LC-фильтр для БП усилителя на TDA2050. Как рассчитывается?

[Гость CollSpack]

Нужно построить хороший выпрямитель для питания усилителя на микросхемах TDA2050 мощностью не более 15 ватт.

 

Просто мостовой выпрямитель с 1 или 2 конденсатором не подходит.

Заинтересовала схема со сглаживающим LC-фильтром, в идеале - двухзвенном.

 

Вот что меня заинтересовало:

 

Там где 2 дроселя и 3 конденсатора. По каким принципам их рассчитать? Главное - это добиться минимального шума вызываемого трансформатором на частоте 100 гц.

[Chugunov]

Нужно построить хороший выпрямитель для питания усилителя на микросхемах TDA2050 мощностью не более 15 ватт.

Заинтересовала схема со сглаживающим LC-фильтром, в идеале - двухзвенном.

Леонид!

LC фильтры в питании используют только для ламповых усилителей - там ТОКИ потребления небольшие и обычно стабильные. Транзисторно-микросхемные УНЧ потребляют большие и очень большие токи, для них нужны индуктивности намотанные толстым проводом на очень большом железе.

Но не всё так плохо - микросхемные УНЧ обычно очень мало чувствительны к пульсациям по питанию, а конденсаторы большой ёмкости для питания сегодня доступны и недороги.

Второй вариант - сделать стабилизатор.

[Lexter]

Нужно построить хороший выпрямитель для питания усилителя на микросхемах TDA2050 мощностью не более 15 ватт....

...Главное - это добиться минимального шума вызываемого трансформатором на частоте 100 гц....

На сайте ... нет никаких формул...

Ну, давайте посчитаем. Грубо, с запасом. :smile:

"Добиться минимального шума...на частоте 100 гц" - это значит получить на выходе усилителя напряжение пульсаций 100 Гц ниже уровня собственных шумов усилителя.

Берём даташит на микросхему: _https://www.st.com/web/en/resource/technical/document/datasheet/CD00000131.pdf

Считаем, какое напряжение собственных шумов усилителя будет на выходе:

Из даташита: Напряжение шумов, приведённое ко входу (Input noise voltage) - не более 10 мкВ.

Коэффициент усиления усилителя будет примерно 20.

10 мкВ * 20 = 200 мкВ.

Полагаем, что пульсации на питании должны давать на выходе не более 100 мкВ (меньше уровня собственных шумов).

Из даташита: коэффициент подавления пульсаций по питанию (Supply voltage rejection) - 45 дБ, или 180 раз.

Считаем, какой размах пульсаций допустим на питании: 100 мкВ * 180 = 18 мВ.

Считаем, какая ёмкость после выпрямителя нужна, чтобы не превысить это значение никогда, в том числе при максимальном токе потребления 2,5 А:

С = I * t /U = 2,5 А * 10 мс / 18 мВ = 1,4 Ф.

Ёмкость получилась, конечно, очень большая.

Но, на самом деле, это при токе 2,5 А, а он бывает только при максимальном сигнале, на пике громкости. Расслышать при этом фон на уровне шумов человеческое ухо не способно.

А если рассчитать для тока 0,1 А (ток покоя усилителя, при отсутствии сигнала, как раз там слышны шумы и фон), то требуемая ёмкость получится вполне вменяемая - двух банок по 20 000 мкФ вполне достаточно.

Но если хочется, чтобы всё было "супер-пупер" во всём диапазоне громкости, то фильтр по питанию придётся ставить посолиднее.

Если применять индуктивность, то она будет очень габаритная. Лучше пожертвовать парой ватт и пустить их в тепло, применив транзисторный фильтр, или вообще стабилизатор.

Итого, пара банок по 20 000 мкФ плюс любая простейщая схема гарантированно обеспечит уровень пульсаций не более требуемых 18 мВ.