Obwód wzmacniacza mocy 60 W, 120 W, 170 W, 300 W.

W poście przedstawiono dogłębną dyskusję dotyczącą szczegółów konstrukcyjnych uniwersalnego wzmacniacza dużej mocy, który można modyfikować lub dostosowywać do dowolnego zakresu w zakresie mocy wyjściowej 60, 120, 170, a nawet 300 W.

Projektowanie

Schemat obwodu na rys. 2 mówi o najwyższa moc w formie wzmacniacza, daje to 300 W przy 4 omach. Ustawienia do moderowania mocy wyjściowej będą niewątpliwie omówione później w poście.

Obwód opiera się na kilku połączonych szeregowo tranzystorach MOSFET, T15 i T16., Faktycznie zasilanych przeciwfazowo przez wzmacniacz różnicowy. Biorąc pod uwagę, że rezystancja wejściowa tranzystorów MOSFET jest na poziomie 10 omów, moc elektryczna napędu naprawdę musi być po prostu skromna. W rezultacie tranzystory MOSFET są zasilane napięciem.

Stopień kierowcy składa się głównie z T1 i T3 wraz z T12 i T13. Ujemny d.c. sprzężenie zwrotne przez stopień wyjściowy jest dostarczane przez R22 i ujemne a.c. informacja zwrotna przez R23 ---- C3.

A.c. wzmocnienie napięcia wynosi około 30 dB. Poniższa częstotliwość graniczna jest określona przez wartości C1 i C3. Zadanie robocze pierwszego wzmacniacza różnicowego, T1, T2 jest zaplanowane przez prąd płynący przez T3.

Prąd kolektora T5 określa prąd odniesienia dla lustra prądowego T3-T4. Aby mieć pewność, że prąd odniesienia jest stały, napięcie bazowe T5 jest dobrze kontrolowane przez diody D4-D5.

Na wyjściu T1-T2 działa inny wzmacniacz różnicowy T12-T13, którego prądy kolektora określają potencjał bramki dla tranzystorów wyjściowych. Miara tego potencjału zależałaby od pozycji roboczej T12-T13.

Lustro prądowe T9 i T10 wraz z diodami D2-D5 pełnią identyczną funkcję jak T3-T4 i D4-D5 w pierwszym wzmacniaczu różnicowym.

Znaczenie prądu odniesienia charakteryzuje się prądem kolektora Tm, który często jest planowany przez P2 w obwodzie emitera T11. Ta szczególna kombinacja modeluje prąd spoczynkowy (polaryzacji) bez obecności (sygnału wejściowego.

Stabilizacja prądu spoczynkowego

Tranzystory MOSFET mają dodatni współczynnik temperaturowy za każdym razem, gdy ich prąd drenu jest nominalny, co gwarantuje, że prąd spoczynkowy (wstępny) jest po prostu utrzymywany na stałym poziomie dzięki odpowiedniej kompensacji.

Jest to często dostępne z R17 zwierciadła nadprądowego T9-T10, które zawiera ujemny współczynnik temperaturowy. Gdy ten rezystor się nagrzeje, zacznie pobierać stosunkowo większy procent prądu odniesienia przez T9.

Powoduje to zmniejszenie prądu kolektora T10, co kolejno powoduje zmniejszenie napięcia bramki-źródło tranzystorów MOSFET, co skutecznie kompensuje wzrost indukowany przez PTC tranzystorów MOSFET.

Stała okresu termicznego, na którą może mieć wpływ opór cieplny radiatorów, decyduje o czasie potrzebnym do wykonania stabilizacji. Prąd spoczynkowy (odchylenia) ustalony przez P jest stały w granicach +/- 30%.

Ochrona przed przegrzaniem

Tranzystory MOSFET są ekranowane przed przegrzaniem za pomocą termistora R12 w obwodzie podstawowym T6. Za każdym razem, gdy osiągnięta zostanie wybrana temperatura, potencjał na termistorze prowadzi do aktywacji T7. Gdy to nastąpi, T8 wyprowadza większą część prądu odniesienia za pomocą T9-T11, co z powodzeniem ogranicza moc wyjściową tranzystorów MOSFET.

Tolerancja ciepła jest planowana przez Pl, która jest równa temperaturze radiatora dla zabezpieczenia przeciwzwarciowego W przypadku zwarcia wyjścia w przypadku wystąpienia sygnału wejściowego, obniżenie napięcia na rezystorach R33 i R34 prowadzi do włączone.

Powoduje to spadek prądu przez T9 / T10, a także odpowiednio prądów kolektora T12 i T13. Efektywny zakres MOSFETÓW jest następnie znacznie ograniczony, dzięki czemu rozpraszanie mocy jest minimalne.

Ponieważ praktyczny prąd drenu zależy od napięcia źródła drenu, więcej szczegółów jest ważnych dla prawidłowego ustawienia sterowania prądem.

Szczegóły te zapewnia spadek napięcia na rezystorach R26 i R27 (odpowiednio dodatnie i ujemne sygnały wyjściowe). Gdy obciążenie jest mniejsze niż 4 omy, napięcie baza-emiter Tu jest zmniejszane do poziomu, który przyczynia się do rzeczywistego ograniczenia prądu zwarciowego do 3,3 A.

Szczegóły konstrukcyjne

Plik Konstrukcja wzmacniacza MOSFET jest idealnie zbudowany na PCB przedstawionej na rys. 3. Jednak przed przystąpieniem do budowy należy określić, który wariant jest preferowany.

Rys. 2 oraz lista komponentów z rys. 3 dotyczą wariantu o mocy 60 W. Regulacje dla odmian 60 W, 80 W i 120 W przedstawiono w Tabeli 2. Jak przedstawiono na Rys. 4, tranzystory MOSFET i NTC są instalowane pod kątem prostym.

Połączenia pinów przedstawiono na rys. 5. NTC są wkręcane bezpośrednio w wymiar M3, gwintowane (nawiertak = 2,5 mm), otwory: należy użyć dużej ilości pasty do radiatorów. Rezystor Rza i Rai są przylutowane bezpośrednio do bramek tranzystorów MOSFET po miedzianej stronie PCB. Cewka indukcyjna L1 jest nawinięta

R36: przewód powinien być skutecznie zaizolowany, a końcówki wstępnie ocynowane przylutować do otworów tuż obok otworów na R36. Kondensator C1 może być typu elektrolitycznego, niemniej jednak wersja MKT jest korzystna. Powierzchnie T1 i T2 należy skleić ze sobą tak, aby ciepło ich ciała pozostało identyczne.

Pamiętaj o mostkach drucianych. Zasilanie modelu 160-watowego pokazano na

Ryc. 6: korekty dla modeli uzupełniających przedstawiono w tabeli 2. Koncepcja inżyniera artysty została przedstawiona w

Rys. 7. Gdy tylko jednostka napędowa zostanie zbudowana, możliwe będzie sprawdzenie napięć roboczych w obwodzie otwartym.

DC napięcia nie mogą przekraczać +/- 55 V, w przeciwnym razie istnieje ryzyko, że tranzystory MOSFET zrezygnowałyby z goblina przy pierwszym włączeniu.

W przypadku uzyskania odpowiednich obciążeń korzystne będzie oczywiście zbadanie źródła pod kątem ograniczeń obciążenia. Gdy zasilacz jest już w porządku, aluminiowy układ MOSFET jest przykręcony bezpośrednio do odpowiedniego radiatora.

Na rys. 8 przedstawiono całkiem dobre wyczucie wysokości i szerokości radiatorów oraz gotowego asortymentu stereofonicznego modelu wzmacniacza.

Dla uproszczenia zademonstrowano głównie stan części źródła zasilania. Miejscom, w których stykają się radiator i aluminiowy układ MOSFET (i prawdopodobnie tylna ścianka obudowy wzmacniacza) należy przypisać efektywne pokrycie pastą przewodzącą ciepło. Każdy z dwóch zespołów musi być przykręcony do wbudowanego radiatora nie mniej niż 6 śrubami M4 (4 mm).

Okablowanie elektryczne musi wiernie przylegać do linii prowadzących na rys. 8.

Zaleca się rozpocząć od ścieżek zasilania (drut gruboziarnisty). Następnie wykonaj połączenia uziemiające (w kształcie gwiazdy) od uziemienia urządzenia zasilającego do płytek drukowanych i uziemienia wyjściowego.

Następnie utwórz połączenia kablowe między płytkami drukowanymi a zaciskami głośnikowymi oraz między gniazdami wejściowymi a płytkami drukowanymi. Masa wejściowa powinna być zawsze podłączona wyłącznie do przewodu masy na płytce drukowanej - to wszystko!

Kalibracja i testowanie

Zamiast bezpieczników F1 i F2, podłącz rezystory 10ohm, 0,25 W w ich lokalizacji na PCB. Preset P2 musi być ustawiony całkowicie w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, chociaż P1 jest zaplanowany w środku jego obrotu.

Zaciski głośnikowe nadal są rozwarte, a wejście powinno być zwarte. Włącz zasilanie sieciowe. Jeśli we wzmacniaczu wystąpią jakiekolwiek zwarcia, rezystory 10 omów zaczną się palić!

Jeśli tak się stanie, natychmiast wyłącz urządzenie, zidentyfikuj problem, zmień rezystory i ponownie włącz zasilanie.

Gdy wszystko wygląda dobrze, podłącz woltomierz (zakres 3 V lub 6 V d.c.) do jednego z 10-omowych rezystorów. Musi być na nim napięcie zerowe.

Jeśli okaże się, że P1 nie jest całkowicie odwrócony w lewo. Napięcie powinno rosnąć, podczas gdy P2 jest stale zmieniana zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Ustaw P1 na napięcie 2 V: prąd w tym przypadku może wynosić 200 mA, czyli: 100 mA na MOSFET. Odłącz i wymień 10-omowy rezystor za pomocą bezpieczników.

Ponownie włącz zasilanie i sprawdź napięcie między masą a wyjściem wzmacniacza: na pewno nie będzie ono wyższe niż +/- 20 mV. Wzmacniacz jest następnie przygotowany do zamierzonej funkcjonalności.

Podsumowanie. Jak wyjaśniono wcześniej, wytyczne przełączania obwodu zabezpieczającego przed przegrzaniem należy ustawić na około 72,5 ° C.

Można to łatwo ustalić, ogrzewając radiator np. Suszarką do włosów i oceniając jego ciepło.

Jednak w jakiś sposób może to nie być do końca istotne: P1 może być również ustawione na środku tarczy. Sytuację naprawdę należy zmienić tylko wtedy, gdy wzmacniacz wyłącza się zbyt często.

Jednak jego stanowisko w żadnym wypadku nie powinno być dalekie od środkowej lokacji.

Dzięki uprzejmości: elektor.com

Rys: 2

Ryc .: 3