Circuito amplificatore di potenza da 60 W, 120 W, 170 W, 300 W.

Il post presenta una discussione approfondita sui dettagli costruttivi di un amplificatore universale ad alta potenza che può essere modificato o regolato per adattarsi a qualsiasi intervallo entro 60 watt, 120 watt, 170 watt o anche 300 watt di potenza in uscita (RMS).

Il design

Lo schema del circuito in Fig. 2 parla di massima capacità di potenza forma dell'amplificatore, questo offre 300 W su 4 ohm. Le impostazioni per moderare la potenza di uscita saranno senza dubbio discusse in seguito all'interno del post.

Il circuito si basa su un paio di MOSFET collegati in serie, T15 e T16, che vengono effettivamente alimentati in anti-fase da un amplificatore differenziale. Dato che la resistenza di ingresso dei MOSFET è del livello di 10 ohm, la potenza elettrica del convertitore deve essere semplicemente modesta. Di conseguenza i MOSFET funzionano in tensione.

Il palco pilota è composto prevalentemente da T1 e T3 insieme a T12 e T13. Negativo d.c. il feedback attraverso lo stadio di uscita è fornito da R22 e il negativo a.c. feedback da R23 ---- C3.

L'a.c. il guadagno di tensione è di circa 30 dB. La frequenza di taglio sotto è determinata dai valori di C1 e C3. Lo scopo di lavoro del primo amplificatore differenziale, T1, T2 è previsto dallo streaming corrente attraverso T3.

La corrente di collettore di T5 determina la corrente di riferimento per lo specchio di corrente T3-T4. Per assicurarsi che la corrente di riferimento sia costante, la tensione di base di T5 è ben controllata dai diodi D4-D5.

L'uscita di T1-T2 gestisce un altro amplificatore differenziale, T12-T13, le cui correnti di collettore stabiliscono il potenziale di gate per i transistor di uscita. La misura di tale potenziale dipenderà dalla posizione di lavoro di T12-T13.

Gli attuali specchi T9 e T10 insieme ai diodi D2-D5 hanno la stessa funzione di T3-T4 e D4-D5 nel primo amplificatore differenziale.

Il significato della corrente di riferimento è caratterizzato dalla corrente di collettore di Tm, che spesso è programmata da P2 nel circuito emettitore di T11. Questa particolare combinazione modella la corrente di riposo (polarizzazione) senza la presenza di (un segnale di ingresso.

Stabilizzazione della corrente di riposo

I MOSFET possiedono un coefficiente di temperatura positivo ogni volta che la loro corrente di drain è nominale, garantendo che la corrente di quiescenza (polarizzazione) sia semplicemente mantenuta coerente dalla compensazione applicabile.

Questo è spesso reso disponibile da R17 rispetto allo specchio corrente T9-T10, che include un coefficiente di temperatura negativo. Una volta che questo resistore si riscalda, inizia ad assorbire una percentuale relativamente più consistente della corrente di riferimento tramite T9.

Ciò determina una diminuzione della corrente di collettore di T10 che, sequenzialmente, porta ad una riduzione della tensione gate-source dei MOSFET, che compensa efficacemente l'incremento indotto dal PTC dei MOSFET.

La costante di periodo termico, che può essere influenzata dalla resistenza termica dei dissipatori, decide il tempo necessario per eseguire la stabilizzazione. La corrente di quiescenza (polarizzazione) fissata da P è coerente entro +/- 30%.

Protezione contro il surriscaldamento

I MOSFET sono schermati contro il surriscaldamento dal termistore R12 nel circuito di base di T6. Ogni volta che viene raggiunta una temperatura selezionata, il potenziale attraverso il termistore porta l'attivazione di T7. Ogni volta che ciò si verifica, T8 ricava la parte più consistente della corrente di riferimento tramite T9-T11, che limita con successo la potenza di uscita dei MOSFET.

La tolleranza al calore è programmata da Pl che è uguale a una temperatura del dissipatore di calore di sicurezza da cortocircuito Nel caso in cui l'uscita sia cortocircuitata al verificarsi di un segnale di ingresso, l'abbassamento della tensione sui resistori R33 e R34 porta a acceso.

Ciò provoca una caduta della corrente tramite T9 / T10 e, di conseguenza, anche delle correnti di collettore di T12 e T13. La portata effettiva dei MOSFET viene successivamente notevolmente limitata, assicurandosi che la dissipazione di potenza sia ridotta al minimo.

Poiché la corrente di drain praticabile dipende dalla tensione di drain-source, maggiori dettagli sono importanti per la corretta impostazione del controllo della corrente.

Questi dettagli sono offerti dalla diminuzione della tensione sui resistori R26 e R27 (rispettivamente segnali di uscita positivi e negativi). Quando il carico è inferiore a 4 ohm, la tensione base-emettitore di Tu viene ridotta a un livello che contribuisce alla corrente di cortocircuito realmente limitata a 3,3 A.

Dettagli costruttivi

Il Progettazione dell'amplificatore MOSFET è idealmente costruito sul PCB presentato in Fig. 3. Tuttavia, prima di iniziare la costruzione, è necessario determinare quale variazione è preferita.

La Fig. 2 e l'elenco dei componenti della Fig. 3 sono per la variante da l60 watt. Le regolazioni per le variazioni da 60 W, 80 W e 120 W sono presentate nella Tabella 2. Come illustrato nella Fig. 4, i MOSFET e gli NTC sono installati ad angolo retto.

La connettività dei pin è delineata nella Fig. 5. Il file NTC sono avvitati direttamente nella dimensione M3, maschiati (trapano a filettare = 2,5 mm), fori: utilizzare molta pasta composta per dissipatori di calore. Il resistore Rza e Rai sono saldati direttamente ai gate dei MOSFET sul lato in rame del PCB. L'induttore L1 è avvolto

R36: il filo deve essere efficacemente isolato, con le estremità pre-stagnate saldate alle aperture proprio accanto a quelle per R36. Il condensatore C1 può forse essere di tipo elettrolitico, tuttavia è vantaggiosa una versione MKT. Le superfici di T1 e T2 dovrebbero essere incollate l'una con l'altra con l'intenzione che il loro calore corporeo continui ad essere identico.

Ricorda i ponti metallici. L'alimentatore per il modello da 160 watt è mostrato in

Fig. 6: gli aggiustamenti per i modelli supplementari sono mostrati nella Tabella 2. Viene presentata la concezione artistica della sua ingegneria

Fig. 7. Non appena la parte di potenza è costruita, è possibile controllare le tensioni di lavoro a circuito aperto.

Il d.c. le tensioni devono essere non superiori a +/- 55 V, altrimenti c'è il rischio che i MOSFET rinuncino al goblin all'accensione iniziale.

Nel caso in cui siano ottenibili carichi appropriati, sarà ovviamente vantaggioso che la sorgente venga esaminata con limitazioni di carico. Una volta che l'alimentatore è realizzato per essere Fine, la configurazione del MOSFET in alluminio viene avvitata direttamente a un dissipatore di calore appropriato.

La Fig. 8 presenta una sensazione abbastanza buona dell'altezza e della larghezza dei dissipatori di calore e dell'assortimento finalizzato di un modello stereo dell'amplificatore.

Per semplicità, viene dimostrata principalmente la posizione delle parti della fonte di alimentazione. Ai punti in cui si incontrano il dissipatore di calore e la configurazione del MOSFET in alluminio (e, probabilmente, il pannello posteriore della custodia dell'amplificatore) dovrebbe essere assegnato un rivestimento efficace di pasta termoconduttrice. Ciascuno dei due gruppi deve essere avvitato al dissipatore di calore incorporato con non meno di 6 viti di dimensionamento M4 (4 mm).

Il cablaggio elettrico deve aderire fedelmente alle linee guida in Fig. 8.

Si consiglia di iniziare con le tracce di alimentazione (filo di grosso spessore). Di seguito, stabilire i collegamenti di terra (a forma di stella) dalla terra del dispositivo di alimentazione ai PCB e alla terra di uscita.

Quindi, creare i collegamenti dei cavi tra PCB e terminali degli altoparlanti, nonché quelli tra le prese di ingresso e i PCB. La massa di ingresso deve essere sempre collegata esclusivamente al cavo di massa sul PCB: tutto qui!

Calibrazione e test

Invece dei fusibili F1 e F2, collegare resistori da 10ohm, 0,25 W, nella loro posizione sul PCB. Il Preset P2 deve essere fissato completamente in senso antiorario, sebbene P1 sia programmato al centro della sua rotazione.

I terminali degli altoparlanti continuano ad essere aperti, così come l'ingresso dovrebbe essere cortocircuitato. Alimentare la rete. In caso di cortocircuito nell'amplificatore, le resistenze da 10 ohm inizieranno a emettere fumo!

Se ciò accade, spegnere immediatamente, identificare il problema, cambiare i resistori e accendere nuovamente l'alimentazione.

Nel momento in cui tutto sembra a posto, collega un voltmetro (gamma 3 V o 6 V c.c.) su uno dei resistori da 10 ohm. Deve esserci tensione zero attraverso di essa.

Se trovi P1 non è ruotato completamente in senso antiorario. La tensione dovrebbe salire mentre P2 viene costantemente modificato in senso orario. Impostare P1 per una tensione di 2 V: la corrente in quel caso potrebbe essere 200 mA, ovvero: 100 mA per MOSFET. Scollegare e sostituire la resistenza da 10 ohm con i fusibili.

Riaccendere l'alimentazione e controllare la tensione tra massa e uscita dell'amplificatore: questa sicuramente non sarà superiore a +/- 20 mV. L'amplificatore è quindi preparato per la funzionalità prevista.

Un punto conclusivo. Come spiegato in precedenza, la linea guida di cambio del circuito di sicurezza contro il surriscaldamento deve essere assegnata a circa 72,5 ° C.

Questo può essere facilmente determinato riscaldando il dissipatore di calore con, ad esempio, un asciugacapelli e valutando il suo calore.

Tuttavia, in qualche modo, questo potrebbe non essere esattamente essenziale: P1 potrebbe anche essere fissato al centro del quadrante. La sua situazione dovrebbe essere cambiata solo se l'amplificatore si spegne troppo spesso.

Tuttavia, la sua posizione non dovrebbe in alcun caso essere lontana dalla posizione centrale.

Cortesia: elektor.com

Fig: 2

Fig: 3