ИБП для анодного питания ламповых УМЗЧ - этап I

[Samat]

ТоварышЫ! Автор топа задался целью досконально помучить ИБП, чтобы узнать на что он годен в звуке. У на же пока есть только крепкое слово о гуру "Этого маньяка к лампом близко не подпускать", но это слово ему можно верить, а можно самому проверить если сильно хочется, ...может автор поделится с нами своими исследованиями и некоторым станет ясно, что можно все применять, а качество звучания девайса у каждого измеряется по своему.
Вот накалы питать с ИБП можно и пр. каменную электронику, светодиодов побольше , особенно если там большая мощность в сумме, а на анодное однозначно лучше транс, в частном случае просто с одной обмоткой.
Вот что мне удалось определить в своем слепом методе с полным питанием от ИБП:
1) Чистый звук суховат, ломок, плосковат, появляются посторонние скрипы при игре, ...по всей видимости идет модуляция основного сигнала посторонними.
2) Перегруз превращается в кашу, пропадает динамика, ядовитый призвук вообще ездиет по ушам, пропадает гейн, т.е. как не крути, больше половины не идет, скорее всего лампы заводятся за порогом слышимости ВЧ.
Побольше емкости ставить не желательно, а с подборкой фильтра можно долго тонцевать.
Будем ждать отчета об испытаниях.

[ofsilence]

Честное слово, почему бы не говорить в рамках научных (инженерных) терминов. Не пользовать слово "отстой", а пользовать "не устраивает". Не использовать "не звучит" а пользовать "не звучит потому что....", и "а вот если сделаем то-то, то будет хорошо." Вот честное слово, "не нравится, не читай!" (С).
Не нравится ИБП - пропустите топик, и не флудите. Нравится - давайте по существу решать, как сделать ИБП достойным применения в ламповой электронике, а не тем непопулярным отбросом, что он есть сейчас.
Кто ЗА?

[Ал-ндр]

Кто ЗА?

В принципе "Все ЗА". Только кроме фоток пока нечего обсуждать. Пускай человек все доведет до логического конца и схему сольет . Будем обсуждать!

[Lexman]

С обратной связью в ИБП всегда была проблема, очень сложно заставить отрабатывать скачки нагрузки строго апериодическим процессом. Если у тебя есть результаты экспериментов (в модели или железе) на эту тему, поделись. Хотя судя по тому, какая у тебя частотная коррекция, хороший отклик на скачок нагрузки у этого БП врядли стоит ожидать.
Если есть вопросы, как просимить данный процесс, или снять в железе, помогу советом. Мне самому очень интересна эта тема, к сожалению самому в железе пока нет возможности проверять идеи.

Именно. Поэтому я и назвал этот топик словами "этап I". Дальше хочу поэкспериментировать с ООС. Этим объясняется и простота ООС на плате - тут еще экспериментировать и экспериментировать.

[OldMike]

Я экспериментировал с маломощным ИБП для ламповой примочки. Там (в примочке) он и остался - вредного влияния на звук я не обнаружил ни на слух, ни осциллом - примочка хайгейновая, но паразитного сигнала с частотой преобразования на выходе нет, на слух - ровное легкое шипение ламп на макс. гейне. Разницы в перегрузе и клине в случае запитки от обычного БП я не услышал.
Выводы - можно, если задавить помехи - компоновка, экранировка и ФНЧ, отрезающий радиочастоты на самом входе усилка. Правда, мне было легче - мощность преобразователя невелика - анодное на 2 двойных триода, он сделан однотактным, питается от 12 В, которыми запитаны накалы ламп, и больше ничего (!). Для мощного ИБП добиться этого будет сложнее.... Интересно познакомиться с окончательным результатом  

[ofsilence]

2 OldMike:
Применена LC-фильтрация, для наших целей это весьма плохо. За счет того, что добротность фильтра весьма высока, гораздо сложнее обеспечить устойчивость БП, и почти невозможно получить апериодическую реакцию БП на скачок нагрузки.
Всем очень рекомендую делать RC фильтрацию, как это сделано в птеродрайвере у Ерасова. И не забываем про коррекцию в обратной связи.
Кстати, этот БП - самый хороший flyback-преобразователь для примочек, из тех, что я встречал в просторах интернета. Если кто соберется делать именно flyback, то рекомендую его.
А вообще, я за нерегулируемый мост. IR2153+пара полевиков+транс+фильтры. Проще некуда, нагрузочная характеристика абсолютно такая же, как у обычного БП на трансформаторе. Не забываем брать кондеры с запасом на то, что в сети бывает больше, чем 220, и, повторюсь, никакой LC-фильтрации. Гугл в помощь, эту конструкцию собирала куча народу, примеров найдется масса.

[Spiteful]

Ух ты! Класс! Респект!

[OldMike]

2 OldMike:
Применена LC-фильтрация, для наших целей это весьма плохо. За счет того, что добротность фильтра весьма высока, гораздо сложнее обеспечить устойчивость БП, и почти невозможно получить апериодическую реакцию БП на скачок нагрузки.
.

Да у меня там нагрузка постоянная, это ж не усилок, а примочка  :o ...

[ofsilence]

Да у меня там нагрузка постоянная, это ж не усилок, а примочка   ...

Это очень распространенное заблуждение, основанное на том, что в справочниках пишут, что каскад, работающий в классе А потребляет всегда неизменный ток. Это безусловно правда, но только до тех пор, пока каскад не выходит за заданный диапазон токов анода (коллектора, стока). В противном случае данная аксиома уже не работает, ибо усилительный элемент начинает входит в режим отсечки, либо насыщения (особенно выражен эффект у радиоламп, поскольку появляется сеточный ток при насыщении, который перезаряжает разделительный конденсатор и рабочая точка каскада плывет в сторону меньшего тока. Кстати говоря, это одна из важных причин существования понятия "ламповая атака").
Для того, чтобы у читающих не осталось сомнения, привожу результаты моделирования преампа SRT в микрокэпе (входной сигнал 1 кГц амплитудой 1В. на отметке 1 секунда подача входного напряжения прекращается). Верхний график - выходной сигнал грязного канала, нижний - потребляемый ток.

[Lexman]

А тема-то не безынтересна народу
aXu, а мне кажется, что проще всего оттолкнуться от преобразователя с жесткой характеристикой. Смягчить её, причем так, как надо, всегда можно, а вот наоборот - нет.

[OldMike]

Да у меня там нагрузка постоянная, это ж не усилок, а примочка   ...

Это очень распространенное заблуждение, основанное на том, что в справочниках пишут, что каскад, работающий в классе А потребляет всегда неизменный ток. Это безусловно правда, но только до тех пор, пока каскад не выходит за заданный диапазон токов анода (коллектора, стока). В противном случае данная аксиома уже не работает, ибо усилительный элемент начинает входит в режим отсечки, либо насыщения (особенно выражен эффект у радиоламп, поскольку появляется сеточный ток при насыщении, который перезаряжает разделительный конденсатор и рабочая точка каскада плывет в сторону меньшего тока. Кстати говоря, это одна из важных причин существования понятия "ламповая атака").

У меня там 2 емкости по 50 микрофарад на анодном при токе потребления в среднем 5 мА, этой постоянной времени с головой хватает, чтоб инерционность LC фильтра не была заметна и никак не влияла. Я смотрел осциллом на выходе БП при реальных сигналах... 8-).
 В конце концов у реальных усилков каскады предвака запитываются от RC фильтра с довольно большими емкостями (обычно 50 мкФ на лампочку) и постоянная времени питающих цепей заметно больше времени атаки, да и сопротивление источника довольно мало (<6-8 кОм)  :-?

[Denn]

Не хотелось создавать отдельную тему, вижу что тут затронули этот вопрос...
Вот некоторые знатоки говорят, что звучание ламповых конструкций с классическим БП на трансе сильно лучше, чем с ИБП. А кто-нибудь пробовал исследовать этот факт, откуда ноги растут? Ведь как я понимаю, БП для ламповой конструкции - это просто источник _постоянного_ тока, и чем он "постоянее", тем лучше. Электролиты в фильтрации питания позволяют исключить просадки на НЧ сигналах, а шунтирующая их плёнка - на ВЧ. Какая преампу разница кто заряжает электролиты: ИБП, транс или вообще аккумулятор? Проблему ВЧ-срача от ИБП думаю можно не раздувать, т.к. хорошая LC/RC-фильтрация сделает ИБП практически идеальным "аккумулятором". Остаётся разве что токовая "потенция" ИП, но тут тоже не вижу проблемы - большее Rвнутр. получить не проблема (резисторы пока ещё есть в продаже). Так что же может давать эту чудо разницу в звуке, торсионные поля?

[Lexman]

Denn, всё-таки не всё так однозначно. Динамические характеристики БП влияют на звук очень ощутимо. Да и вопрос с постоянными времени фильтров питания мощников в классических схемах, и их внутренние сопротивления при наличии в них нелинейностей (кены) - тут всё формирует звук. Так что, имхо, копать надо в этом направлении. Чем и займусь.

[ofsilence]

Трудности LC-фильтрации в замкнутой САУ заключаются в том, что сопротивление нагрузки у ламповых схем очень велико, в результате получаем крайне низкий коэффициент демпфирования. Для наглядности:
Симулирован LC фильтр с индуктивностью 100мкГн, емкостью 50 мкФ. Нагружен на нагрузку 60 кОм (5 мА при 300 В).

Как видно, резонансный пик просто ужасающий, 70 с лишним дБ. Если дополнительно не демпфировать этот каскад (таких цепей, как бы то не было прискорбно, я не увидел ни у кого), то для обеспечения устойчивости в обратную связь надо ставить апериодическое звено с постоянной времени, измеряемое десятками секунд.
Разумеется, изменение емкости даже в 10 раз координально не меняет ситуацию. Несколько снижается добротность, но и резонансный пик смещается в область низких частот.
Кстати, у меня есть подозрение, что многие из участвующих в этом сабже не до конца понимают, что такое запас по фазе, как должна выглядеть АЧХ разомкнутого контура чтобы обеспечить наилучшие выходные характеристики БП. И тем более, как влияет ОС на выходные характеристики БП. Без всякого пафоса, советую найти книги по ТАУ и почтитать:)
По существу:
Зачем все занимаются со стабилизированными источниками? Я конечно понимаю, что это очень полезно в российской действительности, но ведь классические БП не имеют стабилизации! А нет стабилизации - нет проблем Я уже советовал БП подобного рода, и настаиваю на своем 8-).

[OldMike]

Трудности LC-фильтрации в замкнутой САУ заключаются в том, что сопротивление нагрузки у ламповых схем очень велико, в результате получаем крайне низкий коэффициент демпфирования. Для наглядности:
Симулирован LC фильтр с индуктивностью 100мкГн, емкостью 50 мкФ. Нагружен на нагрузку 60 кОм (5 мА при 300 В).

Как видно, резонансный пик просто ужасающий, 70 с лишним дБ. Если дополнительно не демпфировать этот каскад (таких цепей, как бы то не было прискорбно, я не увидел ни у кого), то для обеспечения устойчивости в обратную связь надо ставить апериодическое звено с постоянной времени, измеряемое десятками секунд.
Разумеется, изменение емкости даже в 10 раз координально не меняет ситуацию. Несколько снижается добротность, но и резонансный пик смещается в область низких частот.
Кстати, у меня есть подозрение, что многие из участвующих в этом сабже не до конца понимают, что такое запас по фазе, как должна выглядеть АЧХ разомкнутого контура чтобы обеспечить наилучшие выходные характеристики БП. И тем более, как влияет ОС на выходные характеристики БП. Без всякого пафоса, советую найти книги по ТАУ и почтитать:)
По существу:
Зачем все занимаются со стабилизированными источниками? Я конечно понимаю, что это очень полезно в российской действительности, но ведь классические БП не имеют стабилизации! А нет стабилизации - нет проблем Я уже советовал БП подобного рода, и настаиваю на своем 8-).

Ну ты просто убил! Я таких слов (например "запас по фазе") с момента окончания института не слышал, а ТАУ сдавал году этак в 1984 где-то...Спасибо, дал вспомнить молодость!
А если серьезней - то в том преобразователе, что делал я выходное сопротивление довольно высоко - макс. ток нагрузки около 10 мА всего, я с ним долго игрался еще до установки в примочку и не заметил ни одного проявления апериодичности переходного процесса (при моих емкостях и нагрузках). Причем мерил я все на железках, а не в симе..Просто у меня голова болела за его возможные наводки (все ж хайгейн, там коэф усиления большущий) и LC фильтр выигрывал и в КПД и по степени фильтрации ВЧ составляющей.
А для питания оконечника....Тут все сложно. Я, наверное, поставил бы просто транс - ведь от выходного транса все - равно не избавиться, так что выигрыш по весу непринципиальный. А найти силовик от старого телевизора пока не проблема, его даже перематывать не надо.
Хотя вопрос с точки зрения звука интересный - получится ли, и какой ценой. У меня в таких схемах основные траблы были именно со всепроникающими незадавляемыми наводками, они были везде, на каждой земле и, кажется, даже в пиве  .

[ofsilence]

Transf.zip  

Уахаха, это определенно новая идея в строительстве БП, надо взять на вооружение  
Твои результаты интересны:) А какой был коэффициент разомкнутого контура?
Я как-то возился с flyback-преобразователем для анодки, и проблемы с ПП у меня были тогда конкретные, только RC-фильтрация меня спасла, напрочь задемпфировав резонансный выброс. Кстати, если дроссель (или трансформатор в случае с flyback) работает в режиме прерывистого тока, то он ведет себя как абсолютно апериодическое звено. Только вот фильтрация от того значительно ухудшается.

[ofsilence]

Но правда тогда я хотел получить минимальное выходное сопротивление, да и напряжение хотелось постабильнее, так что коэффициент РК у меня был весьма немал, точное значение могу поискать, если кому интересно.

[OldMike]

Transf.zip  

Уахаха, это определенно новая идея в строительстве БП, надо взять на вооружение  
Твои результаты интересны:) А какой был коэффициент разомкнутого контура?

Да фиг его знает. Чукча не теоретик, чукча практик...
Ежели интересно, возьми ПДФ на микросхему, попробуй посчитать. Я просто прикинул достаточные емкости, оказалось угадал. В моем случае увеличение емкостей вдвойне полезно: и устойчивость растет, и запас по пиковому току. Сам преобразователь из-за малой мощности по характеристике здесь скорее резистивен, чем индуктивен, вот оно и работает  

[ofsilence]

Все, прошу прощения, нашел схему на предыдущей странице
Очень странно, по идее работать не должно, ибо ООС у встроенного в UC3843 операционника нет, коэффициент РК запредельный.
Хотя в такой схеме коэффициент заполнения будет всегда близок к максимальному, а дроссель работает в нехорошем режиме. Может быть этому и обязаны устойчивой работой.
Рад, что эта схема работает у ее автора. Но я повторять не решусь Разве что чтобы выяснить, какие неучтенные теорией параметры заставляют ее функционировать нормально  

[OldMike]

Помоему ты пытаешься применить теорию устойчивости линейных схем к совершенно импульсному устройству...А тут не один к одному. Вот почему я и говорю - чукча практик. Делаю необходимые расчеты и довожу на макете. И работает...Обычно  
Я просто баловался усилками UsD, там не все и не всегда удавалось посчитать, да и от монтажа очень многое зависит.
ЗЫ Ежели будет нужно - повторяй ,она рабочая.