WO2008094078A2 - Устройство и способ питания усилителя низкой частоты - Google Patents
Устройство и способ питания усилителя низкой частоты Download PDFInfo
- Publication number
- WO2008094078A2 WO2008094078A2 PCT/RU2008/000055 RU2008000055W WO2008094078A2 WO 2008094078 A2 WO2008094078 A2 WO 2008094078A2 RU 2008000055 W RU2008000055 W RU 2008000055W WO 2008094078 A2 WO2008094078 A2 WO 2008094078A2
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- capacitor
- network
- amplifier
- voltage
- key
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/14—Arrangements for reducing ripples from dc input or output
Definitions
- the group of inventions relates to the field of amplification of electrical signals, specifically to methods and devices for powering sound frequency amplifiers and sound reproducing complexes from an AC mains, and is intended mainly to improve the sound quality of sound reproducing equipment supplied from them.
- such a method and a power device provides for a reduction (by a transformer) of the amplitude AC voltage of the network to the desired value, rectification of the obtained AC voltage and charging with the rectified current of the capacitor, to which the power circuit of the audio frequency amplifier is connected.
- the applicant analyzed the power supply process of the audio frequency amplifier from the rectified AC voltage and identified the cause (mechanism) of the influence of the power source on the sound quality of high-quality equipment.
- the alternating voltage from the transformer 2 charges the capacitor 4 through the rectifier 3, the discharge current of which feeds the amplifier 5.
- the capacitor 4 is discharged and the voltage across it drops (Fig. B - Eo).
- the capacitor is recharged (Fig.6b - Eo).
- charging begins when the instantaneous value of the alternating voltage on the diodes of rectifier 3 exceeds a constant
- the duration of these time periods depends, in particular, on the consumed current amplifier. With an increase in the current consumed by the amplifier 5, the capacitor 4 discharges faster for each half-cycle of the AC frequency; accordingly, the instantaneous value of the alternating voltage on the rectifier diodes is faster (closer to
- AC 1 is connected to the rectifier through network filter plugs (see, for example, V. Vasilyeva, “Do-it-yourself PC Maintenance. Express-kypc”, ed. VNU, 2003, St. Russia). This is the name of filters having large resistances for fluctuations in sound frequencies, and negligible for ac mains.
- a method for powering an audio frequency amplifier from an alternating current network is also widely known, which provides that after known operations of transforming the magnitude of the alternating voltage of the network, rectifying the obtained alternating voltage, charging the rectified current of the main capacitor, a low-pass filter is inserted between the capacitor and the amplifier power circuit ..
- Method in detail described, for example, in the book by A. A. Kulikovsky, “The Handbook of the Amateur Radio” of the Russian Sea Register, Vol. 2, 1958, pp. 356-358.
- the described method and power device which provides filtering of the rectified voltage, has significant advantages. Firstly, the ripple of the alternating voltage in the power supply circuit of the amplifier of sound frequencies is reduced (at the additional capacitor 7), and secondly, the transmission of the amplified sound signal to the network is significantly reduced
- the prototype method provides for the transformation of the magnitude of the alternating voltage of the network, rectification of the obtained and alternating voltage, the charge of the rectified current of the main capacitor 4 introduction between the main capacitor and the power circuit of the low-pass filter amplifier.
- the prototype device contains a power transformer connected to an AC network, the secondary winding of which
- the power circuit of the audio amplifier is connected to an additional capacitor. So two
- the capacitor and the inductor between them form a U-shaped filter that smoothes the ripple of the rectified voltage on the additional capacitor and significantly reduces the transmission of amplified sound frequencies to the AC network.
- the method and device are widely used in practice. However, it is not possible to completely eliminate the passage of the amplified signal when working in classes B and AB by filtering the rectified voltage. Moreover, the frequency of the alternating current is in the spectrum of the amplified signal and it is impossible to completely separate them by filters. Those. until it was possible to eliminate the specified spurious feedback through the power supply network, which worsens the sound quality of each amplifier and a set of sound-amplifying equipment powered by the same AC network.
- the objective of the claimed group of inventions is to eliminate this drawback, eliminate parasitic feedback of the amplifier through an alternating current network, eliminate the influence of the rectifier and interference of the alternating current network on the quality of the amplifier and thereby improve the quality of sound reproduction.
- the technical task of the group of inventions is to exclude the passage of the signal current of amplified sound frequencies into the AC network and thereby to decouple the load current and the current consumed from the network.
- the problem with the method is solved by the fact that significant changes and additions were made to the known method of supplying an audio frequency amplifier from an alternating current network, which involves transforming the magnitude of the alternating voltage of the network, rectifying (detecting) the obtained alternating voltage, charging with the rectified current of the main capacitor, namely :
- the objective of the invention in relation to the device according to the method described above is solved in that in the known device for supplying an audio frequency amplifier from an AC network, containing a power transformer connected to an AC network, the secondary winding of which is connected to a rectifier, separate main and additional capacitors, the main the capacitor is connected to the output of the rectifier, and the power circuit of the audio frequency amplifier is connected to an additional capacitor, significant changes and additions have been made, and nno:
- an additional capacitor is connected in parallel with the main capacitor through a controlled key made with the possibility of opening
- control input of the key is connected to the output of the driver of the opening signal, synchronized with the frequency of the AC network
- the controlled key can be made, for example, in the form electronic key the control input of which is connected to the output of the driver of the opening signal.
- the trip signal generator can be, for example, in the form of a comparator built on an operational amplifier, the reference input of which is connected to a source of a given constant voltage, and the signal input, through diodes and a voltage divider, to both ends of the secondary winding of the power (supply) transformer.
- FIG. 3 is an example embodiment of a power device for an audio amplifier
- 4 is an example of a managed key
- 5 is an example of the implementation of the driver of the opening signal
- 6 is a diagram of voltages and currents of the circuit of Fig.Z.
- the following notation is used in the figures: 1 — AC mains,
- Uc is a form of AC voltage
- Un is the form of voltage at the additional capacitor 7
- iz is the form of the charge current of the main capacitor 4.
- the method is as follows.
- the amplitude of the mains voltage is reduced to the required value - the specified rectified voltage.
- the resulting voltage is rectified and charged with the rectified current to the main capacitor 4.
- an additional capacitor 7 is connected via a controlled key 8, to which the power supply circuit of the audio frequency amplifier is connected 5.
- the rectified mains voltage charges the primary and secondary capacitors. When you turn on the amplifier 5, the current will flow, discharging both capacitors. The stress on them drops.
- the rectifier will recharge the main capacitor at those times when the instantaneous the voltage of the rectified voltage of the detector 3 exceeds the voltage at the capacitor 4 (Fig.6 - Eo and IS).
- the additional capacitor is disconnected from it by opening the key 8.
- the key 8 is closed and the additional capacitor is reconnected in parallel with the main one.
- the charge of the main capacitor 4 partially transfers to the additional capacitor 7.
- the power supply circuit of the amplifier is connected to parallel-connected capacitors, which are disconnected from the rectifier, since the rectifier diodes are closed.
- the circuit of the managed key 8 can be made in the form of an electronic key (see, for example, W. Titze, K. Schenk “Policeman circuit”, pp. 93-95, 286-287, ed. Mir, 1982) Ee example for the device in question power supply is shown in FIG. 4.
- the transistor 11 is connected between the positive electrodes of the main and additional capacitors 4 and 7, the emitter to the main capacitor 4.
- the transistor 12 is connected through a resistor 13 between the positive electrode of the main capacitor 4 and a common wire (ground, neutral wire); emitter to the common wire.
- the base of the transistor 11 is connected to the collector of the transistor 12 through a resistor 14.
- the base of the transistor 12 is connected to the output of the trip signal conditioner.
- the main and additional capacitors 4 and 7 are connected in parallel.
- a trip signal arrives at the base of transistor 12, this transistor closes, no current flows through it. Accordingly, the voltage at its collector and at the base of transistor 11 is maximum equal to the voltage at the main capacitor 4.
- the transistor 11 closes, the key 8 closes, the main and additional capacitors 4 and 7 are open, the additional capacitor 7 is disconnected from the main capacitor 7.
- Signal conditioner circuit opening can be performed, for example, in the form of a comparator built on the basis of an operational amplifier (see, for example, U. Titze, K. Schenck “Polymonics”, pages 93-95, 286-287, ed.
- Shaper 10 consists of
- the signal input of the operational amplifier 15 is connected to an AC voltage divider made on the potentiometer
- the signal input of the operational amplifier 14 is connected to the th engine of the potentiometer 20, the input of the potentiometer 20 is connected to both ends of the secondary winding of the supply transformer 2 through diodes 16 and 17.
- the described driver 10 operates as follows While the alternating voltage at the signal input of the operating
- the proposed method and devices are intended for use both in the newly developed HI-END sound reinforcing and reproducing equipment, and for improving the quality of work of existing equipment, since they can be elementarily implemented by supplementing standard power devices with several external additional elements.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Группа изобретений
относится к
питанию усилителей
звуковых частот
и звуковоспроизводящих
комплексов
от
сети переменного
тока. Технический
результат -
исключение
обратной связи
усилителя
на
сеть и влияния
помех сети на
качество работы
усилителя-
достигается
введением
дополнительного
конденсатора,
к которому подключают
цепь питания
усилителя, при
этом
дополнительный
конденсатор
подключают
параллельно
основному конденсатору
через управляемый
ключ
и отключают
от основного
конденсатора
на время подзарядки
основного конденсатора
от
сети через
выпрямитель.
Description
Устройство и способ питания усилителя низкой частоты
Область техники
Группа изобретений относится к области усиления электрических сигналов, конкретно - к способам и, устройствам питания усилителей звуковых частот и звуковоспроизводящих комплексов от сети переменного тока, и предназначено, в основном, для повышения качества звучания звуковоспроизводящей аппаратуры, питаемой от них.
Предшествующий уровень техники.
Известно, что требования потребителей к качеству звуковоспроизведения постоянно растут - как в профессиональной, так и в бытовой аппаратуре. Учитывая большие мощности такой аппаратуры, ее обычно питают от сети переменного тока - через соответствующие выпрямители и фильтры. Повышение качества звуковоспроизведения (звучания высококачественной аппаратуры) достигают многими путями - улучшают характеристики устройств звукозаписи, усилителей, излучателей, акустических систем, построенных с их использованием, введением многополосных корректоров частотных характеристик, дополнительных эффектов, специальным размещением акустических систем, обработкой помещений прослушивания и т.п. (см., например, статьи: K.Гpинбepг.«O влиянии направленности AC», С.Таранов. «Koмнaтa прослушивания как часть Ы-E1-cиcтeмы», в журнале «AyдиoMaгaзин» Ns1 (1) 1994, Санкт-
Петербург; В.Зуев. «Этoт загадочный господин Хай Энд.Основные инженерно-технические особенности проектирования элитной ayдиoaппapaтypы», в журнале «AyдиoMaгaзин» Nsб (23) 1998, Санкт- Петербург) Однако, очевидно также, что возможности повышения качества звучания - приближение его к натуральному звучанию - далеко не исчерпаны и наиболее взыскательные слушатели требуют его дальнейшего повышения.
Одним из направлений исследований, влияющих на качество звучания, которому, по нашему мнению, до сих пор не уделялось должного внимания, являются способы и устройства питания высококачественных усилителей звуковых частот от сети переменного тока. Обычно такое питание реализуется путем детектирования переменного тока (преобразования его в однополярную форму), зарядки таким однополярным сигналом одного или группы параллельно включенных конденсаторов большой емкости, при этом цепь питания усилителя подключают к указанному конденсатору - иногда через фильтр нижних частот для уменьшения пульсаций частоты сети питания. Принято считать, что для исключения влияния сети переменного тока на характеристики (работу) усилителя звуковых частот достаточно иметь сеть переменного тока достаточной мощности. Использовать мощный трансформатор напряжения, применить выпрямительные диоды с малым собственным внутренним сопротивлением, и конденсатор большой емкости (см., например, У. Титце, К. Шенк «Пoлyпpoвoдникoвaя cxeмoтexникa», изд. Ирк., 1982 г., cтp.253-256).
Другими словами, такой способ и устройство питания предусматривает снижение (трансформатором) амплитуды
переменного напряжения сети до нужной величины, выпрямление полученного переменного напряжения и зарядку выпрямленным током конденсатора, к которому подключена цепь питания усилителя звуковых частот. При описанном способе питания и грамотном выборе характеристик используемых элементов устройства питания (сети, трансформатора, детектора, конденсатора) - обычно в расчете режима усилителя, характеристики сети переменного тока уже не учитывают. Считают, что усилитель питается непосредственно от заряженного конденсатора.
Тем не менее, квалифицированные слушатели замечают, что качество звучания высококачественной аппаратуры звуковоспроизведения лучше при питании усилителей от автономного источника питания, чем при питании через выпрямитель от сети переменного тока, независимо от качества выпрямителя. Поэтому, зачастую они предпочитают применять автономное питание (от аккумуляторов).
Раскрытие изобретения
Заявитель проанализировал процесс питания усилителя звуковых частот от выпрямленного напряжения сети переменного тока и выявил причину (механизм) влияния источника питания на качество звучания высококачественной аппаратуры. Как известно, в устройствах питания усилителя от сети переменного тока 1 (фиг.1) переменное напряжение с трансформатора 2 через выпрямитель 3 заряжает конденсатор 4, ток разряда которого питает усилитель 5. При этом конденсатор 4 разряжается и напряжение на нем падает (фиг. б - Eo) . При двухполупериодном выпрямителе 3 дважды за
период сети переменного тока (фиг.6 - Од) происходит подзарядка конденсатора (фиг.б - Eo). В каждом полупериоде переменного тока подзарядка начинается, когда мгновенное значение переменного напряжения на диодах выпрямителя 3 превышает постоянное
5 напряжение на частично разряженном накопительном конденсаторе 4 и заканчивается, когда мгновенное значение переменного напряжения на диодах выпрямителя 3 становится ниже постоянного напряжения заряженного конденсатора 4. Длительность этих промежутков времени (этих частей каждого полупериода частоты ю переменного тока сети) зависит, в частности, от потребляемого усилителем тока. При увеличении потребляемого усилителем 5 тока конденсатор 4 разряжается за каждый полупериод частоты переменного тока быстрее, соответственно, мгновенное значение переменного напряжения на диодах выпрямителя быстрее (ближе к
15 началу полупериода переменного тока) станет больше напряжения на частично разряженном конденсаторе 4, диоды выпрямителя быстрее откроются, заряжая конденсатор 4, а закроются диоды выпрямителя позже, поскольку потребуется больше времени для того, чтобы напряжение заряженного конденсатора 4 сравнялось с го мгновенным значением переменного напряжения в диодах выпрямителя. Соответственно, при уменьшении потребляемого усилителем 5 тока длительность промежутков времени подзаряда конденсатора 4 от сети 1 уменьшится. Колебания величины напряжения на конденсаторе называют пульсациями, для их
25 уменьшения увеличивают емкость конденсатора и уменьшают внутреннее сопротивление выпрямителя. Эти процессы наглядно представлены на фиг.б.
Обратим внимание на то, что в течение времени подзаряда конденсатора диоды выпрямителя 3 открыты и вследствие этого
цепь питания усилителя 5 соединена через открытые диоды с сетью переменного тока 1. Конденсатор 4 и сеть переменного тока 1 в этот промежуток времени включены параллельно и ток питания усилителя 5, также включенного параллельно конденсатору, 4 проходит через сеть переменного тока 1. Таким образом, в сети переменного тока 1 появляется сигнал, адекватный току питания усилителя. Если ток питания усилителя постоянен (класс А) - то его отражение в сети переменного тока будет только в длительности времени подзарядки накопительного конденсатора 4. Если же ток питания усилителя зависит от мгновенного значения усиливаемого сигнала (классы В, AB, С) сеть переменного тока 1 будет содержать ток усиливаемого сигнала.
Наличие в сети переменного тока 1 , к которой подключен выпрямитель, питающий усилитель звуковых частот 5, тока усиливаемого сигнала вызывает паразитную обратную связь в этом усилителе и, что более важно, между компонентами комплекта звуковоспроизводящей аппаратуры, если от этой же сети переменного тока питают и другие составляющие звукоусилительного комплекса. Величина такой связи зависит также и от качества устройства питания.
Известно также, что при питании от сети в усилитель могут проходить помехи, имеющиеся в сети переменного тока, что также ухудшает качество звуковоспроизведения. Кроме того, отмеченное просачивание усиливаемого сигнала в сеть переменного тока является одним из каналов утечки информации, что обычно нежелательно.
Прохождение усиливаемого сигнала в сеть переменного тока уменьшают, в основном, посредством фильтрации.
В частности, сеть переменного тока 1 подключают к выпрямителю через сетевые фильтры-пробки (см., например, Васильева В. «Oбcлyживaниe ПК своими руками. Экcпpecc-кypc», изд. ВНУ, 2003 г, Санкт-Петербург). Так называют фильтры, имеющие большие сопротивления для колебаний звуковых частот, и пренебрежимо малые для переменного тока сети.
Широко известен также способ питания усилителя звуковых частот от сети переменного тока, предусматривающий, что после известных операций трансформации величины переменного напряжения сети, выпрямления полученного переменного напряжения, заряда выпрямленным током основного конденсатора - вводят фильтр нижних частот между конденсатором и цепью питания усилителя.. Способ подробно описан, например, в книге А. А. Куликовского "Справочник радиолюбителя" МРБ, издание 2, 1958 г., cтp.356-358.
Известно множество устройств, реализующие этот способ (например, Борноволоков "Выпрямители для питания приемников от сети переменного тока", ср.1-10, Связьиздат, 1959, Москва и Г.В.Войшвилло «Уcилитeльныe устройства)), 1983 г., стр.127, Радио и Связь, 1983, Москва). Наиболее простой из них содержат силовой трансформатор 2, подключенный к сети 1 переменного тока, вторичная обмотка трансформатора 2 подключена к выпрямителю 3, основной конденсатор 4, подключен к выходу выпрямителя 3, а дополнительный конденсатор 7 подключен к параллельно основному конденсатору 4 через индуктивность (дроссель) б, образуя фильтр нижних частот. Цепь питания усилителя 5 подключена к дополнительному конденсатору 7.
Описанный способ и устройство питания, предусматривающий фильтрацию выпрямленного напряжения имеет
существенные достоинства. Во-первых - снижаются пульсации переменного напряжения в цепи питания усилителя звуковых частот (на дополнительном конденсаторе 7), во-вторых - существенно уменьшается прохождение усиливаемого звукового сигнала в сеть
5 переменного тока 1 из-за большого индуктивного сопротивления 6 (дросселя), включенного последовательно в цепь переменного тока.
Описанные выше (фиг. 2) способ и устройство питания усилителей звуковых частот от сети переменного тока наиболее близко к заявляемому по изобретательскому замыслу и числу общих ю существенных признаков. Поэтому оно выбрано нами за прототип. Оно подробно описано в уже упомянутой книге А.А. Куликовского "Справочник радиолюбителя" НРБ издание 2, 1958 г., стр.356-358.
Способ-прототип предусматривает трансформацию величины переменного напряжения сети, выпрямление полученного и переменного напряжения, заряд выпрямленным током основного конденсатора 4 введение между основным конденсатором и цепью питания усилителя фильтра нижних частот.
Устройство-прототип содержит силовой трансформатор, подключенный к сети переменного тока, вторичная обмотка которого
20 подключена к выпрямителю 3, основной и дополнительный конденсаторы, причем основной конденсатор подключен к выходу выпрямителя, а дополнительный подключен к первому через индуктивность (дроссель). Цепь питания усилителя звуковых частот подключена к дополнительном конденсатору. Таким образом, два
25 конденсатора и дроссель между ними образуют П-образный фильтр, сглаживающий пульсации выпрямленного напряжения на дополнительном конденсаторе и существенно уменьшающий прохождение сигналов усиливаемых звуковых частот в сеть переменного тока.
Способ и устройство широко используются в практике. Однако полностью исключить прохождение усиливаемого сигнала при работе в классах В и AB путем фильтрации выпрямленного напряжения не удается. Тем более, что частота переменного тока находится в спектре усиливаемого сигнала и полностью разделить их фильтрами невозможно. Т.е. пока не удалось устранить указанную паразитную обратную связь через сеть питания, ухудшающую качество звуковоспроизведения каждого усилителя и комплекта звукоусилительной техники, питаемой от одной и той же сети переменного тока.
Задача заявляемой группы изобретений - устранить указанный недостаток, исключить паразитную обратную связь усилителя через сеть переменного тока, исключить влияние выпрямителя м помех сети переменного тока на качество работы усилителя и этим повысить качество звуковоспроизведения. Другими словами, техническая задача группы изобретений - исключить прохождение тока сигнала усиливаемых звуковых частот в сеть переменного тока и этим развязать ток нагрузки и ток, потребляемый из сети. Поставленная задача в отношении способа решена тем, что в известный способ питания усилителя звуковых частот от сети переменного тока, предусматривающий трансформацию величины переменного напряжения сети, выпрямление (детектирование) полученного переменного напряжения, заряд выпрямленным током основного конденсатора, введены существенные изменения и дополнения, а именно:
— вводят дополнительный конденсатор, к которому подключают цепь питания усилителя,
— дополнительный конденсатор подключают параллельно основному конденсатору через управляемый ключ, дополнительный конденсатор отключают от основного конденсатора на время подзарядки основного конденсатора от выпрямителя.
Задача изобретения в отношении устройства по описанному выше способу решена тем, что в известное устройство питания усилителя звуковых частот от сети переменного тока, содержащее силовой трансформатор, подключенный к сети переменного тока, вторичная обмотка которого подключена к выпрямителю, отдельные основной и дополнительный конденсаторы, причем основной конденсатор подключен к выходу выпрямителя, а цепь питания усилителя звуковых частот подключена к дополнительному конденсатору, внесены существенные изменения и дополнения, а именно:
— дополнительный конденсатор подключен параллельно основному конденсатору через управляемый ключ, выполненный с возможностью размыкания,
— управляющий вход ключа подключен к выходу формирователя сигнала размыкания, синхронизованному с частотой сети переменного тока,
— при наличии на выходе формирователя сигнала размыкания ключ закрыт и дополнительный конденсатор отключен от основного конденсатора, при этом длительность сигнала размыкания ключа в каждый полупериод переменного напряжения сети выбрана не менее длительности подзаряда основного конденсатора от выпрямителя, Управляемый ключ может быть выполнен, например, в виде электронного ключа,
управляющий вход которого подключен к выходу формирователя сигнала размыкания.
Формирователь сигнала размыкания может быть выполнен, например, в виде компаратора, построенного на операционном усилителе, опорный вход которого подключен к источнику заданного постоянного напряжения, а сигнальный вход - через диоды и делитель напряжения - к обоим концам вторичной обмотки силового (питающего) трансформатора.
Описание чертежей
Сущность изобретения поясняется фиг. 3, 4, 5, где фиг.З - пример выполнения устройства питания усилителя звуковых частот; фиг.4 - пример выполнения управляемого ключа; фиг.5 - пример выполнения формирователя сигнала размыкания; фиг.6 - диаграмма напряжений и токов схемы фиг.З. На фигурах приняты следующие обозначения: 1 - сеть переменного тока,
2 - трансформатор,
3 - двухполупериодный выпрямитель (детектор), 4, 7 - основной и дополнительный конденсаторы, 5 - усилитель звуковых частот, 6 - управляемый ключ,
9 - управляющий вход ключа
8, 10 - формирователь сигнала размыкания,
11 , 12 - транзисторы,
13, 14 - резисторы,
15 -операционный усилитель, 16, 17 - диоды, 18, 19 - резисторы, 20 -потенциометр. На диаграмме фиг. 6 по оси абсцисс - время в периодах переменного тока сети, а по оси ординат:
Uc - форма переменного напряжения сети,
Uд - форма переменного напряжения после выпрямителя 3,
Uф - форма напряжения на выходе формирователя сигнала размыкания,
Eo - форма напряжения на основном конденсаторе 4,
Ед - форма напряжения на дополнительном конденсаторе 7, iз - форма тока заряда основного конденсатора 4.
Лучший способ осуществления изобретения
Способ осуществляется следующим образом. Амплитуду напряжение сети снижают до необходимой величины - заданного выпрямленного напряжения, Полученное напряжение выпрямляют и заряжают выпрямленным током основной конденсатор 4. Параллельно основному конденсатору через управляемый ключ 8 подключен дополнительный конденсатор 7, к которому подключают цепь питания усилителя звуковых частот 5. После включения устройства питания в сеть переменного тока выпрямленное напряжение сети заряжает основной и дополнительный конденсаторы. При включении усилителя 5 потечет ток потребления, разряжая оба конденсатора. Напряжения на них падает. В каждый полупериод напряжения сети выпрямитель будет подзаряжать основной конденсатор в те промежутки времени, когда мгновенные
напряжения выпрямленного напряжения детектора 3 превышают напряжение на конденсаторе 4 (фиг.6 - Eo и iз). При этом в течение времени подзарядки основного конденсатора дополнительный конденсатор отключают от него путем размыкания ключа 8. После завершения подзарядки основного конденсатора ключ 8 замыкают и дополнительный конденсатор вновь подключают параллельно основному. Заряд основного конденсатора 4 частично переходит и на дополнительный конденсатор 7. В этот промежуток времени цепь питания усилителя подключена к параллельно включенным конденсаторам, которые отключены от выпрямителя, поскольку диоды выпрямителя закрыты.
Таким образом, в течение времени подзаряда основного конденсатора, когда диоды выпрямителя открыты, усилитель питается только от дополнительного конденсатора и ток питания усилителя звуковых частот никак не может попасть в сеть переменного тока. В остальное время - цепь питания усилителя подключена к параллельно включенным конденсаторам, также отключенным от сети переменного тока. Т.е. возможность паразитной обратной связи через сеть переменного тока при описанном способе и устройстве питания от сети переменного тока полностью исключена. Схема управляемого ключа 8 может быть выполнена виде электронного ключа (см. например, У. Титце, К. Шенк «Пoлyпpoвoдникoвaя cxeмoтexникa», стр.93-95, 286-287, изд. Мир, 1982 г.) Ee пример для рассматриваемого устройства питания приведена на фиг. 4. Транзистор 11 включен между положительными электродами основного и дополнительного конденсаторов 4 и 7, эмиттером к основному конденсатору 4. Транзистор 12 включен через резистор 13 между положительным электродом основного
конденсатора 4 и общим проводом (землей, нулевым проводом); эмиттером к общему проводу. База транзистора 11 подключена к коллектору транзистора 12 через резистор 14. База транзистора 12 подключена к выходу формирователя сигнала размыкания. Приведенная схема управляемого ключа работает следующим образом. При отсутствии сигнала размыкания на базе транзистора 12 -этот транзистор 12 открыт через него протекает ток, создающий соответствующее падение напряжения на резисторе 13. Напряжение на базе транзистора 11 уменьшается, вследствие чего транзистор 11 будет открыт и ключ 8 открыт.Основной и дополнительный конденсаторы 4 и 7 включены параллельно. При поступлении сигнала размыкания на базу транзистора 12 этот транзистор закрывается, через него не протекает ток. Соответственно напряжения на его коллекторе и на базе транзистора 11 максимально - равно напряжению на основном конденсаторе 4. Вследствие этого транзистор 11 закрывается, ключ 8 закрывается, основной и дополнительный конденсаторы 4 и 7 разомкнуты, дополнительный конденсатор 7 отключен от основного конденсатора 7. Схема формирователя сигнала размыкания может быть выполнена, например, в виде компаратора, построенного на базе операционного усилителя, (см. например, У. Титце, К. Шенк «Пoлyпpoвoдникoвaя cxeмoтexникa», cтp.93-95, 286-287, изд. «Mиp», 1982 г.) Компаратор сравнивает заранее заданное (опорное) постоянное напряжение, поданное на его опорный вход с внешним напряжением, поданным на его сигнальный вход и когда напряжение на сигнальном входе превышает напряжение на опорном входе - компаратор срабатывает, т.е. выходное напряжение операционного
усилителя скачкообразно падает Его работа подробно описана в вышеуказанной книге.
Ее пример для рассматриваемого формирователя 10 сигнала размыкания приведен на фиг. 5. Формирователь 10 состоит из
5 операционного усилителя 15, опорный вход которого подключен к делителю постоянного напряжения, выполненного на резисторах 18,
19. Сигнальный вход операционного усилителя 15 подключен к делителю переменного напряжения, выполненном на потенциометре
20. Сигнальный вход операционного усилителя 14 подключен к ю движку потенциометра 20, вход потенциометра 20 соединен с обоими концами вторичной обмотке питающего трансформатора 2 через диоды 16 и 17.
Описанный формирователь 10 работает следующим образом Пока переменное напряжение на сигнальном входе операционного
15 усилителя 15 меньше постоянного напряжения на его опорном входе - выход операционного усилителя в положении «+E», т.е на его выходе высокое постоянное напряжение. При таком напряжении ключ 8 открыт. Как только переменное напряжение на сигнальном входе операционного усилителя превысит постоянное напряжение
20 на его опорном входе выход операционного усилителя 15 переходит в положение «0», на его выходе образуется низкое напряжение. При таком напряжении ключ 8 закрыт. Делителем 12, 13 выбирают величину постоянного напряжения на опорном входе усилителя 15, потенциометром 20 регулируют величину переменного напряжения
25 на его сигнальном входе. Таким образом, можно управлять моментом срабатывания формирователя сигнала размыкания, и, соответственно, - ключа 8. Например, при срабатывании формирователя на уровне 0,5 переменного напряжения вторичной обмотки трансформатора - время замкнутого и разомкнутого
состояния ключа 8 будут одинаковы. Схема позволяет сформировать любые последовательности импульсов размыкания - от положения постоянного размыкания до положения постоянного замыкания ключа. Соотношение времени замыкания и размыкания ключа в каждом случае применения заявленного блока питания определяют исходя из его особенностей, в основном - от величины потребляемого тока.
Приведенные примеры реализации способа и устройства ни в коем случае не исчерпывают возможности изобретения, заявленные в формуле изобретений, а лишь иллюстрируют его достоинства и работоспособность.
Промышленная применимость
Предложенный способ и устройство неоднократно реализованы заявителем. При этом не потребовалось никаких особенных материалов, элементов, блоков. Все использованные элементы (конденсатор, управляемый нормально-замкнутый ключ с возможностью размыкания, формирователь размыкающего сигнала и т.п.) и материалы давно освоены современной промышленностью.
Испытания показали, что питание усилителей звуковых частот от сети переменного тока заявленным способом полностью исключили прохождение усиливаемого сигнала в сеть переменного тока и, соответственно, возможность паразитной обратной связи через сеть питания.
Прослушивание подтвердило, что качество звуковоспроизведения при питании аппаратуры заявленным способом заметно выше, чем при питании той же аппаратуры способом-прототипом. Несмотря на то, что исключенная обратная
связь через сеть переменного тока была количественно незначительной - эффект от ее устранения оказался весьма ощутим.
Предложенные способ и устройства намечены к применению как во вновь разрабатываемой звукоусилительной и звуковоспроизводящей аппаратуре ХАЙ-ЭНД, так и для улучшения качества работы уже существующей аппаратуры, поскольку они может быть элементарно реализованы путем дополнения стандартных устройств питания несколькими внешними дополнительные элементами.
Claims
1. Способ питания усилителя звуковых частот от сети переменного тока, предусматривающий трансформацию величины
5 переменного напряжения сети, выпрямление (детектирование) полученного переменного напряжения, заряд выпрямленным током основного конденсатора, отличающийся тем, что вводят дополнительный конденсатор, к которому подключают цепь питания усилителя, дополнительный конденсатор ιо подключают параллельно основному конденсатору через управляемый ключ, посредством которого отключают дополнительный конденсатор от основного конденсатора на время подзарядки основного конденсатора от выпрямителя.
2. Устройство питания усилителя звуковых частот от сети 15 переменного тока, содержащее силовой трансформатор, подключенный к сети переменного тока, вторичная обмотка которого подключена к выпрямителю, основной и дополнительный отдельные конденсаторы, причем основной конденсатор подключен к выходу выпрямителя, а цепь питания
20 усилителя звуковых частот подключена к дополнительному конденсатору, отличающееся тем, что дополнительный конденсатор подключен параллельно основному конденсатору через управляемый ключ, выполненный с возможностью размыкания, управляющий вход ключа подключен к выходу
25 формирователя сигнала размыкания, синхронизованному с частотой сети переменного тока, при наличии сигнала размыкания ключ закрыт и дополнительный конденсатор отключен от основного конденсатора, при этом длительность сигнала размыкания ключа в каждый полупериод переменного напряжения сети выбрана не менее длительности подзаряда основного конденсатора от выпрямителя
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что управляемый ключ выполнен в виде электронного ключа, управляющий вход
5 которого подключен к выходу формирователя сигнала размыкания.
4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что формирователь сигнала размыкания выполнен в виде компаратора, построенного на операционном усилителе, опорный вход ю которого подключен к источнику заданного постоянного напряжения, а сигнальный вход - через диоды и делитель напряжения - к обоим концам вторичной обмотки трансформатора.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007103686 | 2007-01-31 | ||
| RU2007103686 | 2007-01-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2008094078A2 true WO2008094078A2 (ru) | 2008-08-07 |
| WO2008094078A3 WO2008094078A3 (ru) | 2008-12-31 |
Family
ID=39674619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2008/000055 WO2008094078A2 (ru) | 2007-01-31 | 2008-01-31 | Устройство и способ питания усилителя низкой частоты |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2008094078A2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8936049B2 (en) | 2008-12-10 | 2015-01-20 | Panduit Corp. | Power tool for stainless steel metal locking ties |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3987356A (en) * | 1975-06-23 | 1976-10-19 | General Electric Company | Controlled capacitive filter for active loads |
| RU2168261C2 (ru) * | 1999-05-31 | 2001-05-27 | Поляков Сергей Александрович | Усилитель мощности низкой частоты с питанием от сети переменного тока |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6115215A (ja) * | 1984-06-29 | 1986-01-23 | Nec Home Electronics Ltd | 電源回路 |
-
2008
- 2008-01-31 WO PCT/RU2008/000055 patent/WO2008094078A2/ru active Application Filing
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3987356A (en) * | 1975-06-23 | 1976-10-19 | General Electric Company | Controlled capacitive filter for active loads |
| RU2168261C2 (ru) * | 1999-05-31 | 2001-05-27 | Поляков Сергей Александрович | Усилитель мощности низкой частоты с питанием от сети переменного тока |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8936049B2 (en) | 2008-12-10 | 2015-01-20 | Panduit Corp. | Power tool for stainless steel metal locking ties |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2008094078A3 (ru) | 2008-12-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111342669B (zh) | 控制电路、开关变换器和非暂态存储介质 | |
| US7545654B2 (en) | Control circuit for current and voltage control in a switching power supply | |
| CA2142644C (en) | Standby power circuit arrangement | |
| CN101730972A (zh) | 具有在低功率需求水平控制脉宽变异性开关的开关整流器 | |
| WO2019055891A1 (en) | LIMITATION OF THE AVERAGE CURRENT IN A CONTROLLED VOLTAGE ELEVATOR CONVERTER | |
| US20150326126A1 (en) | Switched Mode Converter with Low-Voltage Turn-Around Mode | |
| WO2021050239A1 (en) | Efficient use of energy in a switching power converter | |
| US3992585A (en) | Self-energizing electrostatic loudspeaker system | |
| US9413270B2 (en) | Single-phase three-wire power control system and power control method therefor | |
| US9178352B2 (en) | Performance and isolation improvements for digitally controlled AC attenuation and protection circuits | |
| US11463061B2 (en) | Audio power source with improved efficiency | |
| JP2002252983A (ja) | 交流直流変換回路 | |
| TW201320569A (zh) | 主動式功率因數校正電路及相關的控制器 | |
| US7554825B2 (en) | Switching power supply capable of reducing low-frequency secondary-side common-mode voltage | |
| EP1751854B1 (en) | Audio amplifier and speaker incorporating audio amplifier | |
| CN109921627B (zh) | 用于限制开关转换器中的电磁干扰的装置和方法 | |
| US9367109B2 (en) | Switching power supply with noise control | |
| WO2008094078A2 (ru) | Устройство и способ питания усилителя низкой частоты | |
| RU71486U1 (ru) | Устройство питания усилителя звуковых частот от сети переменного тока | |
| US10872753B2 (en) | Precision high voltage power supply utilizing feedback through return side output | |
| EP1381144A2 (en) | Isolating power supply | |
| US9209911B2 (en) | Radio with a switched mode power supply | |
| Cheng et al. | An Overview of Stability Improvement Methods for Wide-Operation-Range Flyback Converter with Variable Frequency Peak-Current-Mode Control | |
| RU2277287C1 (ru) | Преобразователь постоянного напряжения в постоянное | |
| JPH09117139A (ja) | スイッチング電源回路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NENP | Non-entry into the national phase in: |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 08724066 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |