Унч класса д своими руками: Усилитель класса D 100 Вт

Усилитель класса D 100 Вт

Интерес к усилителям мощности (УМ) класса D появился после разработки первых Импульсных Источников Питания. Стояла задача собрать простой и экономичный УМ. Тема эта не имела своего развития, пока на глаза не попался патент, на то время ведущего инженера-разработчика фирмы Филипс, Бруно Путзейса [1]. Одновременно прочитал статью Сергея Кузнецова [2] на ту же тему.  Много информации и ценных советов получены на vegalab.ru, в теме «класс Д для саба» [3]. Естественно, выбранная конструкция не претендует на законченность или выдающиеся параметры, так-так является на 100% любительской. Но с уверенностью можно утверждать, что конструкция является проверенной и повторяемой, не требует изготовления многослойной ПП. Во время проектирование главным критерием была как раз повторяемость, малая номенклатура использованных запчастей, их доступность, и возможность сборки в любых домашних условиях. В отличие от многих подобных схем использованы smd резисторы и конденсаторы одного типоразмера – 1206 и 0805 соответственно, а все комплектующие доступны для заказа через интернет.

Кроме того, после сборки предыдущих версий УМ была осознана острая необходимость включения в схему узла защиты от КЗ, так как кратковременное замыкание, или другое нештатное событие выводит из строя выходные ключи и, часто, микросхему драйвер, которые как раз и составляют львиную долю стоимости УМ.

Схему на дискретных элементах была отброшена из-за необходимости настройки каждого экземпляра устройства и склонности к нежелательным самовозбуждениям. Аналогичная схема на ИМС настройки не требуют и не столь  критична к замене типов  транзисторов и смене напряжения питания.

Рис.1. Блок-схема УМ класса Д

На микросхеме IC1 собран входной балансный усилитель напряжения. Такая схема выбрана в связи с необходимостью взаимокомпенсации влияния наводок. Коэффициент усиления плеч задается соотношением резисторов R2R5 R7R5, и при использование указанных номиналов составляет примерно 16дБ (6 раз). На элементах С2R2R4C4 и C1R1R3C3 сформирована АЧХ сигнала, поступающего на ОУ и развязка по постоянному току. Симметричные сигналы с выходов 1 и 7 IC1, через резисторы R8, R9 поступают на входы компаратора IC2 LM311, куда поступает сигнал обратной связи, через патентованную цепь ОС из [1]. IC2, VT3-VT5, IC3, VT8,VT9 и другие элементы объединяются в усилитель класса «Д», коэффициент усиления которого в звуковом диапазоне частот равен отношению R8, R9 к R15, R16 соответственно, для сохранения баланса R8 должен быть равен R9, а R15 – равен R16. Кроме того, как указано в [1] коэффициент усиления 13дБ (4,5 раза) является оптимальным для такого устройства.

Рис.2. Принципиальная схема УМ класса Д

Так-так драйвер IR2110 IC3 имеет раздельные входы управления верхним и нижним плечом, сигнал с вывода компаратора, который, по сути, является ШИМ модулированным звуковым сигналом, поступает на инвертор VT3, VT5, включенных по схеме дифференциального каскада. На VT4VD3 собран источник тока 1,2мА для обеспечения его работы. Ток задается равенством падения напряжения на составном сопротивлении R22, R23 и стабилитрона VD4. Для облегчения режима работы VT4 в цепи эмиттера включен дополнительный гасящий резистор R20. Кроме инвертирования сигнала VT3, VT4 выполняют еще одну важную функцию – функцию «левелшифтера». Так-так вывод Vss (сигнальная земля) микросхемы драйвера подключен к отрицательному выводу питания, необходимо «привести» сигнал ШИМ IC2 относительно земли устройства к уровню относительно «–Vcc». Номиналы резисторов R21, R24 выбраны таким образом, чтобы напряжение управления на входах IC3 не превышало ≈ 6В (1,2мА*4,7кОм).  Микросхема IC3 включена по стандартной схеме. [4].

Во избежание сквозного тока через транзисторы VT8, VT9 в зарядной цепи установлены ассиметричные схемы ограничивающие ток заряда емкости затворов VD7R36, VD8R37. Время переключения можно рассчитать, пользуясь [5]. В данном устройстве применены полевые транзисторы (ПТ) IRF 540Z как доступные, не дорогие и приемлемые по параметрам. При применение в устройстве стабилитронов на 12В напряжение управления на затворах ПТ будет составлять 12В-1,5В=10,5В (так-так транзистор VT7 составной). При R36=R37<10 Ом начинается разогрев выходных транзисторов, потому использованы резисторы 15 Ом. В этом случае время переключения, согласно [5] будет равно 42нК/(10,5В/15Ом)=60нС (при 10 Ом 40нС) Для примера, при напряжении питания IC3 равному 13В, из-за увеличения полного заряда затвора, время переключения в той же схеме будет 54нК/(13В/15Ом)=62,3нС. Отсюда средняя мощность запуска на частоте 300кГц будет равна 42нК*10,5В*300кГц=132мВт, тогда как при напряжении 13В – 54нК*13В*300кГц=210мВт. При этом, средний ток переключения, будет в первом случае 0,132Вт/10,5В=0,0125А, а во втором 0,21Вт/13В=0,0161А. Согласно документации на микросхемы IC3,IC4,IC5 можно определить суммарный ток потребления источника питания на VT7. Он составит 0,125ic3+0,0015ic4+0,01Аic5+0,0125Aig=0,149А. Соответственно, при напряжении питания УМ +/-30В на транзисторе VT7 выделится (30В-10,5В)*0,149А=2,9Вт, при напряжении питания драйвера 13В, упуская подсчет выделится 0,2416А*17В=4,1Вт. (Данные взяты из графиков потребления токов от напряжений питания микросхем). Обобщая вышесказанное, можно отметить, что только правильным выбором напряжения питания драйвера можно при построении 100Вт УМ повысить КПД устройства на 1-2%!

Первоначально схема защиты была устроена на датчике тока, который включался в цепь стока одного из транзисторов. Таким образом, при превышении тока через датчик вырабатывался сигнал на отключение устройства. Но для контроля тока в десятки ампер сопротивление и мощность резистора датчика тока, а также занимаемое им место на ПП становиться неприемлемыми. Лучшим решением есть «считывание» падения напряжения с самого перехода ПТ, в то время, когда он открыт, тем более, что такая схема легко реализуется. Так, в период времени, когда VT9 открыт, точка соединения ПТ-ов через переход сток/исток нижнего транзистора соединяется с отрицательным входом питания. Напряжение в этой точке равняется –Vcc+Ik*Rdson. Так, при токе в 15А через ключ, на истоке будет напряжение, которое больше –Vcc на 15А*0,027 Ом=0,405В. Для развязки от напряжения +Vcc использован быстрый диод VD6. Напряжение «+10,5В» c затвора ПТ подается через ограничивающий резистор R40 на VD6, в таком случае, напряжение в точке соединения R40 и VD6 составит сумму падения напряжения на переходе VD6 плюс напряжения падения на ПТ. То есть, при токе в 15А будет составлять около 0,4В+0,4В=0,8В. Для сглаживания пульсаций этого напряжения использован конденсатор С22, а для его разрядки R36. Далее напряжение с датчика тока сравнивается с опорным, которое формируется с помощью делителя напряжения R34R32. Причем опорное напряжение можно подстраиваться помощью подстроечного R32. В том случае, если напряжение с датчика больше, чем опорное –  выходной транзистор микросхемы IC5 с открытым коллектором закрывается. На выходе 1,7 IC5 благодаря R35 появляется напряжение +12В, открывается транзистор VT9, который в свою очередь быстро разряжает емкость  С26 и запускает таймер NE555 IC4, на его выходе 3 устанавливается логический уровень «1» – напряжение 10,5В относительно –Vcc. Это напряжение через светодиод HL1 поступает на вход 11 «Sd» IC3 и запрещает генерацию. Так как входной ток по этому входу недостаточен, для засвечивания светодиода, а так же для исключения ложного срабатывания защиты, по входу «Sd» подключен шунтирующий резистор R26.

Для контроля тока через ПТ был применен сдвоенный компаратор КА393. Его вторая половина следит за напряжением питания нижнего плеча. При этом подразумевается, что оба плеча питания симметричны. При напряжении питания отрицательного плеча ниже уровня примерно «-20В» компаратор срабатывает, и аналогично схеме защиты от превышения тока через ПТ, блокирует работу IC3 и выходного каскада. Это сделано для исключения неприятного свиста при выключении УМ. Кроме этого, схема на таймере 555 IC5 задерживает включение УМ при подключении питания на 2с. Соответственно, при кратковременном срабатывании защиты УМ будет выключаться на 2с. Схема включения IC5 стандартная. Кроме этого, у схемы защиты есть еще одно полезное свойство. Так-так сопротивление канала полевого транзистора растет с температурой (а максимальный допустимый ток уменьшается) и, соответственно, при равных токах на разогретом транзисторе падение будет выше, чем на холодном. Таким образом, порог срабатывания защиты смещается в безопасную зону при перегреве.

В схеме для питания ОУ и компаратора собраны два параметрических стабилизатора на VT1VD1С13R17 и VT2VD2С14R18. Для развязки от ВЧ помех установлены дроссели L1,L2, которые совместно с С15,С17 и С16,С18 составляют LC фильтр. При отсутствии  дросселей такого типа допустимо использовать резисторы 100-220 Ом. Для питания драйвера IR2110 IC3 и схемы защиты собран еще один параметрический стабилизатор на VT7VD4R33C20. Применен составной транзистор TIP112. Для него нужен радиатор, который может отводить не менее 3Вт тепла. Основную часть мощности потребляет IC3.

Рис 3. ПП УМ класса Д

Печатная плата представлена на рис.3. Как уже указывалось, ПП не претендует не какой-либо профессионализм, но лишь является работоспособной и легко повторяемой в любительских условиях.

Рис. 4. Монтажная схема УМ верх

Верхний слой фольги оставлен под землю, в местах отверстий под элементы фольга снята небольшим сверлом. Монтажная схема представлена на рис.4.

Рис. 5. Монтажная схема УМ низ

На плате предусмотрена возможность экранирования входного ОУ и компаратора. Для этого вокруг них симметрично расположены земляные полигоны и переходные отверстия. Однако, как оказалось, в этом нет необходимости.

Во время сборки сначала устанавливаются детали параметрических стабилизаторов и цепь источника тока инвертора. Проверяется наличие выходных напряжений на стабилизаторах и падение напряжения на R20. Оно должно быть около 6В. Затем монтируется микросхема-таймер NE555 c обвязкой, R33 не устанавливается. Производится проверка работы узла задержки запуска при включении. Светодиод должен загораться на 1-3с. после включения питания, а затем тухнуть. Затем монтируется компаратор LM393 с обвязкой, в том числе R33 и  VT6. Путем регулировки подстрочного резистора R30 устанавливается напряжение на 3 ноге LM393 равным 0,9-1В, проверяется работа схемы контроля напряжения питания. Удобно это делать с помощью регулируемого БП. При понижении напряжения питания менее 15-20В должен загораться светодиод. После проделывания этих проверок устанавливают остальные детали. Сначала правильно смонтировать все смд детали, потом остальные микросхемы, разъемы и радиаторы, дроссель. Обязательно тщательно промыть ПП. Особое внимание нужно уделить правильной полярности установки танталовых конденсаторов и полярности установки VD5-VD8. Не забывайте, что у танталовых конденсаторов полосой обозначен «+». Выходные транзисторы нужно установить на изолирующие прокладки. Перед включением нужно не забыть подключить ОС и установить перемычки. Первое включение лучше осуществлять с помощью маломощного БП. Для этих целей я использовал dc/dc 12 – +/-35В преобразователь с регулировкой выходного напряжения, подключенный от маломощного источника 12В, или через 21Вт лампу. Желательно при первом подключение АС к выходу УМ использовать резистор 20-100 Ом. При отсутствии осциллографа наличие несущей проверяется маломощной лампой накаливания на 27В на выходе дросселя. А с помощью лампы на 2,5В можно оценить реальное напряжение ВЧ на выходе УМ. Что касается постоянного напряжения на выходе, то на моих 3 изготовленных платах оно колебалось от 26мВ до 40мВ, но и с этим можно бороться введением цепей коррекции нуля IC2. Однако мне это показалось излишним.

Дроссель в усилителе едва ли не самый важный элемент. При его неправильном изготовлении либо будут перегреваться транзисторы, либо сам дроссель, либо появятся неприятные призвуки на НЧ. В моем случае я использовал дроссель из тороидального сердечника EPCOS 25,3×14,8×10 N87 c  зазором около 1,1мм. Зазор аккуратно прорезан «болгаркой» отрезным кругом толщиной 1мм. При резке нужно соблюдать крайнюю осторожность!!! Индуктивность сердечника с зазором можно вычислить из [7]. В моем случае для получения 30 мкГн намотано 24 витка. Диаметр провода нужно использовать не менее 0,8-1мм. Шунтирующий конденсатор выходного фильтра С27 должен поддерживать высокие токи и напряжения, некачественные конденсаторы в нем выходят из строя. Нужно использовать конденсатор не менее чем на 100В. Обязательно зашунтировать ВЧ помехи как можно ближе к выводам выходных транзисторов керамическими конденсаторами на 100В. 50В smd конденсаторы по питанию могут выйти из строя и прожечь ПП.

Данное устройство при использовании указанных компонентов может выдать 100Вт среднеквадратической долговременной мощности при напряжении в +/-34В. Температура после 30 мин. работы в таком режиме будет составлять около 65С на радиаторе VT7, 53С на микросхеме IC3 и 50 на радиаторах выходных транзисторов. На музыкальном сигнале средней мощности  нагрев выходных транзисторов не наблюдается и основным источником тепла становится VT7. При применение обдува и увеличении напряжения до +/-47В макс. мощность возрастет до 200Вт и выше. Необходимо понимать, что максимальное выходное напряжение будет меньшим, чем напряжения питания, на величину размаха несущей на выходе.

Усилитель легко модернизировать, собственно при разработке платы учитывалась возможная необходимость в будущем использовать входную часть с модулятором в более мощной конструкции. Для этого необходимо применить 150В, или даже 200В транзисторы, увеличить напряжение питания и переделать выходную часть устройства. Для этого в стабилизаторах питания ОУ и компаратора установлены транзисторы способные рассеивать значительную мощность. При питании не более +/-25В вполне можно ограничиться гасящими резисторами, так-так ток потребление по питанию ОУ и компаратора не превышает 20-25мА. Вообще, собранный правильно УМ надежен и неприхотлив, и не реагирует на ошибки в номиналах резисторов по «цифровым» цепям вплоть до порядка.

Оптимальная частота работы УМ – около 300 кГц. Схема поддерживает работоспособность вплоть до 600 кГц и, наверное, выше, при этом происходит ощутимый нагрев драйвера IC3. Частота зависит от параметров выходного фильтра и цепей ОС

Все конденсаторы емкостью 1мкФ – танталовые, типоразмера А. Все конденсаторы емкостью 1нФ, кроме С22, – фильтрующие, и от их емкости работоспособность не зависит. В качестве выходных транзисторов можно применить аналоги, например IRF540, однако при этом КПД УМ ухудшится. При отсутствии указанных транзисторов лучше всего использовать параметрический поиск на сайтах изготовителей полупроводников. Радиаторы выходных транзисторов обозначаются HS-123-40. Радиатор VT7- алюминиевый, 10х4х30 мм. Его нагрев при напряжении +/-28В около 40С.

 Плата ревизии 4.82 является 100% проверенной, все ошибки исправлены. УМ включается и выключается без щелчков и шумов и не боится короткого замыкания на выходе. При питании от одного источника питания взаимовлияния каналов мной не замечены. Хотя в [3] рекомендуют включать каждый канал УМ от отдельной обмотки трансформатора питания. При мостовом включении нужно шунтировать выходы разных усилителей конденсатором 0,1мкФ. Работоспособность в мостовом включении проверена. Что касается качественных объективных показателей – судить не берусь, нет необходимого инструментария. Субъективно же – звук качественный и как минимум «интересный». Описание звучания ucd УМ описывают в [3].

Стоимость устройства составила около 13$ без учета пересылки, сборки и разработки/наладки.

Подсчет цены в приложенном файле MS Excel.

Дополнение от 16.07.2012:
Осциллограммы, приведенные далее, сняты с платы ревизии 4.82. Все указанные детали соответствую схеме, кроме выходных транзисторов. Применены IRF540. БП импульсный, не стабилизированный. Мощность БП 100Вт. Нагрузка 3.9 Ом резистор. Масштаб по вертикали и горизонтали указан под осциллограммой.

Слева осциллограмма напряжения на выходе УМ без входного сигнала (желтым) и напряжение в средней точке ПТ (голубым). Справа напряжение несущей на выходе.

Напряжение на выходе УМ перед ограничением. Мощность 88Вт. Питание +/-28В.

Теоретически возможное напряжение на выходе равно 28В/1,41=19,8В.

Ограничение. Питание +/-26В. Фильтр 20 кГц.

Сигналы на входе драйвера IR2110

Как видно из осциллограммы, переключение, которое является источником помех, происходит, когда переходные процессы в схеме заканчиваются.

Задержка между появлением импульса на входе драйвера IR2110 и сигналом в средней точке ПТ. Голубым – сигнал управления.

Средняя точка ПТ. Фронт и спад

Выход компаратора LM311

Задержка реакции на смену полярности сигнала на входе диф. каскада (выходе LM311) Желтым – выход LM311, голубым – сигнал на входе драйвера

Общая задержка распространения сигнала. Голубым – выход компаратора, желтым – напряжение в средней точке ПТ

Напряжение датчика тока желтым (фильтр 10Мгц), напряжение средней точки ПТ – голубым

Во время эксплуатации УМ выяснилось, что транзистор VT6 в указанной схеме включения восприимчив к импульсным помехам. Как оказалось, из-за наводок на базу этого транзистора не удается выставить порог защиты выше 100Вт (на 4Ом). Была разработана новая ревизия платы, в которой силовые транзисторы выведены на нижнюю сторону. Изменено также включение схемы защиты, исключен транзистор VT6, радиаторы транзисторов. Уменьшен полигон средней точки ПТ, добавлены цепи подавления «спайков», внесены незначительные изменения в номиналы резисторов. Теперь можно устанавливать плату УМ на пластину-радиатор (дно например). Размер платы уменьшился.

Ссылки:
[1] http://www.google.com.ua/url?sa=t&rct=j&q=%D0%B0%D1%84%D1%82%D0%B0%D1%80%20ucd_aes118_05_2005_putzeys&source=web&cd=2&ved=0CC4QFjAB&url=http%3A%2F%2Fwww.elektroda.pl%2Frtvforum%2Fdownload.php%3Fid%3D303610&ei=-NWGT8W-JMr3sgbGq6XABg&usg=AFQjCNFoc6PsKDQN-Hqxi6xGOF96R_aRqQ&cad=rja
[2] http://www.classd.fromru.com/circuits/ucd1.html
[3] http://www.vegalab.ru/forum/showthread.php/2292-D-class-%D0%B4%D0%BB%D1%8F-%D1%81%D0%B0%D0%B1%D0%B0
[4] http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/82793/IRF/IR2110.html
[5] http://www.google.com.ua/url?sa=t&rct=j&q=an%0B944a&source=web&cd=1&ved=0CCoQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.irf.com%2Ftechnical-info%2Fappnotes%2Fan-944.pdf&ei=P9mGT5KGH8fMsgadwL3kBg&usg=AFQjCNHyns6nA5xkh31JgsIVpDiAZcdmQQ&cad=rja
[6] http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/104297/IRF/IRF540Z. html
[7] http://www.epcos.com/web/generator/Web/Sections/DesignSupport/Tools/Ferrites/Page__License,locale=en.html

Контакты автора: Юрий Игнатьев, Украина, г. Ивано-Франковск, ул. Галицкая, 32, кв 147. (Киевстар)+38 097 577-69-87, [email protected]

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
IC1	Операционный усилитель	NE5532	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
IC2	Компаратор	LM311	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
IC3	Драйвер	IR2110	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
IC4	Микросхема	КА393	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
IC5	Программируемый таймер и осциллятор	NE555	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VT1	Биполярный транзистор	BCX56	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VT2	Биполярный транзистор	BCX53	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VT3-VT5	Биполярный транзистор	MMBT5401	3		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VT6	Биполярный транзистор	BC817	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VT7	Биполярный транзистор	TIP112	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VT8, VT9	MOSFET-транзистор	IRF540Z	2		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VD1-VD4	Стабилитрон	BZV55C12	4		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VD5	Выпрямительный диод	MURA260T3	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VD6	Выпрямительный диод	MURA210T3G	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VD7, VD8	Выпрямительный диод	MURA205	2		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
HL1	Светодиод		1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С1, С2, С15, С16	Электролитический конденсатор	10 мкФ	4		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С3,С4	Конденсатор	510 пФ	2		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С5,С7,С13,С14,С17-С20,С22,С24	Конденсатор	1 нФ	10		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С6,С8,С21,С23,С25,С28,С30	Электролитический конденсатор	1 мкФ	7		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С9,С10	Конденсатор	3. 9 нФ	2		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С11, С12	Конденсатор	330 пФ	2		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С26	Конденсатор	470 нФ	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С27, С29	Электролитический конденсатор	1000 мкФ	2		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С31, С32	Конденсатор	100 нФ	2		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R1-R4, R11, R13, R14, R19, R25, R26, R38	Резистор	1 кОм	11		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R5	Резистор	330 Ом	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R6, R7, R23, R30	Резистор	2 кОм	4		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R8, R9, R34	Резистор	1. 8 кОм	3		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R10, R12	Резистор	1.2 кОм	2		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R15, R16	Резистор	8.2 кОм	2		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R17, R18, R31, R32	Резистор	10 кОм	4		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R20-R22, R24, R28, R33	Резистор	4.7 кОм	6		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R27	Резистор	100 кОм	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R29	Резистор	66 кОм	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R35, R39	Резистор	1 МОм	2		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R36, R37	Резистор	15 Ом	2		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
L1, L2	Дроссель	BLM21BD102SN10	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
L3	Дроссель	30 мкГн	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
						Добавить все

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• УНЧ
• Sprint-Layout

Усилитель класс-D нового поколения мощностью 900 Вт

Усилитель класс-D, схемы подобных моделей сейчас можно свободно найти в интернете. На этот раз в данной статье будет обсуждаться конструкция высококачественного усилителя Class-D IRS-900 мощностью 900 Вт на 4 Ом, с качеством звука Hi-Fi. Эта схема была выбрана с учетом доступности компонентов и технологии печатных плат.

Содержание

1. Усилитель класс-D усовершенствованной конструкции мощностью 900 Вт
2. Концепция усилителя класса D
3. Усилитель класс-D — схематическая диаграмма
4. Конструкция макетной печатной платы
5. Необходимые компоненты
6. Катушка индуктивности, используемая в этой цепи
7. Т106-26 сердечник Sendust для усилителя Class D
8. Усилитель класс-D своими руками + принцип работы

Чтобы сделать хороший и качественный Class-D, очень важно иметь фирменные компоненты и компоновку печатной платы, подходящую для высокочастотного переключения

Тем не менее, с этим ограничением, хотя невозможно произвести качество, соответствующее отраслевым критериям, оно по-прежнему очень удовлетворительно по сравнению с системами класса AB, которые широко продаются на рынке. Ниже представлена ​​схема, которая применяет топологию и концепции, описанные выше.

Концепция усилителя класса D

В последнее десятилетие в мире усилителей мощности звука стали доступны коммерческие устройства для аудио. Усилитель нового типа — усилитель класс-D. В отличие от классов A, B, AB, в которых входящий сигнал напрямую усиливается в форме исходного звукового сигнала, в усилителе класса D подсчет звукового сигнала выполняется на входе, но все еще в аналоговом значении, сигнал усиливается. На конечном этапе (конечный каскад) усилителя, импульс с помощью фильтра индуктивности-конденсатора (L-C) преобразовывается в звуковую форму.

Усилитель класс-D — схематическая диаграмма

Здесь представлена конструкция, которая применяет дизайн и концепцию класса D. Данная схема была изменена автором Картино Суродипо, чтобы сделать ее более надежной и безопасной. Значения красного цвета ниже являются заменой исходных значений схемы, и на плате может не быть дорожек. Так что, их следует припаять на печатную плату со стороны пайки.

Принципиальная схема усилитель класс-D (оригинал)

Принципиальная схема усилитель класс-D (изменена автором Картино Суродипо)

В приведенной выше схеме используется источник питания постоянного тока +/- 100 В. Кроме того, для управления драйвером IC-затвора IR2110, требуется отдельный источник питания на 12 Вольт. Такой вариант, сделанный отдельно, связан с тем, что это еще больше упростит схему.

Вышеупомянутая схема усилителя класса D подходит для использования совместно от сабвуфера до mid-hi (верхняя середина). Это определение не разочарует, учитывая, что на рынке, комплект для сборки мощностью 900 Вт обычно предназначен для применения в сабвуферах до уровня Mid-Hi.

В схеме усилителя класса-D могут быть внесены изменения для повышения производительности. Например, за счет увеличения допустимой частоты колебаний. В автоколебаниях класса d скорость частоты определяется эффектом скорости включения-выключения обратной связи с замкнутым контуром, которая включает в себя все компоненты в петле обратной связи.

Улучшение может быть выполнено путем замены компаратора операционного усилителя на более мощный, например, от Burr-Brown. И главным аспектом из них является мощность МОП-транзистора, которую можно выбрать с помощью элемента с низкой емкостью затвора от IXYS, IRFP4227, IRFB4227 или других производителей с более продвинутыми характеристиками. Следует отметить наименьшую емкость затвора и самую высокую скорость переключения, и, конечно же, большой SOA (сервис-ориентированная архитектура).

Конструкция макетной печатной платы

Необходимые компоненты

• TL071 IC — 1
• CD4049 IC — 1
• IR2110 IC — 1
• БИПОЛЯРНЫЙ КОНДЕНСАТОР 10 мкФ — 1
• РЕЗИСТОР 100К — 2
• 1N4148 ДИОД — 5
• 2К2 РЕЗИСТОР — 1
• КОНДЕНСАТОР 1НФ — 3
• 1К РЕЗИСТОР — 2
• РЕЗИСТОР 10 ОМ — 6
• КОНДЕНСАТОР 100 НФ — 4
• 2Н5401 ТРАНЗИСТОР — 1
• 330 мкФ КОНДЕНСАТОР — 2
• КОНДЕНСАТОР 22OUF — 1
• 4К7 РЕЗИСТОР — 3
• РЕЗИСТОР 8К2 2Вт — 2
• КОНДЕНСАТОР 100 мкФ — 3
• Стабилитрон 5,6 В — 2
• Стабилитрон 12 В — 1
• МУР 120 ДИОД — 2
• MUR460 -1
• КОНДЕНСАТОР 220 пФ — 1
• ИНДУКТОР 22UH — 1
• 1K5 2W РЕЗИСТОР — 1
• РЕЗИСТОР 10р 2Вт — 1
• КОНДЕНСАТОР 680НФ / 300В — 1

Катушка индуктивности, используемая в этой цепи

Катушка индуктивности является основной частью этой принципиальной схемы. Так что не игнорируйте этот элемент. Использование правильного значения и правильной индуктивности даст вам максимальный пик выходного диапазона при использовании любого вида тороидального сердечника. Эта концепция неверна, потому что индуктор пропускает большой ток, поэтому для идеальной работы индуктору требуется высокая пропускная способность по току.

Поэтому я рекомендовал вам тороидальный Sendust – альсиферовый сердечник с номером — T106. Этот вид тороидального сердечника может выдерживать большой ток и высокую температуру.

Т106-26 сердечник Sendust для усилителя Class D

Усилитель класс-D своими руками + принцип работы

видов изоляции | Министерство энергетики

Энергосбережение

Изображение

При утеплении дома вы можете выбрать один из многих типов изоляции. Чтобы выбрать наилучший тип изоляции, вы должны сначала определить следующее:

• Где вы хотите или должны установить/добавить изоляцию
• Рекомендуемые значения R для областей, которые вы хотите изолировать.

Установка изоляции

Максимальные тепловые характеристики или R-значение изоляции очень зависят от правильной установки. Домовладельцы могут установить некоторые типы изоляции, в частности, одеяла, доски и материалы, которые можно залить на место. (Жидкие пеноизоляционные материалы можно заливать, но они требуют профессионального монтажа). Другие типы требуют профессиональной установки.

При найме профессионального сертифицированного установщика:

• Получите от нескольких подрядчиков письменные сметы затрат на необходимое вам значение R, и не удивляйтесь, если указанные цены на установку с заданным значением R различаются более чем в 2 раза. два.
• Спросите подрядчиков об их опыте установки продукта, который вы рассматриваете. Применение может существенно повлиять на характеристики изоляции.
• Спросите у подрядчиков об их услугах по герметизации и стоимости, потому что перед установкой изоляции рекомендуется устранить утечки воздуха.

Для оценки установки одеяла можно измерить толщину войлока и проверить наличие зазоров между войлоками, а также между войлоками и каркасом. Кроме того, проверьте изоляцию на предмет плотного прилегания к компонентам здания, проникающим через изоляцию, таким как электрические коробки. Чтобы оценить напыляемые или вдуваемые типы изоляции, измерьте глубину изоляции и проверьте наличие пробелов в покрытии.

Если вы решите установить изоляцию самостоятельно, внимательно следуйте инструкциям производителя и мерам предосторожности, а также ознакомьтесь с местными строительными и противопожарными нормами. Инструкции по изготовлению своими руками можно получить в торговой группе по стекловолокну и минеральной вате. Группа по торговле целлюлозой рекомендует нанять профессионала, но если в вашем районе нет квалифицированного установщика или вы чувствуете себя комфортно, выполняя эту работу, вы можете получить рекомендации от производителей.

В таблице ниже представлен обзор наиболее доступных изоляционных материалов, способы их установки, места, где они обычно устанавливаются, и их преимущества.

Типы изоляции

Тип	Материал	Где применимо	Методы установки	Преимущества
Одеяла: войлок и рулоны	Стекловолокно Вата минеральная (каменная или шлаковая) Пластиковые волокна Натуральные волокна	Незавершенные стены, включая стены фундамента Полы и потолки	Устанавливается между стойками, балками и балками.	Сделай сам. Подходит для стандартных расстояний между стойками и балками, относительно свободных от препятствий. Относительно недорогой.
Изоляция из бетонных блоков и изоляционные бетонные блоки	Пенопласт для укладки снаружи стены (обычно новое строительство) или внутри стены (существующие дома): Некоторые производители добавляют в бетонную смесь шарики пенопласта или воздух для повышения R-значения	Незавершенные стены, включая фундаментные стены Новое строительство или капитальный ремонт Стены (изоляционные бетонные блоки)	Требуются специальные навыки Изоляционные бетонные блоки иногда укладываются без раствора (сухая укладка) и приклеиваются к поверхности.	Изолирующие жилы увеличивают R-значение стены. Изоляция снаружи стены из бетонных блоков помещает массу в кондиционируемое пространство, что может снизить температуру в помещении. Кирпичные блоки из автоклавного ячеистого бетона и газобетона в 10 раз превышают теплоизоляционные свойства обычного бетона.
Пенопласт или жесткий пенопласт	Полистирол Полиизоцианурат Полиуретан Фенольный	Незавершенные стены, включая фундаментные стены Полы и потолки Невентилируемые пологие крыши	Внутренние применения: должны быть покрыты гипсокартоном толщиной 1/2 дюйма или другим материалом, одобренным строительными нормами для пожарной безопасности. Наружные применения: должны быть покрыты атмосферостойкой облицовкой.	Высокая изоляционная способность при относительно небольшой толщине. Может блокировать тепловые короткие замыкания при непрерывной установке на рамы или балки.
Изоляционные бетонные формы (ICF)	Пенопластовые плиты или пеноблоки	Незавершенные стены, включая стены фундамента для нового строительства	Устанавливается как часть конструкции здания. Ядра в блоках обычно заполняются бетоном для создания структурного компонента стены.	буквально встроена в стены дома, создавая высокое тепловое сопротивление.
Насыпной и задувной	Целлюлоза Стекловолокно Вата минеральная (каменная или шлаковая)	Закрыть существующую стену или открыть новые полости в стенах Незавершенные мансардные этажи Прочие труднодоступные места	Задувается с помощью специального оборудования и, хотя это не рекомендуется, иногда заливается.	Хорошо подходит для дополнительной изоляции существующих готовых участков, участков неправильной формы и вокруг препятствий.
Светоотражающая система	Крафт-бумага, пластиковая пленка, полиэтиленовые пузыри или картон	Незавершенные стены, потолки и полы	Пленка, пленка или бумага, прокладываемая между стойками деревянного каркаса, лагами, стропилами и балками.	Сделай сам. Подходит для обрамления на стандартном расстоянии. Пузырьковая форма подходит, если обрамление неправильное или имеются препятствия. Наиболее эффективен для предотвращения нисходящего теплового потока, эффективность зависит от расстояния и количества фольги.
Жесткая волокнистая или волокнистая изоляция	Стекловолокно Минеральная (каменная или шлаковая) вата	Воздуховоды в некондиционируемых помещениях Другие места, требующие изоляции, способной выдерживать высокие температуры	HVAC изготавливают изоляцию для воздуховодов либо в своих цехах, либо на стройплощадках.	Может выдерживать высокие температуры.
Напыляемая пена и вспениваемая на месте	Цементный Фенольный Полиизоцианурат Полиуретан	Закрытая существующая стена Открыть новые полости в стенках Неотделанные мансардные этажи	Наносится с использованием небольших распылительных емкостей или в больших количествах в виде распыляемого под давлением продукта (вспенивается на месте).	Хорошо подходит для дополнительной изоляции существующих готовых участков, участков неправильной формы и вокруг препятствий.
Структурные изолированные панели (SIP)	Пенопласт или жидкая пена для изоляции Соломенная изоляция сердечника	Незавершенные стены, потолки, полы и крыши для нового строительства	Строители собирают SIP вместе, чтобы сформировать стены и крышу дома.	, построенные из SIP, обеспечивают превосходную и равномерную изоляцию по сравнению с более традиционными методами строительства; они также занимают меньше времени, чтобы построить.

Одеяло: Изоляция Batt and Roll

Одеяльная изоляция — наиболее распространенный и широко доступный тип изоляции — поставляется в виде войлоков или рулонов. Он состоит из гибких волокон, чаще всего из стекловолокна. Вы также можете найти войлок и рулоны из минеральной (каменной и шлаковой) ваты, пластиковых волокон и натуральных волокон, таких как хлопок и овечья шерсть. Узнайте больше об этих изоляционных материалах.

Вагонки и рулоны доступны с шириной, соответствующей стандартному расстоянию между стенными стойками, чердачными фермами или стропилами и балками перекрытий: стены размером 2 дюйма x 4 дюйма могут вмещать валеты R-13 или R-15; Для стен размером 2 дюйма x 6 дюймов можно использовать продукты R-19 или R-21. Непрерывные рулоны можно разрезать вручную и обрезать по размеру. Они доступны с облицовкой или без нее. Производители часто прикрепляют облицовку (например, крафт-бумагу, крафт-бумагу из фольги или винил), которая действует как пароизоляционный и/или воздушный барьер. Войлок со специальной огнеупорной облицовкой доступен в различной ширине для стен подвала и других мест, где изоляция будет оставаться открытой. Облицовка также помогает облегчить обращение и крепление во время установки.

Проконсультируйтесь с вашим производителем и/или местным поставщиком строительных материалов, чтобы определить фактическую толщину, коэффициент теплопередачи и стоимость полотен и войлоков из стекловолокна.

Изоляция бетонных блоков

Бетонные блоки используются для возведения фундаментов и стен домов, и существует несколько способов их утепления. Если ядра не заполнены сталью и бетоном по конструктивным причинам, они могут быть заполнены изоляцией, что повышает среднее значение R стены. Однако полевые исследования и компьютерное моделирование показали, что заполнение активной зоны любого типа дает небольшую экономию топлива, поскольку тепло легко проходит через твердые части стен.

Более эффективно укладывать изоляцию по поверхности блоков снаружи или внутри стен фундамента. Размещение изоляции снаружи имеет дополнительное преимущество, заключающееся в сдерживании тепловой массы блоков в кондиционируемом пространстве, что может снизить температуру в помещении.

Некоторые производители включают шарики полистирола в бетонные блоки, в то время как другие производят бетонные блоки со вставками из жесткого пенопласта.

В Соединенных Штатах теперь доступны две разновидности монолитных сборных блоков из автоклавного бетона: газобетон автоклавной обработки (AAC) и ячеистый бетон автоклавной обработки (ACC). Этот материал содержит около 80% воздуха по объему и широко используется в Европе с конца 19 века.40с. Автоклавный бетон может иметь до десяти раз большую теплоизоляционную способность, чем обычный бетон. Блоки большие, легкие, их легко пилить, прибивать гвоздями и придавать им форму с помощью обычных инструментов. Материал легко впитывает воду, поэтому требует защиты от влаги. Сборный ACC использует летучую золу вместо песка с высоким содержанием кремнезема, что отличает его от AAC. Летучая зола — это зола, образующаяся при сжигании угля на электростанциях.

Также доступны пустотелые блоки, изготовленные из смеси бетона и древесной стружки. Они устанавливаются путем укладки блоков друг на друга без использования раствора (сухая укладка) и заполнения стержней бетоном и конструкционной сталью. Одна потенциальная проблема с этим типом устройства заключается в том, что древесина подвержена воздействию влаги и насекомых.

Стены из бетонных блоков обычно изолируются или строятся из изолирующих бетонных блоков во время строительства нового дома или капитального ремонта. Блочные стены в существующих домах можно утеплять изнутри. Перейдите к изоляционным материалам для получения дополнительной информации о продуктах, обычно используемых для изоляции бетонных блоков.

Пенопласт или жесткая пена

Пенопластовые плиты — жесткие изоляционные панели — могут использоваться для изоляции практически любой части вашего дома, от крыши до фундамента. Они очень эффективны при обшивке наружных стен, внутренней обшивке стен подвала и в особых случаях, таких как чердачные люки. Они обеспечивают хорошее тепловое сопротивление (до 2 раз выше, чем у большинства других изоляционных материалов той же толщины) и снижают теплопроводность через элементы конструкции, такие как деревянные и стальные стойки. Наиболее распространенные типы материалов, используемых при изготовлении пенопласта, включают полистирол, полиизоцианурат (полиизо) и полиуретан.

Изоляционные бетонные формы

Изоляционные бетонные формы (ICF) в основном представляют собой формы для монолитных бетонных стен, которые остаются частью стенового узла. Эта система создает стены с высоким термическим сопротивлением, обычно около R-20. Несмотря на то, что дома ICF построены из бетона, они выглядят как традиционные дома из палочек.

Системы ICF состоят из соединенных между собой пенопластовых плит или сцепляющихся пустотелых изоляционных блоков из пенопласта. Плиты пенопласта скрепляются между собой пластиковыми стяжками. Наряду с пенопластовыми плитами можно добавить стальные стержни (арматуру) для армирования перед заливкой бетона. При использовании пеноблоков внутри пустотелых блоков часто используют стальные стержни для укрепления стен.

Пенная паутина вокруг заполненных бетоном сердцевин блоков может обеспечить легкий доступ для насекомых и грунтовых вод. Чтобы предотвратить эти проблемы, некоторые производители производят пеноблоки, обработанные инсектицидами, и продвигают методы их гидроизоляции. Для установки системы ICF требуется опытный подрядчик, доступный через Ассоциацию изоляционных бетонных форм.

Насыпная и вдуваемая изоляция

Насыпная изоляция состоит из мелких частиц волокна, пены или других материалов. Эти мелкие частицы образуют изоляционный материал, который может соответствовать любому пространству, не нарушая структуры или отделки. Эта способность приспосабливаться делает насыпную изоляцию хорошо подходящей для модернизации и мест, где было бы трудно установить другие типы изоляции.

Наиболее распространенные типы материалов, используемых для насыпной изоляции, включают целлюлозу, стекловолокно и минеральную (каменную или шлаковую) вату. Все эти материалы производятся с использованием переработанных отходов. Целлюлоза в основном производится из переработанной газетной бумаги. Большинство продуктов из стекловолокна содержат от 40% до 60% переработанного стекла. Минеральная вата обычно производится на 75% из переработанного сырья.

Некоторые менее распространенные насыпные изоляционные материалы включают гранулы полистирола и перлит. Насыпная изоляция может быть установлена ​​как в закрытых полостях, таких как стены, так и в незакрытых пространствах, таких как чердаки. Целлюлозу, стекловолокно и минеральную вату обычно вдувают опытные монтажники, умеющие добиваться правильной плотности и R-значений. Обычно насыпают гранулы полистирола, вермикулит и перлит.
Федеральная торговая комиссия издала «Правила регулирования торговли, касающиеся маркировки и рекламы домашней изоляции» (16 CFR, часть 460). Комиссия издала Правило R-значения, чтобы запретить в масштабах всей отрасли определенные недобросовестные или вводящие в заблуждение действия или методы. Правило требует, чтобы производители и другие лица, продающие домашнюю изоляцию, определяли и раскрывали R-значение каждого продукта и соответствующую информацию (например, толщину, площадь покрытия на упаковку) на этикетках упаковки и в информационных бюллетенях производителей. Рейтинги R-значения различаются для разных типов и форм домашней изоляции, а также для продуктов одного типа и формы.

Для насыпной изоляции каждый производитель должен определить значение R своего продукта при установленной плотности и создать диаграммы охвата, показывающие минимальную толщину осаждения, минимальный вес на квадратный фут и площадь покрытия на мешок для различных общих значений R.

Это связано с тем, что с увеличением установленной толщины насыпного утеплителя увеличивается его оседлая плотность за счет сжатия утеплителя под собственным весом. Таким образом, значение R насыпной изоляции не изменяется пропорционально толщине. В таблицах покрытия производителей указано количество мешков с изоляцией, необходимых на квадратный фут площади покрытия; максимальная площадь покрытия для одного мешка утеплителя; минимальный вес установленного утеплителя на квадратный метр; и начальная и установленная толщина установленной изоляции, необходимая для достижения определенного значения R.

Лучистые барьеры и отражающие системы изоляции

В отличие от большинства распространенных изоляционных систем, которые сопротивляются кондуктивному и конвективному тепловому потоку, лучистые барьеры и отражающая изоляция работают за счет отражения лучистого тепла. Радиационные барьеры устанавливаются в домах, обычно на чердаках, в первую очередь для уменьшения притока тепла летом, что помогает снизить затраты на охлаждение. Отражающая изоляция включает отражающие поверхности — обычно алюминиевую фольгу — в системы изоляции, которые могут включать в себя различные подложки, такие как крафт-бумага, пластиковая пленка, полиэтиленовые пузыри или картон, а также теплоизоляционные материалы.

Лучистое тепло распространяется по прямой линии от любой поверхности и нагревает все твердое тело, поглощающее его энергию. Когда солнце нагревает крышу, главным образом лучистая энергия солнца нагревает крышу. Большая часть этого тепла проходит через теплопроводность через кровельные материалы к чердачной стороне крыши. Затем горячий материал крыши излучает полученную тепловую энергию на более холодные поверхности чердака, включая воздуховоды и чердачное перекрытие. Лучистый барьер уменьшает лучистую передачу тепла от нижней стороны крыши к другим поверхностям на чердаке. Чтобы быть эффективным, он должен быть обращен к большому воздушному пространству.

Излучающие барьеры более эффективны в жарком климате, особенно когда каналы охлаждающего воздуха расположены на чердаке. Некоторые исследования показывают, что излучающие барьеры могут снизить затраты на охлаждение на 5-10% при использовании в теплом солнечном климате. Уменьшение притока тепла может даже позволить использовать меньшую систему кондиционирования воздуха. Однако в прохладном климате обычно более рентабельно устанавливать дополнительную теплоизоляцию.

Изоляция из жесткого волокна

Изоляция из жесткого волокна или волокнистых плит состоит из стекловолокна или минеральной ваты и в основном используется для изоляции воздуховодов в домах. Он также используется, когда требуется изоляция, способная выдерживать высокие температуры. Эти изделия имеют толщину от 1 до 2,5 дюймов.

Установка в воздуховодах обычно выполняется подрядчиками по ОВиК, которые изготавливают изоляцию в своих цехах или на стройплощадках. На наружных поверхностях воздуховодов они могут установить изоляцию, насадив ее на приварные шпильки и закрепив зажимами или шайбами. Они также могут использовать специальные приварные штифты с цельными шайбами. Затем необлицованные доски можно покрыть армированным изоляционным цементом, холстом или атмосферостойкой мастикой. Ламинированные доски можно монтировать таким же образом, а стыки между досками заделывать самоклеящейся лентой или стеклотканью и мастикой.

Напыляемая пена и вспененная изоляция на месте

Жидкие пенопластовые изоляционные материалы можно наносить распылением, вспениванием на месте, впрыскиванием или заливкой. Пенопластовую изоляцию можно вдувать в стены, на чердачные поверхности или под полы для изоляции и уменьшения утечки воздуха. Некоторые установки могут давать более высокое значение R, чем традиционная изоляция из войлока при той же толщине, и могут заполнять даже самые маленькие полости, создавая эффективный воздушный барьер. Вы можете использовать небольшие герметизированные банки с пенопластовой изоляцией, чтобы уменьшить утечку воздуха через отверстия и трещины, такие как оконные и дверные рамы, а также электрические и сантехнические проходы.

Пластиковая изоляция Icynene взорвана в стены дома недалеко от Денвера. Icynene заполняет трещины и щели и прилипает к каркасу.

Пол Нортон, NREL

Виды пеноизоляции

Сегодня в большинстве вспененных материалов используются пенообразователи, в которых не используются хлорфторуглероды (ХФУ) или гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), вредные для озонового слоя Земли.

Существует два типа изоляции из пенопласта: с закрытыми порами и с открытыми порами. Оба обычно изготавливаются из полиуретана. В пене с закрытыми порами ячейки с высокой плотностью закрыты и заполнены газом, который помогает пене расширяться, чтобы заполнить пространство вокруг нее. Ячейки пенопласта с открытыми порами не такие плотные и заполнены воздухом, что придает утеплителю губчатую текстуру.

Тип утеплителя, который вы должны выбрать, зависит от того, как вы будете его использовать, и от вашего бюджета. В то время как пена с закрытыми порами имеет большее значение R и обеспечивает большую устойчивость к влаге и утечке воздуха, материал также намного плотнее и дороже. Пена с открытыми порами легче и дешевле, но ее не следует использовать ниже уровня земли, где она может поглощать воду. Проконсультируйтесь с профессиональным установщиком изоляции, чтобы решить, какой тип изоляции лучше всего подходит для вас.

Другие доступные пенопластовые изоляционные материалы включают:

• Вяжущие
• Фенольный
• Полиизоцианурат (полиизо)

Некоторые менее распространенные типы включают пену Icynene и пену Tripolymer. Пену Icynene можно распылять или впрыскивать, что делает ее наиболее универсальной. Он также имеет хорошую устойчивость к проникновению воздуха и воды. Триполимерная пена — водорастворимая пена — впрыскивается в полости стен. Обладает отличной стойкостью к огню и проникновению воздуха.

Монтаж

Жидкая пеноизоляция в сочетании с пенообразователем может наноситься с использованием небольших распылительных емкостей или в больших количествах в виде продукта, распыляемого под давлением (вспениваемого на месте). Оба типа расширяются и затвердевают по мере отверждения смеси. Они также принимают форму полости, полностью заполняя и герметизируя ее.

Также доступны медленно затвердевающие жидкие пены. Эти пены предназначены для перетекания через препятствия перед расширением и отверждением, и их часто используют для заполнения пустот в стенах существующих зданий. Существуют также жидкие пеноматериалы, которые можно заливать из емкости.

Установка большинства видов жидкой пеноизоляции требует специального оборудования и сертификации и должна выполняться только опытными монтажниками. После установки утвержденный тепловой барьер, равный по огнестойкости полудюймовому гипсокартону, должен покрывать все вспененные материалы. Кроме того, некоторые строительные нормы и правила не признают изоляцию из напыляемой пены пароизоляцией, поэтому при установке может потребоваться дополнительный замедлитель парообразования.

Расходы

Изделия из пенопласта и их установка обычно стоят дороже, чем традиционная изоляция из войлока. Тем не менее, изоляция из пенопласта имеет более высокие значения R и образует воздушный барьер, что может устранить некоторые другие затраты и задачи, связанные с защитой дома от атмосферных воздействий, такие как герметизация, нанесение герметика и пароизоляции, а также герметизация швов. При строительстве нового дома этот тип изоляции также может помочь сократить время строительства и количество специализированных подрядчиков, что экономит деньги.

Структурные изолированные панели

Структурные изолированные панели (SIP) представляют собой сборные изолированные конструктивные элементы для использования в стенах, потолках, полах и крышах зданий. Они обеспечивают превосходную и однородную изоляцию по сравнению с более традиционными методами строительства (шпильки или «стержневой каркас»), обеспечивая экономию энергии от 12% до 14%. При правильной установке SIP также делают дом более герметичным, что делает дом энергоэффективным, тише и комфортнее.

SIP имеют не только высокие R-значения, но и высокое отношение прочности к весу. SIP обычно состоит из пенопластовой изоляции толщиной от 4 до 8 дюймов, зажатой между двумя листами ориентированно-стружечной плиты (OSB) или других конструкционных облицовочных материалов. Производители обычно могут настраивать материалы внешней и внутренней обшивки в соответствии с требованиями заказчика. Облицовка приклеивается к пенопластовой сердцевине, а затем панель либо прессуется, либо помещается в вакуум, чтобы соединить оболочку и сердцевину вместе.

SIP могут быть изготовлены различных размеров и размеров. Некоторые производители изготавливают панели размером до 8 на 24 фута, для монтажа которых требуется кран.

Качество производства SIP очень важно для долгого срока службы и производительности продукта. Панели должны быть склеены, спрессованы и отверждены должным образом, чтобы они не расслаивались. Панели также должны иметь гладкие поверхности и квадратные края, чтобы предотвратить появление зазоров при их соединении на рабочей площадке. Перед покупкой SIP узнайте у производителей об их процедурах контроля качества и тестирования, а также внимательно прочитайте и сравните гарантии. SIP доступны с различными изоляционными материалами, обычно пенополистиролом или полиизоциануратной пеной.

Монтаж

SIP производятся на заводе и отправляются на рабочие места. Затем строители соединяют их вместе, чтобы построить дом. Для опытного строителя дом из SIP возводится намного быстрее, чем другие дома, что экономит время и деньги без ущерба для качества. Эта экономия может помочь компенсировать обычно более высокую стоимость SIP.

Многие производители SIP также предлагают «комплекты панельных корпусов». Строителю нужно только собрать предварительно вырезанные детали, а дополнительные проемы для дверей и окон можно вырезать стандартными инструментами на строительной площадке.

При установке в соответствии с рекомендациями производителей SIP соответствуют всем строительным нормам и стандартам безопасности Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM).

Области беспокойства

Пожаробезопасность является проблемой, но когда внутренняя часть SIP покрыта огнестойким материалом, таким как гипсокартон, он защищает облицовку и пенопласт достаточно долго, чтобы дать людям, находящимся в здании, возможность спастись.

Как и в любом доме, насекомые и грызуны могут стать проблемой. В некоторых случаях насекомые и грызуны туннелировали через SIP, и некоторые производители выпустили рекомендации по предотвращению этих проблем, в том числе:

• Нанесение инсектицидов на панели
• Обработка земли инсектицидами до и после первоначального строительства и обратной засыпки
• Поддержание уровня влажности в помещении ниже 50%
• Размещение наружных насаждений на расстоянии не менее двух футов (0,6 метра) от стен
• Обрезка нависающих ветвей деревьев.

Также доступны изоляционные панели, обработанные борной кислотой. Эти панели отпугивают насекомых, но относительно безвредны для людей и домашних животных.

Поскольку хорошо построенная структура SIP может быть очень герметичной, может потребоваться регулируемая вентиляция свежим воздухом для безопасности, здоровья и производительности, а также для соответствия многим строительным нормам. Хорошо спроектированная, установленная и правильно эксплуатируемая механическая система вентиляции также может помочь предотвратить проблемы с влажностью в помещении, что важно для достижения энергосберегающих преимуществ конструкции SIP.

• Узнать больше
• Ссылки

Связано с энергосбережением

Изоляция

Изоляция экономит деньги домовладельцев и повышает комфорт.

Узнать больше

Изоляционные материалы

Узнайте о различных изоляционных материалах и изоляционных покрытиях.

Узнать больше

Где утеплить дом

Изоляция всей оболочки вашего дома экономит деньги и повышает комфорт.

Узнать больше

Изоляция для строительства нового дома

Строительство нового энергоэффективного дома требует тщательного выбора места размещения и установки изоляционных материалов.

Узнать больше

Добавление изоляции к существующему дому

Утепление вашего дома — это разумная инвестиция, которая, скорее всего, быстро окупится благодаря сокращению счетов за коммунальные услуги.

Узнать больше

Изделия и услуги для изоляции и герметизации воздуха

Найдите информацию о продукции и профессиональные услуги по изоляции и воздушной изоляции.

Узнать больше

• Домашнее энергосбережение
• Проектирование и строительство домов с учетом климатических условий — Building America

Улучшение пищевых привычек | Здоровый вес, питание и физическая активность

Когда дело доходит до еды, у многих из нас выработались привычки. Некоторые из них хороши («Я всегда ем фрукты в качестве десерта»), а некоторые не очень («Я всегда пью сладкий напиток после работы в качестве награды»). Даже если у вас был один и тот же режим питания в течение многих лет, еще не поздно внести улучшения.

Внезапные, радикальные изменения, такие как отказ от употребления только щей, могут привести к кратковременной потере веса. Однако такие радикальные изменения не являются ни здоровой, ни хорошей идеей и не будут успешными в долгосрочной перспективе. Постоянное улучшение ваших привычек в еде требует вдумчивого подхода, при котором вы размышляете, заменяете и подкрепляете.

• ОТРАЖАЙТЕ все ваши пищевые привычки, как плохие, так и хорошие; и ваши общие триггеры для нездорового питания.
• ЗАМЕНИТЕ свои нездоровые привычки в еде на более здоровые.
• УСИЛЕНИЕ ваших новых, более здоровых пищевых привычек.

Отражение:

• Составьте список своих привычек в еде и питье. Несколько дней ведите дневник питания и напитков. Записывайте все, что вы едите и пьете, включая сладкие напитки и алкоголь. Запишите время дня, когда вы съели или выпили продукт. Это поможет вам раскрыть свои привычки. Например, вы можете обнаружить, что всегда ищете сладкую закуску, чтобы пережить спад энергии в середине дня. Используйте этот дневник [PDF-105KB], чтобы помочь. Хорошо отметить, как вы себя чувствовали, когда решили поесть, особенно если вы ели, когда не были голодны. Вы устали? Стресс?
• Выделите в своем списке привычки , которые могут приводить к перееданию. Общие привычки в еде, которые могут привести к увеличению веса:
  • Слишком быстрое питание
  • Всегда мойте тарелку
  • Есть, когда не голоден
  • Прием пищи стоя (может привести к бездумному или слишком быстрому приему пищи)
  • Всегда ем десерт
  • Пропуск приема пищи (или, может быть, только завтрака)
• Посмотрите на нездоровые привычки в еде вы выделили. Убедитесь, что вы определили все триггеры, которые заставляют вас заниматься этими привычками. Определите несколько, над которыми вы хотели бы поработать в первую очередь. Не забывайте хвалить себя за то, что вы делаете правильно. Может быть, вы обычно едите фрукты на десерт или пьете нежирное или обезжиренное молоко. Это хорошие привычки! Признание своих успехов поможет вам внести больше изменений.
• Составьте список «подсказок» , просматривая свой дневник питания, чтобы лучше понимать, когда и где вы «спровоцированы» поесть по причинам, отличным от голода. Обратите внимание, как вы обычно себя чувствуете в это время. Часто экологический «сигнал» или определенное эмоциональное состояние побуждает к еде не по причинам, связанным с чувством голода. Общие триггеры для еды, когда вы не голодны:
  • Открываю шкаф и вижу свою любимую закуску.
  • Сижу дома и смотрю телевизор.
  • До или после стрессовой встречи или ситуации на работе.
  • Возвращаюсь домой после работы и понятия не имею, что приготовить на ужин.
  • Когда кто-то предлагает вам блюдо, приготовленное «только для вас!»
  • Проходя мимо конфетницы на прилавке.
  • Сидит в комнате отдыха рядом с торговым автоматом.
  • Увидеть тарелку с пончиками на утреннем собрании персонала.
  • Каждое утро прогуливаться по любимой дороге.
  • Чувство скуки или усталости и мысль о том, что еда может поднять настроение.
• Обведите в своем списке «подсказки», с которыми вы сталкиваетесь ежедневно или еженедельно . Хотя праздник Дня Благодарения может спровоцировать переедание, сейчас сосредоточьтесь на сигналах, с которыми вы сталкиваетесь чаще всего. В конце концов вам понадобится план для максимально возможного количества пищевых сигналов.
• Задайте себе эти вопросы для каждой «подсказки», которую вы обвели:
  • Могу ли я что-нибудь сделать, чтобы избежать сигнала или ситуации? Этот параметр лучше всего подходит для реплик, которые не включают другие. Например, могли бы вы выбрать другой маршрут до работы, чтобы не останавливаться по пути в ресторане быстрого питания? Есть ли в комнате отдыха другое место, где можно посидеть, чтобы не стоять рядом с торговым автоматом?
  • Что касается вещей, которых я не могу избежать, могу ли я сделать что-то другое, что было бы более здоровым? Очевидно, что вы не можете избежать всех ситуаций, которые вызывают ваши нездоровые привычки в еде, например, собрания персонала на работе. В таких ситуациях оцените свои возможности. Не могли бы вы предложить или принести более здоровые закуски или напитки? Не могли бы вы предложить делать заметки, чтобы отвлечь ваше внимание? Не могли бы вы сесть подальше от еды, чтобы было не так легко что-то взять? Не могли бы вы спланировать заранее и съесть здоровую закуску перед встречей?

К началу страницы

Замените:

• Замените нездоровые привычки новыми, здоровыми . Например, размышляя о своих привычках в еде, вы можете обнаружить, что едите слишком быстро, когда едите в одиночестве. Итак, возьмите на себя обязательство каждую неделю обедать с коллегой или пригласить соседа на ужин один раз в неделю. Другая стратегия заключается в том, чтобы класть вилку между укусами. Кроме того, сведите к минимуму отвлекающие факторы, например просмотр новостей во время еды. Такие отвлекающие факторы мешают вам обращать внимание на то, как быстро и сколько вы едите.
• Ешьте медленнее. Если вы едите слишком быстро, вы можете «почистить тарелку» вместо того, чтобы обращать внимание на то, утолен ли ваш голод.
• Ешьте только тогда, когда вы действительно голодны , а не тогда, когда вы устали, встревожены или испытываете другие эмоции помимо голода. Если вы обнаружите, что едите, когда вы испытываете эмоции помимо голода, такие как скука или тревога, попробуйте вместо этого найти занятие, не связанное с едой. Вы можете обнаружить, что быстрая прогулка или телефонный разговор с другом помогут вам почувствовать себя лучше.
• Планируйте приемы пищи заранее , чтобы убедиться, что вы едите здоровую и хорошо сбалансированную пищу.

Подкрепление:

• Подкрепите свои новые, здоровые привычки и будьте терпеливы к себе . Привычкам нужно время, чтобы развиться. Это не происходит в одночасье. Когда вы обнаружите, что вовлекаетесь в нездоровую привычку, остановитесь как можно быстрее и спросите себя: почему я это делаю? Когда я начал это делать? Какие изменения мне нужно внести? Будьте осторожны, чтобы не ругать себя и не думать, что одна ошибка «взорвет» целый день здоровых привычек.