Линейный источник для «музыкального» компьютера.
Додано: 22 лютого 2017, 22:46
Уже давно замечено, что импульсные системы питания, даже в устройствах, не имеющих аналоговых узлов, влияют на итоговое качество звука. В принципе, механизм этого явления понятен - наличие гальванических связей между аппаратурой в совокупности с паразитными связями через сеть и широкополосными электромагнитными шумами самого источника.
Для минимизации этого влияния был выбран самый простой вариант, замена импульсного источника на линейный. Естественно, это снижает и КПД источника, и увеличивает габариты, и уменьшает диапазон рабочих сетевых напряжений – но позволяет резко снизить общий шумовой фон и минимизировать паразитные связи через сеть.
Собственно компьютерное «железо» и корпус – выбирал не я. По поводу материнской платы был диалог на предмет согласования (в сторону упрощения и удешевления) системы питания и необходимой вычислительной мощности. В итоге, получилось следующее: Материнская плата – J3160TM-ITX c пассивным охлаждением. Устройство вывода – SOtM tX-USBexp. Накопитель – SSD.
Определенные сложности возникли с определением необходимых параметров системы питания, так как в описаниях плат нет достаточно точных данных, и так обтекаемо сказано о максимальной потребляемой мощности. В результате, все выбиралась исходя из предельных мощностей, что наверняка привело к завышенным значениям необходимых токов источника (соответственно – и стоимости). Может, это и к лучшему - запас на вырост.
Источник 4-х канальный.
Основной канал – 19V 3A, для питания материнской платы.
Канал 9V 1A, для питания платы вывода.
Канал 5V 1.5A, для питания SSD.
Канал 5V 0.5A, для питания внешнего синхрогенератора.
Общая полная мощность источника – 76 ватт, диапазон входных напряжений 195-245 вольт, охлаждение пассивное.
Источник реализован не по совсем обычной структуре – он двухступенчатый.
Первая ступень выполняет следующие функции: Во-первых, обеспечивает разгрузку вторичных стабилизаторов по рассеиваемой мощности. Во-вторых, позволяет существенно снизить уровень шумов, как проникающих из сети, так и генерируемых источником в сеть, за счет наличия линейного регулирующего элемента прямо в цепи первичной обмотки трансформатора. В третьих, позволяет оптимизировать работу силового трансформатора, так как действующее напряжение на его первичной обмотке изменяется в незначительных пределах не зависимо от напряжения сети.
Силовой трансформатор тороидальный, с пониженной индукцией и внутренним экраном.
Вторичные ступени обеспечивают динамику, низкий уровень выходных шумов, долговременную стабильность и защиту от перегрузок. Вторичный стабилизатор основного канала - LM350T/NOP, в остальных каналах LT1764AET. Для получения желаемого вида переходного процесса непосредственно у стабилизаторов установлены полимерные емкости с очень низким ESR.
Так как корпус довольно большой, а материнская плата – маленькая, то проблем с размещением всего этого хозяйства не возникало. На боковую стенку корпуса вынесены охладители первичной ступени стабилизатора (как основной источник тепла), вторичные стабилизаторы установлены на локальных охладителях. Так как место было, я с их размерами особенно не стеснялся. Конечно, площади охладителей избыточны. А для видимых охладителей вообще был отдан приоритет эстетическим вопросам, были специально найдены широкие профиля с низким ребром, чтобы получилась сплошная боковая стенка.
Сам стабилизатор разбит физически на две части. Высоковольтный регулятор со вспомогательными цепями смонтирован на отдельной плате и установлен прямо на охладителе. Выпрямители и вторичные стабилизаторы скомпонованы на второй плате. Сделано это и с точки зрения повышения электробезопасности, так и оптимизации компоновки узлов.
Как это все выглядит, можно посмотреть на картинках.
С уважением.
Для минимизации этого влияния был выбран самый простой вариант, замена импульсного источника на линейный. Естественно, это снижает и КПД источника, и увеличивает габариты, и уменьшает диапазон рабочих сетевых напряжений – но позволяет резко снизить общий шумовой фон и минимизировать паразитные связи через сеть.
Собственно компьютерное «железо» и корпус – выбирал не я. По поводу материнской платы был диалог на предмет согласования (в сторону упрощения и удешевления) системы питания и необходимой вычислительной мощности. В итоге, получилось следующее: Материнская плата – J3160TM-ITX c пассивным охлаждением. Устройство вывода – SOtM tX-USBexp. Накопитель – SSD.
Определенные сложности возникли с определением необходимых параметров системы питания, так как в описаниях плат нет достаточно точных данных, и так обтекаемо сказано о максимальной потребляемой мощности. В результате, все выбиралась исходя из предельных мощностей, что наверняка привело к завышенным значениям необходимых токов источника (соответственно – и стоимости). Может, это и к лучшему - запас на вырост.
Источник 4-х канальный.
Основной канал – 19V 3A, для питания материнской платы.
Канал 9V 1A, для питания платы вывода.
Канал 5V 1.5A, для питания SSD.
Канал 5V 0.5A, для питания внешнего синхрогенератора.
Общая полная мощность источника – 76 ватт, диапазон входных напряжений 195-245 вольт, охлаждение пассивное.
Источник реализован не по совсем обычной структуре – он двухступенчатый.
Первая ступень выполняет следующие функции: Во-первых, обеспечивает разгрузку вторичных стабилизаторов по рассеиваемой мощности. Во-вторых, позволяет существенно снизить уровень шумов, как проникающих из сети, так и генерируемых источником в сеть, за счет наличия линейного регулирующего элемента прямо в цепи первичной обмотки трансформатора. В третьих, позволяет оптимизировать работу силового трансформатора, так как действующее напряжение на его первичной обмотке изменяется в незначительных пределах не зависимо от напряжения сети.
Силовой трансформатор тороидальный, с пониженной индукцией и внутренним экраном.
Вторичные ступени обеспечивают динамику, низкий уровень выходных шумов, долговременную стабильность и защиту от перегрузок. Вторичный стабилизатор основного канала - LM350T/NOP, в остальных каналах LT1764AET. Для получения желаемого вида переходного процесса непосредственно у стабилизаторов установлены полимерные емкости с очень низким ESR.
Так как корпус довольно большой, а материнская плата – маленькая, то проблем с размещением всего этого хозяйства не возникало. На боковую стенку корпуса вынесены охладители первичной ступени стабилизатора (как основной источник тепла), вторичные стабилизаторы установлены на локальных охладителях. Так как место было, я с их размерами особенно не стеснялся. Конечно, площади охладителей избыточны. А для видимых охладителей вообще был отдан приоритет эстетическим вопросам, были специально найдены широкие профиля с низким ребром, чтобы получилась сплошная боковая стенка.
Сам стабилизатор разбит физически на две части. Высоковольтный регулятор со вспомогательными цепями смонтирован на отдельной плате и установлен прямо на охладителе. Выпрямители и вторичные стабилизаторы скомпонованы на второй плате. Сделано это и с точки зрения повышения электробезопасности, так и оптимизации компоновки узлов.
Как это все выглядит, можно посмотреть на картинках.
С уважением.
