Активный сетевой фильтр - стабилизатор

[Timvlv]

В результате довольно длительного пути (4 подхода за 2 года) удалось сделать красивую штуку. Назвал "Активный сетевой фильтр - стабилизатор". Подобные устройства на форуме называют "Регенератор сетевого напряжения", но "Активный сетевой фильтр - стабилизатор" более подходит по сути, как мне кажется.
Параметры получились такие:
- Напряжение питающей сети - 190В...250В;
- Выходное напряжение - 220В+/0,5% при Кг менее 0,5%;
- Мощность нагрузки - 0Вт...300Вт;
- Мощность, потребляемая от сети на ХХ - не более 12Вт;
- КПД на нагрузке 60Вт...300Вт - 90...96%.
Схема фильтра:

Посмотреть вложение 115202

На фотографиях показаны осциллограммы:
1 - сетевое напряжение (нижний луч) и выходное напряжение;
2 - выходное напряжение и сигнал ошибки;
3 - выходное напряжение и корректирующий ток (нагрузка активная);
4 - выходное напряжение и корректирующий ток (мостовой выпрямитель/емкость/нагрузка);
5 - выходное напряжение и корректирующий ток (комбинированная нагрузка, активная + мостовой выпрямитель/емкость/нагрузка).

Посмотреть вложение 115203 Посмотреть вложение 115204 Посмотреть вложение 115205 Посмотреть вложение 115206 Посмотреть вложение 115207

 

[andrew_fox]

Владимир, приветствую!
Как я понял, этот фильтр является дополнением к твоему "Тимошке". Значит можно будет апгрейдить уже готовые стабилизаторы? Как влияет отфильтрованное напряжение на звучание усилителя, интересно. Проводил сравнения?
Андрей.

 

[Timvlv]

Андрей, привет!
Да, это вторая половинка, добавка к первому стабилизатору. На схеме показаны обе половинки - первая на симисторах ("Тимошка"), выходное напряжение у нее 220В+/-6,6В, а вторая уже точная - фильтрует все гармоники и остаточный мусор из сети, выходное напряжение получается 220В+/-1В с Кг менее 0,5%. Такое построение позволило получить хороший КПД - 90...96%.
Влияние на звук очень хорошее . Правда, пробовал на транзисторном усилителе Cambridge Audio azur 340 - звучит много лучше. Но в мастерской нет особо условий для прослушивания.
Планирую через недельку (перенесу с макета в корпус, уберу все сопли) все тщательно прослушать и сравнить. Тогда напишу подробнее.

 

[Вольдемар]

Владимир, с 1994 г. российский ГОСТ перешел на новый стандарт сетевого напряжения, а Вы все еще на 220 В конструируете. В наши дни это нонсенс, это все равно, что мотать трансформаторы с отводом на 127 В.

 

[Timvlv]

Владимир, может Вы и правы. В свое оправдание - ГОСТ перешел, а российские сети не перешли.... И трехпроводные сети только в новостройках, к сожалению. Многие предпочитают по старинке 220В. Но это не принципиально, можно сделать и 230В.
Кстати, ГОСТы наше правительство "благополучно" отменило, лет 15 назад. . Деталей, правда не знаю - что сейчас обязательно, а что нет.
Входное напряжение стабилизатора 190В...250В, выходное не сложно перестроить на 230В, если будет такая необходимость. Все в наших руках
С уважением,

 

[Вольдемар]

Да я не в обиду, потому как сам только в этом году узнал о новом ГОСТе, 230 и 400 В Зная Ваше солидное образование не сомневаюсь что переделать его на нужное напряжение не сложно. А в целом поздравляю с очередной полезной разработкой. В ней именно фильтр будет играть решающую роль в повышении качества звука. Сеть у меня новая, 3-х проводная, медная, держит стабильно 230-235 В, а вот помех немеряно. Вчера походил по комнатам с включенной Селгой, фонит со страшной силой, иногда в метре от стены.

 

[Timvlv]

Спасибо, Владимир. Я нисколько не обижаюсь , вопрос действительно имеет место. У меня в сети в среднем 225В, колеблется от 215В до 235В. Какая это сеть, 220В или 230В - трудно сказать . Лампочки накаливания давно продают на 230В, они когда работают годами, а когда мрут как мухи, по 2шт за неделю.
Что касается помех - то их с каждым годом будет еще больше, так как в бытовой аппаратуре практически везде ставят ИБП, начиная от зарядных устройств для мобильников и т.п. И грядет широкое внедрение энергосберегающих ламп, в приказном порядке.
В качестве хохмы - несколько лет назад один умелец впаривал по телевидению утюг с магнетроном (магнетрон нагревает подошву утюга) - большая экономия электроэнергии. Полный идиотизм - люди забыли закон сохранения энергии (в результате технического прогресса).

 

[Сухоруков Сергей]

Да, это вторая половинка, добавка к первому стабилизатору.

А габариты сильно изменились? И какой компонент лимитирует мощность нагрузки (300 Вт)?

Владимир, а как Вы измеряли КПД? (Довольно высокий получился.) Замеряли мощность, потребляемую стабилизатором от сети, и соотносили с мощностью нагрузки?

 

[Timvlv]

Сергей, мощность нагрузки лимитируется мощностью (габаритами) вольтодобавочного трансформатора и мощностью усилителя (габаритами радиатора), который питает этот трансформатор. Ну и трансформатор питания усилителя.
С двойным усилителем можно получить 600Вт. Плата фильтра может управлять тремя независимыми каналами, каждый из которых можно наращивать с шагом по 250-300Вт.
В тот корпус, от стабилизатора из прошлой темы, входит 1 канал на 300Вт. Радиатор устанавливается сзади, розетки приходится ставить на боковую стенку, причем накладные - внутрь уже не помещаются.
По хорошему корпус нужно делать другой, побольше.

К измерению КПД подошел довольно серьезно, измерял вот по этой схеме. Все вольтметры "АРРА", резистор 1Ом - 0,5%.

Посмотреть вложение 115235

Измерял при трех входных напряжениях - 212В, 220В, 228В и при нагрузках 25Вт, 40Вт, 60Вт, 100Вт, 160Вт, 200Вт, 260Вт и 300Вт. Одновременно измерял температуру радиатора.
Самый высокий КПД при входном напряжении 212В, самый низкий при 228В, при 220В примерно посередине.
При постоянном входном напряжении максимум КПД при нагрузках 120Вт...160Вт.
Примерно на такие параметры и рассчитывал, получилось немного лучше
При расчетах максимум КПД получился при 212В и 120Вт - 98%, минимальный - при 228В и 300Вт - 90%.

Ток и напряжение мерил после ЛАТРа, его КПД на измерения не влияет, при изменении нагрузки выходное напряжение ЛАТРа корректировалось, на входе и на выходе стабилизатора стоят корректирующие конденсаторы 0,25мкФ (на схеме не нарисованы). Косинус не контролировал - нечем, но по осциллографу сдвига фаз между током и напряжением не видно.

 

[AlexKorotov]

Значительное ограничение глубины ООС заложено в трансформаторе (как его назвали "вольтодобавочном").
Я пришел к выводу, что его нужно убирать, только съем напряжения в петле ООС усложняется, но это решаемо.
Пока забросил 600 вт проект (хотя трансформатор есть), а 300 вт регенератор до сих пор работает на источники сигнала
(чтоб ему не простаивать зря ).

 

[Timvlv]

Глубина ООС получилась немного более 50дБ, больше не получается - идет возбуждение. Вольтодобавочный транс TV4 включен последовательно с нагрузкой, напряжение ОС снимается с транса TV5. Убрать TV5 можно, заменив его на оптрон, но нужно будет решать проблему с линейностью оптрона.

 

[AlexKorotov]

У меня так же было ок. 50 дб. Снизил на 6 дб для устойчивости. Пробовал я два транса на ферите (ВЧ) и на железе НЧ, но схема стала склонна генерировать на более высоких частотах, и только...

Про оптроны:
- я подумывал о спец. дифф. усилителях для съема ООС, есть такие с высоким допустимым синфазным.

Регенератор подождет, сейчас начну грандиозный проект на который уйдет ближайший год, блох будем потом вычесывать

 

[Timvlv]

Я тоже довольно долго бодался с возбудом, менял взаимоориентацию трансов, пытался транс ОС экранировать. Хотел добиться 60дБ. Потом померил Кг - получилось около 0,25% кажется на 54дБ, на том и остановился. Работает устойчиво.
Может потом попробую вариант с оптроном в ОС - хотелось бы сохранить гальваническую развязку схемы от сети.
Грандиозный проект - это злектростатическая акустика?

 

[baa]

Глубина ООС получилась немного более 50дБ, больше не получается - идет возбуждение. Вольтодобавочный транс TV4 включен последовательно с нагрузкой, напряжение ОС снимается с транса TV5. Убрать TV5 можно, заменив его на оптрон, но нужно будет решать проблему с линейностью оптрона.

Можно поставить iso124 + dcp01 от техаса (по 500р каждый), но трансформатор всяко дешевле, особенно если уже есть

 

[Timvlv]

Спасибо за подсказку, нужно посмотреть внимательно, может попробую на будущее. Транс получается дешевле, примерно 400р - торик с пониженной индукцией, да и проще - обвязки не нужно.

 

[Васянин Сергей]

Может еще одна ссылка заинтересует: www.analog.com/static/imported-files/tutorials/MT-071.pdf

 

[Timvlv]

Сергей, спасибо за ссылку! Крутая штука - обязательно ознакомлюсь внимательно.
С уважением,
Владимир

 

[baa]

Может еще одна ссылка заинтересует: www.analog.com/static/imported-files/tutorials/MT-071.pdf

AD21x по цене в разы больше

 

[Timvlv]

Да, дорого. Пока пусть трансформатор постоит, потом посмотрю.

 

[baa]

Да, дорого. Пока пусть трансформатор постоит, потом посмотрю.

... выбирая AD вы платите за гибридку. Более того проходная есмкость у техаса меньше.
Не забудьте про пульсации от промежуточного преобразования...
Маленький транс с раздельными секциями для первички и вторички нисколько не хуже... в данном применении... и гораздо "элегантнее"