Четыре диодных моста блока питания  в усилитель JLH2003 установлены на радиаторе
Четыре диодных моста блока питания в усилитель JLH2003 установлены на радиаторе
CLC фильтр блока питания усилителя JLH2003 с дросселями на тороидальных сердечниках
CLC фильтр блока питания усилителя JLH2003 с дросселями на тороидальных сердечниках
Усилитель JLh2003 снабжен наружными радиаторами с горизонтальным оребрением
Усилитель JLh2003 снабжен наружными радиаторами с горизонтальным оребрением
Качественные WBT входные и выходные терминалы на задней панели усилитель JLH2003
Качественные WBT входные и выходные терминалы на задней панели усилитель JLH2003

Правильное питание дает правильный звук

 

Тысячи энтузиастов, повторивших конструкцию Джона Ли Худа за 45 лет ее существования, сейчас - в 2016 году не пришли к единому мнению, что же на самом деле лучше: Простой выпрямитель на качественных диодах и конденсаторах, СRC или CLC фильтр, электронный дроссель или стабилизатор напряжения… В одном они сошлись однозначно – качество элементов блока питания, не зависимо от схемы, по которой он собран должно быть максимально возможным, все они должны быть с запасом по мощности, емкости, току и так далее, и не работать в предельных режимах.

Усилитель мощности hood работает в классе А, что накладывает высокие требования на качество выпрямленного напряжения и отсутствие пульсаций 50 и 100 Гц. Схемы, работающие в классе А, как антенны ловят всевозможные наводки сильно нагруженных и излучающих в пространство трансформаторов, дросселей и диодов. В отличие от усилителей класса АВ, В и D, где приемлем простейший выпрямитель и емкостный фильтр, в усилителях топологии JLH желательно применять стабилизаторы напряжения, CRC, СLC или электронные фильтры для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения.

 

Варианты блоков питания JLH

 

Рис.1: Простейший С- фильтр. Схема С-фильтра максимально проста, она содержит диодный мост и батарею электролитических конденсаторов. Из-за того, что в момент включения усилителя разряженные фильтрующие конденсаторы представляют из себя практически короткое замыкание, нужно применять мост с максимально допустимым током 30-50А. Мост может быть либо интегральным, либо набранным из отдельных мощных диодов. Качество звучания от типа моста тоже зависит, как это ни странно. Лучше всего в этом узле показали себя быстродействующие диоды Шоттки. Проблема в том, что обычных мостов на 30-50 ампер очень много и стоят они не дорого, а вот найти диоды Шоттки с максимальным током в 30 и больше Ампер очень сложно и стоят они «как самолет». В любом случае, обычный это мост или сдвоенные диоды Шоттки, их нужно устанавливать на небольшие радиаторы, так как греются они в усилителе JLH весьма прилично. Емкость конденсаторов в простейшем C-фильтре блока питания должна быть не меньше 40 – 60.000 мкФ для однополярной версии усилителя и такой же емкости в каждом плече выпрямителя для двухполярной версии. Необходимую емкость фильтрующих конденсаторов лучше подбирать на работающем макете усилителя до его монтажа в корпус. Критерий достаточной емкости – полное отсутствие фона в колонках.

 

Рис.2: СRC – фильтр позволяет уменьшить пульсации напряжения в 5-10 раз по сравнению с простейшим C-фильтром при одинаковой с ним суммарной емкости фильтрующих конденсаторов. Либо при одинаковых с простейшей схемой пульсациях - прилично удешевить усилитель, установив в него емкости меньшего номинала. Плюс резистора R1 между фильтрующими емкостями в том, что он, понижая пульсации дополнительно снижает импульс зарядного тока второго конденсатора. В результате в момент включения диодный мост подвергается меньшим перегрузкам.

Минус этой схемы – увеличенное выходное сопротивление блока питания и дополнительная мощность, рассеивающаяся на резисторе, снижающая и так невысокий КПД усилителя. Резистор должен иметь номинал 0,2-0,7 Ом и мощность 10-20 Вт. Резистор, как и мост греется и его так же желательно установить на радиатор.

Для уменьшения импульсной нагрузки на диодный мост в усилителе с C и CRC фильтром желательно предусмотреть схему мягкого «софт» старта. С мягким стартом в момент включения усилителя напряжение с диодного моста подается на фильтрующую емкость через резистор сопротивлением 50-100 Ом. Своим сопротивлением резистор подменяет практически короткозамкнутый разряженный конденсатор, конденсатор за 3-4 секунды заряжается и далее контакты реле закорачивают этот резистор. Таким образом ни трансформатор, ни диодный мост не подвергаются воздействию ударного импульса зарядного тока.

 

 Электронный дроссель, или электронный фильтр

 

Более совершенный чем CRC цепь - сглаживающий фильтр строится по схеме так называемого «электронного дросселя». Он подавляет пульсации в десятки раз лучше, чем предыдущие схемы. Из явных минусов: Низкий КПД, сложность, повышенное выходное сопротивление и приличная мощность, которую рассеивает его силовой транзистор. Из плюсов – Суммарная емкость фильтрующих конденсаторов в случае электронного дросселя может быть намного ниже, чем в простейших C и CRC фильтрах, требования к качеству фильтрующих емкостей не такие жесткие как в простейшей схеме, они могут быть из более дешевых серий. Одна из применяемых в усилителе JLH схем электронного дросселя приведена на Рис.3:

 

 

Номинал первого конденсатора С4 может быть в пределах 10.000-22.000 мкФ, для тока покоя усилителя 1-3 А. Емкость конденсатора С1 поднимать не нужно, а вот C2 желательно увеличить до 1.000-2.000 мкФ. Конденсаторы С1 и С2 имеют относительно небольшую емкость и стоимость, качество их должно быть максимально возможным. Выходной конденсатор С3 может быть небольшого номинала 1.000-2.000 мкФ, т.к. основные пульсации гасятся транзистором. Качество этого конденсатора так же должно быть на высоте.На силовом транзисторе Vт2 рассеивается от 10 до 20 Ватт, и его обязательно нужно устанавливать на радиатор. Резистором R4 в пределах 0.5-1 В, подстраивается выходное напряжение электронного дросселя.

В таблицу ниже для сравнения сведены данные по пульсациям выходного напряжения разных схем сглаживающих фильтров. Приведены реально замеренные пульсации при резистивной нагрузке блока питания и токе 2 А.

 

 

Джон Линсли Худ для своего первого усилителя 1969 года так же применил электронный дроссель. Для него это была скорее вынужденная мера, так как в 70 годах прошлого века электролитические конденсаторы были весьма несовершенны. Набрав необходимую емкость для устранения фона в обычной схеме, он увидел, что размеры и цена этих конденсаторов превышают все разумные пределы. После серии экспериментов он предпочел по совокупности параметров стабилизатору напряжения и простейшему С-фильтру электронный дроссель Рис.4:

 

 

О разнице в звучании трех перечисленных выше типов фильтров сказать сложно, у повторивших JLH по этому поводу нередки прямо противоположные мнения. Первая – простейшая применяется все реже, а вот сторонники CRC и электронного дросселя разделились практически поровну. Но все же электронный дроссель задачу построения усилителя JLH значительно облегчает и поэтому электронный фильтр для него получил дальнейшее развитие.

 

Стабилизаторы напряжения

 

В 90 годах прошлого века появились интегральные стабилизаторы напряжения на микросхемах LM78XX и LM79XX. Они обладают высокими параметрами по стабилизации напряжения и сглаживанию пульсаций, но выходной ток их ограничен. Для безотказной работы усилителя, потребляющего много энергии эти микросхемы пришлось умощнить комплементарными силовыми транзисторами. Двухполярный вариант усилителя JLH-1996 имел именно такой блок питания с комбинированным стабилизатором напряжения на микросхемах и транзисторах Рис.5:

 

 

В двухтысячных годах появились более совершенные микросхемы стабилизаторов напряжения LM317/LM337 которые были применены другом Джона Линсли Худа в версии усилителя 2003 года. Микросхемы так же были умощнены транзисторами разной проводимости. Этот блок питания позволяет эксплуатировать его с версией усилителя JLH-2003 в каждом из которых применены по две пары выходных транзисторов.  В случае однополярного питания усилителя с применением выходного конденсатора достаточно собрать «половинку» стабилизатора напряжения. Резисторами Vr1, Vr2 регулируется выходное напряжение. Из недостатков стабилизаторов напряжения с микросхемами, качества звуку они особо не добавляют и довольно часто привносят в выходное напряжение помеху, с которой приходится бороться. Рис.6:

 

 

Мода последних нескольких лет - строить для усилителей JLH стабилизатор напряжения полностью на дискретных элементах. Для однополярной версии усилителя можно применить «половинку» дискретного стабилизатора напряжения. Без интегральных стабилизаторов схема получается практически такой же по сложности. Из плюсов – они есть у убежденных аудиофилов. В дискретном стабилизаторе напряжения по звуку возможно подобрать каждый его элемент, чем аудиофилы и пользуются, добиваясь максимально естественного звучания от каждого экземпляра усилителя. По отзывам - качество питающего напряжения интегрального стабилизатора выше, а вот звук лучше у дискретного Рис.7:

 

 

Компоновку блока питания, правильную разводку земли и подбор для него наиболее «музыкальных» элементов я рассмотрю в следующей статье. Так как здесь много нюансов. Усилитель JLH очень чувствителен к конструктиву, расположению и соединению элементов. Несмотря на кажущуюся простоту он требователен к деталям и настройке. Наверное, по этой причине на рынке не видно серийных устройств, сделанных по этой схеме, несмотря на ее выдающееся звучание.

 

P.S. С правильно выполненным источником питания, укомплектованным качественными диодами, электролитическими конденсаторами и оригинальными транзисторами усилитель JLH по качеству звучания на равных соперничает с элитными ламповыми усилителями в 3-5 раз его дороже.

 

Ссылки по теме

 

 

Опубликовано:
aovox
Усилитель JLH часть 6 - правильный источник питания
Усилитель JLH часть 6 - правильный источник питания

Создано:

Автор

Разработка сайта webtraktor