Batareya ilə işləyən boru gücləndiricisi: 4 addım (şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:47

Boru gücləndiriciləri, istehsal etdikləri xoş təhrif səbəbiylə gitaristlər tərəfindən sevilir.

Bu əlçatmazlıqların arxasındakı fikir, yolda oynamaq üçün gəzdirilə bilən aşağı vatlı bir boru gücləndiricisi qurmaqdır. Bluetooth dinamiklərinin yaşında, bəzi portativ, batareyalı tüp gücləndiriciləri qurmağın vaxtı gəldi.

Addım 1: Borular, Transformatorlar, Batareyalar və Yüksək Gərginlik Təchizatını seçin

Borular

Boru gücləndiricilərində enerji istehlakı böyük bir problem olduğu üçün doğru borunun seçilməsi çox enerji saxlaya bilər və şarjlar arasında oynama müddətini artıra bilər. Uzun müddət əvvəl, kiçik radiolardan təyyarələrə qədər işləyən batareyalı borular var idi. Onların böyük üstünlüyü tələb olunan aşağı filament cərəyanı idi. Şəkil, 5672, 1j24b, 1j29b və gitar preamplarında istifadə olunan miniatür boru EF86 olan üç batareya ilə işləyən borular arasında müqayisə göstərir.

Seçilmiş borular bunlardır:

Preamp və PI: 1J24B (1.2V -də 13 mA filament cərəyanı, maksimum 120V boşqab gərginliyi, rus istehsalı, ucuz)

Güc: 1J29B (2.4V -da 32 mA filament cərəyanı, maksimum 150V boşqab gərginliyi, rus istehsalı, ucuz)

Çıxış transformatoru

Belə aşağı güc parametrləri üçün daha ucuz bir transformator istifadə edilə bilər. Xətt transformatorları ilə edilən bəzi təcrübələr, alt ucunun prioritet olmadığı kiçik gücləndiricilər üçün olduqca yaxşı olduğunu göstərdi. Hava boşluğunun olmaması səbəbindən transformator push-pullda daha yaxşı işləyir. Bu da daha çox vuruş tələb edir.

100V xətt transformatoru, fərqli kranları olan 10W

(0-10W-5W-2.5W-1.25W-0.625W və ikincil 4, 8 və 16 ohmda)

Xoşbəxtlikdən aldığım transformatorda da müəyyən edilmiş sarım başına növbə sayı var idi, əks halda adekvat kranları və mövcud olan ən yüksək empedansı müəyyən etmək üçün bəzi riyaziyyat lazım olacaq. transformatorun hər vuruşunda aşağıdakı sayda döngə olurdu (soldan başlayaraq):

Birincidə 725-1025-1425-2025-2925, ikincidə 48-66-96 dönər.

Burada 2,5W kranının demək olar ki, ortada olduğunu görmək mümkündür, bir tərəfdə 1425, digər tərəfdə isə 1500 döngə. Bu kiçik fərq bəzi daha böyük gücləndiricilərdə problem ola bilər, ancaq burada yalnız təhrifə səbəb olacaq. İndi mövcud olan ən yüksək empedansı əldə etmək üçün anodlar üçün 0 və 0.625W kranlardan istifadə edə bilərik.

Birincil və ikincil dönmə nisbəti, birincil empedansı hesablamaq üçün istifadə olunur:

2925/48 = 61, 8 ohm dinamiklə 61^2 *8 = 29768 və ya təxminən verir. 29.7k anod-anod

2925/66 = 44, 8 ohm dinamiklə bu 44^2 *8 = 15488 və ya təxminən verir. 15.5k anod-anod

2925/96 = 30, 8 ohm dinamiklə bu ^2 *8 = 7200 və ya təxminən verir. 7.2k anod-anod

Bunu AB sinifində aparmaq niyyətindəyik, borunun əslində göründüyü empedans hesablanmış dəyərin yalnız 1/4 hissəsidir.

Yüksək gərginlikli enerji təchizatı

Hətta bu kiçik borular da plitələrdə daha yüksək gərginlik tələb edir. Bir neçə batareyanı ardıcıl olaraq istifadə etmək və ya o böyük 45V batareyaları istifadə etmək əvəzinə MAX1771 çipinin ətrafında yerləşən daha kiçik bir keçid rejimli enerji təchizatı (SMPS) istifadə etdim. Bu SMPS ilə batareyalardan gələn gərginliyi heç bir problem olmadan 110V -ə qədər artıra bilərəm.

Batareyalar

Bu layihə üçün seçilmiş batareyalar, 186850 paketində asanlıqla əldə edilən Li-Ion batareyalardır. Bunun üçün İnternetdə bir neçə şarj cihazı lövhəsi mövcuddur. Mühüm bir qeyd, lazımsız qəzaların qarşısını almaq üçün etibarlı satıcılardan yalnız tanınmış yaxşı batareyalar almaqdır.

Parçalar təxminən müəyyən edildikdən sonra dövrə üzərində işə başlamağın vaxtı gəldi.

Addım 2: Bir dövrədə işləmək

Filamentlər

Boru filamentlərini gücləndirmək üçün bir sıra konfiqurasiya seçildi. Müzakirə edilməli olan bəzi çətinliklər var.

• Preamp və güc borularının fərqli filament cərəyanlarına malik olması səbəbindən, cərəyanın bir hissəsini keçmək üçün bəzi filamentlərlə birlikdə rezistorlar əlavə edildi.
• İstifadə zamanı batareyanın gərginliyi aşağı düşür. Hər bir batareya əvvəlcə tam doldurulduqda 4.2V -ə malikdir. Tez bir zamanda 3.7V nominal dəyərinə axıdırlar, burada yenidən doldurulmalı olduqda yavaş -yavaş 3V -ə düşürlər.
• Borular birbaşa qızdırılan katotlara malikdir, yəni plitənin cərəyanı filamentdən axır və filamentin mənfi tərəfi katotun gərginliyinə uyğundur.

Gərginlikli filament sxemi belə görünür:

batareya (+) (8.4V -6V) -> 1J29b (6V) -> 1J29b // 300ohms (3.6V) -> 1J24b // 1J24b // 130 ohm (2.4V) -> 1J24b // 1J24b // 120 ohm (1.2V) -> 22 ohm -> Batareya (-) (GND)

burada // paralel konfiqurasiyada və -> seriyada təmsil olunur.

Rezistorlar filamentlərin əlavə cərəyanını və hər mərhələdə axan anod cərəyanını atlayır. Anod cərəyanını düzgün proqnozlaşdırmaq üçün mərhələnin yük xəttini çəkmək və iş nöqtəsi seçmək lazımdır.

Elektrik boruları üçün bir iş nöqtəsinin hesablanması

Bu borular, əyrilərin 45V ekran ızgarası gərginliyi üçün qurulduğu əsas bir məlumat cədvəli ilə gəlir. Əldə edə biləcəyim ən yüksək çıxışla maraqlandığım üçün elektrik borularını 45V -dan yuxarı 110V -də (tam doldurulduqda) işə salmağa qərar verdim. İstifadə edilə bilən bir məlumat cədvəlinin olmamasını aradan qaldırmaq üçün paint_kip istifadə edərək borular üçün bir ədviyyat modelini tətbiq etməyə çalışdım və daha sonra ekran ızgarasının gərginliyini artırdım və nə baş verdiyini gördüm. Paint_kip gözəl bir proqramdır, lakin düzgün dəyərləri tapmaq üçün müəyyən bacarıq tələb olunur. Pentodlarla çətinlik səviyyəsi də artır. Yalnız kobud bir qiymətləndirmə istədiyim üçün dəqiq konfiqurasiyanı axtarmaq üçün çox vaxt sərf etmədim. Test qurğusu müxtəlif konfiqurasiyaları yoxlamaq üçün yaradılmışdır.

OT Empedansı: 29k boşqabdan lövhəyə və ya təxminən. AB sinif əməliyyatı üçün 7k.

Yüksək gərginlik: 110V

Bəzi hesablamalar və sınaqdan sonra şəbəkənin ön gərginliyi təyin edilə bilər. Seçilmiş şəbəkə qərəzinə nail olmaq üçün, şəbəkə sızması müqaviməti, düyünün gərginliyi ilə filamanın mənfi tərəfi arasındakı fərqin olduğu bir filament düyünə bağlıdır. Məsələn, ilk 1J29b 6V B+ gərginliyindədir. Şəbəkə sızması müqavimətçisini 1J24b mərhələləri arasındakı qovşağa bağlayaraq 2.4V -də GND xəttinə nisbətən yaranan şəbəkə gərginliyi -3.6V -dir, bu da ikinci 1J29b filamentinin mənfi tərəfində eyni dəyərdir. Beləliklə, ikinci 1J29b şəbəkə sızması müqaviməti, digər dizaynlarda olduğu kimi yerə düşə bilər.

Faza çeviricisi

Şematik olaraq göründüyü kimi, bir parafaz fazlı çevirici tətbiq edildi. Bu halda borulardan birində birlik qazancı olur və çıxış mərhələlərindən birinin siqnalını ters çevirir. Digər mərhələ normal qazanc mərhələsi kimi çıxış edir. Dövrdə yaranan təhrifin bir hissəsi faza çeviricisinin balansını itirməsindən və bir güc borusunu digərindən daha sərt idarə etməsindən qaynaqlanır. Mərhələlər arasındakı gərginlik bölücü seçildi ki, bu yalnız master həcminin son 45 dərəcəsində baş versin. Hər iki siqnalın müqayisə edilə biləcəyi bir osiloskopla dövrə nəzarət edildikdə sınandığı rezistorlar.

Hazırlıq mərhələsi

Son iki 1J24b borusu preamplifier dövrəsindən ibarətdir. Filamentlər paralel olduğu üçün hər ikisinin də eyni əməliyyat nöqtəsi var. Filament və torpaq arasındakı 22 ohm müqavimətçi, filamentin mənfi tərəfindəki gərginliyi artırır və kiçik mənfi qərəz verir. Bir boşqab rezistoru seçmək və önyargı nöqtəsini və lazım olan katot gərginliyini və rezistoru hesablamaq əvəzinə, burada lövhə rezistoru istənilən qazanc və qərəzə uyğun olaraq uyğunlaşdırılmışdır.

Hesablanmış və sınanmış dövrə ilə bunun üçün bir PCB hazırlamağın vaxtı gəldi. Şematik və PCB üçün Eagle Cad istifadə etdim. Birinin 2 təbəqəyə qədər istifadə edə biləcəyi pulsuz bir versiyası var. Lövhəni özüm oyacağam, çünki 2 qatdan çox istifadə etməyin mənası yoxdur. PCB dizayn etmək üçün əvvəlcə borular üçün bir şablon yaratmaq lazım idi. Bəzi ölçmələrdən sonra borunun üst hissəsindəki pinlər və anod pimi arasındakı düzgün boşluğu təyin edə bildim. Layihə hazır olduqda, əsl quruluşa başlamağın vaxtı gəldi!

Addım 3: Lehimləmə və Dövrlərin Test Edilməsi

SMPS

Əvvəlcə keçid rejimi enerji təchizatının bütün komponentlərini lehimləyin. Düzgün işləməsi üçün düzgün komponentlər lazımdır.

• Aşağı müqavimət, yüksək gərginlikli Mosfet (IRF644Pb, 250V, 0.28 ohm)
• Aşağı ESR, yüksək cərəyan indüktoru (220uH, 3A)
• Aşağı ESR, yüksək gərginlikli rezervuar kondansatörü (10uF - 4.7uF, 350V)
• 0.1 ohm 1W müqavimət
• Ultrafast yüksək gərginlikli diod (50ns və 400V üçün UF4004 və ya> 200V üçün daha sürətli bir şey)

MAX1771 çipini daha aşağı gərginlikdə (8.4V - 6V) istifadə etdiyim üçün induktoru 220uH -ə qaldırmalı oldum. Əks təqdirdə yük altında gərginlik azalacaq. SMPS hazır olduqda, çıxış gərginliyini multimetrlə sınadım və 110V -ə düzəltdim. Yük altında bir az düşəcək və yenidən düzəliş tələb olunur.

Boru dövrəsi

Jumpers və komponentləri lehimləməyə başladım. Burada atlayıcıların heç bir komponent ayağına toxunmadığını yoxlamaq vacibdir. Borular, bütün digər komponentlərdən sonra, Cooper tərəfində lehimləndi. Lehimlənmiş hər şeylə SMPS əlavə edib dövrə sınaya bilərdim. İlk dəfə hər şeyin yaxşı olduğuna əmin olmaq üçün boruların lövhələrində və ekranlarında gərginliyi yoxladım.

Şarj cihazı

Ebay -dan aldığım şarj cihazı dövrəsi. TP4056 çipi ətrafında qurulmuşdur. Batareyaların seriyalı və paralel konfiqurasiyası ilə şarj cihazına və ya dövrə lövhəsinə qoşulma arasında keçid etmək üçün DPDT istifadə etdim (şəklə bax).

Addım 4: Mühafizə, Qril və Üzlük və Bitir

Qutu

Bu gücləndiricini qutuya salmaq üçün köhnə taxta qutudan istifadə etməyi seçirəm. Hər hansı bir taxta qutu işləyəcək, amma mənim vəziyyətimdə bir ampermetrdən həqiqətən yaxşı bir qutu vardı. Ampermetr işləmirdi, buna görə də heç olmasa qutunu xilas edib içərisində nive bir şey qura bilərdim. Dinamik, istifadə edildikdə ampermetrin soyumasına imkan verən metal ızgara ilə sabitlənmişdir.

Boru ızgarası

Boruları olan PCB, dinamiklərin əks tərəfinə bərkidildi, burada borular kənardan görünə bilər. Boruları qorumaq üçün alüminium təbəqə ilə kiçik bir qril hazırladım. Bəzi kobud işarələr qoyuram və kiçik deliklər qazıram. Zımpara zamanı bütün qüsurlar düzəldildi. Üz lövhəsinə yaxşı bir kontrast vermək üçün onu qara rənglə boyadım.

Faceplate, zımpara, toner köçürmə, aşındırma və yenidən zımpara

Üz lövhəsi PCB ilə eyni şəkildə edildi. Başlamazdan əvvəl, toner üçün daha sərt bir səthə sahib olmaq üçün alüminium təbəqəni zımparaladım. 400 bu vəziyyətdə kifayət qədər kobuddur. İstəyirsinizsə 1200 -ə qədər gedə bilərsiniz, amma çox zımpara və aşınmadan sonra daha da çox olacaq, buna görə də atladım. Bu, vərəqin əvvəllər əldə etdiyi bütün səthləri də aradan qaldırır.

Parlaq bir kağıza toner yazıcısı ilə aynalı üzlük yazdırdım. Daha sonra rəsmimi adi bir dəmir istifadə edərək köçürdüm. Dəmirdən asılı olaraq fərqli optimal temperatur parametrləri mövcuddur. Mənim vəziyyətimdə, maksimumdan bir qədər əvvəl ikinci parametrdir. temperatur. 10 dəqiqə ərzində köçürürəm. təxminən., kağız sarımtıllaşmağa başlayana qədər. Soyumasını gözlədim və boşqabın arxasını dırnaq boyası ilə qorudum.

Yalnız tonerin üstünə çiləmə ehtimalı var. Bütün kağızları çıxara bilsəniz yaxşı nəticələr verir. Kağızı çıxarmaq üçün su və dəsmallardan istifadə edirəm. Toneri çıxarmamaq üçün diqqətli olun! Buradakı dizayn tərsinə çevrildiyindən üzlük lövhəsini aşındırmalı oldum. Aşındırmada bir öyrənmə əyrisi var və bəzən həll yollarınız daha güclü və ya daha zəifdir, amma ümumiyyətlə aşındırma kifayət qədər dərin göründüyü zaman dayanmağın vaxtıdır. Aşındırıldıqdan sonra 200 -dən başlayaraq 1200 -ə qədər zımparalayıram. Metal pis vəziyyətdədirsə normal olaraq 100 -dən başlayıram, amma buna ehtiyac var idi və artıq yaxşı vəziyyətdə idi. Zımpara taxılını 200 -dən 400 -ə, 400 -dən 600 -ə və 600 -ə 1200 -ə dəyişirəm. Bundan sonra onu qara rəngə boyadım, bir gün gözlədim və 1200 dənə ilə yenidən zımpara etdim. İndi potensiometrlər üçün deliklər qazdım. Tamamlamaq üçün şəffaf bir palto istifadə etdim.

Son toxunuşlar

Ön panel yerləşdirildikdən sonra batareyalar və hissələr hamısı taxta qutuya vidalanmışdır. Ən yaxşı SMPS mövqeyini tapmaq üçün onu açdım və səs dövrəsinin daha az təsirlənəcəyini yoxladım. Səs elektron lövhəsi qutudan xeyli kiçik olduğundan, EMI səs -küyünün eşitilməməsi üçün kifayət qədər aralıq və düzgün istiqamətləndirmə kifayət idi. Daha sonra dinamik bölməsi vidalanmış və gücləndirici çalmağa hazırdır.

Bəzi mülahizələr

Batareyaların ucuna yaxın, eşitməmişdən əvvəl nəzərəçarpacaq bir səs azalması var, amma multimetrim yüksək gərginliyin 110V -dan 85V -ə düşdüyünü göstərdi. Batareya ilə qızdırıcıların gərginliyi də azalır. Xoşbəxtlikdən, 1J29b, filament 1.5V -ə çatana qədər problemsiz işləyir (2.4V 32mA qəbulu ilə). Eyni şey, 1J24b üçün də keçərlidir, burada batareya boşaldıldıqda gərginliyin düşməsi 0.9V -ə düşdü. Gərginliyin düşməsi sizin üçün bir problemdirsə, sabit 3.3V gərginliyə çevirmək üçün başqa bir MAX çipindən istifadə etmək imkanı var. İstifadə etmək istəmədim, çünki bu dövrədə əlavə səs -küy mənbələri təqdim edə biləcək başqa bir SMPS olardı.

Batareyanın ömrünü nəzərə alaraq, yenidən doldurmadan əvvəl bütün bir həftə oynaya bilərdim, ancaq gündə yalnız 1-2 saat oynayıram.