Схема 100 ваттного усилителя звука
Для создания усилителя домашнего аудиокомплекса, вполне достаточно мощности в 100 ватт. Этим условиям удовлетворяет неплохая микросхема TDA7293 или схема собранная на транзисторах. На последнем варианте мы и остановимся. Представляем усилитель звука с токовым управлением. Здесь использован выходного каскад класса В со всеми его преимуществами и без присущих ему недостатков. Вначале рассмотрим прототип 30-ти летней давности.
Схема также содержит нововведение в виде эквивалентной нагрузки (R9). Выходной каскад управляется (через транзисторы Т2 и Т5) транзисторами Т1 и Т4, включенными последовательно в положительные и отрицательные плечи питания ОУ соответственно. Это также улучшает скорость нарастания ОУ 741. Если, однако, применяется более скоростной ОУ (например,
Более современная элементарная база привела к созданию УМЗЧ, схема которого приведена ниже.
Коэффициент усиления по напряжению Кu 20,5
Напряжение питания Uпит +-15…+-45В
Номинальная мощность P при Uпит = +-30В на 4Ом 100Вт
Максимальная мощность Pmax Uпит=+-45В на 4Ом 200Вт
Чувствительность по входу Uвх 1В
Суммарный коэф-т всех видов искажений при P=60Вт 4Ома, Kd 0,006%
Ток покоя усилителя Ixx 20-30мА
Ток покоя выходного каскада 0мА
Полоса воспроизводимых частот по уровню –3дБ, Гц, не уже 5-100 000
Детали, используемые в схеме
Операционный усилитель TL071 можно заменить на КР544УД2А, КР544УД1А, КР140УД608, КР574. Замена его повлечет за собой и изменение параметров ОООС и местных ООС. Емкость C2 установлена для того, чтобы компенсировать падение усиления с увеличением частоты для ОУ 741. Для TL071 эта неравномерность проявляется далеко за пределами звукового диапазона, а поэтому не требует коррекции.
Стабилитроны были установлены в делители баз транзисторов эмиттерного повторителя, образованного VT1 и VT2. Вместе с резисторами R5 и R6 мощностью 0,5Вт стабилитроны образуют параметрические стабилизаторы, позволяющие менять питание УМЗЧ в широких пределах, не пересчитывая резистивных делителей. Для наилучшего результата стабилитроны желательно подобрать парами по напряжению стабилизации в пределах 12-13В, но обязательно одинаковые. Напряжение 15В недопустимо, т.к. тогда ОУ в данной схеме может выйти из строя или уйти в крайне нелинейный режим.Диоды также отвечают современным тенденциям. Вместе с резисторами R15 и R16 диоды D1 и D2 выполняют функции термостабилизации предвыходного (VT3, VT4) каскада, а также предотвращают протекание тока покоя через транзисторы выходного (VT5, VT6) каскада даже при значительном прогреве устройства.
Защитные диоды D3 и D4 предусмотрены 1N4007, однако устанавливаются они только в случае, если в выходных транзисторах отсутствуют встроенные. В моем случае, в TIP142/147 эти диоды есть. При установке транзисторов типа 2SC5200, 2SA1943 диоды D1, D2 должны быть германиевые импульсные типа Д311 или маломощные диоды Шотки, важно, чтобы падение напряжения на прямом переходе диода было 0,25-0,3 В.
Диоды D6 и D7, включенные в прямом смещении, в комбинации с конденсаторами С4..С7 препятствуют проникновению наводок в каскад питания ОУ, возникающих в связи с большим потреблением выходного каскада на высокой мощности.
Выходной каскад был оставлен без изменений, его характеристика не имеет значения. В ЭП были установлены популярные высокочастотные транзисторы BC546/556. В эмиттерные цепи предвыходного каскада были включены ограничивающие резисторы R15, R16, помогающие стабилизировать ток покоя. Кроме того, по напряжению на этих резисторах удобно измерять ток покоя. Его величина – 20мА. Т.о. напряжение на резисторах должно быть 15*0,02=0,3В.
Настройка УМЗЧ
Настройка выполняется с отключенными транзисторами выходного каскада. VT5 и VT6 впаиваются в последнюю очередь. Для проверки сначала установите R7 и R8 по 180 Ом. Подключите питание усилителя через мощные проволочные резисторы сопротивлением примерно по 50-100 Ом каждый. Это позволит избежать возможных пробоев, перегрева, перегрузки БП и прочих проблем. На предвыходные транзисторы устанавливаются пластинчатые теплоотводы. Вход накоротко замыкаем на землю.
Далее установите выходные транзисторы. Они крепятся на теплоотвод площадью около 300кв. см через слюду с термопастой на винтах с изолирующими втулками. Еще раз проверьте ток покоя.
Баланс моста выполняется при наличии осциллографа и генератора. Необходимо подать на вход 15-20кГц синусоиду. Сначала выставить небольшой уровень и посмотреть на участок вблизи оси. Если на нем заметны «прогибы” синусоиды, то настройка нужна. Для этого вместо С3 устанавливается подстроечный конденсатор примерно на 30пФ.
Печатная плата УМЗЧ
Плата выполнена из одностороннего фольгированного текстолита размером 90х60мм. Ниже даны раскладка элементов и рисунок печатной платы для лазерно-утюжной технологии. Конденсаторы C5 и C7 устанавливаются под платой со стороны фольги.
Усилитель действительно выдаёт честных 100 ватт мощности, при этом даже на максимуме Кг не превышает долей процента. Автор статьи: Лишманов Николай aka Lincor.
Понравилась схема — лайкни!
ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УНЧ
Смотреть ещё схемы усилителей
УСИЛИТЕЛИ НА ЛАМПАХ УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ
УСИЛИТЕЛИ НА МИКРОСХЕМАХ
СТАТЬИ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ
Сборка транзисторного усилителя звука на 150Вт
Приветствую, Самоделкины!В этой статье мы, вместе с автором YouTube канала Radio-Lab, будем собирать транзисторный усилитель звука мощностью 150Вт.
Автор давно собирался попробовать собрать достаточно мощный транзисторник буквально с нуля. Через некоторое время в интернете была найдена одна довольно интересная схема и плата усилителя.
Автор данного усилителя Илья Стельмах, на форумах он же Nemo. Схема усилителя представляет собой типичную схему топологии Лина. Имеется защита от короткого замыкания на выходе.
Технические характеристики представленной выше схемы:
Список необходимых радиоэлементов:
В описании под видеороликом (ссылка ИСТОЧНИК в конце статью) вы найдете ссылку на группу ВКонтакте автора усилителя Ильи Стельмаха.
А теперь уже пора начать собирать этот усилитель. Кстати, еще одно название этого усилителя – «Усилитель без лишних понтов». В итоге вот такая печатная плата у нас получилась с помощью негативного фоторезиста.
На радиорынке мастер накупил необходимых для усилителя радиодеталей. Еще купил нормальные силовые полевые транзисторы, увы, но иногда есть урезанные подделки.
Постоянных резисторов немало, и чтобы не перепутать нужный номинал автор использует тестер радиодеталей. Тут все предельно просто: достаточно установить резистор, и тестер показывает его номинал. Это, согласитесь, очень удобно.
Дальше по чертежу находим место установки каждого резистора на плате и устанавливаем их на свои места. Откусываем лишнее и припаиваем деталь. Таким образом постепенно и без спешки устанавливаем на плату все остальные мелкие резисторы.
Из ножек конденсаторов делаем и запаиваем перемычки. Затем, соблюдая полярность, запаиваем мелкие диоды. Маленькие транзисторы есть прямой и обратной проводимости. Согласно схеме, устанавливаем их на свои места.
Теперь можно установить пленочные конденсаторы. Их немного. И стазу запаяем клеммник линейного входа. На этом этапе плата имеет вот такой вид:
Электролитических конденсаторов тоже немного и, соблюдая полярность, запаиваем их на плату. Полярность указана на корпусе.
Точно, еще же у нас есть мощные эмиттерные постоянные резисторы. Их тоже запаиваем на свои места.
На данном этапе автор обнаружил у себя ошибку. Вместо нужного резистора на 10Ом, он установил резистор на 100Ом, нужно все проверять. Ошибку надо исправлять, теперь резистор необходимого номинала занял свое место на плате. Дальше будем устанавливать силовые транзисторы. Для установки силовых транзисторов загибаем ножки под прямым углом, выставляем нужную высоту и паяем транзисторы на плату.
Очень важно! Для своего проекта автор развернул большие силовые транзисторы, чтобы они выступали за плату. Это он сделал для себя, но и по плате он внёс изменения, чтобы все и по схеме было правильно. Также на плате имеются два маленьких неполярных конденсатора, их тоже устанавливаем.
Чтобы сделать дроссель, автор купил медный обмоточный провод. А сам дроссель он намотал на оправе из фломастера. Затем очистил места для пайки от эмали, и запаял его на свое место.
Также для удобства подключения припаиваем не очень длинные провода для подключения питания усилителя и провода выхода на динамик. После проделанной работы у нас получилась вот такая вот собранная плата усилителя звука:
Согласитесь, на вид весьма достойно. Силовые дорожки автор дополнительно пролил припоем и отмыл плату от канифоли. И как вы уже успели увидеть, он собрал две такие платы, каждая на свой канал (если нужно собрать стереоусилитель).
Сборка — это конечно хорошо, но усилитель ещё нужно проверить на работоспособность. Для этого будем использовать аккумулятор на 12В и повышающий инвертор с двухполярным выходом для питания усилителя.
Если случайно есть ошибка в сборке усилителя, то инвертер не палит усилитель и сам при этом не сгорает.
Силовые транзисторы достаточно сильно нагреваются, их нужно ставить на радиатор. Радиатор у нас тестовый небольшой. Также обязательно нужно изолировать корпуса транзисторов от радиатора с помощью изолирующих прокладок, чтобы они не коротили между собой.
Для теста усилитель не прикручиваем. На вход усилителя автор прикрутил экранированный провод с разъемом 3,5мм. Визуально все хорошо, можно попробовать подать питание. При первом включении усилителя не нужно сразу подключать акустику, а нужно с помощью мультиметра проверить, нет ли постоянки на выходе усилителя. Это обязательно необходимо сделать чтобы не спалить колонки.
При подключении питания ничего не взорвалось, дыма нет, постоянки на выходе усилителя тоже нет — это очень хорошо, значит по сборке все нормально и можно подключать акустику. Кстати, по тестовому питанию: на входе инвертора напряжение примерно 12В, а на выходе 50В со средней точкой. В роли тестовой колонки у нас выступит Radiotehnika S-30B, ее подключаем для теста на выход собранного усилителя. Теперь пробуем подать питание уже с акустикой.
Все заработало. Хлопка при включении нет и шума тоже нет. Теперь необходимо пробовать подать звуковой сигнал на вход усилителя. Реакция на входе усилителя есть, источником звука будет телефон, включаем тестовый трек (оценить примерное качество звучания, можно посмотрев оригинальный видеоролик автора, ссылка в конце статьи).
Итак, наш самодельный усилитель звука реально заработал и играет. Итак, если усилитель собран правильно, то он работает и играет, что конечно не может не радовать. Схема нормальная и рабочая, а дальше уже можно думать, как собрать готовый усилитель и как эти собранные модули будут размещаться в корпусе вертикально или горизонтально.
Так же можно подобрать нормального размера радиатор. Чтобы эти усилители развивали заявленную мощность, то их нужно обеспечить нормальным питанием или от трансформатора, или от импульсного блока питания.
Выходную мощность в зависимости от сопротивления нагрузки автор (Илья Стельмах) изобразил на графике:
Можете пробовать повторять и собирать. Мощность на выходе реально большая, тут главное колонки подходящие найти. И все же для новичков этот усилитель автор не советует. Тут вроде бы и нет ничего сложного, но все же могут возникнуть проблемы так как много деталей и простым его все же назвать достаточно трудно. Ну и куда больше времени уйдет чтобы найти все детали. Редко, когда все есть в одном магазине. На этих платах можно собрать очень достойный готовый усилитель. Играть он будет очень громко. Ну а на этом все. Благодарю за внимание. До новых встреч!
Видео:
Источник
Доставка новых самоделок на почтуПолучайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!
*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.Сто ватт на коленке. (КН)
РадиоКот >Схемы >Аудио >Усилители >Сто ватт на коленке. (КН)
Основные достоинства этого усилителя — это простота сборки, ненадобность настройки, доступность и низкая стоимость элементов, из которых он состоит. Из электрических параметров хочется отметить очень высокую линейность в рабочем диапазоне частот (20Гц-20кГц). Недостатки есть — куда без них — несколько повышенный уровень шума, однако этот недостаток можно немного компенсировать — ниже посмотрим как. Идеальный вариант для дачи, деревни, короче говоря, для тех ситуаций, где дорогую технику использовать нежелательно, а громкого звука ну уж очень хочется.
Смотрим схему:
Как видите — проще уже некуда. Всего делов, что 5 транзисторов и несколько дополнительных компонентов.
В принципе, из этого усилителя можно выжать и 150 ватт, но думаю, что не стоит так экстремально экспериментировать.
Для уменьшения уровня шума на вход нужно поставить переменный резистор, сопротивлением 47 кОм. В этом случае, при малой громкости шума практически не будет, а при большой — он будет маскироваться полезным сигналом. Транзисторы VT3-VT5 устанавливаются на радиатор, разумеется, через изолирующие прокладки. Термопаста приветствуется, поскольку при большой выходной мощности выходные транзисторы греются очень основательно.
Вообще говоря, этот усилитель можно паять как угодно и где угодно, но на всякий случай вот печатная плата.
Кстати, этот усилитель отлично подойдет для сабвуферов — низкие частоты он передает очень хорошо, а небольшие размеры позволят встроить его даже в небольшой ящик.
Вроде все.
Все вопросы — как обычно в Форум.
Как вам эта статья? | Заработало ли это устройство у вас? |
Описание работы усилителя мощности звука на транзисторах MOSFET
Редакция сайта «Две Схемы» представляет простой, но качественный усилитель НЧ на транзисторах MOSFET. Его схема должна быть хорошо известна радиолюбителям аудиофилам, так как ей уже лет 20. Схема является разработкой знаменитого Энтони Холтона, поэтому её иногда так и называют — УНЧ Holton. Система усиления звука имеет низкие гармонические искажения, не превышающие 0,1%, при мощности на нагрузку порядка 100 Ватт.
Данный усилитель является альтернативой для популярных усилителей серии TDA и подобных попсовых, ведь при чуть большей стоимости можно получить усилитель с явно лучшими характеристиками.
Большим преимуществом системы является простая конструкция и выходной каскад, состоящий из 2-х недорогих МОП-транзисторов. Усилитель может работать с динамиками сопротивлением как 4, так и 8 Ом. Единственной настройкой, которую необходимо выполнить во время запуска — будет установка значения тока покоя выходных транзисторов.
Принципиальная схема УМЗЧ Holton
Усилитель Холтон на MOSFET — схемаСхема является классическим двухступенчатым усилителем, он состоит из дифференциального входного усилителя и симметричного усилителя мощности, в котором работает одна пара силовых транзисторов. Схема системы представлена выше.
Печатная плата
Печатная плата УНЧ — готовый видВот архив с PDF файлами печатной платы — скачать.
Принцип работы усилителя
Транзисторы Т4 (BC546) и T5 (BC546) работают в конфигурации дифференциального усилителя и рассчитаны на питание от источника тока, построенного на основе транзисторов T7 (BC546), T10 (BC546) и резисторах R18 (22 ком), R20 (680 Ом) и R12 (22 ком). Входной сигнал подается на два фильтра: нижних частот, построенный из элементов R6 (470 Ом) и C6 (1 нф) — он ограничивает ВЧ компоненты сигнала и полосовой фильтр, состоящий из C5 (1 мкф), R6 и R10 (47 ком), ограничивающий составляющие сигнала на инфранизких частотах.
Нагрузкой дифференциального усилителя являются резисторы R2 (4,7 ком) и R3 (4,7 ком). Транзисторы T1 (MJE350) и T2 (MJE350) представляют собой еще один каскад усиления, а его нагрузкой являются транзисторы Т8 (MJE340), T9 (MJE340) и T6 (BD139).
Конденсаторы C3 (33 пф) и C4 (33 пф) противодействуют возбуждению усилителя. Конденсатор C8 (10 нф) включенный параллельно R13 (10 ком/1 В), улучшает переходную характеристику УНЧ, что имеет значение для быстро нарастающих входных сигналов.
Транзистор T6 вместе с элементами R9 (4,7 ком), R15 (680 Ом), R16 (82 Ом) и PR1 (5 ком) позволяет установить правильную полярность выходных каскадов усилителя в состоянии покоя. С помощью потенциометра необходимо установить ток покоя выходных транзисторов в пределах 90-110 мА, что соответствует падению напряжения на R8 (0,22 Ом/5 Вт) и R17 (0,22 Ом/5 Вт) в пределах 20-25 мВ. Общее потребление тока в режиме покоя усилителя должен быть в районе 130 мА.
Выходными элементами усилителя являются МОП-транзисторы T3 (IRFP240) и T11 (IRFP9240). Транзисторы эти устанавливаются как повторитель напряжения с большим максимальным выходным током, таким образом, первые 2 каскада должны раскачать достаточно большую амплитуду для выходного сигнала.
Резисторы R8 и R17 были применены, в основном, для быстрого измерения тока покоя транзисторов усилителя мощности без вмешательства в схему. Могут они также пригодиться в случае расширения системы на еще одну пару силовых транзисторов, из-за различий в сопротивлении открытых каналов транзисторов.
Резисторы R5 (470 Ом) и R19 (470 Ом) ограничивают скорость зарядки емкости проходных транзисторов, а, следовательно, ограничивают частотный диапазон усилителя. Диоды D1-D2 (BZX85-C12V) защищают мощные транзисторы. С ними напряжение при запуске относительно источников питания у транзисторов не должно быть больше 12 В.
На плате усилителя предусмотрены места для конденсаторов фильтра питания С2 (4700 мкф/50 в) и C13 (4700 мкф/50 в).
Самодельный транзисторный УНЧ на МОСФЕТУправление питается через дополнительный RC фильтр, построенный на элементах R1 (100 Ом/1 В), С1 (220 мкф/50 в) и R23 (100 Ом/1 В) и C12 (220 мкф/50 в).
Источник питания для УМЗЧ
Схема усилителя обеспечивает мощность, которая достигает реальных 100 Вт (эффективное синусоидальная), при входном напряжении в районе 600 мВ и сопротивлением нагрузки 4 Ома.
Усилитель Холтон на плате с деталямиРекомендуемый трансформатор — тороид 200 Вт с напряжением 2х24 В. После выпрямления и сглаживания должно получиться двух полярное питание усилители мощности в районе +/-33 Вольт. Представленная здесь конструкция является модулем монофонического усилителя с очень хорошими параметрами, построенного на транзисторах MOSFET, который можно использовать как отдельный блок или в составе самодельного домашнего аудиокомплекса.
|
Усилитель мощности звука на 1000 ватт
Представляем полностью цифровой усилитель НЧ класса D на мощность обеих каналов 1000 Вт. Корпус был взят от предыдущих проектов не слишком устраивавших по работе усилителей. Инвертор также используемая из предыдущих проектов, только эта версия была улучшена. Управление на SG3525 скопировано и чуть модифицировано с автомобильного усилителя Grundig PA240 + управляющий трансформатор и транзисторы. Блок питания 2×75 В, постоянная мощность выхода 1100 Вт и сердечник ETD49 прекрасно делают свое дело. Все работает с частотой 60 кГц. Полумостовая топология.
Схема УНЧ на 1 кВт класс D
Модули УМЗЧ класса D сделаны в соответствии с имеющимся проектом IRAUDAMP 9 (скачать полную документацию), плюс внесены минимальные изменения. Три пары транзисторов IRFP4332 на канал работают с тактовой частотой 300 кГц. DT 105 нс. Основа усилителя — IRS2092 + TC4420. Дроссель БП в феррите, индуктивность 22uH / 30A.
Модули будут выдавать 2500 Вт / 2 Ом при 10% и напряжении питания +/- 95 В постоянного тока, при тестах удалось выжать 1800 Вт, измеренные на динамиках.
Использовались популярные и эффективные средства защиты из серии биполярных усилителей. Те же схемы в модулях класса D имеют защиту от короткого замыкания и постоянного тока, также сделано дополнительное отключение этих защит на реле. За стандартной защитой находится ограничитель стартового тока, плавный запуск.
Самое приятное то, что весь усилитель имеет целых 14 предохранителей, чтобы избежать возгорания печатной платы в случае форс-мажора. Охлаждение, инвертор и модули имеют принудительное охлаждение, включающееся после достижения температуры 50C, но модули УМ при работе не нагреваются, а инвертор достигает максимальной температуры всего 40С.
Если подвести итоги общего времени на проект — это, вероятно, будет целая рабочая неделя. Спасло то, что не было серьезных проблем с запуском. После тщательной проверки и старта усилитель заработал сразу. Устройство при скачках с сетевым напряжением питания, то есть выше 250 В или ниже 200 В переменного тока, отключается. Если в громкоговорителе имеется короткое замыкание или перегрузка, усилитель также отключится, после его необходимо перезапустить с помощью переключателя.
Технические параметры УМЗЧ D класса
- Непрерывное энергопотребление 1240 Вт при 228 В переменного тока.
- Общая эффективность 84% (преобразователь имеет 89%).
- Заявленная выходная мощность 2×500 Вт / 4 Ом RMS.
- Мощность подается на оба канала 1050 Вт.
- Минимальная нагрузка 2х2 Ом.
Все тестировалось с использованием среднеквадратичных измерителей и осциллографа, резистор 4 Ом 150 Вт. Напряжение 2×75 в режиме ожидания. Под нагрузкой оно падает до 65 В постоянного тока.
Что касается охлаждения, то воздух поступает через соответствующие. Вентиляторы никогда не включались и не включатся. Они только на тот случай, если УНЧ работает, например, в жаркую погоду на солнце. Раньше были модули класса AB, и здесь нужен был вентилятор. Самым нагревающимся элементом является выходной дроссель, он достигает постоянной температуры около 100С независимо от того, работает ли усилитель на полную мощность или стоит без сигнала.
Звучание усилителя и итоги работы
Конечно у большинства аудиофилов свои мнения и вкусы. Скажем лишь одну вещь от себя: по сравнению с классами AB и H, класс D имеет более линейный и детальный звук. Бас быстрый и динамичный, центр ровный, но ВЧ выше 10 кГц кажется затухающими. Мощность есть, контроль очень хороший.
Проект полностью оправдал ожидания. Единственным слабым звеном в целом является блок питания, если бы он был по мощнее, на выходе снималось бы и 2 х 1500 Вт. В настоящее время ведутся работы над новой версией блока питания мощностью 2 кВт, который в настоящее время несколько не вписывается в заданный размер.
Этому проекту, вероятно, 5 лет, и он все еще работает нормально. Было продано около десятка таких самодельных УМЗЧ, и они тоже работают. Регулярно этот импульсный усилитель с оконечником ADS LX 2000 берут для специальных мероприятий и концертов. Усилитель весит чуть более 5 кг. Для сравнения, тот же ADS LX 2000 весит около 30 кг, так что преимущества D класса налицо.
