Përforcues i tubave me bateri: 4 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:24

Përforcuesit e tubave pëlqehen nga lojtarët e kitarës për shkak të shtrembërimit të këndshëm që prodhojnë.

Ideja pas këtyre instrumenteve është të ndërtoni një përforcues tubi me fuqi të ulët, i cili gjithashtu mund të bartet për të luajtur në lëvizje. Në epokën e altoparlantëve bluetooth, është koha për të ndërtuar disa përforcues të lëvizshëm të tubave me bateri.

Hapi 1: Zgjidhni tubat, transformatorët, bateritë dhe furnizimin me tension të lartë

Tuba

Meqenëse konsumi i energjisë në amplifikatorët e tubave është një problem i madh, zgjedhja e tubit të duhur mund të kursejë shumë energji dhe të rrisë orët e lojës midis rimbushjeve. Kohë më parë kishte tuba me bateri, të cilët mundësoheshin nga radiot e vogla në aeroplanë. Avantazhi i tyre i madh ishte rryma e filamentit më të ulët të kërkuar. Fotografia tregon një krahasim midis tre tubave me bateri, 5672, 1j24b, 1j29b dhe një tub miniaturë të përdorur në preamps të kitarës, EF86

Tubat e zgjedhur janë:

Preamp dhe PI: 1J24B (fije fije 13 mA në 1.2V, 120V max. Tension i pllakës, e prodhuar nga Rusia, e lirë)

Fuqia: 1J29B (rryma e filamentit 32 mA në 2.4V, tensioni maksimal i pllakës 150V, i prodhuar nga rusisht, i lirë)

Transformator dalës

Për cilësime të tilla më të ulëta të energjisë, mund të përdoret një transformator më i lirë. Disa eksperimente me transformatorët e linjës treguan se ato janë mjaft të mira për përforcues më të vegjël, ku fundi i poshtëm nuk është prioritet. Për shkak të mungesës së një hendeku ajri, transformatori funksionon më mirë në shtytje-tërheqje. Kjo gjithashtu kërkon më shumë trokitje.

Transformator linje 100V, 10W me çezmat e ndryshme

(0-10W-5W-2.5W-1.25W-0.625W dhe në sekondare 4, 8 dhe 16 ohms)

. Për fat të mirë transformatori që mora gjithashtu kishte numrin e kthesave për dredha -dredha të specifikuar, përndryshe disa matematikë do të ishin të nevojshme për të identifikuar çezmat e përshtatshme dhe rezistencën më të lartë në dispozicion. transformatori kishte numrin e mëposhtëm të kthesave në çdo trokitje (duke filluar nga e majta):

725-1025-1425-2025-2925 në fillore dhe 48-66-96 kthehet në sekondare.

Këtu është e mundur të shihet se rubineti 2.5W është pothuajse në mes, me 1425 kthesa në njërën anë dhe 1500 në anën tjetër. Ky ndryshim i vogël mund të jetë një problem në disa përforcues më të mëdhenj, por këtu ai thjesht do të shtojë shtrembërimin. Tani mund të përdorim çezmat 0 dhe 0.625W për anodat për të marrë rezistencën më të lartë në dispozicion.

Raporti i kthesave parësore në sekondare përdoret për të vlerësuar rezistencën parësore si:

2925/48 = 61, me një altoparlant 8 ohm kjo jep 61^2 *8 = 29768 ose përafërsisht. 29.7k anodë-në-anodë

2925/66 = 44, me një altoparlant 8 ohm kjo jep 44^2 *8 = 15488 ose përafërsisht. 15.5k anodë-në-anodë

2925/96 = 30, me një altoparlant 8 ohm kjo jep ^2 *8 = 7200 ose përafërsisht. 7.2k anodë-në-anodë

Për shkak se ne synojmë ta përdorim këtë në klasën AB, rezistenca që tubi në të vërtetë shihet është vetëm 1/4 e vlerës së llogaritur.

Furnizimi me energji me tension të lartë

Edhe këto tuba të vegjël gjithashtu kërkojnë tensione më të larta në pllaka. Në vend që të përdorja disa bateri në seri, ose të përdorja ato bateri të mëdha të vjetra 45V, kam përdorur një furnizim me energji të modalitetit më të vogël (SMPS) të bazuar në çipin MAX1771. Me këtë SMPS jam në gjendje të shumëzoj tensionin që vjen nga bateritë në vlera deri në 110V pa asnjë problem.

Bateri

Bateritë e zgjedhura për këtë projekt janë bateri Li-Jon, të marra lehtësisht në paketën 186850. Ka disa borde karikuesish në dispozicion në internet për këto. Një shënim i rëndësishëm është të blini vetëm bateri të mira të njohura, nga shitësit e besuar, për të shmangur aksidentet e panevojshme.

Tani që pjesët janë përcaktuar në mënyrë të përafërt është koha për të filluar punën në qark.

Hapi 2: Puna në një qark

Filamente

Për të fuqizuar fijet e tubave u zgjodh një konfigurim serik. Ka disa vështirësi që duhen diskutuar.

• Për shkak se tubat preamp dhe të rrymës kanë rryma filamente të ndryshme, rezistorët u shtuan në seri me disa fije për të anashkaluar një pjesë të rrymës.
• Tensioni i baterisë bie gjatë përdorimit. Çdo bateri ka fillimisht 4.2V kur është plotësisht e ngarkuar. Ata shpejt shkarkohen në vlerën nominale prej 3.7V, ku ulen ngadalë në 3V, kur duhet të rimbushet.
• Tubat kanë katodë të nxehtë të drejtpërdrejtë, që do të thotë se rryma e pllakës rrjedh nëpër fije, dhe ana negative e filamentit korrespondon me tensionin e katodës

Skema e filamentit me tensione duket kështu:

bateri (+) (8.4V deri 6V) -> 1J29b (6V) -> 1J29b // 300ohms (3.6V) -> 1J24b // 1J24b // 130 ohms (2.4V) -> 1J24b // 1J24b // 120 ohms (1.2V) -> 22 ohms -> Bateria (-) (GND)

ku // përfaqëson në konfigurim paralel dhe -> në seri.

Rezistencat anashkalojnë rrymën shtesë të fijeve dhe rrymën e anodës që rrjedh në secilën fazë. Për të parashikuar saktë rrymën e anodës është e nevojshme të vizatoni vijën e ngarkesës të fazës dhe të zgjidhni një pikë operimi.

Vlerësimi i një pike operimi për tubat e energjisë

Këto tuba vijnë me një fletë të dhënash bazë, ku kthesat janë vizatuar për një tension të rrjetit të ekranit prej 45V. Meqenëse isha i interesuar për prodhimin më të lartë që mund të merrja, vendosa të drejtoj tubat e energjisë në 110V (kur të ngarkohen plotësisht), shumë mbi 45V. Për të kapërcyer mungesën e një fletë të të dhënave të përdorshme, unë u përpoqa të zbatoj një model erëz për tubat duke përdorur paint_kip dhe më vonë të rris tensionin e rrjetit të ekranit dhe të shoh se çfarë ndodh. Paint_kip është një program i mirë, por kërkon një aftësi për të gjetur vlerat e sakta. Me pentodat rritet edhe niveli i vështirësisë. Meqenëse doja vetëm një vlerësim të përafërt, nuk kalova shumë kohë duke kërkuar për përcaktimin e saktë. Pajisja testuese është ndërtuar për të testuar konfigurimet e ndryshme.

Pengesa OT: 29k pjatë në pjatë ose përafërsisht. 7k për funksionimin e klasës AB.

Tension i lartë: 110V

Pas disa llogaritjeve dhe testimit, tensioni i paragjykimit të rrjetit mund të përcaktohet. Për të arritur paragjykimin e zgjedhur të rrjetit, rezistenca e rrjedhjes së rrjetit është e lidhur me një nyje fije ku ndryshimi midis tensionit të nyjes dhe anës negative të filamentit. Për shembull, 1J29b e parë është në tensionin B+ prej 6V. Duke lidhur rezistencën e rrjedhjes së rrjetit në nyjen midis fazave 1J24b, në 2.4V tensioni i rrjetit që rezulton është -3.6V në lidhje me linjën GND, e cila është e njëjta vlerë e parë në anën negative të fijes së 1J29b të dytë. Pra, rezistenca e rrjedhjes së rrjetit të 1J29b të dytë mund të zbresë në tokë, siç do të bënte normalisht në modelet e tjera.

Inverteri i fazës

Siç shihet në skemë, u zbatua një inverter i fazës parafazë. Në këtë rast, një nga tubat ka një fitim të unitetit dhe përmbys sinjalin për një nga fazat e daljes. Faza tjetër vepron si një fazë normale e fitimit. Një pjesë e shtrembërimit të krijuar në qark vjen nga inverteri i fazës që humbet ekuilibrin dhe drejton një tub energjie më fort se tjetri. Ndarësi i tensionit midis fazave u zgjodh në mënyrë që kjo të ndodhë vetëm në 45 gradët e fundit të vëllimit kryesor. Rezistencat u testuan ndërsa qarku u monitorua me një oshiloskop, ku të dy sinjalet mund të krahasoheshin.

Faza paraprake

Dy tubat e fundit 1J24b përbëhen nga qarku i para -përforcuesit. Të dy kanë të njëjtën pikë operimi pasi fijet janë paralele. Rezistenca 22 ohme midis filamentit dhe tokës ngre tensionin në anën negative të filamentit duke dhënë si një paragjykim të vogël negativ. Në vend që të zgjidhni një rezistencë të pllakës dhe të llogaritni pikën e paragjykimit dhe tensionin dhe rezistencën e nevojshme të katodës, këtu rezistenca e pllakës u përshtat sipas fitimit dhe paragjykimit të dëshiruar.

Me qarkun e llogaritur dhe testuar është koha për të bërë një PCB për të. Për skemën dhe PCB kam përdorur Eagle Cad. Ata kanë një version falas ku mund të përdorni deri në 2 shtresa. Meqenëse do të bëja tabelën vetë nuk ka kuptim të përdor më shumë se 2 shtresa. Për të hartuar PCB -në, së pari ishte e nevojshme të krijohej një model për tubat. Pas disa matjeve, unë mund të identifikoja distancën e saktë midis kunjave dhe kunjës së anodës në krye të tubit. Me paraqitjen gati është koha për të filluar ndërtimin e vërtetë!

Hapi 3: Bashkimi dhe Testimi i Qarqeve

SMPS

Së pari lidhni të gjithë përbërësit e furnizimit me energji të modalitetit të ndërprerë. Që të funksionojë siç duhet, kërkohen përbërësit e duhur.

• Rezistencë e ulët, Mosfet me tension të lartë (IRF644Pb, 250V, 0.28 ohms)
• ESR i ulët, induktor me rrymë të lartë (220uH, 3A)
• ESR i ulët, kondensator rezervuari i tensionit të lartë (10uF në 4.7uF, 350V)
• Rezistencë 0.1 ohm 1W
• Diodë ultra e shpejtë e tensionit të lartë (UF4004 për 50ns dhe 400V, ose ndonjë gjë më e shpejtë për> 200V)

Për shkak se unë jam duke përdorur çipin MAX1771 në një tension më të ulët (8.4V në 6V) më është dashur të rris induktorin në 220uH. Përndryshe, tensioni do të bjerë nën ngarkesë. Kur SMPS është gati, testova tensionin e daljes me një multimetër dhe e rregullova atë në 110V. Nën ngarkesë do të bjerë pak dhe kërkohet një rregullim.

Qarku i tubave

Fillova të bashkoj kërcyesit dhe përbërësit. Këtu është e rëndësishme të kontrolloni nëse kërcyesit nuk prekin asnjë këmbë përbërëse. Tubat u ngjitën në anën e cooper pas të gjithë përbërësve të tjerë. Me gjithçka të bashkuar mund të shtoj SMPS dhe të testoj qarkun. Për herë të parë gjithashtu kontrollova tensionin në pllakat dhe ekranet e tubave, vetëm për t'u siguruar që gjithçka ishte në rregull.

Ngarkues

Qarku i ngarkuesit bleva në ebay. Ajo bazohet në çipin TP4056. Kam përdorur një DPDT për të kaluar midis një konfigurimi serik dhe paralel të baterive dhe një lidhje me ngarkuesin ose bordin e qarkut (shiko figurën).

Hapi 4: Mbyllje, Skarë dhe Fletëfaqja dhe Përfundo

Kutia

Për të vënë në kuti këtë amplifikator unë zgjedh të përdor një kuti të vjetër prej druri. Çdo kuti prej druri do të funksiononte, por në rastin tim kisha një të vërtetë të mirë nga një ampermetër. Ammetri nuk funksiononte, kështu që unë të paktën mund ta shpëtoja kutinë dhe të ndërtoja diçka të nivelit brenda saj. Altoparlanti ishte fiksuar në anën me skarë metalike që lejojnë që ampermetri të ftohet gjatë përdorimit.

Skarë tubi

PCB me tubat u fiksua në anën e kundërt të altoparlantit, ku unë shpoj një vrimë në mënyrë që tubat të jenë të dukshëm nga jashtë. Për të mbrojtur tubat bëra një skarë të vogël me një fletë alumini. Unë bëj disa shenja të përafërta dhe shpova vrima më të vogla. Të gjitha papërsosmëritë u korrigjuan gjatë fazës së lëmimit. Për t’i dhënë një kontrast të mirë pllakës së fytyrës përfundova duke e lyer me ngjyrë të zezë.

Fleta e Fytyrës, lëmimi, transferimi i tonerit, gdhendja dhe lëmimi përsëri

Fleta e fytyrës u bë në mënyrë të ngjashme me PCB. Para se të filloja, lëmova fletën e aluminit për të pasur një sipërfaqe më të ashpër për tonerin. 400 është mjaft i ashpër në këtë rast. Nëse dëshironi, mund të shkoni deri në 1200, por është shumë lëmues dhe pas gdhendjes do të ketë edhe më shumë, kështu që e anashkalova atë. Kjo gjithashtu heq çdo përfundim që fleta kishte më parë.

Unë e printova faqen e pasqyruar me një printer toner në një letër me shkëlqim. Më vonë e transferova vizatimin duke përdorur një hekur të zakonshëm. Në varësi të hekurit ekzistojnë cilësime të ndryshme optimale të temperaturës. Në rastin tim, është cilësimi i dytë, pak para maksimumit. temperatura. E transferoj gjatë 10 minutave. përafërsisht, derisa letra të fillojë të zverdhet. Kam pritur që të ftohet dhe mbrova pjesën e pasme të pjatës me manikyrin e thonjve.

Ekziston mundësia e spërkatjes së tonerit. Gjithashtu jep rezultate të mira nëse mund të hiqni të gjithë letrën. Unë përdor ujë dhe peshqir për të hequr letrën. Vetëm kini kujdes të mos e hiqni tonerin! Për shkak se dizajni këtu ishte i përmbysur, më duhej të gdhendja pllakën e fytyrës. Ekziston një kurbë mësimi në gdhendje, dhe ndonjëherë zgjidhjet tuaja janë më të forta ose më të dobëta, por në përgjithësi kur gdhendja duket mjaft e thellë është koha për të ndaluar. Pas gdhendjes e lëmova atë duke filluar me 200 dhe duke shkuar deri në 1200. Normalisht filloj me 100 nëse metali është në gjendje të keqe, por ky ishte i nevojshëm dhe tashmë ishte në gjendje të mirë. Ndryshoj kokrrën e letrës zmerile nga 200 në 400, 400 në 600 dhe 600 në 1200. Pas kësaj e pikturova të zezë, prita një ditë dhe lëmova përsëri me kokrrën 1200, vetëm për të hequr bojën e tepërt. Tani kam shpuar vrimat për potenciometrat. Për ta përfunduar atë, unë përdor një shtresë të qartë.

Prekjet përfundimtare

Bateritë dhe pjesët u vidhosën të gjitha në kutinë prej druri pasi pllaka e fytyrës ishte vendosur, nga ana e altoparlantit. Për të gjetur pozicionin më të mirë SMPS e ndeza dhe verifikova se ku do të ndikohej më pak qarku audio. Meqenëse bordi i qarkut audio është shumë më i vogël se kutia, hapësira e përshtatshme dhe orientimi i saktë ishin të mjaftueshëm për ta bërë zhurmën EMI të padëgjueshme. Gabimi i altoparlantit u vidhos më pas në vend dhe përforcuesi ishte gati për të luajtur.

Disa konsiderata

Afër fundit të baterive ka një rënie të dukshme të vëllimit, para se ta dëgjoja, por multimetri im tregoi se tensioni i lartë u ul nga 110V në 85V. Rënia e tensionit të ngrohësve gjithashtu zvogëlohet me baterinë. Për fat të mirë 1J29b punon pa problem derisa filamenti të arrijë 1.5V (me cilësimin 2.4V 32mA). E njëjta gjë vlen edhe për 1J24b, ku rënia e tensionit u ul në 0.9V kur bateria ishte pothuajse e shkarkuar. Nëse rënia e tensionit është një problem për ju, ekziston mundësia e përdorimit të një çipi tjetër MAX për t'u kthyer në një tension të qëndrueshëm 3.3V. Unë nuk doja ta përdorja, sepse do të ishte një SMPS tjetër në këtë qark, i cili mund të prezantonte disa burime shtesë të zhurmës.

Duke pasur parasysh jetën e baterisë, mund të luaja një javë të tërë para se të më duhej ta rimbushja përsëri, por luaj vetëm 1 deri në 2 orë në ditë.