Блок автоматического включения и выключения лампового усилителя.

Как известно, лампы прослужат дольше, если перед подачей анодного напряжения будут прогреты их катоды. Также желательно, чтобы при выключении усилителя предварительно снижалось анодное напряжение, в противном случае при остывании катодов ламп под напряжением наблюдается их активный «износ» точно так же как и при подаче анодного напряжения на непрогретые катоды.

Таким образом, при включении ламповых устройств необходимо обеспечивать задержку подачи анодного напряжения для достаточного прогрева катодов ламп, а также снижение анодного напряжения и токов через лампы перед выключением накала.

Для этих целей разработано несложное устройство см. схему.

^Нажмите для увеличения^

Данное устройство обеспечивает:

Задержку подачи анодного напряжения для прогрева катодов ламп.
Плавное увеличение анодного напряжения - мягкий старт. Питание анодных трансформаторов сперва подается на выпрямитель через токоограничительный резистор для предварительной зарядки анодных конденсаторов , что заметно облегчает жизнь кенотронам или полупроводниковым диодам в момент старта.
Слежение за анодным напряжением и включение анодного трансформатора напрямую только при достижении заданного порогового напряжения.
Выключение накалов ламп только после снижения анодного напряжения до заданного уровня.
Полное обесточивание схемы при выключении тумблера и размыкании контактов реле К2.
Обеспечивает смещение накальных обмоток входных ламп для снижения уровня фона.

Итак, разберем работу схемы.
При замыкании контактов тумблера SA1, подается напряжение питания на накальные трансформаторы и блок автоматического включения и выключения получает питание. Я запитал схему от пары накальных трансформаторов отдельных для каждого канала, по одной обмотке на 6,3В каждого из которых включены последовательно.
Благодаря применению выпрямителя с удвоением напряжения, накальные обмотки имеют смещение ~ +30В и используются для питания накала ламп входных каскадов. Схему можно запитать и от отдельной обмотки на 12-13В.
Удвоитель напряжения (С1-С3 и VD1-VD2) и интегральный стабилизатор 7824 (применен без радиатора охлаждения, ввиду незначительного потребления тока) применен для питания релейных элементов схемы, R2 VD3 C5 питают КМОП микросхему.
Вместо 7824 можно применить: 7812 + КС512А (подключенный между общим проводом и выводом 2 стабилизатора) или другой стабилитрон на 12В; 7815 + Д814Б, Д818, …; биполярный транзистор с стабилитроном на 24В и резистором в базовой цепи.
В принципе, можно обойтись и без этого стабилизатора. Его применение обусловлено большей надежностью схемы, т.к. с малыми значениями емкостей С1 и С2 в выпрямителе, напряжение на его выходе изменяется в диапазоне 28-32В в зависимости от тока нагрузки и выходит за пределы рабочих напряжений для реле на 24В.
Таким образом, без стабилизатора, понадобится последовательное включение с реле дополнительных резисторов. Элементы R3 и C6, DD1, DD2, VT1, и твердотельное реле PR130 240-5-24 Carlo Gavazzi (имеет встроенный резистор, рабочий ток светодиода оптореле всего 10мА) образуют таймер с задержкой включения анодных трансформаторов через токоограничивающий резистор R1. (Вместо твердотельного реле PR130 240-5-24 Carlo Gavazzi можно использовать и обычные реле на соответствующее напряжение.).

Время задержки подачи питания на анодные трансформаторы задается R3, C6 и составляет примерно 50-55 сек. После срабатывания твердотельного реле анодные трансформаторы подключаются через токоограничительный резистор и анодное напряжение (элементы выпрямителя и фильтра с конденсаторами не показаны) плавно повышается. При этом в кенотроне отсутствует искрение даже при зарядке значительных емкостей фильтра питания.
При достижении анодным напряжением порогового уровня (примерно 110В с номиналами деталей указанными на схеме), но при этом с дополнительной задержкой на 10-15 сек., благодаря интегрирующей цепочке R8C7VD6 c гистерезисом, на входе логического элемента DD3 появляется логическая единица.
Это приводит к отпиранию транзистора VT2 и срабатыванию реле К2, которое замыкает одной парой контактов токоограничительный резистор R1 (анодный трансформатор получает питание напрямую), а другой парой контактов закорачивает контакт тумблера, через который подается напряжение на накальные трансформаторы. После этого напряжение повышается до номинального без резких бросков тока и искрения кенотронов и цикл включения заканчивается.

Благодаря диоду VD6, в цикле включение усилителя, подключение анодного трансформатора минуя токоограничительный резистор происходит при напряжении выше, чем отключение накала в цикле выключения. При повышенном потреблении анодного тока (к.з., отсутствие фиксированого смещения ламп и других неисправностях) и невозможности достичь анодным напряжением порогового уровня, дальнейший запуск и закорачивание токоограничительного резистора контактами реле, так и не состоится.

При выключении усилителя тумблером (нижняя по схеме контактная группа соединена последовательно с контактами реле, а верхняя параллельно) происходит обесточивание анодных трансформаторов, в то время как накальные трансформаторы все еще остаются запитаны через параллельно замкнутые контакты реле К2. Происходит разрядка конденсаторов фильтра из-за протекания токов ламп. При разрядке конденсаторов, анодное напряжение постепенно снижается, напряжение на делителе R5/R6 и, соответственно, на входе DD3 снижается до уровня соответствующему переходу в состояние логического нуля (благодаря диоду VD6, конденсатор С7 разряжается через резистор R7 быстрее), транзистор VT2 запирается, что приводит к размыканию контактов реле К2, выключению накальных трансформаторов и обесточиванию схемы. В усилителе, для которого разработана схема применены по паре трансформаторов ТН36 и ТА13.

Кенотроны 5Ц4С или 5Ц3С, емкость конденсаторов фильтра >2500 мкФ на канал. Номинальное анодное напряжение 290-295В, номинальный ток потребления 60мА/канал.

При включении тумблера время запуска и выхода анодного напряжения на уровень 95-100% от номинального составило примерно 90 сек. Напряжение включения анодных трансформаторов напрямую (минуя токоограничивающий резистор R1) происходит при анодном напряжении 170-180В, в то время как выключение накала происходит при снижении анодного напряжения до 100-105В.

Естественно, что данную схему можно легко адаптировать под любые токи нагрузки, анодные и пороговые напряжения, а также изменять времена задержки для предварительного нагрева.
Для этого необходимо лишь подобрать заново резисторы в делителе напряжения R5 и R6 (можно управлять в достаточно широких пределах пороговым анодным напряжением подбором стабилитрона VD5). В этом случае, вероятно, понадобится и подбор токоограничивающего резистора R1 (применен проволочный резистор ПЭВ – 10Вт). Можно применить вместо К561(564)ЛА7 микросхемы К651(564)ЛЕ5, но порог переключения у них ниже, поэтому понадобится увеличить номиналы резисторов (или конденсаторов) интегрирующих цепочек примерно вдвое.

Данную схему можно применить и в случае использования анодно-накального трансформатора. При этом первичная (сетевая) обмотка подключается через верхний контакт тумблера, а анодная обмотка подключается на нижний вывод тумблера. Конечно левый нижний контакт тумблера необходимо отключить от 220в и подключить на выход анодной обмотки трансформатора, а правый вывод резистора R1 подключить к выпрямителю или заземлить (зависит от типа выпрямителя – мостовая схема или двухполупериодный с заземлением среднего вывода).

Хорошего Вам звука и долгих лет жизни лампам!
Эдуард Русанов
Киев, февраль 2007.