Звуковые генераторы, фильтры и другие аналоговые устройства (кроме радиотехники и УНЧ)
Ответить

Простое интеллектуальное охлаждение радиаторов УМ

Сб дек 10, 2011 21:57:53

Привет всем!
Озадачился активным охлаждением радиаторов будущего усилителя.
Задача состоит в том, чтобы управлять охлаждением в зависимости от сигнала и температуры. Нарисовал. Решил продемонстрировать схему и спросить, что вы о ней думаете. Принимаю любые замечания, ибо схемотехникой я занимаюсь давно, но редко, опыта мало.
Схема мне кажется простой и не очень дорогой. ЭТО ПРОЕКТ. НЕ ДЛЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ.

Изображение
Изображение

Описываю.
Контакт Х5 подключен к выходу усилителя. Терморезистор установлен на радиаторе. Усилитель включен.
1. Сигнал отсутствует, радиатор холодный. Куллер отключен.
2. Появляется сигнал и при привышении некоторого уровня сигнала (будет настраиваться подбором резисторов) логическая схема управляя LM-кой включает куллер на половину мощности (5-6В). Соблюдается тихий режим работы куллера. Так будет происходить если температура радиаторов не превысит определенного значения.
3. При достижении температуры радиатора более 50°С (предположительно) логическая схема включает куллер на полную мощность (12В).
4. Радиатор еще горячий. Сигнал ослабевает (убавлена громкость или пауза между компазициями). Логика переводит куллер на пониженную мощность (5-6В). При появлении сигнала превышающего порог срабатывания куллер снова включается на полную.
5. При отсутствии сигнала куллер будет работать на половину можности до снижения температуры ниже 50°С, а потом выключится.
Последний раз редактировалось pechon71 Вт дек 13, 2011 09:16:05, всего редактировалось 3 раз(а).

Re: Простое интелектуальное охлаждение радиаторов УМ

Вс дек 11, 2011 10:21:45

Я использую такое, вот выдержки из статьи:

Можно построить самую простую схему, которая содержит минимальное количество деталей (рис. 1).Изображение

Рис. 1. Принципиальная схема первого варианта терморегулятора

Ещё со времен "четверок" использовался регулятор, собранный по такой схеме. Построен он на основе микросхемы компаратора LM311 (отечественный аналог - КР554СА3). Несмотря на то, что применен компаратор, регулятор обеспечивает линейное, а не ключевое регулирование. Может возникнуть резонный вопрос: "Как так получилось, что для линейного регулирования применяется компаратор, а не операционный усилитель?". Ну, причин этому есть несколько. Во-первых, данный компаратор имеет относительно мощный выход с открытым коллектором, что позволяет подключать к нему вентилятор без дополнительных транзисторов. Во-вторых, благодаря тому, что входной каскад построен на p-n-p транзисторах, которые включены по схеме с общим коллектором, даже при однополярном питании можно работать с низкими входными напряжениями, находящимися практически на потенциале земли. Так, при использовании диода в качестве термодатчика нужно работать при потенциалах входов всего 0.7 В, что не позволяют большинство операционных усилителей. В-третьих, любой компаратор можно охватить отрицательной обратной связью, тогда он будет работать так, как работают операционные усилители (кстати, именно такое включение и использовано).

В качестве датчика температуры очень часто применяют диоды. У кремниевого диода p-n переход имеет температурный коэффициент напряжения примерно -2.3 мВ/°C, а прямое падение напряжения - порядка 0.7 В. Большинство диодов имеют корпус, совсем неподходящий для их закрепления на радиаторе. В то же время некоторые транзисторы специально приспособлены для этого. Одними из таких являются отечественные транзисторы КТ814 и КТ815. Если подобный транзистор привинтить к радиатору, коллектор транзистора окажется с ним электрически соединенным. Чтобы избежать неприятностей, в схеме, где этот транзистор используется, коллектор должен быть заземлен. Исходя из этого, для нашего термодатчика нужен p-n-p транзистор, например, КТ814.

Можно, конечно, просто использовать один из переходов транзистора как диод. Но здесь мы можем проявить смекалку и поступить более хитро :) Дело в том, что температурный коэффициент у диода относительно низкий, а измерять маленькие изменения напряжения достаточно тяжело. Тут вмешиваются и шумы, и помехи, и нестабильность питающего напряжения. Поэтому часто, для того чтобы повысить температурный коэффициент датчика температуры, используют цепочку последовательно включенных диодов. У такой цепочки температурный коэффициент и прямое падение напряжения увеличиваются пропорционально количеству включенных диодов. Но ведь у нас не диод, а целый транзистор! Действительно, добавив всего два резистора, можно соорудить на транзисторе двухполюсник, поведение которого будет эквивалентно поведению цепочки диодов. Что и сделано в описываемом терморегуляторе.

Температурный коэффициент такого датчика определяется отношением резисторов R2 и R3 и равен Tcvd*(R3/R2+1), где Tcvd - температурный коэффициент одного p-n перехода. Повышать отношение резисторов до бесконечности нельзя, так как вместе с температурным коэффициентом растет и прямое падение напряжения, которое запросто может достигнуть напряжения питания, и тогда схема работать уже не будет. В описываемом регуляторе температурный коэффициент выбран равным примерно -20 мВ/°C, при этом прямое падение напряжения составляет около 6 В.

Датчик температуры VT1R2R3 включен в измерительный мост, который образован резисторами R1, R4, R5, R6. Питается мост от параметрического стабилизатора напряжения VD1R7. Напряжение разбаланса измерительного моста прикладывается к входам компаратора, который используется в линейном режиме благодаря действию отрицательной обратной связи. Подстроечный резистор R5 позволяет смещать регулировочную характеристику, а изменение номинала резистора обратной связи R8 позволяет менять ее наклон. Емкости C1 и C2 обеспечивают устойчивость регулятора.
Смонтирован регулятор на макетной плате, которая представляет собой кусочек одностороннего фольгированного стеклотекстолита (рис.2).
Изображение
Рис. 2. Монтажная схема варианта терморегулятора
Для уменьшения габаритов платы желательно использовать SMD-элементы. Хотя, в принципе, можно обойтись и обычными элементами. Плата закрепляется на радиаторе кулера с помощью винта крепления транзистора VT1. Для этого в радиаторе следует проделать отверстие, в котором желательно нарезать резьбу М3. При выборе места на радиаторе для закрепления платы нужно позаботиться о доступности подстроечного резистора, когда радиатор будет находиться внутри. . Хороший тепловой контакт с радиатором должен иметь только транзистор термодатчика. Еще одним способом крепления является применение клея с хорошей теплопроводностью.
При установке транзистора термодатчика на радиатор, последний оказывается соединенным с землей. Но на практике обычно это не вызывает особых затруднений.
Электрически плата включается в разрыв проводов вентилятора. Правильно собранная схема практически не требует настройки: нужно лишь подстроечным резистором R5 установить требуемую частоту вращения крыльчатки вентилятора, соответствующую текущей температуре. На практике у каждого конкретного вентилятора существует минимальное напряжение питания, при котором начинает вращаться крыльчатка. Настраивая регулятор, можно добиться вращения вентилятора на минимально возможных оборотах при температуре радиатора, скажем, близкой к окружающей. Тем не менее, учитывая то, что тепловое сопротивление разных радиаторов сильно отличается, может потребоваться корректировка наклона характеристики регулирования. Наклон характеристики задается номиналом резистора R8. Номинал резистора может лежать в пределах от 100 К до 1 М. Чем больше этот номинал, тем при более низкой температуре радиатора вентилятор будет достигать максимальных оборотов. На практике очень часто нагрузка составляет считанные проценты. В такие моменты вентилятор может работать на значительно сниженных оборотах. Именно это и должен обеспечивать регулятор. Однако при увеличении нагрузки температура поднимается, и регулятор должен постепенно поднять напряжение питания вентилятора до максимального, не допустив перегрева. Температура радиатора, когда достигаются полные обороты вентилятора, не должна быть очень высокой. Конкретные рекомендации дать сложно, но, по крайней мере, эта температура должна "отставать" на 5 - 10 градусов от критической.
Результат моделирования показан на рис. 3.
Изображение
Рис. 3. Результат моделирования схемы в пакете PSpice
Как видно из рисунка, напряжение питания вентилятора линейно повышается от 4 В при 25°C до 12 В при 58°C. Такое поведение регулятора, в общем, соответствует нашим требованиям, и на этом этап моделирования был завершен.

На основе статьи Леонида Ридико (wubblick@yahoo.com)

Re: Простое интелектуальное охлаждение радиаторов УМ

Вс дек 11, 2011 19:20:35

Неплохая схемка, но она создана, скорее для компьютеров. В усилке же куллер с такой схемой будет создавать шум в паузах между композициями, что не есть гуд.
Предложенная мной схема не без недостатков. Хотелось бы, что бы вращение завилило от температуры, но боюсь схема усложнится. Попробую собрать ее, посмотрю, послушаю. Уже разводку сделал и деталек купил (80 рублей). Плата получилась приблизительно 40х40 мм.

Re: Простое интелектуальное охлаждение радиаторов УМ

Вс дек 11, 2011 19:49:48

Да, схемка изначально для системника и требует адаптации для "отработки" пауз.

Идея интересная, но недопонимаю где узел "полного отключения кулера", неужели шунтирование цепью R9, VT2 ?

Re: Простое интелектуальное охлаждение радиаторов УМ

Пн дек 12, 2011 09:48:23

conler писал(а):Да, схемка изначально для системника и требует адаптации для "отработки" пауз.

Идея интересная, но недопонимаю где узел "полного отключения кулера", неужели шунтирование цепью R9, VT2 ?


Именно так.

Re: Простое интелектуальное охлаждение радиаторов УМ

Пн дек 12, 2011 09:56:31

необычно как-то... :)

Re: Простое интелектуальное охлаждение радиаторов УМ

Пн дек 12, 2011 12:29:29

conler писал(а):необычно как-то... :)

Такой метод подключения даташите имеется (http://lib.chipdip.ru/142/DOC000142745.pdf).

Кстати, нашел ошибку в схеме, наверное по этому и не понятно. На схеме коллектор VT2 должен быть еще соединен с управляющим выводом ЛМ-ки. :oops:

ИСПРАВИЛ
Последний раз редактировалось pechon71 Вт дек 13, 2011 09:17:23, всего редактировалось 1 раз.

Re: Простое интелектуальное охлаждение радиаторов УМ

Пн дек 12, 2011 12:58:21

еchо писал(а):
conler писал(а):необычно как-то... :)

Такой метод подключения даташите имеется (http://lib.chipdip.ru/142/DOC000142745.pdf).

Кстати, нашел ошибку в схеме, наверное по этому и не понятно. На схеме коллектор VT2 должен быть еще соединен с управляющим выводом ЛМ-ки. :oops:

Ну вот! Теперь нолноценный управляемый делитель организовался!
Последний раз редактировалось conler Пн дек 12, 2011 13:24:57, всего редактировалось 1 раз.

Re: Простое интелектуальное охлаждение радиаторов УМ

Пн дек 12, 2011 13:05:13

еchо писал(а):Неплохая схемка, но она создана, скорее для компьютеров.


Да, я её ориентировал прежде всего на использование в компьютерах. А в усилителе мощности http://www.spetspribor.info/support/art ... a9000.html задачу управления кулером возложил на микроконтроллер, который имеется в любом современном усилителе. Правда, алгоритм несколько другой. Кулер всегда работает на максимальной скорости, но в паузах выключается, независимо от температуры радиатора.

Re: Простое интеллектуальное охлаждение радиаторов УМ

Чт янв 23, 2020 17:01:57

Изображение
Собрал себе такое подкл.чается на выход уся, паял с потолка состоит из удвоителя напряжения и выходного транзистора, номиналы как у меня взял с потолка можете доработать, у меня получилось в ёлочку полное напряжение получается где то на середине громкости, на малой громкости вентиляторы стоят. Стабилитрон на рабочее напряжение вентилятора.
Вложения
Без имени-1.jpg
(37.54 KiB) Скачиваний: 634

Re: Простое интеллектуальное охлаждение радиаторов УМ

Пт янв 31, 2020 11:48:58

По-другому решено: Л. ВАНЮШИНА. Регулятор частоты вращения вентилятора УМЗЧ. Журнал Радио №11 (Ноябрь) 2016

Re: Простое интеллектуальное охлаждение радиаторов УМ

Сб фев 01, 2020 11:59:55

А зачем в УМЗЧ вентилятор? Что, денег на приличный радиатор не хватило? :)))

Re: Простое интеллектуальное охлаждение радиаторов УМ

Сб фев 01, 2020 17:29:33

В моём случае это автомагнитола Sony c микросхемой Hi-Fi УМЗЧ, который жутко греется, там даже ток покоя по DS солидный. Звук у неё мне очень нравится. Работает не в авто, колхозить к ней ещё один радиатор не захотел, а с вентилятором всё получилось достаточно неплохо. А ещё 2 таких управляемых вентилятора стоят в блоках питания, один в переделанном Б5-47, другой в регулируемом 0-40 В на основе АТХ.

Re: Простое интеллектуальное охлаждение радиаторов УМ

Вс фев 02, 2020 12:54:31

...Подкину идею простого и эффективного радиатора для УМЗЧ: берём процессорный кулер типа "башня" с тепловыми трубками, выкидываем вентилятор и часть пластин, увеличив расстояние между оставшимися до нескольких миллиметров... Запросто можно рассеять до полусотни ватт без лишнего шума и уместиться в относительно компактном корпусе... :) (нечто подобное можно встретить в "фирменных" усилителях, там тепловые трубки используют для разнесения в пространстве выделяющих тепло элементов и собственно радиатора...)

Re: Простое интеллектуальное охлаждение радиаторов УМ

Сб фев 08, 2020 18:06:46

А зачем в УМЗЧ вентилятор? Что, денег на приличный радиатор не хватило? :)))


Изображение

Блок питания 100 честных ват, усилок по даташиту 100 на канал, но говорят честно 40-60 , и какой радиатор сюда можно поставить, башню от пк ))) даже если впихноть все равно придётся её охлаждать , но охлаждение я конечно не правильно сделал ещё в процессе прикидки надо было сделать умнее
Вложения
8124c729-a0fb-4db9-b605-1f5b2aa988b5.jpg
(27.14 KiB) Скачиваний: 483
Ответить