Лінійний блок живлення для заміни smps в Behringer DCX2496

блок

Після успішної заміни аналогової плати вводу-виводу DCX2496 я планував замінити блок живлення smps. Ідея полягала в тому, що позбавлення від перемикання залишків, випромінюваних чи проведених, покращить продуктивність DCX2496 ще більше.

Інші вже робили це і повідомляли про покращення. Але ці рішення мали кілька недоліків, яких я не хотів; Я дуже ненавиджу використовувати тороїдальні трансформатори для електроніки низького рівня. Вони настільки широкосмугові, що будь-які перешкоди, шуми, імпульси тощо на електромережі передаються на вторинну сторону майже неуслабленими. Переваги тороїдів - менший розмір та менш блукаючі поля - на мій погляд другорядні, і вирішити ці проблеми можна простіше, ніж намагатися відфільтрувати сміття від мережі.

Примітка: для тих, хто не має терпіння прочитати цю статтю, ось керівництво з будівництва та специфікація. Але решту все-таки слід прочитати!

Я вибрав поетапний підхід, щоб отримати чисту силу, яку хочу:

  • Перший крок: використання зовнішнього трансформатора у вигляді "настінної бородавки". Це має дати мені 12 В змінного струму, щоб я міг натрапити на DCX. Важливо вибрати такий, який має EI-ядро, оскільки це перший бар’єр проти сміття, яке несеться з мережі. Більше про вибір настінної бородавки тут.
  • Другий крок: Використовуйте якісний мережевий фільтр на вторинній стороні стінового бородавки. 12VAC надходить у DCX через мережевий фільтр.
  • Третій крок: використовуйте окремий трансформатор 12 В -> 18 В, щоб забезпечити центральне відведення (ВТ) 18 В для критичних аналогових джерел живлення. Це повинен бути трансформатор з окремими камерами первинної та вторинної обмоток, щоб мінімізувати ВЧ-з'єднання з мережею.

Неопрацьовані 12 В змінного струму, що виходять із мережевого фільтра, будуть використовуватися для цифрових джерел живлення + 5 В постійного струму та + 3,3 В постійного струму. Трансформатор CT 18VAC забезпечує аналогові джерела + 15VDC та -15VDC. Застосування трансформатора КТ 18 В змінного струму допомагає утримувати аналогові джерела живлення ізольованими від земного та зворотного струмів цифрових джерел живлення.

[Примітка: Бортовий трансформатор виготовлений на замовлення. Pilgham Audio має комплект для цього проекту].

Випрямлений 12 В змінного струму також забезпечує вхід до дискретного регулятора для 8,2 В для подачі аналогового живлення плати DSP на 5 В. Цей регулятор використовує MOSFET як прохідний елемент для дуже низької напруги відключення, що становить лише 10 мВ.

Аналогові +/- 15 В постійного струму живлять аналогові схеми вхідних та вихідних плат. В ідеалі хотілося б використовувати "суперрегулятор", оскільки вони придушують сміття, що потрапляє на високі звукові частоти. Але ви не можете принести цю перевагу ланцюгам навантаження, оскільки у вас є кілька дюймів дроту між регістрами та цими ланцюгами навантаження, і це заперечує значну частину переваги суперрегістрації.

У такому випадку краще придушити шум, ЕМІ тощо як можна ближче до джерела, електромережі та використовувати локальний регулятор, як на платі DCX DSP. Це також причина, через яку я знову використовую місцеві регулятори на своїй платі заміни вводу-виводу.

Інше питання - використовувані випрямлячі. Часто на випрямлячах ви бачите ємнісні глушники для придушення шуму відключення. Але у них є інша сторона: вони також забезпечують шлях для шуму від вторинного до джерела живлення. Використовуючи швидкі, але плавні випрямлячі випрямлячі, глушники не потрібні, і немає шуму відключення.

Теплове управління.

Важливою проблемою будь-якого лінійного живлення є управління тепловою енергією. Існує поважна причина, чому Behringer використовує імпульсні блоки живлення: вони працюють дуже ефективно і, отже, дуже круто. Речі, які використовуються для роботи з ПА, складаються, розміщуються при повному сонячному світлі і можуть використовуватися в місцях, де дуже жарко. Будь-який додатковий ват збільшує теплове навантаження. Але є недолік, який є критично важливим для домашнього використання hi-fi: залишки від комутації залишаються на лініях живлення, потрапляють в ланцюги і призводять до шуму та продуктів інтермодуляції. За інших рівних умов лінійні джерела забезпечують набагато чистіші напруги живлення для зниження рівня шуму, кращого зображення та чіткішого звуку.

Завдяки лінійному живленню для напруг і струмів, необхідних DCX, ви можете шукати витрату до 10 Вт, від якої потрібно позбутися. Звичайне рішення використання радіаторів добре, якщо ви можете використовувати радіатори на зовнішній стороні корпусу. Я не хотів робити багато механічних модифікацій для корпусу DCX, і про внутрішні радіатори не може бути й мови. Ви перенесли б лише проблему тепла з регуляторів на решту електроніки DCX. Мені довелося знайти спосіб вивести це тепло із справи.

Я вирішив це шляхом використання існуючих отворів для кріплення для цих smps для термічного підключення регуляторів до днища корпусу. Самі регістри все ще нагріваються (особливо + 5 В постійного струму, який піднімається до 50 градусів за Цельсієм при кімнатній температурі), але внутрішня температура майже не піднімається. Температура корпусу справді підвищується, але через велику поверхню теж трохи.

Регулятори та силовий MOSFET припаяні до краю плати друкованої плати, і вони кріпляться через отвори двох алюмінієвих смуг у отворах, що використовуються для стандартного SMPS. Я спеціально зупинив свій вибір на двох алюмінієвих стрічках замість одного листа, щоб додатково мінімізувати втрати тепла всередині корпусу. Отже, є 4 регулятори, кожен з яких надійно прикручений до корпусу. Існує п'ятий болт для MOSFET, який регулює 8,2 В постійного струму для аналогового живлення + 5 В на платі DSP. Цей MOSFET закріплений на стрічці болтом із зануренням, але не безпосередньо на корпусі.

Вибір стінової бородавки

Окрім електричних характеристик настінної бородавки, є механічна вимога, щоб ви хотіли мати трансформатор із сердечником ЕІ, а не тороїд, як пояснювалося вище. На щастя, всі вони, здається, використовують ядра EI.

В Європі переважна більшість наявних настінних бородавок забезпечує вихід постійного струму. Ми не можемо цим користуватися; нам потрібен такий, який видає змінний струм, щоб ми могли використати невеликий вбудований трансформатор нового джерела живлення, щоб дістатися до центрального джерела напруги 18 В (CT) для аналогових джерел живлення. Випрямлена напруга від настінної бородавки повинна подавати на регулятори + 5В, + 3,3В і + 8,2В. З точки зору напруги, 8,2 В є критичним: ні за яких обставин вхід в reg не повинен падати нижче значення випадання. Регістр 8,2 В - це дискретна конструкція з випаданням лише декількох 10 мВ, але все ж, якщо ви вважаєте, що напруга в мережі низька і максимальна пульсація, вам потрібна вихідна стінка 12 В змінного струму. Загальний струм, необхідний DCX від усіх витратних матеріалів, включаючи струм для дисплеїв моєї модифікованої плати вводу-виводу, становить близько 1,5 А. Отже, ви дивитесь на щось на зразок 20 Вт.

Так трапляється, що одну настінну бородавку змінного струму, яку ви можете отримати з кількох джерел, має тип 12 В змінного струму-20 Вт, що продається за галогенні ліхтарі потужністю 20 Вт. Наприклад, у Європі меблеві магазини IKEA містять галогенну лампу FEMTON на 20 Вт, яка повертає колосальних 8,99 євро і включає настінну бородавку. Він з'єднується з невеликою, але міцною заглушкою на бородавці. Рекомендовано.

Інші джерела в Європі включають Conrad Electronics. У США вибір набагато більший - від союзників, Jameco чи Mouser. Ціни в основному менше 10 доларів.

Потім вбудований трансформатор КТ 12 В -> 18 В змінного струму. Мої спроби використовувати існуючі мережеві трансформатори в зворотному напрямку не увінчалися успіхом. У мене був цей трансформатор на замовлення. (Насправді, я зробив купу на замовлення. Одиничні кількості обурливо дорогі).

Уорд Маас з Pilgham Audio, який також постачає комплекти для моєї плати вводу-виводу пульта дистанційного керування для DCX, також постачає цей комплект лінійного живлення, включаючи спеціальний трансформатор.

Оновлення на стінах бородавок: Здається, IKEA та інші переходять на мініатюрні мікросхеми для своїх світлодіодних і галогенних ліхтарів. Вони НЕ МОГУТЬ бути використані для цього проекту - вам потрібен той, що забезпечує 12 В змінного струму, 50 або 60 циклів!