В тази публикация ще говорим за 5 изключителни, лесни за изграждане, Hi-Fi 40-ватови усилвателни вериги с ниско изкривяване, които могат да бъдат допълнително надградени до по-висока мощност чрез някои незначителни настройки.

Тази статия ми беше предоставена чрез имейл от посветен последовател

Въпреки че може да намерите няколко хибридни изходни модула на разположение, едва ли някой от тях е в състояние да съчетае простотата с достъпността заедно с отличната цялостна производителност.

Един от тях е чипът на SGS TDA2030, използван в настоящия усилвател. Оформлението на усилвателя е неусложнено: захранващ усилвател, придружен от два изходни транзистора, свързани с мост. Аудио сигналът се подава към неинвертиращия вход на мощност opamp lC1 през гнездо K1 и кондензатор C1.

Захранващият ток към интегралната схема се колебае според входния сигнал.

Поради това той показва еднакво променящ се спад на напрежението около резистори R6, R7. R8 и R9, като се има предвид, че те са в изходните линии към операционния усилвател. Докато токът е под 1 A, спадът на напрежението върху резисторите ще бъде недостатъчен за включване на транзистори T1 и T2. Което означава, че изходите до 2 W в 4 ома високоговорители се доставят изцяло от opamp.

Веднага след като изходният ток стане по-висок от ниво от 1 А, транзисторите се включват и усилват изходната мощност на усилвателя.

Ако входният сигнал е нисък, се получава недостатъчен ток в покой през транзистора, но тъй като това се случва през кросоувърната мрежа на opamp, проблемите в крайна сметка се избягват.

IC допълнително осигурява топлинна компенсация и следователно гарантира гарантирана стабилност на работната точка.

Захранващото напрежение може да варира между 12 V и абсолютния максимум от 44 V. Изграждането на усилвателя на печатната платка трябва да бъде лесно.

Транзисторите заедно с интегралната схема трябва да бъдат инсталирани и изолирани върху радиатор от приблизително 2 k W-1. Нанесете много топлопроводящ композит. Захранващият тръбопровод трябва да се охранява с предпазител 3,15 А. линията трябва да бъде защитена с предпазител 3,15 A.

Електрическа схема

Дизайн на печатни платки

Списък с части

Резистори, всички 1/4 вата 5%, освен ако не е посочено

R1 до R4 = 100K
R5 = 8k2
R6 до R9 = 1. 4 ома 1%
R10 = 1 ом

Кондензатори

C1 = 470 nF
C2 = 10uF, 63V радиално
C3 = 4.7uF, 63V радиално
C4, C5, C7 = 220 nF MKT или керамика
C6 = 2200uF, 50V радиално

Полупроводници

D1, D2 = 1N4007
T1 = BD712
T2 = BD711
IC1 = TDA2030

Разни

“какво е линейно и нелинейно ”

K1 = Аудио гнездо или жак
Радиатор = 2K W ^ -1
Изолационни шайби и т.н. за IC1, T1, T2

Технически спецификации

Работно напрежение: максимум 44V

Изходна мощност = 22 вата в 8 ома високоговорител и 40 вата в 4 ома високоговорител с THD = 0,1%

Диаграма на хармоничните изкривявания

1 kHz в 8 ома при 11 вата = 0,012%
1 kHz в 4 ома при 20 вата = 0,032%
20 kHz в 8 ома при 11 вата = 0,074%
1 kHz в 8 ома при 1 ват = 0,038%
1 kHz в 4 ома при 1 ват = 0,044%
Ток = 38mA приблизително Quiscent
Ефективност = 8 Ohm 62,5%
Максимално натоварване = 4 Ohm 64%

2) 40-ватов усилвател с помощта на IC LM391

Този втори дизайн е мощен усилен усилвател със средна мощност, който не може да бъде изискан и който може да бъде специално съчетан за използване в „комбиниран“ тип преносими усилватели, които са популярни сред китаристите и джаз музикантите.

Усилвателят е ефективна комбинация от вградена интегрална схема за аудио драйвер LM391-80 и изходен изходен стълб, изграден с биполярни транзистори.

Няколко уникални аспекта на дизайна са разгледани по-долу.

NTC, който е във физически контакт с изходните транзистори, позволява на LM391 да изключи степента на захранване, когато това прегрее. Началната точка на тази топлинна безопасност е разположена при NTC ток от около 200 pA.

Електролитният кондензатор, заземяващ NTC, действа, за да представи „мек старт“, което е, за да се избегне шумно щракване или друг объркващ шум от високоговорителя, когато усилвателят е включен.

Може да изглежда, че защитата е твърде чувствителна и следователно може да са необходими някои проби и грешки за стойността на R4 или тази на NTC. Лесно е да приложите обратна връзка в усилвателя, като свържете R23 към линейна мрежа C5-R7.

Другите компоненти, заедно с R10, решават честотната характеристика на усилвателя, която може да изисква фина настройка, за да изпълни специфични изисквания. Номерата на компонентите, представени в тази статия, могат да бъдат подходящи за повечето приложения.

Резултатът от експериментиране с различни стойности на C5 и R7 е лесен за определяне (или чуване) чрез кратко спиране на R23. За високоговорителите с 4 ома R23 трябва да бъде намален до 0,18 ома. За съжаление, LM391-80 е уязвим на трептене, което трябва да се държи под контрол чрез компоненти RX, C6, C8 и C9 (в много случаи C6 може да бъде премахнат).

Резисторът RX специално минимизира печалбата с отворен контур. Ако се използва RX, трябва да се прикачи Ry, за да се компенсира полученото компенсирано напрежение. Компонентите R22 и C12 съставляват мрежа на Бушеро, която функционира за стабилизиране на усилвателя при високи честоти. Входът на усилвателя трябва да се управлява от източник с нисък импеданс, който може да доставя аудио сигнали от ниво на линия (0 dB].

Мрежата R1-C1 намалява амплитудите над 50 kHz или така. Токът на покой на усилвателя се дефинира от предварително зададена P1. Настройте този контрол на 0 Ohm в началото и го фино настройте, докато се установи ток на покой от 50 mA.

Можете да увеличите това до 400 mA, ако търсите слабо изкривяване. Всички силови транзистори са разположени в една и съща секция на печатната платка, за да могат да бъдат закрепени върху общ радиатор, заедно с NTC.

Радиаторът трябва да е доста голям с термично съпротивление от 1 K Wsl или по-малко. Забележете, че L1 е направен от 20 завъртания с диаметър 0,8 mm. емайлирана медна тел, навита около R21. C9 е керамичен кондензатор.

Електрическа схема

Технически данни

Сега нека проверим няколко тествани данни:

С захранващо напрежение: 35 V R23 късо съединение:

3-dB честотна лента (8 Q): приблизително 11 Hz до 20 kHz

THD (преходно хармонично изкривяване) при 1 kHz:. 1 W в 8 Ohm: 0,006% (Iq = 400mA) 1 W в 8 Ohm: 0,02% (Iq = 50 mA) 65 W в 8 Ohm: 0,02% (Um = 873 mV) 80 W в 4 Ohm: 0,2% ( Um = 700 mV начално ниво на ограничение на тока).

Разпределение на печатни платки и компоненти

Списък с части

3) 40 ватов усилвател на мощност с помощта на IC LM2876 от Texas Instruments

Третият дизайн е поредната готина Hi-Fi 40-ватова усилвателна схема, която използва един чип LM2876 за доставяне на определеното количество музикална мощност през 8 омов високоговорител.

IC LM2876 е висококачествен чип за усилвател на звука, който е проектиран да обработва непрекъснато 40 вата средна мощност през високоговорител от 8 Ohm с THD от 0,1% и честотен диапазон от 20 Hz до 20 kHz.

Ефективността на тази интегрална схема е далеч по-добра от другите хибридни интегрални схеми, поради вградената функция, наречена Self Peak Instantta Temperature Control Chart, или SPiKe.

„SPiKe“ включва пълна защита на чипа срещу изходно пренапрежение, под напрежение, претоварване и случайни къси съединения.

IC LM2876 показва отлично съотношение сигнал / шум над 95 dB, гарантирайки отлична чистота и възпроизвеждане на звука на Hi-Fi ниво.

Диаграма на пиноут на LM2876

Електрическа схема

Пълната схема на този 40-ватов усилвател, базиран на LM2876, е представена по-долу:

За повече информация относно това, моля посетете лист с данни на IC

4) 40 ватова стерео усилвателна схема, използваща IC TDA7292

Досега обсъждахме усилватели с моно мощност 40 вата, но тази четвърта схема в списъка е проектирана да предлага стерео мощност 40 + 40 вата чрез едночипова интегрална схема TDA7292. Така че, ако търсите стерео версия на 40 ватов усилвател, тогава този дизайн ще изпълни вашите изисквания много лесно.

Този изключителен едночипов стерео усилвател е произведен от ST микроелектроника .

Веригата изисква почти никакви компоненти и би могла да бъде бързо конфигурирана с помощта на добре проектирана печатна платка, която е представена в листа с данни.

“колко сензора има в колата ”

Основните функции

Широк обхват на захранващото напрежение (от +/- 12 V ± 33 V)
Работи с двойно захранване за оптимална изходна мощност
Проектиран да доставя пълна изходна мощност 40 W + 40 W в 8 Ω с захранващо напрежение = ± 26 V и общо хармонично изкривяване не повече от = 10%
Вътрешно елиминиран “поп” звук при включване / изключване на захранването
Представете опция за заглушаване, която също е (без поп)
Когато щифтът за заглушаване е заземен, IC преминава в режим на готовност с ниска консумация.
Вътрешно интегралната схема е защитена от късо съединение, което означава, че интегралната схема няма да изгори или да се повреди, когато изходът е случайно късо съединен или претоварен.
Също така, интегралната схема разполага с вградена защита от термично претоварване, така че прегряването също няма да повреди интегралната схема.

Пълна схема

Абсолютен максимален рейтинг

По-долу са посочени максималната абсолютна оценка на IC TDA7292, която не трябва да се надвишава, за да се предпази IC от трайно повреждане:

DC захранващо напрежение ± 35 V
(I_ИЛИ) Изходен пиков ток (вътрешно ограничен) 5 A
(P_до) Разсейване на мощността Tcase = 70 ° C 40 W
(Т_На) Работна температура -20 до 85 ° C
(Т_j) Температура на свързване -40 до 150 ° C
(Т_stg) Температура на съхранение -40 до 150 ° C

Справка: За повече подробности и пълния дизайн на печатни платки можете да се обърнете към оригинален лист с данни на IC.

5) 40-ватов усилвател само с транзистори

Всички обяснени по-горе проекти зависят от интегрални схеми и всички знаем колко лесно тези интегрални схеми могат да остареят по всяко време. Може би най-добрият начин да имате универсален дизайн на вечнозелени усилватели е да го имате под формата на дискретна транзисторизирана версия, както е показано в този пети окончателен дизайн:

Това всъщност е съкратената версия на популярния 100 ватов усилвател от този уебсайт. Тя е опростена чрез премахване на няколко MOSFET и намаляване на захранването на 24V.

Частите, посочени в горната транзисторизирана 40-ватова усилвателна схема, изглеждат малко нестандартни и може да не са лесно достъпни на пазара. Красотата на такива транзисторизирани версии обаче е, че активните компоненти могат лесно да бъдат заменени с еквивалентни стойности. За този дизайн също можем да намерим подходящите еквиваленти и да ги заменим тук, за да получим същите безупречни резултати.

Усилвателят е превъзходно проектиран от инженерите на Hitachi за осигуряване на изключителна яснота с минимални изкривявания. Изпробвах го и бях доста развълнуван от огромния му регулируем обхват на мощност и изключително качество на изхода.

За целия списък с части, моля посетете тази статия.

Предишен: H-Bridge Bootstrapping Напред: Транзистори с полеви ефекти (FET)