О предмете статьи. Здесь пойдет речь о классических схемах БП, на основе 50 Гц трансформаторов. Импульсные БП пока оставим в стороне. И в основном будем обсуждать питание выходных каскадов усилителей мощности.
Казалось бы, чем таким особенным отличаются блоки питания для ламповых усилителей ? Конечно, что первым приходит на ум, это наличие высокого напряжения, что в случае полупроводниковых усилителей не встречается. Но, оказывается, что у ламповых БП есть еще одна особенность, о которой обычно почему-то в литературе не упоминается. Она связана с тем, что лампа в силу особенностей конструкции пропускает ток только в одном направлении – от катода к аноду. То есть, если полупроводники бывают n- или p- типов с электронной или дырочной проводимостью, то электроны в вакуумной лампе могут двигаться только в одном направлении.
Давайте сначала посмотрим, как обычно устроены БП полупроводниковых усилителей. В подавляющем большинстве случаев – это симметричный диодный мост нагруженный на батарею конденсаторов, что-то типа этого:
Поставщиком энергии в этом случается является вторичная обмотка сетевого трансформатора. Но давайте посмотрим, а как “видит” нагрузка ( то есть выходной каскад усилителя ) вторичную обмотку этого сетевого трансформатора ? Во-первых, ни один полюс питания не связан напрямую с обмоткой. Во-вторых, если само собой, не учитывать различие в поляности подключения, узел питания симметричен – то есть, на пути электронов от вторичной обмотки трансформатора в каждом плече питания ( и в плюсовом и в минусовом ) поставлено одинаковое количество элементов – диодов и конденсаторов. В комбинации с применением в выходном каскаде полупроводникового усилителя транзисторов разной проводимости, мы получаем почти идеальную симметричность в следовании электронного потока от одного полюса БП через выходной каскад усилителя к другому полюсу.
А теперь давайте посмотрим, а как чаще всего устроены БП ламповых усилителей ? Наиболее распостранена так называемая классическая двухполупериодная кенотронная схема
Ее особенностью является то, что она несимметрична. Все вентильные и фильтрующие устройства размещены в анодной ветке питания, а общий, минусовой провод соединен непосредственно с катодами ламп. Получается своего рода “пробка” в цепи анода всех ламп – электроны, свободно и эмиттрированные катодом от обмотки трансформатора, проходят через электронную лампу, и уже только тут настигают дроссель и катод самого выпрямительного устройства – кенотрона. Понятно, что скорость движения электронов по проводам достаточно высока, чтобы такая схема в общем была бы работоспособной. Но вот в нюансах, которые весьма и весьма важно не упускать из виду при построении ламповых усилителей звука, такая топология выпрямителя логичной уже не выглядит. Лишенная симметрии, она содержит выпрямительный элемент там, где его быть не должно – именно с анода электронный заряд должен стекать к источнику ( вторичной обмотке трансформатора ) беспрепятственно. В подтверждение моих слов упомяну, что не мной замечено, что ламповый удвоитель напряжения
часто выглядит предпочтительнее классической кенотронной схемы – мне так кажется, что именно из-за более равномерного распределения выпрямительных элементов на пути движения электронов.
Вслед за классической кенотронной схемой питания, в ламповых усилителя часто используют и диодный мостовой выпрямитель. Но по какой-то непонятной традиции последующие фильтрующие элементы ( дроссели, электронные дроссели и т.п. узлы развязки ) ставятся именно в анодную цепь.
На что я намекаю ? А на то, что учитывая конструктивные особенности электронных ламп, их несимметричность и необходимость обеспечить эффективный отток электронов с анода, было бы логичнее выпрямительные и фильтрующие элементы ставить в отрицательный полюс БП. Казалось бы – а конденсатор большой емкости следующий в конце БП ( к нему уже подключаются аноды ламп ) – разве он не обеспечивает отток электронов ? До определенного момента – да. Но когда мы вспомним про неидеальность электролитических конденсаторов и наличие у них паразитной индуктивности, то окажется, что электролит большой емкости в БП – ничего по сути изменить не может – между ним и источником энергии ( “поглотителем” электронов – вторичной обмоткой трасформатора ) стоит очень вредная “пробка” из дросселя и кенотрона, сильно замедляющие отток электонов и тем самым вносящие пусть даже незначительные, но негативно вляющие на работу электронной лампы искажения.
Чтобы проверить на практике как это работает, я сделал такой вот БП.
Трансформатор Tr2 – это тор для питания галогенок мощностью 100 Вт у которого перемотана вторичка – две обмотки по 5 вольт размещены в разных половинках тора и тем самым изолированы друг от друга – между ними переменное напряжение достигает 1000 вольт. Конденсатор С1 – МБГП-1, С2 – полипропиленовый MKP для запуска двигателей. Если сглаживание пульсаций не покажется достаточным, то можно после дросселя поставить и электролит.
У этого рода топологии есть еще одно преимущество – к положительному полюсу питания можно подключать любую дополнительную нагрузку без каких либо развязывающих фильтров, например второй канал усилителя. Выглядит, что особенно полезна будет такая схематика БП для питания экранной сетки тетродов и пентодов.
Уже сейчас я его послушал с новой схемой каскода на прямонакалах. Обнадеживает ! Но подробнее результатах его испытания я сообщу позднее, потому что предмет все-таки требует более детального изучения. А сейчас только хотел поделиться как мне кажется перспективной идеей для тех, кто любит качественный звук.
Может показаться, что разницы нет куда поставить выпрямитель и поставив его в отрицательный источник питания мы перенесли проблему неидеальности БП из одного места в другое. На самом деле это не совсем так. Попробуйте.
__________________________________________________________________________________________