60 W, 120 W, 170 W, 300 W teljesítményerősítő áramkör

A bejegyzés mélyreható vitát mutat be egy univerzális nagy teljesítményű erősítő felépítésének részleteiről, amely módosítható vagy beállítható bármilyen tartományba, 60 W, 120 W, 170 W vagy akár 300 W teljesítményig (RMS).

A dizájn

A 2. ábrán látható kapcsolási rajz a legnagyobb teljesítmény erősítő formájában, ez 300 W-ot kínál 4 ohmra. A kimenet mérséklésének beállításait kétségtelenül utólag megbeszélik a bejegyzésen belül.

Az áramkör arra a pár soros MOSFET-re támaszkodik, a T15 és T16., Amelyeket valójában anti-fázisban táplál egy differenciálerősítő. Tekintettel arra, hogy a MOSFET-ek bemeneti ellenállása 10 ohmos szintű, a hajtás elektromos teljesítményének valóban egyszerűen szerénynek kell lennie. Ennek eredményeként a MOSFET feszültség-működtetésű.

A vezető szakasz főként a T1 és a T3, valamint a T12 és a T13. Negatív d.c. a kimeneti fokozaton keresztüli visszacsatolást az R22 adja, és negatív a.c. R23 visszajelzése ---- C3.

Az a.c. a feszültségnövekedés nagyjából 30 dB. Az alábbi határértéket a C1 és C3 értékei határozzák meg. Az első differenciálerősítő, a T1, a T2 működési rendjét a T3-on keresztül folyó áram ütemezi.

A T5 kollektorárama megállapítja a T3-T4 áramtükör referenciaáramát. Annak érdekében, hogy a referenciaáram állandó legyen, a T5 alapfeszültségét a D4-D5 diódák jól szabályozzák.

A T1-T2 kimenete egy másik differenciálerősítőt, a T12-T13-ot működtet, amelynek kollektoráramai létrehozzák a kimeneti tranzisztorok kapupotenciálját. Ennek a potenciálnak a mértéke a T12-T13 munkapozíciójától függ.

A T9 és T10 áramtükör és a D2-D5 diódák ugyanolyan funkciót töltenek be, mint a T3-T4 és a D4-D5 az első differenciálerősítőben.

A referenciaáram jelentőségét a Tm kollektorárama jellemzi, amelyet P2 gyakran ütemez a T11 emitter áramkörében. Ez a bizonyos kombináció a nyugalmi (torzító) áramot (bemeneti jel jelenléte nélkül) modellezi.

A nyugalmi áram stabilizálása

A MOSFET-ek pozitív hőmérsékleti együtthatóval rendelkeznek, valahányszor a lefolyó áramuk névleges, garantálva, hogy a nyugalmi (torzító) áramot egyszerűen kompenzálva tartsák fenn.

Ezt gyakran az R17-től bocsátják rendelkezésre a T9-T10 áramtükör felett, amely negatív hőmérsékleti együtthatót tartalmaz. Amint ez az ellenállás felmelegszik, a T9-en keresztül a referenciaáram viszonylag lényegesebb százalékát kezdi el húzni.

Ez a T10 kollektoráramának csökkenését idézi elő, amely egymás után a MOSFET kapu-forrás feszültségének csökkenését eredményezi, amely hatékonyan kompenzálja a MOSFET-ek PTC által kiváltott növekedését.

A hőperiódus-állandó, amelyet a hűtőbordák hőellenállása befolyásolhat, meghatározza a stabilizálás végrehajtásához szükséges időt. A P által rögzített nyugalmi (torzító) áram állandó +/- 30% -on belül.

Túlmelegedés elleni védelem

A MOSFET-eket a T6 alapáramkörében található R12 termisztor védi a túlmelegedéstől. Bármelyik hőmérséklet elérése után a termisztoron lévő potenciál aktiválja a T7-et. Valahányszor ez bekövetkezik, a T8 a T9-T11 segítségével nyeri a referenciaáram jelentősebb részét, amely sikeresen korlátozza az MOSFET kimeneti teljesítményét.

A hőtűrést Pl ütemezi, amely megegyezik a rövidzárlat-biztonság hűtőbordájának hőmérsékletével. Ha a kimenet rövidzárlatos egy bemeneti jel bekövetkeztekor, az R33 és R34 ellenállások feszültségének csökkenése a bekapcsolva.

Ez a T9 / T10 útján csökkenti az áramot, és ennek megfelelően a T12 és T13 kollektoráramokat is. A MOSFETS tényleges hatótávolsága ezt követően jelentősen korlátozott, biztosítva, hogy az energiaeloszlás minimális legyen.

Mivel a kivezethető lefolyóáram a lefolyóforrás feszültségén alapul, további részletek fontosak az áramszabályozás megfelelő beállításához.

Ezt a részleteket az R26 és R27 ellenállások feszültségcsökkenése kínálja (pozitív, illetve negatív kimeneti jelek). Ha a terhelés kevesebb, mint 4 ohm, a Tu bázis-emitter feszültségét olyan szintre csökkentik, amely hozzájárul a 3,3 A-ra valóban korlátozott rövidzárlati áramhoz.

Építési részletek

A MOSFET erősítő kialakítása ideálisan a 3. ábrán bemutatott NYÁK-ra épül. Az építkezés megkezdése előtt azonban meg kell határozni, hogy melyik variáció előnyös.

A 2. ábra, valamint a 3. ábra komponenslistája az l60 wattos változatra vonatkozik. A 60 W, 80 W és 120 W variációk beállításait a 2. táblázat mutatja be. A 4. ábrán leírtak szerint a MOSFET és az NTC derékszögűre van felszerelve.

A tűcsatlakozást az 5. ábra vázolja NTC s egyenesen az M3 dimenzióba csavarják, csapolják (menetfúró = 2,5 mm), lyukak: használjon sok hűtőborda összetett pasztát. Az Rza és a Rai ellenállást közvetlenül a PCB réz oldalán található MOSFET kapukhoz forrasztják. Az L1 induktivitást felcsavarják

R36: a huzalt hatékonyan szigetelni kell, az előzetesen ónozott végeket pedig az R36-os nyílások mellé kell forrasztani. A C1 kondenzátor lehet elektrolitikus, ennek ellenére az MKT változat előnyös. A T1 és a T2 felületeit egymással kell beilleszteni azzal a szándékkal, hogy testhőjük továbbra is azonos legyen.

Ne feledje a huzalhidakat. A 160 wattos modell tápellátását a

6. ábra: a kiegészítő modellek kiigazításait a 2. táblázat mutatja be

7. ábra. Amint a tápegységet megépítik, ellenőrizni lehet a nyitott áramkör üzemi feszültségeit.

A dc a feszültségnek nem szabad meghaladnia a +/- 55 V értéket, különben fennáll annak a kockázata, hogy a MOSFET-ek kezdeti bekapcsoláskor feladják a koboldat.

Abban az esetben, ha megfelelő terhelés érhető el, természetesen előnyös, ha a forrást terhelési korlátozások alatt vizsgálják. Amint az áramellátás rendben van, az alumínium MOSFET beállítást közvetlenül a megfelelő hűtőbordára csavarják.

A 8. ábra nagyon jól érzékeli a hűtőbordák magasságát és szélességét, valamint az erősítő sztereó modelljének végleges választékát.

Az egyszerűség kedvéért elsősorban az áramforrás alkatrészeinek állását mutatják be. Azokat a helyeket, ahol a hűtőborda és az alumínium MOSFET elrendezése (és valószínűleg az erősítő házának hátsó panelje) összeérnek, hatékony hővédő paszta bevonattal kell ellátni. Mindkét szerelvényt legalább 6 M4 (4 mm) méretező csavarral kell a beépített hűtőbordára csavarni.

Az elektromos vezetékeknek hűen kell tapadniuk a 8. ábra vezetővezetékeihez.

Célszerű az ellátási nyomokkal kezdeni (nehéz nyomtávú huzal). Ezután hozza létre a földcsatlakozásokat (csillag alakú) az áramforrás földjétől a NYÁK-kig és a kimeneti földig.

Ezután hozza létre a kábelcsatlakozásokat a NYÁK-k és a hangszóró-terminálok, valamint a bemeneti aljzatok és a NYÁK-k között. A bemeneti földet mindig csak a NYÁK földvezetékéhez kell csatlakoztatni - ennyi!

Kalibrálás és tesztelés

Az F1 és F2 biztosítékok helyett 10 ohmos (0,25 W) ellenállást helyezzen el a NYÁK-on. Az előre beállított P2-t teljesen az óramutató járásával ellentétes irányban kell rögzíteni, bár a P1 a forgásának közepére van ütemezve.

A hangszóró csatlakozói továbbra is nyitva vannak, valamint a bemenetet rövidzárlatosnak kell lennie. Kapcsolja be az elektromos hálózatot. Ha valamilyen rövidzárlat van az erősítőben, akkor a 10 ohmos ellenállások füstölni kezdenek!

Ha ez megtörténik, azonnal kapcsolja ki, azonosítsa a problémát, cserélje ki az ellenállásokat, és kapcsolja be ismét az áramellátást.

Abban a pillanatban, hogy minden megfelelőnek tűnik, csatlakoztasson egy voltmérőt (3 V vagy 6 V DC tartomány) a 10 ohmos ellenállások egyikére. Nulla feszültségnek kell lennie rajta.

Ha úgy találja, hogy a P1 nincs teljesen balra fordítva. A feszültségnek meg kell emelkednie, miközben a P2 folyamatosan változik az óramutató járásával megegyező irányban. Állítsa be a P1 értéket 2 V feszültségre: az áram ebben az esetben 200 mA lehet, azaz 100 mA / MOSFET. Válasszuk le és cseréljük ki a 10 ohmos ellenállást a biztosítékokkal.

Kapcsolja be ismét az áramellátást, és ellenőrizze a föld és az erősítő kimenete közötti feszültséget: ez biztosan nem lesz magasabb, mint +/- 20 mV. Az erősítő ezt követően fel van készítve a tervezett funkcionalitásra.

Befejezés. Mint azt korábban kifejtettük, a túlmelegedés elleni biztonsági áramkör változó irányvonalát hozzávetőlegesen 72,5 ° C-ra kell elosztani.

Ezt könnyen meg lehet állapítani úgy, hogy a hűtőbordát például hajszárítóval felmelegítjük, és felmérjük annak hőjét.

Valahogy azonban ez nem feltétlenül lényeges: a P1 rögzíthető a tárcsa közepén is. Helyzetén valóban csak akkor szabad változtatni, ha az erősítő túl gyakran kikapcsol.

Állása azonban semmiképpen sem lehet messze a középső helytől.

Kedvesség: elektor.com

2. ábra

3. ábra