Obvod výkonového zosilňovača 60 W, 120 W, 170 W, 300 W

Tento príspevok predstavuje hĺbkovú diskusiu o konštrukčných detailoch univerzálneho vysokovýkonného zosilňovača, ktorý je možné upraviť alebo upraviť tak, aby vyhovoval akémukoľvek rozsahu v rozsahu 60 W, 120 W, 170 W alebo dokonca 300 W (RMS).

Dizajn

Schéma zapojenia na obr. 2 hovorí o najvyššia kapacita napájania vo forme zosilňovača ponúka 300 W do 4 ohmov. O nastaveniach na zmiernenie výstupného výkonu sa bude v príspevku nepochybne hovoriť neskôr.

Obvod sa spolieha na niekoľko sériovo zapojených MOSFETov T15 a T16., Ktoré sú v skutočnosti napájané antifázovo diferenciálnym zosilňovačom. Vzhľadom na to, že vstupný odpor MOSFETov je na úrovni 10 ohmov, musí byť elektrický výkon pohonu skutočne jednoduchý. Výsledkom je, že MOSFET sú napájané napätím.

Stupeň vodiča sa skladá prevažne z T1 a T3 spolu s T12 a T13. Negatívny d.c. spätná väzba cez koncový stupeň je dodávaná cez R22 a záporná a.c. spätná väzba od R23 ---- C3.

A.c. zisk napätia je zhruba okolo 30 dB. Nižšia medzná frekvencia je určená hodnotami C1 a C3. Pracovný účel prvého diferenciálneho zosilňovača T1, T2 je naplánovaný prúdom prúdiacim cez T3.

Kolektorový prúd T5 zisťuje referenčný prúd pre prúdové zrkadlo T3-T4. Aby sa zabezpečilo, že referenčný prúd je konštantný, je základné napätie T5 dobre riadené diódami D4-D5.

Na výstupe T1-T2 pracuje ďalší diferenciálny zosilňovač T12-T13, ktorého kolektorové prúdy vytvárajú hradlový potenciál pre výstupné tranzistory. Meranie tohto potenciálu by záviselo od pracovnej polohy T12-T13.

Súčasné zrkadlo T9 a T10 má spolu s diódami D2-D5 rovnakú funkciu ako T3-T4 a D4-D5 v prvom diferenciálnom zosilňovači.

Dôležitosť referenčného prúdu je charakterizovaná kolektorovým prúdom Tm, ktorý je často naplánovaný P2 v obvode emitora T11. Táto konkrétna kombinácia modeluje kľudový (predpätý) prúd bez prítomnosti (vstupného signálu).

Stabilizácia pokojového prúdu

MOSFET majú pozitívny teplotný koeficient zakaždým, keď je ich odtokový prúd nominálny, čo zaručuje, že kľudový (predpätý) prúd je jednoducho udržiavaný v zhode s príslušnou kompenzáciou.

To je často dostupné z R17 cez súčasné zrkadlo T9-T10, ktoré obsahuje negatívny teplotný koeficient. Akonáhle sa tento odpor zahreje, začne cez T9 odoberať relatívne podstatnejšie percento referenčného prúdu.

To spôsobuje zníženie kolektorového prúdu T10, čo postupne vedie k zníženiu napätia hradlového zdroja MOSFETov, čo účinne kompenzuje nárast indukovaný PTC MOSFETov.

Konstanta tepelnej periódy, ktorá môže byť ovplyvnená tepelným odporom chladičov, rozhoduje o čase potrebnom na vykonanie stabilizácie. Kľudový (predpätý) prúd fixovaný P je konzistentný v rozmedzí +/- 30%.

Ochrana proti prehriatiu

MOSFETy sú tienené proti prehriatiu termistorom R12 v základnom obvode T6. Kedykoľvek je dosiahnutá zvolená teplota, potenciál cez termistor vedie k aktivácii T7. Kedykoľvek k tomu dôjde, T8 odvodí podstatnejšiu časť referenčného prúdu pomocou T9-T11, čo úspešne obmedzuje výstupný výkon MOSFETov.

Tepelná tolerancia je naplánovaná Pl, ktorá sa rovná teplote chladiča skratovej bezpečnosti. V prípade skratu výstupu pri výskyte vstupného signálu vedie zníženie napätia cez rezistory R33 a R34 k tomu, že T14 bude zapnutý.

To spôsobí pokles prúdu prostredníctvom T9 / T10 a podľa toho aj kolektorových prúdov T12 a T13. Efektívny rozsah MOSFETOV je následne významne obmedzený, aby sa zaistilo, že minimálny rozptyl energie je znížený.

Pretože sa realizovateľný odtokový prúd spolieha na napätie odtokového zdroja, je pre správne nastavenie riadenia prúdu dôležité viac podrobností.

Tieto podrobnosti ponúka pokles napätia na rezistoroch R26 a R27 (kladné a záporné výstupné signály). Ak je zaťaženie menšie ako 4 ohmy, napätie základného vysielača Tu sa zníži na úroveň, ktorá prispieva k skratovému prúdu skutočne obmedzenému na 3,3 A.

Konštrukčné detaily

The Dizajn zosilňovača MOSFET je ideálne postavený na PCB znázornenom na obrázku 3. Pred zahájením výstavby je však potrebné určiť, ktorá variácia je preferovaná.

Obrázok 2, ako aj zoznam komponentov na obrázku 3, sú pre variant s výkonom 160 wattov. Úpravy pre variácie 60 W, 80 W a 120 W sú uvedené v tabuľke 2. Ako je znázornené na obrázku 4, MOSFET a NTC sú inštalované v pravom uhle.

Pinové pripojenie je uvedené na obrázku 5. The NTC Skrutky sa zaskrutkujú priamo do rozmeru M3, poklepajú sa (závitorezný vrták = 2,5 mm), otvory: použijú sa veľké množstvo chladiacej pasty. Rezistor Rza a Rai sú spájkované priamo k bránam MOSFETov na medenej strane PCB. Induktor L1 je zabalený

R36: drôt by mal byť efektívne izolovaný, s koncami vopred pocínovanými spájkovanými k otvorom hneď vedľa otvorov pre R36. Kondenzátor C1 môže byť azda elektrolytického typu, napriek tomu je výhodná verzia MKT. Povrchy T1 a T2 by sa mali lepiť navzájom s tým cieľom, aby ich telesné teplo bolo stále identické.

Pamätajte na drôtené mosty. Napájanie pre 160 wattový model je zobrazené v

Obrázok 6: Úpravy pre doplnkové modely sú uvedené v tabuľke 2. Koncepcia umelca v oblasti jeho inžinierstva je uvedená v

Obr. 7. Len čo je pohonná jednotka skonštruovaná, je možné skontrolovať pracovné napätie naprázdno.

D.c. napätie nesmie byť vyššie ako +/- 55 V, inak existuje riziko, že by sa MOSFETy vzdali škriatka pri počiatočnom zapnutí.

V prípade, že je možné získať vhodné zaťaženie, bude samozrejme výhodné, aby sa zdroj skúmal s obmedzeniami zaťaženia. Akonáhle je napájanie v poriadku, je hliníkové MOSFET nastavenie priskrutkované priamo k príslušnému chladiču.

Obrázok 8 predstavuje celkom dobrý pocit z výšky a šírky chladičov a z finalizovaného sortimentu stereofónneho modelu zosilňovača.

Pre jednoduchosť je demonštrované hlavne státie častí zdroja energie. Miestam, kde sa spája chladič a hliníkový MOSFET (a pravdepodobne aj zadný panel krytu zosilňovača), by sa malo priradiť účinné zakrytie tepelne vodivej pasty. Každá z týchto dvoch zostáv musí byť priskrutkovaná k zabudovanému chladiču najmenej 6 skrutkami M4 (4 mm).

Elektrické vedenie sa musí verne držať vodiacich línií na obr.

Odporúča sa začať s napájacími stopami (ťažký drôt). Potom vytvorte uzemňovacie prípojky (v tvare hviezdy) od uzemnenia napájacieho zariadenia k PCB a výstupnej zemi.

Potom vytvorte káblové spojenia medzi PCB a svorkami reproduktora, ako aj medzi vstupnými zásuvkami a PCB. Vstupné uzemnenie by malo byť vždy pripojené výhradne k uzemňovaciemu vodiču na doske plošných spojov - to je všetko!

Kalibrácia a testovanie

Namiesto poistiek F1 a F2 pripojte na miesto na DPS 10 ohmov, 0,25 W, rezistorov. Predvoľba P2 musí byť zafixovaná úplne proti smeru hodinových ručičiek, aj keď P1 je naplánovaná do stredu jej otáčania.

Koncovky reproduktora sú naďalej otvorené a vstup by mal byť skratovaný. Zapnite napájanie. Ak dôjde v zosilňovači k nejakému skratu, začnú sa dymiť 10 ohmové odpory!

Ak k tomu dôjde, ihneď ich vypnite, identifikujte problém, vymeňte rezistory a znova zapnite napájanie.

V okamihu, keď všetko vyzerá správne, pripojte voltmetr (rozsah 3 V alebo 6 V DC) cez jeden z 10 ohmových rezistorov. Musí byť na ňom nulové napätie.

Ak zistíte, že P1 nie je otočený úplne proti smeru hodinových ručičiek. Napätie by malo stúpať, zatiaľ čo P2 sa ustavične mení v smere hodinových ručičiek. Nastavte P1 na napätie 2 V: prúd by v takom prípade mohol byť 200 mA, t. J. 100 mA na MOSFET. Odpojte a vymeňte 10-ohmový odpor za poistky.

Znova zapnite napájanie a skontrolujte napätie medzi zemou a výstupom zosilňovača: to určite nebude vyššie ako +/- 20 mV. Zosilňovač je potom pripravený na zamýšľanú funkčnosť.

Záverečný bod. Ako už bolo vysvetlené, usmernenie prechodu bezpečnostného obvodu proti prehriatiu musí byť pridelené na približne 72,5 ° C.

To sa dá ľahko určiť zahrievaním chladiča, napríklad sušičom vlasov, a hodnotením jeho tepla.

Napriek tomu to nemusí byť úplne nevyhnutné: P1 by tiež mohlo byť povolené pripevnené uprostred jeho číselníka. Jeho situácia by sa mala zmeniť, iba ak sa zosilňovač vypína príliš často.

Jeho postoj by však v žiadnom prípade nemal byť vzdialený od stredného umiestnenia.

Zdvorilosť: elektor.com

Obr. 2

Obr. 3