Импульсный стабилизатор анодного напряжения

В последние годы среди радиолюбителей возобновился интерес к ламповой технике, особенно к УМЗЧ. Надёжность работы ламповых УМЗЧ можно повысить, а качество звучания — улучшить, если их анодные цепи питать от стабилизированного источника напряжения. Применяя современные схемные решения и элементы, возможно изготовить простой и дешёвый импульсный стабилизатор анодного напряжения.

Схема предлагаемого устройства показана на рисунке. Вход стабилизатора подключают к выходу диодного моста, выпрямляющего напряжение с анодной обмотки имеющегося в УМЗЧ низкочастотного сетевого трансформатора. Конденсатор С1 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Этот и остальные конденсаторы обеспечивают также устойчивую работу стабилизатора и подавляют создаваемые им высокочастотные помехи, не допуская их проникновение в нагрузку и сеть электропитания.

При включении питания на стабилитроне VD1 устанавливается напряжение 15 В, открывающее коммутирующий транзистор VT1. Через этот транзистор и дроссель L1 протекает линейно нарастающий ток, заряжающий выходные конденсаторы С3 и С4. Напряжение на них возрастает. Когда оно превысит суммарное напряжение стабилизации цепи стабилитронов VD3—VD5, включается излучающий диод оптрона U1. Фототранзистор оптрона открывается и шунтирует стабилитрон VD1. Напряжение между затвором и истоком транзистора VT1 уменьшается почти до нуля и становится недостаточным для поддержания транзистора в открытом состоянии. Транзистор закрывается, диод VD2 открывается, через него течёт ток дросселя L1, который питает нагрузку и заряжает выходные конденсаторы С3 и С4. Энергия, накопленная в магнитном поле дросселя L1, передаётся в нагрузку стабилизатора, подключённую к его выходу.

Далее, по мере разрядки выходных конденсаторов на нагрузку, напряжение на них уменьшается, стабилитроны VD3—VD5 и излучающий диод оптрона закрываются. В результате этого фототранзистор оптрона тоже закрывается и перестаёт шунтировать стабилитрон VD1. Но транзистор VT1 сразу не может открыться, так как его ёмкость затвор— исток разряжена Эта ёмкость (примерно 1 нФ) заряжается током, протекающим через резистор R1 (около 1 мА). В течение нескольких микросекунд напряжение между затвором и истоком транзистора VT1 возрастает до уровня 4...5 В, необходимого для его открывания. После открывания транзистора VT1 закрывается диод VD2 и повторяется описанный выше процесс накопления энергии в магнитопроводе дросселя L1.

Применение плёночных конденсаторов С2 и С4 существенно облегчает импульсный режим работы оксидных конденсаторов С1 и С3 и повышает надёжность устройства. Этому способствует также внутренний диод транзистора VT1, ограничивающий напряжение импульсов обратной полярности на транзисторе до безопасного уровня.

Стабилизатор собран на универсальной макетной плате размерами 60x25 мм и размещён в подвале шасси УМЗЧ. На плате установлены все детали, кроме конденсаторов. Оксидные конденсаторы С1 и С3 смонтированы рядом на шасси. Выводы конденсаторов С2 и С4 припаяны к выводам конденсаторов С1 и С3 соответственно.

К деталям особых требований не предъявляется. Резисторы и оксидные конденсаторы могут быть любых типов. Конденсаторы С2 и С4 — К73-17. Стабилитроны — любые маломощные, как отечественные, так и импортные. Подборкой стабилитронов VD3—VD5 устанавливают требуемое выходное напряжение. Транзистор VT1 — мощный полевой переключательный с внутренним диодом, изолированным затвором и индуцированным каналом п типа, например, IRF730, IRF830, IRF840. Он должен иметь максимально допустимое напряжение сток—исток не менее 400 В. Транзистор прикреплён к металлическому шасси УМЗЧ через слюдяную прокладку с применением пасты КПТ-8.

Диод VD2 — импульсный с допустимым прямым током не менее 1 А и обратным напряжением не менее 400 В, например, FR207, FR307 или отечественный КД226Г, КД226Д. Оптрон U1 — любой транзисторный с допустимым напряжением коллектор—эмиттер не менее 20 В, например, 4N32, 4N33, MOC8101, MOC8102, РС817, АОТ128А, АОТ128Б. Дроссель L1 намотан проводом ПЭЛ диаметром 0,46 мм до заполнения каркаса магнитопровода типоразмера Ш5х5 из феррита 2000НМ1. Он собран с зазором из двух слоёв писчей бумаги. Дроссель пропитан парафином.

Стабилизатор не требует налаживания. Его импульсы можно контролировать осциллографом на резисторе R2. Если стабилизатор не войдёт в импульсный режим, необходимо между затвором и истоком транзистора VT1 включить конденсатор, ёмкость которого (несколько нанофарад) подбирают экспериментально. Подборкой этого конденсатора можно при необходимости изменять частоту импульсов.

Стабилизатор использован для питания стереоусилителя с однотактными выходными каскадами на лучевых тетродах 6П3С. Потребляемый усилителем ток не превышает 150 мА.