«
Opened on 03.05.2013, Friday, 16:12:55 (
Edited 05.05.2013, Sunday, 21:08:48) »
Izvori napajanja u audio tehnici
Izvori napajanja ili ispravljaci (kako ih najcesce zovu) su verovatno najjednostavniji sklopovi u audio tehnici. I pored toga se ipak povremeno naide na mlade ili manje iskusne samograditelje koji po tom pitanju jos uvek pomalo "lutaju" i prave greske. Cinjenica da su to stvarno jednostavni sklopovi ne znaci automatski da su bas sasvim nevazni odnosno nekriticni i da kako god ih uradite nece imati uticaja na krajnje rezultate gradnje. Sa druge strane, naici cete i na strasna "filozofiranja" po pitanju izvora napajanja i njihovog uticaja na zvuk sistema. I jedno i drugo su krajnosti a istina je kao i obicno negde izmedu.
U osnovi, svi klasicni izvori napajanja za audio sklopove imaju nekoliko zajednickih komponenata i to su:
-mrezni transformator vece ili manje snage prema potrebama
-zasebne diode ili set dioda u mostnom spoju (GREC) za ispravljanje naizmenicne struje
-elektrolitski kondenzator (ili vise njih)
Imajuci u vidu prakticnu primenu i potrebe samograditelja, necu opisivati sve moguce tipove i spojeve ispravljaca vec cu se zadrzati samo na onome sto je i u praksi najcesce i najupotrebljivije. To se uglavnom odnosi na tip punotalasnog ispravljanja i dobijanje simetricnog pozitivnog i negativnog jednosmernog napona. Danas su retki poluprovodnicki pojacavaci pa i predpojacavaci koji koriste takozvano jednostruko napajanje. To se najcesce vidja kod cevnih uredjaja jer elektronske cevi ili "lampe" ne postoje u "komplementarnoj" varijanti pa je i simetricno napajanje nepotrebno. I neke starije varijante poluprovodnickih pojacala su koristile jednostruko napajanje ali su takva pojacala uvek na izlazu imala poveci elektrolitski kondenzator jer nije moguce prikljuciti zvucnik direktno na izlaz buduci da se kod njih tu nalazi polovina jednosmernog napona napajanja.
Danasnji moderni poluprovodnicki izlazni stepeni gotovo bez izuzetka koriste simetricno ili "split" napajanje. U svom najosnovnijem obliku, sema jednog takvog ispravljaca je data na sledecoj slici:Vise od 90% danasnjih audio pojacala na koja ce te naici koriste ovakav tip ispravljackog stepena jer se pokazalo da je to od prilike najbolji kompromis izmedju performansi, iskoriscenja i isplativosti. U koliko su i samo pojacalo a i ispravljac korektno dizajnirani, nema potrebe za dodavanjem bilo kakve stabilizacije napona posle ovog sklopa. Takav dodatak moze znacajno da poveca troskove ali i probleme sa raspolozivim prostorom u kutiji. Zato ce te stabilizaciju napajanja za izlazne stepene vrlo retko videti kod komercijalnih uredjaja cak i dosta visoke klase. Smatra se da dodatna ulaganja nisu u dovoljnoj meri opravdana onim sto se time dobija. Svakako, to nikoga ne sprecava da za svoje pojacalo u samogradnji uradi stabilizaciju napajanja izlaznog stepena. Nista nece pokvariti jedan takav dodatak izuzev brojno stanje novcanica u vasem dzepu, a popravice malo vrsnu izlaznu snagu i dinamicke karakteristike. AKO SU I POJACALO I ISPRAVLJAC PRAVILNO DIZAJNIRANI nemojte ocekivati neki primetan i znacajniji uticaj na ostale karakteristike. Za predpojacavacke stepene i stepene sa tonskim kontrolama je apsolutno neophodno da im napajanje bude sto kvalitetnije stabilisano i na njih se NE ODNOSI sve ovo do sada receno.
Izbor komponenata za ovu standardnu vrstu ispravljaca zavisice od nekoliko faktora kao sto su: vase finansijske mogucnosti (za nase danasnje uslove mozda preovladjujuci faktor), tip i karakteristike izlaznog stepena koji napaja, raspolozivost tj. nabavljivost komponenata na trzistu i u izvesnoj meri i nasu licnu "filozofiju" u gradnji uredjaja.
TRANSFORMATORI
Transformator je najcesce i gabaritno najveca i najteza komponenta celog uredjaja i u dobroj meri diktira velicinu i visinu kutije a i raspored unutar nje. Daleko najbolje resenje je koriscenje torusnih mreznih transformatora i to iz vise razloga. Nekada smo ih narucivali iz Slovenije ili Nemacke ali su sada vec dosta siroko nabavljivi kod nas i postoji prilican broj firmi koje ce vam ih vrlo kvalitetno uraditi po vasim zahtevima. Potrebnu snagu transformatora ce te odrediti u zavisnosti od toga da li ce svaki kanal stereo pojacala imati svoj ispravljac (bolja varijanta) ili ste prinudjeni da radite samo jedan zajednicki ispravljac, ali i od toga koji je tip izlaznog stepena u pitanju (klasa A ili AB) odnosno kakva je namena pojacala (kucno slusanje ili tezi uslovi eksploatacije-diskoteka, zurke, itd). U uslovima "normalnog" kucnog slusanja kada recimo 100W-no pojacalo provodi 90% svog radnog veka na 10-40W snage, dovoljno je po kanalu uzeti trafo od 120W pa cak mozda i 100W odnosno duplo vise ako je ispravljac zajednicki za oba kanala. I kod vrlo poznatih svetskih proizvodjaca ce te u uredjajima srednje pa i donje-vise klase naci zajednicki ispravljac sa transformatorom snage 1,5 x snaga JEDNOG audio kanala, jer se upravo racuna na taj faktor 10-40% u normalnoj upotrebi, a troskovi proizvodnje su za njih jedan od primarnih faktora. Ako pravite bas beskompromisnu "masinu" preporucujem barem faktor x2. Ovo uglavnom vazi za pojacala koja rade u klasi AB dok se za izlazne stepene u klasi A od strane veceg broja priznatih konstruktora preporucuje snaga transformatora od 5x pa i do 7x snaga izlaznog stepena. Dakle za 20W-ni stepen u klasi A odaberite transformator snage barem 100W tj. dvostruko vise za stereo verziju sa zajednickim ispravljacem.
Torusni transformatori su za istu zadatu snagu uvek manjih dimenzija i tezine od klasicnih E-I ili C jezgara, a imaju i manje rasipno polje pa se smanjuje i mogucnost zracenja mrezne frekvence na okolnu elektroniku. Jedini eventualni "minus" ovog tipa transformatora je dosta velika inicijalna struja u momentu ukljucenja ali ce te retko naici na taj problem jer je uglavnom izrazen kod transformatora vece snage (400-500W pa navise) kakvi se retko koriste za standardne kucne sisteme. U tim se slucajevima najcesce i izbegava standardno napajanje vec se rade SMPS napajanja tj. popularni "sviceri" kako ih kod nas zovu.
Kada narucujem transformator, uvek zahtevam da mi se primar uradi sa nekoliko izvoda u razmacima po 10V pocev od 200V pa do 240V. Razlog je to sto napon gradske mreze nije svuda isti a tako ce te imati i dodatnu fleksibilnost da malo menjate sekundarni napon u zavisnosti od izvoda na primaru koji koristite. Ipak, pazite da ne preterate jer ako vam je napon mreze 230V a vi namerno koristite izvod za 200V, dobicete veci napon na sekundaru i vise snage iz pojacala (ako moze to da izdrzi) ali je verovatno da taj trafo nece predugo trajati posebno ako trazite da pojacalo duze vremena naporno radi. U koliko ste predvideli da vam se u istoj kutiji nalazi i predpojacalo sa tonskom kontrolom ili sl., uvek nastojte da narucite poseban dupli namotaj tankom zicom za napajanje predstepena za koje ce te onda uraditi zasebno ispravljanje i stabilizaciju. Jos bolje je da za predstepene uzmete zaseban mali transformator reda 10-20W, ali tu odluku ce vec diktirati vase finansijske mogucnosti.
DIODE & GRECEVI
Za ispravljanje naizmenicne struje i napona sa sekundara transformatora, se koriste poluprovodnicke diode ili setovi dioda u mostnom spoju popularno poznati kao "grec". Danas vise stvarno nema ni potrebe ni opravdanja za koriscenje zasebnih dioda u stepenu za ispravljanje jer su fabricki "grec" spojevi skoro svuda nabavljivi i vrlo pristupacne cene. Imajuci to u vidu, smatram da nema razloga da se mnogo upustam u problematiku i medjuzavisnosti parametara dioda i ostatka ispravljaca. Dovoljno je da znate da treba odabrati "grec" za napon barem 3x veci od ukupnog napona sekundara i struju minimalno 2x vecu a bolje je 4x vecu od maksimalne struje koja ce se traziti od ispravljaca. Vecina ispravljaca ima elektrolite poprilicnog ukupnog kapaciteta, pa ne treba zaboraviti da su oni u momentu ukljucenja "prazni" te se prakticno kad je "grec" u pitanju, ponasaju kao kratak spoj na masu, tj. u tom momentu ce "povuci" i nekoliko desetina ampera, pa diode u "grec"-u to moraju da izdrze. U praksi ce vam sve moguce situacije i potrebe zadovoljiti "grec" od 400V/35A kakav ja najcesce koristim jer je razlika u ceni u odnosu na neki malo manji tako beznacajna da ne vidim svrhu dubljeg razmisljanja o tome. Ovi su elementi najcesce u cetvrtastom metalnom kucistu sa velikom rupom za sraf za montazu, i treba ih uvek montirati na vecu metalnu povrsinu uz koriscenje silikonske termo-paste zbog boljeg hladjenja. Kod pojacala vise klase ja uvek dodajem jos 6 blok kondenzatora i to 4 komada od 100nF/250V MKT izmedju svih prikljucaka "greca" tako da se po jedan nalazi paralelno prikljucen svakoj od dioda u "grec"-u. Ostala dva od po 470nF do 680nF/250V MKT dodajem paralelno elektrolitima u pozitivnoj i negativnoj grani i glavna im je svrha da sentiraju induktivnu komponentu elektrolita na visim frekvencama kako to ne bi podizalo izlaznu impedansu ispravljaca.
Postoji POGRESAN trend u zadnje vreme da se za ispravljacke diode predlazu i koriste sto brze diode. Za to nema nikakvog opravdanja jer je i najsporija dioda na svetu jos uvek mnogo brza nego sto je to potrebno za ispravljanje 50Hz struje. veoma brze diode imaju mnogo nagliju promenu iz stanja provodjenja u neprovodno stanje pa to stvara povecan nivo stvaranja i radijacije visih harmonika. Cak je pozeljno sasvim suprotno - vec postojece diode bi trebalo jos dodatno usporiti a ne ubrzati, i to usporavanje se delimicno postize dodavanjem blokova od oko 100nF (kao sto sam malocas rekao) paralelno svakoj diodi u grecu. Ovi kondenzatori na taj nacin smanjuju nivo harmonika koji nastaju u diodama u toku rada. Naci ce te to tako uradjeno u vecini vrhunskih pojacala a i dobar deo svetski poznatih konstruktora (jedan od njih je i Nelson Pass na primer) zastupaju isti stav.
ELEKTROLITSKI KONDENZATORI
Nista manje vazan deo svakog ispravljaca su i elektrolitski kondenzatori. Izgleda da najvece nedoumice i pogresna verovanja postoje bas u vezi njihove upotrebe i karakteristika. Drzeci se principa koji vazi za ceo moj WEB-sajt, necu mnogo teoretisati. U praksi je bitno da znate samo nekoliko stvari: u principu, nikada nije "mnogo" kapaciteta ali i to ima neke razumne granice i praksa je nebrojeno puta potvrdila da je i za zahtevnija pojacala dovoljno oko 2000-3000uF po grani i po svakom amperu struje koja se trosi iz ispravljaca. Dakle, ako pojacalo ima maksimalnu struju od recimo 5 ampera dovoljno je po 10,000-15,000uF po grani napajanja, a posto je napajanje simetricno trebace dakle 2 x 10-15000uF. Ovo vazi za pojacala u klasi AB dok za ona u klasi A mnogi eminentni svetski dizajneri preporucuju 4-7000uF po amperu, mada ja licno smatram da nema potrebe ici preko te njihove donje granice tj. oko 4000uF po amperu. Naici ce te i na nerazumna preterivanja u stilu "barem 100,000uF po grani" sto po meni nema nikakvo logicno ili naucno opravdanje.
Drugi vazan faktor na koji treba da obratite paznju je i cinjenica da ce te uvek imati bolje krajnje rezultate ako koristite 5 elektrolita po 2200uF vezanih paralelno, nego jedan od 10000uF. Ta kombinacija je cak i finansijski povoljnija a jedina negativna strana je sto ce to fizicki zauzimati vise prostora. Svakako ne treba preterivati ni u tom pravcu pa poci od logike da je onda jos bolje uzeti 100 komada od 100uF! Smatram da nije prakticno ici ispod vrednosti od 1000uF po kondenzatoru a ja najcesce koristim ili kombinacije od 2200uF ili od 4700uF.
Ako imate mogucnosti, trudite se da za kvalitetne konstrukcije koristite elektrolite kojima je dozvoljena radna temperatura 105C (to je standardna vrednost) jer su pouzdaniji, kvalitetniji i dugotrajniji. Oni nisu tako cesti u prodaji ali se mogu naci uz malo truda.
Veoma vazna stvar u gradnji svakog ispravljaca a posebno onih koji napajaju audio uredjaje je i nacin kako ste izveli povezivanje. Mozete izvrsno dizajnirati sklop i nabaviti najbolje komponente, ali to nece vredeti nista ako ste pogresno to povezali. Pri tom ne mislim da ste recimo okrenuli elektrolit naopako i slicno, vec na nacin povezivanja medju komponentama a posebno nacin izvodjenja "umasivanja" tj. povezivanja na masu. Kao i uvek, slika ce vam to bolje objasniti nego dve strane teksta.PAZITE!!! I "minusi" levog i desnog zvucnika idu ZASEBNO i direktno i najkracim putem takodje u tu centralnu tacku izmedju elektrolita a NE na plocicu svog kanala ili najblizu sasiju!!!
Uvek pazite i na debljinu kablova kojima vrsite "ozicavanje" ispravljaca i dovodjenje napajanja na izlazne stepene kao i veze za zvucnike izmedju plocica izlaznih stepena i buksni na zadnjoj ploci uredjaja. Za pojacala manje snage (do 40-50W) mogu "na tesno" da "prodju" kablovi preseka 1,5 kvadrata mada ni tada ne savetujem tako tanke kavlove. Usteda od 10-15 dinara nije vredna toga!!! Mislim da je neozbiljno ici ispod 2,5 kvadrata a kao optimalno savetujem 3,5-4 kvadrata. Normalno, za ozicenje uredjaja se uvek podrazumevaju licnasti fleksibilni kablovi sa PVC izolacijom a nikada sa punom bakarnom zicom kao za kucne instalacije![/list]
Kad je čovek sam, uvek je u lošem društvu!
****************************
Imati prijatelje, to znaci prihvatiti da ima lepsih, pametnijih i sposobnijih od vas. Ko to ne moze da prihvati - nema prijatelja!