ред.03.05.2022

Внимание, при сборке бестрансформаторных источников питания вы должны обязательно соблюдать технику безопасности и отдавать отчет всем своим действиям. Обязательно сделайте себе простейшее устройство для разряда электролитических емкостей, которое понадобится вам на этапе макетирования и предварительной сборки. Я для этой цели использую малогабаритную лампу накаливания 220В/60Вт c щупами от тестера.

Бестрансформаторный блок питания нельзя подключать к усилителю мощности, выполненному по традиционной схеме питания с минусом на шасси/корпусе!!! Ни один электрод лампы в бестрансформаторном варианте усилителя не имеет гальванической связи с шасси/корпусом. Связь между минусовым полюсом бестрансформаторного умножителя и корпусом усилителя мощности осуществляется через разделительную ёмкость, по аналогии с той, которая используется в П-контуре. Входная часть усилителя гальванически развязана со входом лампы через ВЧ-трансформатор. 

См. схему с сайта И.Гончаренко:

Корпус/шасси усилителя, к которому будет подключаться бестрансформаторный источник питания, обязательно должен быть заземлён, а в электрощитовой обязательно должно быть установлено УЗО. Если у вас в доме разведена проводка без защитного заземления PE - категорически не рекомендую использовать бестрансформаторные схемы! Желательно там же установить в щитовой или использовать автономный вариант (см. внизу страницы) реле напряжения, чтобы предотвратить превышение сетевого напряжения на входе умножителя, что может привести ко взрыву ёмкостей...

Так же, желательно использовать простейший светодиодный индикатор предпочтительного подключения фазы к умножителю напряжения. На входе и выходе умножителя необходимо по каждой цепи устанавливать предохранители, согласно расчётному току. Подавать сетевое напряжение на умножитель нужно с ограничением тока заряда ёмкостей. Я для этой цели использую цементный резистор 220Ом на 20Вт. После подачи напряжения, через несколько секунд включается обход резистора...

Предполагается, что вы знакомы с материалом И.Гончаренко, относительно принципа бестрансформаторного питания.

06.01.2015

Воспользовался программой Electronics Workbrench Version 5.12 на предмет моделирования различных вариантов умножителей сетевого напряжения для КВ-усилителей мощности. Выкладываю несколько своих расчетов для разных нагрузок. Собственно, суть в том, что есть определенные соотношения между емкостями ступеней умножителя и не всегда некоторое их увеличение может быть оправданным... Нужно подбирать оптимальную величину и соотношение емкостей, исходя из заданного тока в нагрузке.

1. Умножитель на 4 на ток до 500мА. Подойдет для вариантов усилителей на трех-четырех ГУ-50, на одной ГИ-7Б.

Практическая реализация умножителя на 4.

2. Умножитель на 4 на ток до 600мА. Здесь уже емкости по-больше. Можно попробовать применить для двух ГИ-7Б или четырех Г-807.

3. Умножитель на 4 на ток до 1А. Можно попробовать использовать с лампами Г-811.

Второй вариант - с разделением входных емкостей, с целью снижения токовой нагрузки на емкости первой ступени. Этот вариант умножителя сейчас используется у меня в КВ-УМ на двух ГИ-7Б. С запасом по току, что называется, но анодное, к сожалению, для этих ламп явно маловато... 

4. Умножитель на 6 на ток до 500мА. Можно применить для двух ГИ-7Б или одной ГК-71. А вот на этой картинке видно, почему имеет смысл разделять ёмкости в первой ступени умножения. Причём, в плечах используются амперметры переменного тока, на выходе - постоянного.

Все схемы и файлы для моделировщика. Возможно, будут добавляться другие варианты умножителей...

При практической реализации необходимо предусмотреть установку предохранителей во входных и выходных цепях, плавный пуск через мощный резистор, чтобы ограничить зарядный ток конденсаторов, можно установить амперметр для контроля тока и фильтрацию входного напряжения по аналогии с узлами в компьютерных блоках питания, светодиодные индикаторы для определения предпочтительного варианта включения фазы (в точку соединения конденсаторов для умножителя на 4 и в точку соединения диодов для умножителя на 6)...

27.04.2016

В настоящий момент занялся изготовлением платы умножителя на 6 по схеме в п.4. Планирую выполнить блок питания в отдельном корпусе с последующим использованием его с PA на 2-х ГИ-7Б, т.к. в имеющийся корпус PA данная плата вместо умножителя на 4 (которого оказалось недостаточно) не помещается. В качестве соединительного силового кабеля хорошо подойдёт качественный компьютерный проходной сетевой трёх-проводной шнур с ответными разъёмами на умножителе и PA.

При использовании данного умножителя с ГК-71 по схеме с сетками, заземлёнными по ВЧ, по кабелю может передаваться "-", "+" и "+620В"(относительно минусового провода) для узла стабилизатора экранного напряжения. Напряжение смещения для первой сетки, накал лампы и питание цепей автоматики необходимо будет выполнять на других источниках переменного напряжения внутри самого PA.

01.05.2016

Вариант практической реализации умножителя на 6. Использован односторонний фольгированный стеклотекстолит размером 150x200мм. Дорожки нарисованы лаковым маркером edding print marker 780 (к сожалению, после травления, местами удаляется довольно сложно с помощью мелкой шкурки), плата вытравлена в хлорном железе, при пайке использовался флюс ЛТИ-120, после пайки, плата промыта растворителем. 

Важный момент: желательное подключение фазного провода - в точку соединения диодов. Если фаза приходится на точку соединения конденсаторов - она присутствует на выходах умножителя. Фаза проходит через резисторы, выравнивающие потенциал между конденсаторами. Резисторы еще выполняют роль разряжающих при отключении питания. Проверить наличие и прохождение фазы легко обычным пробником.

Теперь необходимо подобрать подходящий корпус, установить сетевые разъемы, предохранители, выключатели и миллиамперметр...

Еще раз напомню: при использовании бестрансформаторного блока питания по схеме умножения сетевого напряжения, у нас есть минус (точка "ноль вольт" в схеме усилителя мощности) и плюс (подается через дроссель на анод), если производить замер относительно средней точки соединения диодов, независимо от того, приходит в эту точку фаза или ноль из розетки. Земляного (корпусного) провода данный блок питания не имеет. По схеме усилителя, земля (корпус усилителя) имеет связь с точкой "ноль вольт" умножителя только по высокой частоте через емкость около 2200пФ (см. схему И.Гончаренко). Ее можно набрать из четырех емкостей, которые могут служить опорой блока ламп, например или поставить один конденсатор. Емкости используются с запасом по напряжению и кВАрам (я ставлю дисковые КВИ).

Важную роль играет конденсатор, шунтирующий выход блока питания по ВЧ (остатки которого могут проходить через дроссель в сторону блока питания). Он, обычно, устанавливается прямо в точке подключения напряжения к анодному дросселю (противоположный вывод дросселя - к аноду и разделительной емкости П-контура). Как правило, используются дисковые керамические конденсаторы. Их рабочее напряжение, желательно, должно быть вдвое выше напряжения блока питания... Второй вывод этого конденсатора подключается не на землю (как в традиционных усилителя с трансформаторным питанием), а к точке "ноль вольт" умножителя.

Сам же корпус усилителя должен быть заземлен (например, средний земляной контакт в евро-розетке). Если вы попытаетесь замерить напряжение между землей и любым контактом умножителя - в распределительном щитке сработает УЗО. А если подключите минус умножителя на заземленный корпус усилителя - будет большой ба-бах...

Кстати, при первых запусках, рекомендую защищать глаза, уши и лицо, в целом. Если что-то выполнено неправильно и взорвется конденсатор или даже предохранитель - мало не покажется... Будьте осторожны!

Добавлено 18.09.2016

Реальная работа данного умножителя в составе PA показала, что при токе 410-420мА, просадка напряжения становится неприемлемой. Напряжение падает до 1560В в режиме нажатия ключа. Кстати, пересчёт коэффициента усиления PA с учетом подводимой мощности, подтверждает полученный результат. Добавление двух емкостей 330uF в каждое плечо первой ступени, позволило снизить просадку до 1600В, что тоже не является радикальным изменением. Следующее, что планирую предпринять - добавить 4 ёмкости по 680uF во вторую ступень. Возможно, то же самое потребуется и для третьей ступени. Цель - добиться просадки напряжения не более 5% при токе 450-500мА. В противном случае, с двух ГИ-7Б мне не удаётся получить даже 400Вт при удовлетворительном уровне IMD3.

Добавлено 24.09.2016

Добавил 4 емкости по 680mFx400V во вторую ступень. Очень был удивлен тому, что просадка, вопреки ожиданиям, стала больше. Предположил, что сказался дисбаланс с емкостью в третьей ступени (990uF-I, 680uF-II, 340uF-III)... Когда догадался померить просадку напряжения в сети - оказалось, что сетевое уменьшается примерно на 24В при нажатии ключа и токе в нагрузке около 400mA. Перемножив это значение на 1.41 и 6, получаем на выходе умножителя просадку более двухсот вольт, только за счет падения сетевого напряжения на входе умножителя! Собственно, сравнивая напряжения на холостом ходу и в режиме нажатия, так оно и получалось. Жаль, что понял я это не сразу...

Конденсаторы сильно подорожали. В Москве, Jamicon 680uFx400V 105 градусов стоят 500руб., 1000uF - 800руб.. Оплатил емкости Nichicon 1000uFx400V на aliexpress.com по существенно меньшей цене. Если они приедут и будут соответствовать заявленным параметрам - продолжу эксперименты дальше...

Добавлено 08.01.2017

На схеме не указаны, но на практике мною применяются предохранители - два по 5А в сетевой цепи и два по 1А в полюсах умножителя. Категорически не рекомендую использовать умножитель без защитных цепей...

17.05.2016

Вариант умножителя напряжения на 8. При стоимости емкостей 680uFx400V по 350руб./шт оптом (нужно ещё поискать такую точку), 24 конденсатора будут стоить 8400 руб.. Приблизительно, за эти деньги уже можно заказать всамделишный полуторакиловаттный тороидальный трансформатор и выполнить классическую схему усилителя. Поэтому, данный вариант умножителя, на мой взгляд, оправдан лишь в том случае, если у вас есть в наличии достаточное кол-во конденсаторов. С другой стороны, емкость фильтра питания (одна банка или вариант из нескольких последовательно включенных емкостей) классического трансформатора тоже обойдётся в немалую сумму. Так же, схема представляет определённый интерес в плане моделирования умножителя в программе.

На схеме, для простоты, не указаны шунтирующие емкости 0.1uFx400V и резисторы 100-200кОм/2Вт, подключаемые параллельно всем электролитам (или парам электролитов, включенных параллельно). Всего - 14 резисторов и столько же конденсаторов.

С таким умножителем к анодам можно подвести приблизительно 1,2кВт мощности и в классе AB1 получить около 700Вт полезной мощности... Можно попробовать использовать этот умножитель для пары ГИ-7Б, ГИ-46Б или ГК-71.

19.05.2016

Схемы умножителей размещаю не по принципу увеличения степени умножения, а по результатам моделирования... 

Вариант умножителя на 3. Подойдёт для трёх ГУ-50 по схеме с общими сетками, заземлёнными по ВЧ. В классе АВ1 можно выжать до трёхсот ватт полезной мощности. Однако, нужно будет проверять сигнал на линейность...

К слову, я проверял в макете это решение, только все четыре ёмкости были по 680uFx400V. При токе анодов 500mA, не стабилизированном экранном напряжении около 300В  и общем токе экранных сеток около 30mA в нагрузку уходило 300Вт. Аноды оставались серыми даже в режиме нажатия... На линейность усилитель не проверял.

Так же, можно отметить, что 900В анодного напряжения, для ГУ-50 - более комфортный режим, нежели 1200В (учетверение). Лампы работают более устойчиво и у меня не было ни единого прострела...

Питать четыре полтинника от такого умножителя, я особого смысла не вижу. Лучше сделать учетверение при общем токе около 600mA (см.выше).

05.01.2019

Купил себе автономный вариант реле напряжения:

Продолжение следует...