Bolo preskúmaných 5 najlepších obvodov zosilňovača 40 Watt

V tomto príspevku budeme hovoriť o 5 vynikajúcich, ľahko zostaviteľných, nízko skreslených Hi-Fi 40 wattových zosilňovacích obvodoch, ktoré je možné ďalej vylepšiť na vyšší výkon pomocou niekoľkých drobných vylepšení.

Do tohto článku mi prispel prostredníctvom e-mailu oddaný sledovateľ

Aj keď možno nájdete niekoľko hybridných výstupných modulov, ťažko niektorý z nich dokáže spojiť jednoduchosť s dostupnosťou spolu s vynikajúcim celkovým výkonom.

Jedným z nich je čip SGS TDA2030 použitý v súčasnom zosilňovači. Usporiadanie zosilňovača je nekomplikované: zosilňovač výkonu doplnený dvoma mostíkmi zviazanými výstupnými tranzistormi. Zvukový signál sa prenáša na neinvertujúci vstup výkonového zosilňovača lC1 cez zásuvku K1 a kondenzátor C1.

Napájací prúd pre IC osciluje podľa vstupného signálu.

Z tohto dôvodu vykazuje rovnako sa meniaci pokles napätia okolo rezistorov R6, R7. R8 a R9 vzhľadom na to, že sú v zdrojových vedeniach k operačnému zosilňovaču. Pokiaľ je prúd pod 1 A, pokles napätia cez rezistory bude nedostatočný na zapnutie tranzistorov T1 a T2. Čo znamená, že výstupy do 2 W do 4 ohmov reproduktorov sú úplne napájané operačným zosilňovačom.

Akonáhle výstupný prúd stúpne nad úroveň 1 A, tranzistory sa zapnú a zosilnia výkon zosilňovača.

Ak je vstupný signál nízky, vedie k nedostatočnému kľudovému prúdu cez tranzistor, pretože však k tomu dochádza prostredníctvom krížovej siete operačného zosilňovača, problémy sa nakoniec vyhnú.

IC dodatočne poskytuje tepelnú kompenzáciu, a preto zaisťuje zaručenú stabilitu prevádzkového bodu.

Napájacie napätie sa môže pohybovať medzi 12 V a absolútnym maximom 44 V. Budovanie zosilňovača na PCB musí byť jednoduché.

Tranzistory spolu s integrovaným obvodom by mali byť inštalované a izolované na chladiči približne 2 kW-1. Naneste veľa tepelne vodivého kompozitu. Napájacie vedenie musí byť chránené poistkou 3,15 A. vedenie by malo byť chránené poistkou 3,15 A.

Schéma zapojenia

Dizajn DPS

Zoznam položiek

Rezistory, všetky 1/4 wattu 5%, pokiaľ nie je uvedené inak

• R1 až R4 = 100 K.
• R5 = 8k2
• R6 až R9 = 1,4 ohm 1%
• R10 = 1 ohm

Kondenzátory

• C1 = 470 nF
• C2 = 10uF, 63V radiálne
• C3 = 4,7uF, 63V radiálne
• C4, C5, C7 = 220 nF MKT alebo keramika
• C6 = 2200uF, 50V radiálne

Polovodiče

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

Zmiešaný

• K1 = audio zásuvka alebo konektor
• Chladič = 2K W ^ -1
• Izolačné podložky atď. Pre IC1, T1, T2

Technické špecifikácie

Prevádzkové napätie: maximálne 44 V.

Výstupný výkon = 22 wattov v reproduktore 8 Ohm a 40 wattov v reproduktore 4 Ohm s THD = 0,1%

Harmonické skreslenie

• 1 kHz pri 8 ohmoch pri 11 wattoch = 0,012%
• 1 kHz pri 4 ohmoch pri 20 wattoch = 0,032%
• 20 kHz pri 8 ohmoch pri 11 wattoch = 0,074%
• 1 kHz pri 8 ohmoch pri 1 watte = 0,038%
• 1 kHz pri 4 ohmoch pri 1 watte = 0,044%
• Prúd = 38mA približne Quiscent
• Účinnosť = 8 Ohm 62,5%
• Maximálne zaťaženie = 4 Ohm 64%

2) 40 Wattový zosilňovač využívajúci IC LM391

Tento druhý dizajn je výkonný stredný výkonový zosilňovač bez ozdôb, ktorý je možné špeciálne prispôsobiť pre použitie v kombinovaných prenosných zosilňovačoch, ktoré sú obľúbené u gitaristov a jazzových umelcov.

Zosilňovač je účinnou zmesou zabudovaného zvukového ovládača IC LM391-80 a výstupného pinu push-pull s bipolárnymi tranzistormi.

Ďalej uvádzame niekoľko jedinečných aspektov dizajnu.

NTC, ktorý je vo fyzickom kontakte s výkonovými tranzistormi, umožňuje modulu LM391 vypnúť výkonový stupeň, keď sa prehrieva. Východiskový bod tejto tepelnej bezpečnosti je situovaný pri NTC prúde asi 200 pA.

Elektrolytický kondenzátor uzemňujúci NTC pôsobí tak, že predstavuje „mäkký štart“, čo znamená zabrániť hlučnému cvaknutiu alebo inému šumiacemu zvuku z reproduktora, keď je zosilňovač zapnutý.

Mohlo by sa zdať, že ochrana je príliš citlivá, a preto môžu byť potrebné určité pokusy a omyly týkajúce sa hodnoty R4 alebo NTC. Je ľahké aplikovať spätnú väzbu v zosilňovači pripojením R23 k linkovej sieti C5-R7.

Ostatné komponenty spolu s R10 rozhodujú o frekvenčnej odozve zosilňovača, ktorá si môže vyžadovať jemné doladenie, aby vyhovovala špecifickým požiadavkám. Čísla komponentov uvedené v tomto článku môžu byť pre väčšinu aplikácií v poriadku.

Výsledok experimentovania s rôznymi hodnotami C5 a R7 je ľahké určiť (alebo počuť) krátkym skratom R23. Pre reproduktory s výkonom 4 Ohm je potrebné znížiť hodnotu R23 na 0,18 Ohm. Je smutné, že LM391-80 je citlivý na oscilácie, ktoré musia byť pod kontrolou prostredníctvom komponentov RX, C6, C8 a C9 (v mnohých prípadoch je možné C6 odstrániť).

Rezistor RX špecificky minimalizuje zisk otvorenej slučky. Ak sa použije RX, musí sa pripojiť Ry, aby sa kompenzovalo výsledné posunuté napätie. Komponenty R22 a C12 tvoria sieť Boucherot, ktorá slúži na stabilizáciu zosilňovača pri vysokých frekvenciách. Vstup zosilňovača musí byť prevádzkovaný nízkoimpedančným zdrojom, ktorý je schopný dodávať „linkové“ zvukové signály (0 dB).

Sieť R1-C1 zoslabuje amplitúdy nad 50 kHz alebo menej. Kľudový prúd zosilňovača je definovaný predvoľbou P1. Na začiatku upravte tento ovládací prvok na 0 Ohm a dolaďte ho až do dosiahnutia pokojného prúdu 50 mA.

Túto hodnotu môžete zvýšiť na 400 mA, ak hľadáte nízke skreslenie. Výkonové tranzistory sú umiestnené v tej istej časti PCB, aby ich bolo možné pripevniť na spoločný chladič spolu s NTC.

Chladič musí byť dosť veľký s tepelným odporom 1 K Wsl alebo menej. Všimnite si, že L1 je vyrobená z 20 závitov s priemerom 0,8 mm. smaltovaný medený drôt navinutý okolo R21. C9 je keramický kondenzátor.

Schéma zapojenia

Technické dáta

Teraz sa pozrime na niekoľko testovaných údajov:

Pri napájacom napätí: 35 V R23, skratované:

Šírka pásma 3 dB (8 Q]: približne 11 Hz až 20 kHz

THD (prechodné harmonické skreslenie) pri 1 kHz:. 1 W do 8 Ohm: 0,006% (Iq = 400 mA) 1 W do 8 Ohm: 0,02% (Iq = 50 mA) 65 W do 8 Ohm: 0,02% (Um = 873 mV) 80 W do 4 Ohm: 0,2% ( Um = 700 mV nástupná úroveň prúdového limitu).

Usporiadanie DPS a komponentov

Zoznam položiek

3) 40 wattový zosilňovač využívajúci IC LM2876 od spoločnosti Texas Instruments

Tretím dizajnom je ďalší chladiaci obvod Hi-Fi 40 Wattového zosilňovača, ktorý využíva jediný čip LM2876 na dodanie určeného množstva hudobného výkonu cez 8 ohmový reproduktor.

IC LM2876 je vysoko kvalitný zvukový zosilňovač, ktorý je navrhnutý tak, aby nepretržite zvládal priemerný výkon 40 wattov cez reproduktor 8 Ohm s THD 0,1% a frekvenčným rozsahom 20 Hz až 20 kHz.

Výkon tohto integrovaného obvodu je oveľa lepší ako u iných hybridných integrovaných obvodov vďaka jeho zabudovanej funkcii nazývanej obvody okamžitej regulácie teploty s okamžitým dosahom alebo maximom SPiKe.

'SPiKe' obsahuje kompletnú ochranu čipu proti výstupnému prepätiu, podpätiu, preťaženiu a náhodným skratom.

IC LM2876 vykazuje vynikajúci pomer signálu k šumu nad 95 dB, čo zaručuje vynikajúcu čistotu a reprodukciu zvuku na úrovni Hi-Fi.

Schéma zapojenia LM2876

Schéma zapojenia

Kompletná schéma zapojenia tohto 40 W zosilňovača založeného na LM2876 je uvedená nižšie:

Viac informácií nájdete na stránke údajový list IC

4) 40 wattový stereofónny zosilňovač využívajúci IC TDA7292

Doteraz sme diskutovali o zosilňovačoch s mono 40 wattovým výstupom, avšak tento štvrtý obvod v zozname je navrhnutý tak, aby ponúkal stereo 40 + 40 wattový výstup prostredníctvom jediného čipu IC TDA7292. Takže ak hľadáte stereofónnu verziu 40 wattového zosilňovača, potom tento dizajn ľahko splní vaše požiadavky.

Tento vynikajúci jednočipový stereofónny zosilňovač vyrába spoločnosť Mikroelektronika ST .

Obvod nevyžaduje takmer žiadne komponenty a mohol by sa rýchlo nakonfigurovať pomocou dobre navrhnutej PCB, ktorá je uvedená v údajovom liste sama.

Hlavné rysy

• Široký rozsah napájacieho napätia (od +/- 12 V ± 33 V)
• Funguje s duálnym napájaním pre optimálny výstupný výkon
• Navrhnuté na dodanie plného výstupného výkonu 40 W + 40 W do 8 Ω s napájacím napätím = ± 26 V a celkovým harmonickým skreslením nie vyšším ako = 10%
• Interne eliminovaný „popový“ zvuk pri zapnutí / vypnutí napájania
• Funkcia Stlmiť, ktorá je tiež (bezplatná)
• Keď je kolík Mute uzemnený, IC prejde do pohotovostného režimu s nízkou spotrebou viac.
• Interne je IC chránený proti skratu, čo znamená, že IC nebude horieť alebo sa poškodiť, keď dôjde k náhodnému skratu alebo preťaženiu výstupu.
• Integrovaný obvod má tiež zabudovanú ochranu proti preťaženiu, takže prehriatie tiež nepoškodí integrovaný obvod.

Kompletný obvodový diagram

Absolútne maximálne hodnotenie

Nasleduje maximálny absolútny rating IC TDA7292, ktorý by nemal byť prekročený, aby nedošlo k trvalému poškodeniu IC:

• DC napájacie napätie ± 35 V
• (Ja_ALEBO) Špičkový výstupný prúd (interne obmedzený) 5 A
• (Str_do) Strata výkonu Tcase = 70 ° C 40 W.
• (T._na) Prevádzková teplota -20 až 85 ° C
• (T._j) Teplota spoja -40 až 150 ° C
• (T._stg) Skladovacia teplota -40 až 150 ° C

Odkaz: Viac podrobností a kompletný dizajn dosiek plošných spojov nájdete v pôvodný údajový list IC.

5) 40 Wattový zosilňovač iba s tranzistormi

Všetky návrhy vysvetlené vyššie závisia od integrovaných obvodov a všetci vieme, ako ľahko môžu tieto integrované obvody v akomkoľvek okamihu zastarať. Snáď najlepším spôsobom, ako vytvoriť univerzálny zosilňovač s vždy zeleným pozadím, je vytvoriť ho vo forme diskrétnej tranzistorovej verzie, ako je to znázornené v tomto piatom konečnom návrhu:

Toto je vlastne skrátená verzia populárneho 100 wattového zosilňovača z tejto webovej stránky. Zjednodušilo sa to odstránením niekoľkých mosfetov a znížením napájacieho vstupu na 24V.

Časti uvedené vo vyššie uvedenom tranzistorovom obvode zosilňovača 40 W vyzerajú trochu netradične a na trhu nemusia byť ľahko dostupné. Krása takýchto tranzistorových verzií však je, že aktívne komponenty možno ľahko nahradiť ekvivalentnými hodnotami. Pre tento dizajn tiež môžeme nájsť príslušné ekvivalenty a nahradiť ich tu, aby sme dosiahli rovnaké bezchybné výsledky.

Zosilňovač je vynikajúco navrhnutý inžiniermi spoločnosti Hitachi pre poskytovanie vynikajúcej čistoty s minimálnym skreslením. Mám to odskúšané a bol som nadšený obrovským nastaviteľným rozsahom výkonu a mimoriadnou kvalitou výstupu.

Celý zoznam dielov nájdete na tento článok.