5 parasta tutkittua 40 watin vahvistinpiiriä

Kokeile Instrumenttia Ongelmien Poistamiseksi





Tässä viestissä puhumme viidestä erinomaisesta, helposti rakennettavasta, pienen vääristymän omaavasta Hi-Fi 40 watin vahvistinpiiristä, jotka voidaan päivittää edelleen suurempaan tehoon pienillä muutoksilla.

Tämän artikkelin lähetti minulle sähköpostitse omistautunut seuraaja



Vaikka saatat löytää useita hybridilähtömoduuleja, tuskin mikään näistä pystyy sekoittamaan yksinkertaisuuden ja kohtuuhintaisuuden sekä suuren yleisen suorituskyvyn.

Yksi niistä on SGS: n siru TDA2030, jota käytetään tässä vahvistimessa. Vahvistimen asettelu on mutkaton: teholähde, johon liittyy kaksi siltaan sidottua lähtötransistoria. Äänisignaali annetaan teho-opampin lC1 ei-invertoivaan tuloon pistorasian K1 ja kondensaattorin C1 kautta.



Syöttövirta IC: lle värähtelee tulosignaalin mukaan.

Tämän vuoksi sillä on yhtä vaihteleva jännitehäviö vastusten R6, R7 ympärillä. R8 ja R9, koska nämä ovat opampin lähdeviivoissa. Niin kauan kuin virta on alle 1 A, vastusten yli menevä jännitehäviö ei ole riittävä transistoreiden T1 ja T2 kytkemiseksi päälle. Tämä tarkoittaa, että opamp toimittaa kokonaan jopa 2 W: n 4 ohmin kaiuttimien ulostulot.

Heti kun lähtövirta nousee yli 1 A: n tason, transistorit kytketään päälle ja vahvistavat vahvistimen tehoa.

Jos tulosignaali on heikko, transistorin läpi ei saada riittävästi lepovirtaa, mutta koska tämä tapahtuu opamp-jakosuodatinverkon kautta, ongelmat lopulta vältetään.

IC tarjoaa lisäksi lämpökompensoinnin ja takaa siten taatun toimintapisteen vakauden.

Syöttöjännite voi vaihdella välillä 12 V ja absoluuttinen maksimissaan 44 V. Vahvistimen rakentamisen piirilevylle on oltava helppoa.

Transistorit IC: n kanssa tulisi asentaa ja eristää noin 2 k W-1 jäähdytyslevyyn. Levitä paljon lämpöä johtavaa komposiittia. Syöttöjohtoa on suojattava 3,15 A: n sulakkeella. johto tulee suojata 3,15 A: n sulakkeella.

Piirikaavio

PCB-suunnittelu

Osaluettelo

Vastukset, kaikki 1/4 wattia 5%, ellei toisin mainita

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

Kondensaattorit

  • C1 = 470 nF
  • C2 = 10uF, 63V säteittäinen
  • C3 = 4,7uF, 63V säteittäinen
  • C4, C5, C7 = 220 nF MKT tai keraaminen
  • C6 = 2200uF, 50V säteittäinen

Puolijohteet

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

Sekalaiset

  • K1 = Ääniliitäntä tai -liitin
  • Jäähdytyselementti = 2K W ^ -1
  • Eristävät aluslevyt jne IC1, T1, T2

Tekniset tiedot

Käyttöjännite: enintään 44 V

Lähtöteho = 22 wattia 8 ohmin kaiuttimessa ja 40 wattia 4 ohmin kaiuttimessa, THD = 0,1%

Harmoninen vääristymäkaavio

  • 1 kHz 8 ohmissa 11 watin teholla = 0,012%
  • 1 kHz 4 ohmissa 20 watin teholla = 0,032%
  • 20 kHz 8 ohmissa 11 wattilla = 0,074%
  • 1 kHz 8 ohmissa 1 watin teholla = 0,038%
  • 1 kHz 4 ohmissa 1 watin teholla = 0,044%
  • Virta = 38mA noin Quiscent
  • Tehokkuus = 8 ohmia 62,5%
  • Suurin kuorma = 4 ohmia 64%

2) 40 watin vahvistin IC LM391: llä

Tämä toinen muotoilu on tehokas, röyhelöinen keskitehotehovahvistin, joka voidaan sovittaa käytettäväksi erityisesti yhdistelmämuotoisissa kannettavissa vahvistimissa, jotka ovat suosittuja kitaristien ja jazzmusiikkitaiteilijoiden keskuudessa.

Vahvistin on tehokas sekoitus sisäänrakennettua ääniohjainta IC LM391-80 ja bipolaarisilla transistoreilla rakennettua push-pull-teholähtöastetta.

Seuraavassa tarkastellaan muutamia ainutlaatuisia piirteitä suunnittelusta.

NTC, joka on fyysisessä kosketuksessa ulostulotransistoreiden kanssa, antaa LM391: n sammuttaa tehoportaan, kun tämä ylikuumenee. Tämän lämpöturvallisuuden lähtökohta on noin 200 pA: n NTC-virralla.

NTC: tä maadoittava elektrolyyttikondensaattori toimii 'pehmeän käynnistyksen' avulla, mikä on välttää melua napsauttamista tai muuta kaiuttimesta aiheutuvaa kohinaa, kun vahvistin kytketään päälle.

Saattaa vaikuttaa siltä, ​​että suojaus on aivan liian herkkä, ja siksi R4: n tai NTC: n arvoa voidaan joutua kokeilemaan jonkin verran. Palautetta on helppo käyttää vahvistimessa liittämällä R23 linjaverkkoon C5-R7.

Muut komponentit yhdessä R10: n kanssa päättävät vahvistimen taajuusvasteen, joka saattaa vaatia hienosäätöä tiettyjen vaatimusten täyttämiseksi. Tässä artikkelissa esitetyt komponenttien numerot voivat silti olla kunnossa useimmissa sovelluksissa.

C5: n ja R7: n eri arvojen kokeilun tulos on helppo määrittää (tai kuulla) lyhentämällä R23 lyhyesti. 4 ohmin kaiuttimien R23 on pienennettävä 0,18 ohmiin. Valitettavasti LM391-80 on herkkä värähtelylle, joka on pidettävä hallinnassa komponenttien RX, C6, C8 ja C9 kautta (monissa tapauksissa C6 voidaan poistaa).

Vastus RX minimoi erityisesti avoimen silmukan vahvistuksen. Jos käytetään RX: tä, Ry on kiinnitettävä kompensoimaan syntynyt offset-jännite. Komponentit R22 ja C12 muodostavat Boucherot-verkon, joka toimii vakauttamaan vahvistimen korkeilla taajuuksilla. Vahvistimen tuloa on käytettävä matalan impedanssin lähteellä, joka pystyy toimittamaan ”linjatason” äänisignaaleja (0 dB).

Verkko R1-C1 vaimentaa yli 50 kHz: n amplitudeja. Vahvistimen lepovirta määritetään esiasetuksella P1. Säädä tämä säätö aluksi 0 ohmiin ja hienosäädä sitä, kunnes 50 mA: n lepovirta on saavutettu.

Voit nostaa tämän arvoon 400 mA, jos etsit vähän vääristymiä. Kaikki tehotransistorit on sijoitettu piirilevyn samaan osaan, jotta ne voidaan kiinnittää yhteiseen jäähdytyselementtiin yhdessä NTC: n kanssa.

Jäähdytyselementin on oltava melko suuri, lämmönkestävyys 1 K Wsl tai pienempi. Huomaa, että L1 on tehty 20 kierroksesta, joiden halkaisija on 0,8 mm. emaloitu kuparilanka kierretty R21: n ympärille. C9 on keraaminen kondensaattori.

Piirikaavio

Tekniset tiedot

Katsotaan nyt muutama testattu data:

Syöttöjännitteellä: 35 V R23 oikosulussa:

3 dB: n kaistanleveys (8 Q): noin 11 Hz - 20 kHz

THD (ohimenevä harmoninen vääristymä) 1 kHz: llä. 1 W - 8 Ohm: 0,006% (Iq = 400mA) 1 W - 8 Ohm: 0,02% (Iq = 50 mA) 65 W - 8 Ohm: 0,02% (Um = 873 mV) 80 W - 4 Ohm: 0,2% ( Um = 700 mV virtarajan alkutaso).

Piirilevy ja komponenttien asettelu

Osaluettelo

3) 40 watin tehovahvistin käyttämällä Texas Instrumentsin IC LM2876 -laitetta

Kolmas malli on jälleen yksi viileä Hi-Fi 40 watin tehovahvistinpiiri, joka käyttää yhtä sirua LM2876 tietyn määrän musiikkitehon toimittamiseksi 8 ohmin kaiuttimella.

IC LM2876 on korkealaatuinen äänivahvistussiru, joka on suunniteltu jatkuvasti käsittelemään 40 watin keskimääräistä tehoa 8 ohmin kaiuttimessa, jonka THD on 0,1% ja taajuusalue on 20 Hz - 20 kHz.

Tämän IC: n suorituskyky on paljon parempi kuin muut hybridipiirit, koska siinä on sisäänrakennettu ominaisuus, jota kutsutaan hetkellisen lämpötilan ohjauspiiriksi Self Peak tai Piikki.

SPiKe sisältää sirun täydellisen suojan ulostulon ylijännitteeltä, alijännitteeltä, ylikuormitukselta ja tahattomilta oikosulkuilta.

IC LM2876: lla on erinomainen signaali-kohinasuhde yli 95 dB, mikä takaa erinomaisen Hi-Fi-tason äänen kirkkauden ja toistamisen.

LM2876: n pinout-kaavio

Piirikaavio

Tämän LM2876-pohjaisen 40 watin vahvistimen täydellinen piirikaavio on esitetty alla:

Lisätietoja tästä on osoitteessa IC: n tietolomake

4) 40 watin stereovahvistinpiiri IC TDA7292: lla

Toistaiseksi olemme keskustelleet vahvistimista, joilla on 40 watin mono-lähtö, mutta tämä luettelon neljäs piiri on suunniteltu tarjoamaan stereo 40 + 40 watin lähtö yhden sirun IC TDA7292: n kautta. Joten jos etsit stereoversion 40 watin vahvistimesta, tämä malli täyttää vaatimuksesi helposti.

Tämän erinomaisen yhden sirun vahvistimen valmistaa ST-mikroelektroniikka .

Piiri vaatii tuskin komponentteja, ja se voidaan nopeasti konfiguroida käyttämällä hyvin muotoiltua piirilevyä, joka on itse tuoteselosteessa.

Pääpiirteet

  • Laaja syöttöjännitealue (+/- 12 V ± 33 V)
  • Toimii kaksoissyötöllä optimaalisen lähtötehon saavuttamiseksi
  • Suunniteltu tuottamaan täysi lähtöteho 40 W + 40 W 8 Ω: iin syöttöjännitteellä = ± 26 V ja kokonaissäröjännitteellä enintään = 10%
  • Sisäisesti eliminoi pop-äänen, kun virta kytketään päälle / pois päältä
  • Esitä mykistysvaihtoehto, joka on myös ('pop' -vapaa)
  • Kun mykistystappi on maadoitettu, mikropiiri siirtyy vähän virtaa kuluttavaan valmiustilaan.
  • Sisäisesti IC on oikosulkusuojattu, mikä tarkoittaa, että IC ei palaa tai vaurioidu, kun lähtö on vahingossa oikosulussa tai ylikuormitettu.
  • IC: ssä on myös sisäänrakennettu terminen ylikuormitussuoja, joten ylikuumeneminen ei myöskään vahingoita IC: tä.

Täydellinen piirikaavio

Absoluuttinen maksimiluokitus

Seuraavat ovat IC: n TDA7292: n suurin absoluuttinen luokitus, jota ei pidä ylittää suojaamaan IC: tä pysyvästi vahingoittumiselta:

  • DC-syöttöjännite ± 35 V
  • (MinäTAI) Lähtöhuippuvirta (sisäisesti rajoitettu) 5 A
  • (Psiihen asti kun) Tehohäviö Tcase = 70 ° C 40 W
  • (Tpäällä) Käyttölämpötila -20 - 85 ° C
  • (Tj) Ristin lämpötila -40 - 150 ° C
  • (Tstg) Varastointilämpötila -40 - 150 ° C

Viite: Jos haluat lisätietoja ja täydellisen piirilevysuunnittelun, katso alkuperäinen IC-tietolomake.

5) 40 watin vahvistin, jossa vain transistorit

Kaikki yllä selitetyt mallit ovat riippuvaisia ​​integroiduista piireistä, ja me kaikki tiedämme, kuinka helposti nämä piirit voivat vanhentua milloin tahansa. Ehkä paras tapa saada universaali ikivihreä vahvistinrakenne on saada se erillisen transistorisen version muodossa, kuten tässä viidennessä lopullisessa mallissa on esitetty:

Tämä on itse asiassa lyhennetty versio suositusta 100 watin vahvistimesta tällä verkkosivustolla. Sitä on yksinkertaistettu poistamalla pari mosfettiä ja pienentämällä syöttöjännite 24 volttiin.

Edellä olevassa transistoroidussa 40 watin vahvistinpiirissä ilmoitetut osat näyttävät hieman epätavanomaisilta, eivätkä ne välttämättä ole helposti saatavilla markkinoilla. Tällaisten transistoroitujen versioiden kauneus on kuitenkin se, että aktiiviset komponentit voidaan helposti korvata vastaavilla arvoilla. Tälle suunnittelulle voimme myös löytää sopivat vastineet ja korvata ne täällä saadaksemme samat virheettömät tulokset.

Hitachi-insinöörit ovat suunnitelleet vahvistimen erinomaisen selkeyden tuottamiseksi mahdollisimman pienillä vääristymillä. Olen testannut sitä ja olin melko innoissani valtavasta säädettävästä tehoalueestaan ​​ja poikkeuksellisesta tulostuslaadustaan.

Koko osaluettelo on osoitteessa Tämä artikkeli.




Edellinen: H-Bridge Bootstrapping Seuraava: Kenttätransistorit (FET)