Дроссель

Электронный Дроссель источника питания транзисторного усилителя мощности и другой Электроники

Каждый, кто сталкивался с построением качественного усилителя звука, знает, насколько критично стабильное и чистое питание. Даже небольшие пульсации напряжения способны проникнуть в звуковой тракт, вызывая фон, наводки и искажения. Особенно это заметно в усилителях класса A, где ток потребления относительно постоянен, но любые нестабильности питания напрямую отражаются на качестве звука.

Раньше для сглаживания пульсаций широко применялись дроссели – массивные катушки индуктивности, которые вместе с конденсаторами формировали фильтр низких частот. Они эффективно подавляли переменную составляющую напряжения, но имели свои недостатки: значительные размеры, вес, электромагнитные наводки и неизбежные потери энергии.

LDO стабилизатор с низким падением напряжения на BC547B и BD136: принцип работы

Современной альтернативой стали электронные дроссели – активные фильтры на базе MOSFET-транзисторов. Они выполняют ту же задачу, но компактнее, эффективнее и точнее, обеспечивая глубокую фильтрацию без необходимости использования громоздких индуктивностей. Именно такое решение представлено в данной статье.

Электронный дроссель представляет собой активный фильтр на основе силового MOSFET-транзистора, предназначенный для снижения пульсаций напряжения, поступающего с выхода выпрямителя источника питания. Такое устройство особенно полезно в схемах усилителей мощности, где требуется стабильное питание с минимальными помехами и высоким уровнем эффективности.

Схема электронного дросселя на полевом транзисторе

Преимущества схемы

Представленная схема обладает рядом ключевых преимуществ:

• Высокий коэффициент фильтрации, обеспечивающий снижение пульсаций практически в 1000 раз, что существенно улучшает стабильность работы усилителя.

• Высокая эффективность за счёт использования MOSFET-транзистора с низким порогом включения и малым сопротивлением открытого канала.

• Встроенная защита от короткого замыкания, предотвращающая выход из строя элементов схемы и обеспечивающая долговечность устройства.

• Компактность схемы, что позволяет её интегрировать в различные конструкции усилителей мощности без значительных изменений в топологии.

Область применения

Электронный дроссель широко применяется в:

• УМЗЧ класса A, таких как усилитель Джона Линсли-Худа (JLH), однотактные усилители Зена и другие.

• Полупроводниковых схемах, требующих стабилизации питания с низкими уровнями пульсаций.

• Высокоточных аудиоустройствах, где требуется минимизация фоновых шумов, вызванных нестабильностью питания.

• Лабораторных источниках питания, где необходим высокий уровень фильтрации пульсаций и стабильность выходного напряжения.

🔴 Автоматический Зарядное Устройство 12В аккумуляторов на MOSFET IRFZ44N и TL431

Описание работы схемы

Схема дросселя включает в себя:

• Выпрямитель на диодном мосте Br1, который преобразует переменное напряжение в постоянное.

• Фильтрующий конденсатор C1, сглаживающий основные пульсации выпрямленного напряжения.

• Формирование управляющего напряжения: диод D1 создает напряжение на затворе транзистора, которое всегда на 0,6–0,7 В ниже напряжения на выходе выпрямителя.

• Фильтр низких частот (R2, C2, R3, C3), подавляющий высокочастотные колебания на затворе и обеспечивающий мягкий пуск.

• Силовой транзистор T3 (IRL530), работающий в режиме повторителя напряжения.

• Стабилитрон D2, выполняющий защитную функцию, ограничивая напряжение затвора и ограничивая ток нагрузки до 7,2 А.

• Выходной предохранитель F1, защищающий схему от перегрузки и короткого замыкания.

Принцип работы

1. Входное напряжение выпрямляется и сглаживается конденсатором C1.

2. Через диод D1 на затвор транзистора подаётся стабилизированное напряжение, определяющее его режим работы.

3. Комбинация элементов R2, C2, R3, C3 формирует фильтр, устраняющий остаточные пульсации и обеспечивающий плавное включение схемы.

4. MOSFET транзистор IRL530 работает в режиме повторителя, обеспечивая минимальное падение напряжения и высокую эффективность.

5. В случае перегрузки или короткого замыкания стабилитрон D2 ограничивает напряжение затвора, снижая ток через транзистор и предотвращая его перегрев.

🔘 Стабилизатор Напряжения на мощном ПОЛЕВОМ транзисторе IRLR2905 и стабилитроне TL431

Улучшение характеристик

• Использование диодов Шоттки в выпрямителе снижает потери на выпрямлении, увеличивая общую эффективность системы.

• Увеличение ёмкости C1 позволяет уменьшить входные пульсации, улучшая стабильность выходного напряжения.

• Выбор транзистора с ещё более низким сопротивлением открытого канала (Rds(on)) повысит КПД схемы и уменьшит тепловые потери.

• Дополнительное экранирование схемы снижает уровень внешних электромагнитных помех, что особенно важно в аудиосистемах высокого класса.

Общие выводы:

Электронный дроссель на MOSFET является эффективным решением для сглаживания пульсаций в источниках питания усилителей мощности. Он обеспечивает высокую стабильность выходного напряжения, защищает нагрузку от перегрузок и коротких замыканий, а также улучшает качество работы звуковой аппаратуры за счёт снижения шумов в питании. Благодаря своей компактности, эффективности и универсальности, схема может применяться в широком спектре электронных устройств, требующих высококачественного стабилизированного питания.

Приветствую сообщество ремонтеров, нужна ваша консультация. В импульсном блоке питания от вибрации отвалилась пайка дросселя, от плохого контакта и немаленьких токов, протекающих через дроссель(25-35А) он сильно перегрелся(фото), даже изоляция на ферритовом кольце облупилась.

Вопрос: даже если его перемотать, не потерял ли свои свойства ферритовый сердечник от перегрева? Я так понимаю, без расчётов тип и материал сердечник не подобрать.

Upd. Всем спасибо, рисковать и перематывать не буду, есть возможность подождать донора.

Короткая версия.

Поставила б/у карту 3080 Ti, звук на микрофоне стал пропадать после долгого сна. Решила перевставить дискретную аудиокарту, слоты рабочие, все норм. Случайно наклонила ее в работающем компе. Звук стал в 2 раза тише и на встройке, и на дискретке с использованием разных наушников. Пробовала переустанавливать дрова обоих звуковых, отключать одну (и физически в т.ч. в случае с дискретной), проверять другую, проверяла ползунки громкости. Не помогло. Через время пофиксила, переместив видеокарту во второй слот, потом вернув в первый, на утро громкость вернулась, но появились шумы и на встройке, и на дискретке. Слышно хорошо при выставлении на 100% ползунка в винде и при проигрывании этого звука. Больше нигде. С разными наушниками проверила. Проверяла также на новой и установленной после возврата громкости винде на другом разделе диска с ОС. Фоновый шум есть в наушниках KZ ZS10 Pro при подключении к фронту, который к дискретке, и напрямую в плату. Увеличивается у дискретки при перемещении ползунка громкости в системе Windows 10 вправо и уменьшается при перемещении влево. У встройки нет изменения уровня шума, но он есть немного, пропадает при муте или 0% громкости. А на максимуме шум одинаков + если кликать долго и много, накапливается. У остальных наушников (Havit H2008D и Sony) меньше чувствительность и шум меньше слышно. Но все равно то же самое. Сменила мат.плату с Asus P9X79 LE на MSI PRO B650-S WIFI. Дискретку не подключала. Шумы есть на встройке, но меньше. Те же условия. Громкость почему-то разная при подключении к фронту и к заду у новой матери (старую не тестила): к заду тише, к фронту громче. То ли тональность, то ли громкость. В разных наушниках. Надеваю по-разному, то остается прежним все, то что-то меняется, в правом динамике может быть громче (басистее), в левом динамике тише (чище), либо одинаково в определенных ушах и надевании. Короче, громкость или тональность разная в динамиках, причем может оставаться такой же даже при переодевании наоборот ушей. Слушала спец. видео на ютубе, тестила реалтековским тестом, кликала на ползунок винды 100% громкости. Помимо этого после тестирования карты весь день в играх + в фурмарке начали свистеть дроссели (либо раньше не замечала). Жужжание/свист немного слышно в наушниках (в KZ ZS10 Pro хорошо слышно, причем любые шевеления камерой меняют характер звука). Жужжание также то в левом динамике больше, то в правом, то посередине в разных наушниках, в разных положениях. Может сохраняться при переодевании ушей и жужжание в прежних положениях, как с громкостью (было слева и будет слева все равно, даже при переодевании наушников наоборот). Шум такая же фигня. И шум, и громкость, и жужжание/свист громче через фронтальные разъемы, чем при подключении к задним. Но это не всегда работает, на некоторых наушниках меняется при переодевании. Увеличивается частота от жужжания до свиста в зависимости от ватт и немного от фпс. Раньше что-то похожее было на 3080 Ti, но в некоторых моментах, и потом пропало. Свистит также старая карта MSI GTX 1070, как я недавно обнаружила, с ней тоже неясно, было или не было. Проверяла разные уши с переходником-разветвителем на микро и динамик, без него тоже, с ним, но без микрофона тоже - ничего не менялось. Карта 3080 Ti грелась в закрытом корпусе до 87 по ГПУ, 95 по хотспоту, 98 по памяти, обороты 85%. С открытым темпа снижалась до 79 по ГПУ, 90 по хотспоту, 94 по памяти, обороты 74%. Корпус Deepcool Matrexx 70 ADD-RGB 3F. Были постоянные перепады температур и питания от БП. Это только касательно карты 3080 Ti. БП был в СЦ, сказали, что при нагрузке напряжение проседает, но в пределах погрешности. Superflower 850W LEADEX III Gold ARGB, был куплен в 2023 новым. Подсветка портов на корпусе давно (>1 года) мигает, мб связано с БП. Плюс подсветка вентиля переднего среднего отрубалась пару раз. И кнопка включения мигала. Продала 3080 Ti. Купила новую карту Palit 4070 Ti Super GamingPro, но вставлять страшно. Вопросы в конце.

Длинная версия.

После замены на б/у видеокарту 3080 Ti у меня начал отключаться микрофон после долгого сна компьютера. Лечится перезагрузкой. Узнала об этом позже, а сначала решила переставить дискретную аудиокарту в другой слот. Переставила в другой, работает, вернула назад, не закрепила, думая, что проблема в слоте и ожидая возвращения аудиокарты назад. Кстати, когда переместила аудиокарту во 2й слот под видеокартой, сбросился БИОС, все настройки пришлось восстанавливать.

Пытаясь вставить штекер в аудиокарту напрямую на включенном компе, наклонила дискретную аудиокарту в 3м слоте PCI-E x16 на материнской плате Asus P9X79 LE. Попробовала поправить, немного назад сдвинула, потом остановилась, выключила комп, обесточила, поправила, закрепила к корпусу.

Включила компьютер, звук тише в 2 раза. И на встроенной звуковой, и на дискретной. Через несколько дней попыток, смены гарнитуры на другие, переустановки драйверов, отключения звуковой в БИОСе и физически, подключении к фронту/заду обеих звуковых, звук восстановился, но только после того как я видеокарту переместила во 2й слот, а потом вернула в 1й и потом отправила комп в сон. На утро громкость вернулась. Ранее, когда делала проверки до возврата уровня громкости, к сожалению, снова наклонила карту на выключенном, но не обесточенном компе. Много раз. Проверяла угол и силу наклона. Забыла обесточить компьютер. Проверяла в двух слотах разных. Воспроизводила ситуацию, визуально из контактов слота полностью не вышла, но наклон/отклонение от задней панели корпуса заметный. После этих действий ничего не изменилось.

С возвращением громкости появились шумы. Хорошо слышно, когда выставляешь ползунок громкости Windows (у меня 10) на 100%, такое шипение характерное. Можно покликать много раз, пока идет звук, шумы слышно, и они накапливаются как будто. После исчезновения звука шумы пропадают практически полностью, слышно только в наушниках KZ ZS10 Pro шипение фоновое, причем на дискретной (Sound Blaster Audigy 5/Rx) выражено сильнее и громкость шумов увеличивается/уменьшается при увеличении/уменьшении ползунка громкости. На встройке шум фоновый меньше, и он неизменен, плюс практически полностью пропадает с характерным пиканием при выключении полном звука (мут или 0%). На дискретной он остается и пикания нет. Во всех наушниках это есть.

После того, как восстановилась громкость на компе, на моих основных наушниках (Havit H2008D) тоже увеличилась громкость при подключении к телефону, регулировки не трогались ни на проводе, ни на телефоне, проверяла на том же видео, которое смотрела до этих событий. Заметно громче. Через какое-то время все стало норм.

В общем проделывала разные манипуляции, что выше описывала. Ничего не дало результата, шум остается.

Купила б/у мат.плату для апгрейда, MSI PRO B650-S WIFI, подключила. Тоже шумы, но чуть меньше. При тех же условиях. Встройка идентично работает той, что на старой матери была. Дискретку не рискнула подключать.

Принесла комп в СЦ. Проверили блок питания, напряжения под нагрузкой проседают, но они сказали, что "в пределах погрешности". Блок Superflower 850W Leadex III ARGB Gold. У меня еще на корпусе подсветка мигает, там штекер оплавленный/погрызанный, который Powerled-, но они проверили сигнал, вроде норм. Аудиокарту не переставили для проверки в другой комп.

После тестов в Furmark и разных играх в течение дня видеокарты спустя месяц после приобретения, обнаружила, что она свистит/жужжит. Ранее не слушала ее и вообще не знала, что такие звуки могут быть. Furmark был запущен на 20 мин непрерывно, карта грелась в закрытом корпусе до 87 по ГПУ, 95 по хотспоту, 98 по памяти, обороты 85%. С открытым темпа снижалась до 79 по ГПУ, 90 по хотспоту, 94 по памяти, обороты 74%. Корпус Deepcool Matrexx 70 ADD-RGB 3F. В играх (киберпанк) незначительно ниже. Тестировала с вертикалкой/без вертикалки, ограном, длсс и прочим, заходила по многу раз в меню игр и выходила тоже. Короче, температура постоянно скакала. В Furmark потом после 20 мин теста запускала по 1 минуте примерно или даже меньше и выключала тест с разными настройками, разных версий. В общем температура снова скакала то вниз, то вверх. Потом зашла в игру после Furmark и обнаружила странное жужжание в левом динамике преимущественно. Потом прислушалась, откуда оно, и поняла, что от видеокарты. Тональность зависит от потребления ватт и частично от фпс. При повышении потребления ватт жужжание становится писком, при фпс выше 500 тоже писк в меню. Где-то от 100 ватт начинает быть слышным и просто жужжит. От 300 ватт уже больше писк. Заметила только потому, что в этот момент не было звуков посторонних, как обычно, было тихо. Теперь такой звук везде в тишине слышу. Он не слишком сильный. Если есть звук, то он незаметный, правда это не касается наушников KZ ZS10 Pro, у них слышно, как меняется звук, даже при движении камерой в игре. Странно то, что его слышно гораздо меньше при подключении напрямую к материнке сзади, через фронт слышно гораздо громче.

И шумов это тоже касается, как и громкости звука! Шумы и громкость на процентов 5-10 меньше при подключении к мат.плате напрямую. А еще там оч странно все, потому что в разных наушниках разная громкость. В каких-то в левом динамике больше громкость как будто или это я путаю с басами, в других вроде бы равномерно (в KZ, где нет басов). Причем переодевая уши наоборот, громкость в некоторых случаях остается больше в левом, а в некоторых она становится одинаковой. Мне кажется это даже не громкость, а тональность. Левым ухом я лучше воспринимаю басы похоже, потому что я даже вибрации какие-то чувствую. Проверяла на видосах в ютубе, тесте реалтек, звуке при клике на ползунок громкости винды. Правый динамик, как правило, чище и звонче. А левый басистый и глуховатый. В Sony тоже самое. Но странно, что звук от винды как будто больше слышно в левом динамике, хотя он не басит. А когда надеваю эти уши наоборот, то посередине слышно. В KZ наоборот левый звонче, а правый глуше, но по громкости, как я ранее говорила, вроде бы одинаково все-таки. Я это все проверяла с переходником-разветвителем, без переходника, с переходником без микрофона вставленного, крч все проверила.

Это касается громкости, на шумы не обращала внимания, когда ее проверяла, плюс их не слышно почему-то нигде, кроме как если на ползунок этот нажимать. Это было и на старой материнке на встройке. Выключение звука в плеере аудио/видео ничего не изменяет при оставлении того же уровня в системе, шумы не слышно на Havit, Sony. На KZ шипение есть фоновое небольшое в старой мамке. Насколько помню, преимущественно через фронт разъемы. А вот сзади не скажу. Щас проверила, на новой мамке ситуация похоже та же: фронт шипит, сзади тоже есть, но значительно тише. Эти наушники KZ шипят и в телефоне, когда видео проигрывается или аудио, даже если звук в 0% выкручен. После выключения, еще немного шипят, потом все тихо. На компе шипение стабильное и не зависит от аудио/видео, оно просто есть.

Забыла написать ранее. Винду новую накатывала на другой раздел того же диска, шумы на другой чистой винде тоже были примерно такого же уровня и все условия сохранялись. Это было после восстановления уровня громкости, до этого другую винду не ставила и не проверяла на ней.

Про жужжание. В киберпанке в Havit слева-посередине, при подключении напрямую в мать, а не через фронт, то жужжание справа. В Sony фронт больше правая сторона жужжит, при перевороте наушников сохраняется правая сторона, что странно. При подключении к материнке сзади слышно одинаково в обоих динамиках и свист, и жужжание.

Я продала 3080 Ti, потому что она еще оказалась майненой с прошитым биосом, плюс температуры (как оказалось предыдущий владелец использовал КПТ-8 на ядре, прокладки вообще почти иссохли за 2 года).

Проверила старую карту, она тоже свистит и жужжит, как оказалось. MSI GTX 1070. Раньше ее ни разу не слушала, поэтому не знаю, было ли так или стало. Звуки передаются в наушники. Все наушники.

Заказала новую карту Palit 4070 Ti Super GamingPro, боюсь ее подключать теперь.

Вопросы:

1. Шумы, которых не было на старой матери при подключении ни через фронт, ни через зад, ни через дискретку в моих Havit и Sony, отчего они появились? Что вообще произошло?

2. Мне кажется что-то случилось с дросселями 3080 Ti и 1070 (если так ранее не было). Но проблема в том, что я на 100% не уверена, было ли ранее такое что с 3080, что с 1070. На старой плате были небольшие жужжания в игре, когда я переключалась между вкладками меню и при самой игре, но они были кратковременно на Havit, на наушниках KZ практически постоянно (на них еще при подключении к фронту на старой матери были помехи/электрические звуки). Потом они исчезли на Havit, поэтому я забила на них, KZ не подключала для проверки. Слышала я их только в наушниках, карту не слушала. Пока что грешу на БП и новую мат.плату. На старую плату старую карту стремно подключать, новую (которую уже продала) тоже не старую не подключала. Грешу на БП в основном, потому что шумы и на старой, и на новой плате + жужжания, которых возможно ранее не было + подсветка уже давно мигает на корпусе + просадки по словам СЦ (хотя они в пределах погрешности). Может ли быть дело в новой плате и БП и почему?

3. Безопасно ли подключать аудиокарту в новую мать для проверки?

4. Безопасно ли подключать новую карту 4070ti super в новую (и старую в принципе) мать и к данному БП? Я просто боюсь, что если подключу, БП или мат.плата подобьет карту, и она начнет свистеть, что-то еще произойдет. А у меня нет вообще точно исправных плат. Запасной БП есть. Но вот с платой вопрос. Покупать новую больше нет денег. Или даже, если подключу к другому компу, она там не будет свистеть, подключу на радостях к своему, а тут она засвистит и будет дальше везде свистеть, даже там где ранее не свистела. Это меня максимально пугает. И старый БП может подбить новая мат.плата и старая, если они неисправны? Это Aerocool Templarius Imperator 750W.

5. Есть какие-то идеи помимо предложенных мной вариантов? Что еще может быть источником и первопричиной шума, жужжания/свиста? И вот эти моменты с разной громкостью/тональностью, что я ранее максимально подробно описала, тоже непонятны. Почему фронт громче, чем зад на новой матери (на старой не тестила) в плане ВСЕГО: жужжание/свист, шум, громкость звука? И почему вообще эти жужжания слышно в наушниках?

6. У меня еще почему-то, когда я вытаскивала новый проц R5 7500F, чистила на нем термуху и наносила по новой (это был третий раз за месяц, он жутко греется до 87 в киберпанке и чуть меньше в др. играх при закрытом корпусе), плата перестала работать. Были Debug LED как будто не было процессора и ОЗУ. Потом сбросила БИОС батарейкой, и все норм заработало. Странно это, кто знает, с чем может быть связано?

7. Почему на старой матери микрофон отрубался при новой карте? На новой материнке такого нет после долгого сна. И ранее вопрос был про то, почему на старой матери БИОС сбросился после вставки аудиокарты во второй слот PCI-E x16? Вообще, эта мать прям супер проблемная, у нее периодически выскакивала ошибка CPU Fan Error, хотя вентилятор точно крутился в этот момент. При перезагрузке не выскакивала, а когда включаешь выключенный, то через раз может выскочить. Это произошло после замены кулера на Deepcool GAMMAXX GT V2.

Я этим занимаюсь уже с 17 июня. Проблемы обнаружены были именно тогда. По сей день проблемы сохраняются и прибавляются. У меня уже болит голова от этого кошмара. Я так жалею обо всем, что произошло по моей вине скорее всего. Пожалуйста, подскажите, по вопросам выше. И что мне по итогу надо сделать. В СЦ пойду в последнюю очередь, если ничего не поможет и ничего не выясню и то только в сентябре скорее всего. Если кто знает хорошие СЦ в Москве по приемлемым ценам, буду рада совету. Уже обожглась 2 раза просто.

Конфигурация старого компьютера:

Материнская плата: Asus P9X79 LE

Процессор: Intel Core i7-3820

Оперативная память: DDR3, вроде Kingston

Видеокарта: MSI GTX 1070

Блок питания: Superflower 850W LEADEX III Gold ARGB

Корпус: Deepcool Matrexx 70 ADD-RGB 3F

SSD (SATA): Crucial M4 128 GB, Samsung 870 EVO 1 TB

Конфигурация нового:

Материнская плата: MSI PRO B650-S WIFI

Процессор: AMD Ryzen 5 7500F

Оперативная память: DDR5, Team Group Expert 16GBx2 6400Mhz 32CL

Видеокарта: MSI GTX 1070 (ну и новая, которую еще не забрала, Palit 4070 Ti Super GamingPro)

Блок питания: Superflower 850W LEADEX III Gold ARGB

Корпус: Deepcool Matrexx 70 ADD-RGB 3F

SSD (SATA): Crucial M4 128 GB, Samsung 870 EVO 1 TB

+ Старый БП Aerocool Templarius Imperator 750W