЛЬСНЫМ БЛОКОМ ПИТАНИЯ, и первичная часть имеет гальваническую связь с электрической сетью, и на ней присутствуют опасные для жизни напряжения. Так же, на конденсаторе С5 может сохраняться заряд и после выключения БП. Перед проведением работ на блоке его надо разрядить. В связи со всем этим, требуется соблюдать предельную аккуратность при настройке и работе с блоком, так же рекомендуется поскорее спрятать его в корпус, при этом не забыв обеспечить его надлежащей вентиляцией.

Параметры:
Выходные параметры: 2*27 вольт 4 ампера каждая, 2*36 вольт 3 ампера каждая
Входное напряжение: 180-260 В AC
КПД: 80% в наихудшем случае, типичный — 85-90%.
Защита от перенапряжения в сети, защита от недостаточного напряжения в сети, защита от перегрузки по току.

Блок питания прост в сборке и настройке, имеет отличные параметры, как и все необходимые защиты, спокойно переносит КЗ на выходе и прекрасно подходит для применения с усилителями мощности звуковой частоты.

Фуф: вроде закончил. Если найдете ошибки — пишите на форум, исправим. В такой нервотрепке мог и чего напутать.

Источник