Nový High-End zesilovač – zdroj

V tom díle se podíváme na první blok zesilovače a to na desku zdroje. Vzhledem k tomu, že se jedná o první praktický díl, popíšeme si i výrobu tištěného spoje.

Transformátor

Pro zdroj jsem použil toroidní transformátor, který jsem koupil již před lety právě pro účely zesilovače. Jedná se o 156VA trafo se dvěma výstupními napětími. Symetrických 24V/3,1A a 12V/0,6A. Symetrickou část použiji jako napájení zesilovače a dalších modulů. 12V větev pak pro signalizační diody. A možná i pro modul přepínání vstupů.

Vzhledem k tomu, že mám jednotlivé cívky větve 24V jako samostatné vinutí, je nutné jejich střed spojit. K tomu je ale nutné najít jejich začátky a konce. K tomu potřebujeme nějaké bezpečné střídavé napětí. Já jsem použil zdroj, který jsem si nedávno vyrobil právě pro potřeby vývoje zesilovače.

Na primární vinutí toroidu přivedeme bezpečná střídavé napětí, v mém případě 25V. Následně změříme napětí na sekundárních vinutích. Dostaneme tak Us1 a Us2. Sečtením těchto napětí pak získáme Us. Což je žádané napětí po spojení vinutí. Vinutí toroidních transformátorů se navíjí společně. To může být jako nápověda pro urychlení. Správnost zapojení zjistíme ale měřením. Jednu svorku voltmetru připojíme k prvnímu vývodu prvního vinutí. Druhý vývod prvního vinutí spojíme s prvním vývodem druhého vinutí a na poslední vývod připojíme drouho svorku voltmetru. Pokud změřené napětí není rovno Us, tedy je menší, zapojili jsme vývody obráceně. Prohodíme tedy vývody druhé vinutí. Nyní bysme měli naměřit napětí shodné s vypočteným Us. Spojené vývody vytvoří střed vzniklé cívky. Ve schematu desky zdroje je označeno jako GND.

Schema

Jako zjednodušení a úsporu místa jsem použil hotové diodové můstky. Používat samostatné diody by desku jen komplikovalo a zvětšilo její rozměr. Těsně za můstkem se nachází odrušovací kondenzátory C1 a C2, eliminující pulzy ze spínání diod. Následují již jen filtrační kondenzátory C3 až C6 a dvojice pojistek na ochranu elektroniky. V druhé větvi 100nF odrušovací kondenzátor není, zde až tolik na čistotě napájení nezáleží. Pokud by byl ale někdy potřeba, lze jej snadno doplnit. Filtrační kondenzátor C7 je již jen kosmetický, aby nám neblikaly diody.

Deska tištěného spoje (PCB)

Návrh desky vznikl v open-source programu KiCad který vyvíjí, mimo jiné, i Cern. Velkou výhodou je, že lze snadno vytvářet vlastní knihovny součástek. Čehož jsem hojně využíval.

Výroba PCB

Způsobů výroby desky tištěných spojů je mnoho. Nejsnadnější je si jej nechat vyrobit například u plosnaky.cz. Já jsem se ale rozhodl vyrobit vlastní. Pro výrobu potřebujete jen laserovou tiskárnu, žehličku a křídový papír.

Návrh plošného spoje nejdříve vytiskneme. Různě jsem se setkal s tiskem na „mastnou“ stranu papíru ze samolepek. Nebo i jiné. To se mi ale neosvědčilo. Nejlépe mi fungovaly letáky na křídovém papíru. Výborné jsou i foto katalogy. Při tisku zvolte největší rozlišení co tiskárna podporuje a vysoké krytí. Výtisk ostřihněte cca o něco větší než bude samotná deska, položíme na stůl a na něj kuprextit mědí dolů. Na kuprextit položíme nahřátou žehličku na dvojku (vlna) na 30s. Následně žehličku zatížíme na dalších 30s. Nyní by měl papír již držet na tolik, aby šla deska otočit papírem nahoru. Abychom měli přižehleny i jemné cesty a texty, špičkou žehličky kroužíme po celé ploše. Pozor na to, že pokud kroužíte příliš dlouho, nebo je žehlička příliš nahřátá, začne se vám toner roztékat a nebude mít tak přesný potisk. Jakmile deska zchladne na pokojovou teplotu, vložíme ji do vody. Délka máčení vždy záleží na použitém papíru, je ale snadné poznat kdy je papír rozmočený. Pak již jej stačí sloupnout a prstem setřít přebytečný papír. Nyní již stačí dát desku vyleptat. Já používám chlorid železitý, lze ale použít i směs kyseliny sírové a peroxidu vodíku. Použití chloridu je ale daleko bezpečnější a lze jej sehnat v každém bastlířském obchodu. Při leptání nezapomeňte aby deska plavala na hladině mědí dolů. Leptání se tak urychlí.

Vyleptanou desku opláchneme, necháme uschnout a potřeme pájivou maskou. Tu si lze vytvořit směsí kalafuny a lihu, nebo opět koupit. Já ještě po osazení součástkami natřu nepájivou maskou.

Náklady

Jak jsem slíbil v úvodním dílu, zde jsou náklady potřebné na výrobu. Cena je bez dopravy, jen za materiál.