Zdroje pre nízkofrekvenčné zosilňovače. Domáci zosilňovač - unch a ochranná jednotka. Kľúčom je pokles napätia.

Vytvorenie dobrého napájacieho zdroja pre výkonový zosilňovač (VLF) alebo iné elektronické zariadenie je veľmi dôležitou úlohou. Kvalita a stabilita celého zariadenia závisí od toho, aký bude zdroj energie.

V tejto publikácii budem hovoriť o výrobe jednoduchého transformátorového napájacieho zdroja pre môj domáci nízkofrekvenčný výkonový zosilňovač "Phoenix P-400".

Takýto nekomplikovaný napájací zdroj je možné použiť na napájanie rôznych obvodov nízkofrekvenčného zosilňovača.

Predslov

Pre budúcu napájaciu jednotku (PSU) k zosilňovaču som už mal toroidné jadro s navinutým primárnym vinutím ~ 220V, takže úloha výberu "pulzného PSU alebo na základe sieťového transformátora" nebola.

Spínané zdroje majú malé rozmery a hmotnosť, vysoký výstupný výkon a vysokú účinnosť. Napájací zdroj na báze sieťového transformátora je ťažký, nenáročný na výrobu a nastavenie a taktiež sa nemusí potýkať s nebezpečným napätím pri nastavovaní obvodu, čo je dôležité najmä pre začiatočníkov ako som ja.

toroidný transformátor

Toroidné transformátory v porovnaní s transformátormi na pancierových jadrách vyrobených z dosiek v tvare Ш majú niekoľko výhod:

• menší objem a hmotnosť;
• vyššia účinnosť;
• najlepšie chladenie pre vinutia.

Primárne vinutie už obsahovalo približne 800 závitov drôtu PELSHO 0,8 mm, bolo naplnené parafínom a izolované vrstvou tenkej PTFE pásky.

Zmeraním približných rozmerov transformátorového železa môžete vypočítať jeho celkový výkon, takže môžete zistiť, či je jadro vhodné na získanie požadovaného výkonu alebo nie.

Ryža. 1. Rozmery železného jadra pre toroidný transformátor.

• Celkový výkon (W) \u003d Plocha okna (cm 2) * Plocha prierezu (cm 2)
• Plocha okna = 3,14 * (d/2) 2
• Plocha prierezu \u003d h * ((D-d) / 2)

Vypočítajme si napríklad transformátor s rozmermi železa: D=14cm, d=5cm, v=5cm.

• Plocha okna \u003d 3,14 * (5 cm / 2) * (5 cm / 2) \u003d 19,625 cm 2
• Plocha prierezu \u003d 5 cm * ((14 cm-5 cm) / 2) \u003d 22,5 cm 2
• Celkový výkon = 19,625 * 22,5 = 441 wattov.

Celkový výkon transformátora, ktorý som použil, sa ukázal byť jednoznačne nižší, ako som očakával – niekde okolo 250 wattov.

Výber napätí pre sekundárne vinutia

Po znalosti požadovaného napätia na výstupe usmerňovača po elektrolytických kondenzátoroch je možné približne vypočítať požadované napätie na výstupe sekundárneho vinutia transformátora.

Číselná hodnota jednosmerného napätia za diódovým mostíkom a vyhladzovacími kondenzátormi sa v porovnaní so striedavým napätím privádzaným na vstup takéhoto usmerňovača zvýši asi 1,3 až 1,4 krát.

V mojom prípade na napájanie UMZCH potrebujete bipolárne konštantné napätie - 35 voltov na každom ramene. Preto musí byť na každom sekundárnom vinutí prítomné striedavé napätie: 35 voltov / 1,4 \u003d ~ 25 voltov.

Rovnakým princípom som urobil približný výpočet hodnôt napätia pre ostatné sekundárne vinutia transformátora.

Výpočet počtu závitov a vinutia

Na napájanie zostávajúcich elektronických komponentov zosilňovača bolo rozhodnuté navinúť niekoľko samostatných sekundárnych vinutí. Na navíjanie cievok medeným smaltovaným drôtom bol vyrobený drevený čln. Môže byť tiež vyrobený zo sklenených vlákien alebo plastu.

Ryža. 2. Shuttle na navíjanie toroidného transformátora.

Vinutie bolo vykonané medeným smaltovaným drôtom, ktorý bol k dispozícii:

• pre 4 výkonové vinutia UMZCH - drôt s priemerom 1,5 mm;
• pre ostatné vinutia - 0,6 mm.

Počet závitov pre sekundárne vinutie som vybral experimentálne, pretože som nevedel presný počet závitov v primárnom vinutí.

Podstata metódy:

1. Navíjame 20 závitov akéhokoľvek drôtu;
2. Primárne vinutie transformátora pripojíme k sieti ~ 220V a zmeriame napätie na navinutých 20 závitov;
3. Potrebné napätie vydelíme tým získaným z 20 závitov - zistíme, koľkokrát je potrebných 20 závitov na navíjanie.

Napríklad: potrebujeme 25V a z 20 otáčok dostaneme 5V, 25V / 5V = 5 - potrebujeme navinúť 20 otáčok 5-krát, to znamená 100 otáčok.

Výpočet dĺžky potrebného drôtu prebiehal nasledovne: Navinul som 20 závitov drôtu, urobil naň značku fixkou, odmotal a odmeral dĺžku. Potrebný počet závitov som vydelil 20, výslednú hodnotu vynásobil dĺžkou 20 závitov drôtu - dostal som približne potrebnú dĺžku drôtu na navinutie. Pridaním 1-2 metrov zásob k celkovej dĺžke môžete drôt navinúť na raketoplán a bezpečne ho odrezať.

Napríklad: potrebujete 100 závitov drôtu, dĺžka 20 závitov bola 1,3 metra, zistíme, koľkokrát treba navinúť 1,3 metra, aby ste získali 100 závitov - 100/20=5, zistíme, celková dĺžka drôtu (5 kusov po 1,3m) - 1,3*5=6,5m. Pridáme 1,5 m na pažbu a dostaneme dĺžku - 8 m.

Pre každé nasledujúce vinutie by sa malo meranie opakovať, pretože s každým novým vinutím sa dĺžka drôtu potrebná na otáčku zvýši.

Na navíjanie každého páru vinutí 25 voltov boli na raketoplán paralelne položené dva drôty (pre 2 vinutia). Po navinutí je koniec prvého vinutia spojený so začiatkom druhého - dostali sme dve sekundárne vinutia pre bipolárny usmerňovač s pripojením v strede.

Po navinutí každého z párov sekundárnych vinutí na napájanie obvodov UMZCH boli tieto izolované tenkou fluoroplastovou páskou.

Takto bolo navinutých 6 sekundárnych vinutí: štyri na napájanie UMZCH a ďalšie dve na napájanie zvyšku elektroniky.

Schéma usmerňovačov a stabilizátorov napätia

Nižšie je schematický diagram napájacieho zdroja pre môj domáci výkonový zosilňovač.

Ryža. 2. Schéma napájacieho zdroja domáceho basového zosilňovača.

Na napájanie obvodov nízkofrekvenčného výkonového zosilňovača sa používajú dva bipolárne usmerňovače - A1.1 a A1.2. Zvyšné elektronické komponenty zosilňovača budú napájané napäťovými stabilizátormi A2.1 a A2.2.

Rezistory R1 a R2 sú potrebné na vybitie elektrolytických kondenzátorov, keď sú elektrické vedenia odpojené od obvodov výkonového zosilňovača.

V mojom UMZCH sú 4 zosilňovacie kanály, dajú sa zapínať a vypínať v pároch pomocou spínačov, ktoré spínajú elektrické vedenia šatky UMZCH pomocou elektromagnetických relé.

Rezistory R1 a R2 môžu byť vylúčené z obvodu, ak je napájanie trvalo pripojené k doskám UMZCH, v takom prípade sa elektrolytické kapacity vybijú cez obvod UMZCH.

Diódy KD213 sú navrhnuté na maximálny priepustný prúd 10A, v mojom prípade to stačí. Diódový mostík D5 je navrhnutý pre prúd najmenej 2-3A, bol zostavený zo 4 diód. C5 a C6 sú kapacity, z ktorých každá pozostáva z dvoch 10 000 mikrofaradových kondenzátorov pri 63V.

Ryža. 3. Schematické schémy stabilizátorov jednosmerného napätia na mikroobvodoch L7805, L7812, LM317.

Dešifrovanie mien na diagrame:

• STAB - regulátor napätia bez nastavenia, prúd nie viac ako 1A;
• STAB+REG - nastaviteľný regulátor napätia, prúd nie viac ako 1A;
• STAB+POW - nastaviteľný stabilizátor napätia, prúd cca 2-3A.

Pri použití mikroobvodov LM317, 7805 a 7812 je možné výstupné napätie stabilizátora vypočítať pomocou zjednodušeného vzorca:

Uout = Vxx * (1 + R2/R1)

Vxx pre čipy má nasledujúci význam:

• LM317 - 1,25;
• 7805 - 5;
• 7812 - 12.

Príklad výpočtu pre LM317: R1=240R, R2=1200R, Uout = 1,25*(1+1200/240) = 7,5V.

Dizajn

Tu je návod, ako sa plánovalo použiť napätie z napájacieho zdroja:

• +36V, -36V - výkonové zosilňovače na TDA7250
• 12V - elektronické ovládanie hlasitosti, stereo procesory, indikátory výstupného výkonu, obvody tepelného ovládania, ventilátory, podsvietenie;
• 5V - indikátory teploty, mikrokontrolér, digitálny ovládací panel.

Čipy stabilizátora napätia a tranzistory boli namontované na malých chladičoch, ktoré som odstránil z nefunkčných počítačových zdrojov. Puzdrá boli pripevnené k radiátorom cez izolačné tesnenia.

Plošný spoj bol vyrobený z dvoch častí, z ktorých každá obsahuje bipolárny usmerňovač pre obvod UMZCH a potrebnú sadu stabilizátorov napätia.

Ryža. 4. Jedna polovica dosky napájacieho zdroja.

Ryža. 5. Druhá polovica dosky napájacieho zdroja.

Ryža. 6. Hotové komponenty napájacieho zdroja pre domáci zosilňovač.

Neskôr pri ladení som prišiel na to, že oveľa pohodlnejšie by bolo vyrobiť stabilizátory napätia na samostatných doskách. Napriek tomu možnosť „všetko na jednej doske“ tiež nie je zlá a svojím spôsobom pohodlná.

Tiež usmerňovač pre UMZCH (schéma na obrázku 2) je možné zostaviť povrchovou montážou a obvody stabilizátora (obrázok 3) v požadovanom množstve - na samostatné dosky plošných spojov.

Zapojenie elektronických komponentov usmerňovača je znázornené na obrázku 7.

Ryža. 7. Schéma zapojenia pre montáž bipolárneho usmerňovača -36V + 36V pomocou povrchovej montáže.

Pripojenie sa musí vykonať pomocou hrubých izolovaných medených vodičov.

Diódový mostík s 1000pF kondenzátormi je možné umiestniť samostatne na chladič. Montáž výkonných diód (piluliek) KD213 na jeden spoločný radiátor musí byť vykonaná pomocou izolačných tepelných podložiek (tepelná guma alebo sľuda), pretože jeden z vývodov diódy má kontakt s kovovou výstelkou!

Pre filtračný obvod (elektrolytické kondenzátory 10 000 μF, odpory a keramické kondenzátory 0,1-0,33 μF) môžete rýchlo zostaviť malý panel - dosku s plošnými spojmi (obrázok 8).

Ryža. 8. Príklad panelu so štrbinami zo sklolaminátu na montáž vyhladzovacích filtrov usmerňovača.

Na výrobu takéhoto panelu potrebujete obdĺžnikový kus sklolaminátu. Pomocou domácej rezačky (obrázok 9), vyrobenej z pílového listu na kov, narežeme medenú fóliu po celej dĺžke, potom jednu z výsledných častí prerežeme kolmo na polovicu.

Ryža. 9. Domáca fréza z pílového listu, vyrobená na brúske.

Potom načrtneme a vyvŕtame otvory pre diely a spojovacie prvky, očistíme medený povrch tenkým brúsnym papierom a pocínujeme tavidlom a spájkou. Spájkujeme diely a pripojíme k obvodu.

Záver

Tu je taký nekomplikovaný napájací zdroj pre budúci domáci zosilňovač audio frekvencie. Zostáva ho doplniť okruhom mäkkého štartu a pohotovostným režimom.

UPD: Jurij Glušnev poslal plošný spoj na zostavenie dvoch stabilizátorov s napätiami + 22V a + 12V. Obsahuje dva obvody STAB + POW (obr. 3) na mikroobvodoch LM317, 7812 a tranzistoroch TIP42.

Ryža. 10. Doska plošných spojov stabilizátorov napätia pre + 22V a + 12V.

Stiahnuť - (63 KB).

Ďalšia doska plošných spojov určená pre obvod regulovateľného regulátora napätia STAB + REG založený na LM317:

Ryža. 11. Doska plošných spojov pre nastaviteľný regulátor napätia na báze čipu LM317.

Spínané zdroje sú široko používané v moderných elektronických zariadeniach. Pozornosť čitateľov oslovuje spínaný zdroj s výkonom 800 W. Od vyššie popísaných sa líši použitím tranzistorov s efektom poľa a transformátora s primárnym vinutím s priemerným výkonom v prevodníku. Prvý poskytuje vyššiu účinnosť a znížený vysokofrekvenčný šum a druhý - polovičný prúd cez kľúčové tranzistory a eliminuje potrebu izolačného transformátora v ich obvodoch brány.

Nevýhodou takéhoto návrhu obvodu je vysoké napätie na poloviciach primárneho vinutia, čo si vyžaduje použitie tranzistorov s príslušným prípustným napätím. Je pravda, že na rozdiel od mostového meniča v tomto prípade stačia dva tranzistory namiesto štyroch, čo mierne zjednodušuje dizajn a zvyšuje účinnosť zariadenia. V navrhovanom UPS je použitý push-pull menič s transformátorom, ktorého primárne vinutie má priemerný výkon. Má vysokú účinnosť, nízke zvlnenie a slabo vyžaruje rušenie do okolitého priestoru. Autor ho používa na napájanie dvojkanálovej napájanej verzie UMZCH.

Vstupné napätie napájača je 180...240 V, menovité výstupné napätie (na vstupe 220 V) je 2x50 V, maximálny zaťažovací výkon 800 W, pracovná frekvencia meniča 90 kHz. Schematický diagram UPS je znázornený na obr. 4.47. Ako vidíte, ide o menič s externým budením bez stabilizácie výstupného napätia. Na vstupe zariadenia je zaradený vysokofrekvenčný filter CI, LI, C2, ktorý zabraňuje prenikaniu rušenia do siete. Po jeho prejdení sa sieťové napätie usmerní diódovým mostíkom VD1 ... VD4, zvlnenie sa vyhladí kondenzátorom C3. Na napájanie vysokofrekvenčného meniča sa používa usmernené jednosmerné napätie (asi 310 V).

Riadiace zariadenie meniča je vyrobené na mikroobvodoch DD1...DD3. Je napájaný samostatným stabilizovaným zdrojom, ktorý pozostáva zo znižovacieho transformátora T1, usmerňovača VD5 a regulátora napätia na tranzistoroch VT1, VT2 a zenerovej diódy VD6. Na prvkoch DD1.1, DDI.2 je zostavený hlavný oscilátor, ktorý generuje impulzy s opakovacou frekvenciou asi 360 kHz.

Nasleduje frekvenčný delič po 4, vyrobený na spúšťačoch čipu DD2. Pomocou prvkov DD3.1, DD3.2 sa medzi impulzmi vytvárajú ďalšie pauzy. Pauza nie je nič iné ako úroveň logickej 0 na výstupoch týchto prvkov, ktorá sa objaví, keď je na výstupoch prvku DDI.2 úroveň logická 1 a spustí DD2.1 a DD2.2. Nízkoúrovňové napätie na výstupe DD3.1 (DD3.2) blokuje DD1.3 (DD1.4) v stave "zatvorené" (na výstupe - logická úroveň 1). Trvanie pauzy sa rovná 1/3 trvania napäťového impulzu na kolíkoch 1 DD3.1 a 13 DD3.2, čo je dosť na zatvorenie kľúčového tranzistora. Z výstupov prvkov DD1.3 a DDI.4 sú nakoniec vygenerované impulzy privádzané do tranzistorových spínačov (VT5, VT6), ktoré cez odpory RIO, R11 ovládajú hradla výkonných tranzistorov s efektom poľa VT9, VT10 ( pozri obr. 4.48).

Impulzy z priamych a inverzných výstupov spúšťača DD2.2 sa privádzajú na vstupy zariadenia vyrobeného na tranzistoroch VT3, VT4, VT7, VT8. Postupným otváraním VT3 a VT7, VT4 a VT8 vytvárajú podmienky pre rýchle vybitie vstupných kapacít kľúčových tranzistorov VT9, VT10, t.j. ich rýchle zatváranie. V obvode brány tranzistorov VT9 a VT10 sú zahrnuté rezistory s relatívne vysokým odporom R10 a R11. Spolu s kapacitou brán tvoria dolnopriepustné filtre, ktoré znižujú úroveň harmonických pri otváraní kláves.

Na ten istý účel boli zavedené prvky VD9 ... VD12, R16, R17, C12, C13. Primárne vinutie transformátora T2 je zahrnuté v drenážnych obvodoch tranzistorov VT9, VT10. Usmerňovače výstupného napätia sú vyrobené v mostíkovom zapojení s diódami VD13...VD20, čo trochu znižuje účinnosť zariadenia, ale výrazne (viac ako päťkrát) znižuje úroveň zvlnenia na výstupe UPS. Je dôležité poznamenať, že tvar kmitov, takmer pravouhlý pri maximálnom zaťažení, sa pri znížení výkonu na 10 ... 20 W plynule zmení na takmer sínusový, čo má pozitívny vplyv na hladinu hluku napájaného UMZCH. z tejto jednotky pri nízkej hlasitosti. Na napájanie ventilátorov sa používa usmernené napätie vinutia IV transformátora T2.

Zariadenie používa kondenzátory K73-17 (C1, C2, C4), K50-17 (C3), MBM (C12, C13), K73-16 (C14 ... C21, C24, C25), K50-35 (C5. ..C7), KM (zvyšok). Namiesto tých, ktoré sú uvedené v diagrame, je povolené použiť mikroobvody série K176, K564. Diódy D246 (VD1 ... VD4) sú zameniteľné za akékoľvek iné dimenzované na priepustný prúd minimálne 5 A a spätné napätie minimálne 350 V (KD202K, KD202M, KD202R, KD206B, D247B) alebo diódový usmerňovací mostík s rovnakými parametrami, diódy KD2997A (VD13 ... VD20) - na KD2997B, KD2999B, zenerova dióda D810 (VD6) - na D814V. Ako VT1 môžete použiť akékoľvek tranzistory série KT817, KT819, ako VT2 ... VT4 a VT5, VT6 - v uvedenom poradí ktorýkoľvek zo série KT315, KT503, KT3102 a KT361, KT502, KT3107 namiesto VT10T9, VT - KP707V1, KP707E1 . Tranzistory KT3102ZH (VT7, VT8) sa neodporúčajú vymieňať.

Transformátor T1 - TS-10-1 alebo akýkoľvek iný so sekundárnym napätím 11 ... 13 V pri zaťažovacom prúde najmenej 150 mA. Cievka sieťového filtra L1 je navinutá na feritovom (M2000NM1) krúžku veľkosti K31x18,5x7 s drôtom PEV-1-1,0 (2x25 závitov), ​​transformátor T2 je navinutý na troch zlepených feritových krúžkoch rovnakej značky, ale veľkosti K45x28x12. Vinutie I obsahuje 2x42 závitov drôtu PEV-2-1.0 (navinuté v dvoch drôtoch), vinutia II a III - po 7 závitov (v piatich drôtoch PEV-2-0,8), vinutie IV - 2 závity PEV-2- 0,8. Medzi vinutiami sú položené tri vrstvy izolácie z PTFE pásky.

Magnetické obvody tlmiviek L2, L3 sú feritové (1500NMZ) tyče s priemerom 6 a dĺžkou 25 mm (trimre z pancierových jadier B48). Vinutia obsahujú 12 závitov drôtu PEV-1-1,5. Tranzistory VT9, VT10 sú inštalované na chladičoch s ventilátormi slúžiacimi na chladenie mikroprocesorov Pentium (vhodné sú aj podobné uzly z procesorov 486). Diódy VD13...VD20 sú namontované na chladičoch s plochou cca 200 cm2.

Pri inštalácii UPS by ste sa mali snažiť zabezpečiť, aby všetky pripojenia boli čo najkratšie a v napájacej časti použiť vodič s čo najväčším prierezom. Je žiaduce uzavrieť UPS do kovového štítu a pripojiť ho k 0 V svorke výstupu zdroja, ako je znázornené na obr. 4.49. Spoločný vodič napájacej jednotky nesmie byť pripojený k obrazovke. Nakoľko napájač nie je vybavený ochranou proti skratu a preťaženiu, je potrebné do napájacieho obvodu zaradiť poistky 10 A. Popísaný napájač prakticky nie je potrebné nastavovať. Dôležité je len správne nafázovať polovice primárneho vinutia transformátora T2.

Ak sú diely v dobrom stave a pri inštalácii nie sú žiadne chyby, jednotka začne pracovať ihneď po pripojení k sieti. V prípade potreby sa frekvencia meniča upraví výberom odporu R3. Pre zvýšenie spoľahlivosti UPS je žiaduce prevádzkovať ho s UMZCH, ktorý zabezpečuje prefukovanie ventilátorom.

Audiofrekvenčný zosilňovač (UHF) alebo nízkofrekvenčný zosilňovač (ULF) je jedným z najbežnejších elektronických zariadení. Všetci prijímame zvukové informácie pomocou jedného alebo druhého typu ULF. Nie každý vie, ale nízkofrekvenčné zosilňovače sa používajú aj v meracej technike, detekcii chýb, automatizácii, diaľkovom ovládaní, analógovej výpočtovej technike a ďalších oblastiach elektroniky.

Aj keď, samozrejme, hlavnou aplikáciou ULF je prenášať zvukový signál do našich uší pomocou akustických systémov, ktoré premieňajú elektrické vibrácie na akustické. A zosilňovač by to mal robiť čo najpresnejšie. Iba v tomto prípade získame potešenie, ktoré nám poskytuje naša obľúbená hudba, zvuky a reč.

Od objavenia sa fonografu Thomasa Edisona v roku 1877 až po súčasnosť sa vedci a inžinieri snažili zlepšiť základné parametre ULF: predovšetkým pre spoľahlivosť prenosu zvukových signálov, ako aj pre spotrebiteľské vlastnosti, ako je spotreba energie, rozmery, jednoduchosť výroby, nastavenia a použitia.

Od 20. rokov 20. storočia sa vytvorila písmenová klasifikácia tried elektronických zosilňovačov, ktorá sa používa dodnes. Triedy zosilňovačov sa líšia v prevádzkových režimoch aktívnych elektronických zariadení, ktoré sa v nich používajú - vákuové trubice, tranzistory atď. Hlavné „jednopísmenové“ triedy sú A, B, C, D, E, F, G, H. Písmená označenia triedy je možné kombinovať, ak sú kombinované niektoré režimy. Klasifikácia nie je štandardná, takže vývojári a výrobcovia môžu používať písmená úplne ľubovoľne.

Osobitné miesto v klasifikácii zaujíma trieda D. Aktívne prvky koncového stupňa ULF triedy D pracujú v kľúčovom (impulznom) režime na rozdiel od iných tried, kde sa väčšinou používa lineárny režim činnosti aktívnych prvkov.

Jednou z hlavných výhod zosilňovačov triedy D je koeficient výkonu (COP), blížiaci sa k 100 %. To vedie najmä k zníženiu výkonu rozptýleného aktívnymi prvkami zosilňovača a v dôsledku toho k zníženiu veľkosti zosilňovača v dôsledku zmenšenia veľkosti žiariča. Takéto zosilňovače kladú oveľa nižšie požiadavky na kvalitu napájacieho zdroja, ktorý môže byť unipolárny a pulzný. Za ďalšiu výhodu možno považovať možnosť využitia metód digitálneho spracovania signálu a digitálneho riadenia ich funkcií v zosilňovačoch triedy D – veď práve digitálne technológie prevládajú v modernej elektronike.

Berúc do úvahy všetky tieto trendy, Master Kit ponúka široká škála tried zosilňovačovD, zostavený na rovnakom čipe TPA3116D2, ale s odlišným účelom a výkonom. A aby kupujúci nestrácali čas hľadaním vhodného zdroja energie, pripravili sme zosilňovač + sady napájacích zdrojov navzájom optimálne prispôsobené.

V tejto recenzii sa pozrieme na tri takéto súpravy:

1. (LF zosilňovač D-class 2x50W + napájanie 24V / 100W / 4,5A);
2. (LF zosilňovač D-class 2x100W + napájanie 24V / 200W / 8,8A);
3. (basový zosilňovač triedy D 1x150W + napájanie 24V / 200W / 8,8A).

Prvý set je určený predovšetkým pre tých, ktorí potrebujú minimálne rozmery, stereo zvuk a klasickú schému ovládania súčasne v dvoch kanáloch: hlasitosť, basy a výšky. Zahŕňa a .

Samotný dvojkanálový zosilňovač má bezprecedentne malé rozmery: iba 60 x 31 x 13 mm, bez gombíkov. Rozmery zdroja sú 129 x 97 x 30 mm, hmotnosť cca 340 g.

Napriek svojim malým rozmerom, zosilňovač dodáva poctivých 50 wattov na kanál do 4 ohmovej záťaže pri napájacom napätí 21 voltov!

Čip RC4508 sa používa ako predzosilňovač - duálny špecializovaný operačný zosilňovač pre audio signály. Umožňuje dokonale zladiť vstup zosilňovača so zdrojom signálu, má extrémne nízke nelineárne skreslenie a úroveň šumu.

Vstupný signál je privedený na trojpinový konektor s rozstupom pinov 2,54 mm, napájacie napätie a reproduktory sa pripájajú pomocou pohodlných skrutkovacích konektorov.

Na čip TPA3116 je pomocou teplovodivého lepidla nainštalovaný malý chladič, ktorého rozptylová plocha je dostatočná aj pri maximálnom výkone.

Upozorňujeme, že z dôvodu šetrenia miesta a zmenšenia veľkosti zosilňovača neexistuje žiadna ochrana proti prepólovaniu napájacieho pripojenia (prepólovanie), preto buďte opatrní pri napájaní zosilňovača.

Vzhľadom na malú veľkosť a efektivitu je rozsah súpravy veľmi široký - od výmeny zastaraného alebo neúspešného starého zosilňovača až po veľmi mobilnú súpravu na zosilnenie zvuku na ohodnotenie udalosti alebo párty.

Je uvedený príklad použitia takéhoto zosilňovača.

Na doske nie sú žiadne montážne otvory, ale na tento účel môžete úspešne použiť potenciometre, ktoré majú upevňovacie prvky pre maticu.

Druhý set obsahuje dva čipy TPA3116D2, z ktorých každý je pripojený v premostenom režime a poskytuje výstupný výkon až 100 wattov na kanál, ako aj výstupné napätie 24 voltov a výkon 200 wattov.

S touto súpravou a dvoma 100-wattovými reproduktormi môžete ozvučiť solídne podujatie aj vonku!

Zosilňovač je vybavený ovládačom hlasitosti s vypínačom. Doska má výkonnú Schottkyho diódu na ochranu proti prepólovaniu napájania.

Zosilňovač je vybavený účinnými dolnopriepustnými filtrami, inštalovanými podľa odporúčaní výrobcu čipu TPA3116 a spolu s ním poskytujú vysoko kvalitný výstupný signál.

Napájacie napätie a akustické systémy sú pripojené pomocou skrutkových spojok.

Vstupným signálom môže byť buď 3-pinový 2,54 mm pitch konektor alebo štandardný 3,5 mm audio jack.

Radiátor zabezpečuje dostatočné chladenie oboch mikroobvodov a je pritlačený k ich tepelným podložkám skrutkou umiestnenou na spodnej strane dosky plošných spojov.

Pre jednoduché používanie má doska aj zelenú LED, ktorá indikuje zapnutie.

Rozmery dosky vrátane kondenzátorov a bez gombíka potenciometra sú 105 x 65 x 24 mm, vzdialenosti medzi montážnymi otvormi sú 98,6 a 58,8 mm. Rozmery zdroja 215 x 115 x 30 mm, hmotnosť cca 660 g.

Tretí set predstavuje l a s výstupným napätím 24 voltov a výkonom 200 wattov.

Zosilňovač poskytuje výstupný výkon až 150 wattov do 4 ohmovej záťaže. Hlavnou aplikáciou tohto zosilňovača je konštrukcia kvalitného a energeticky efektívneho subwoofera.

V porovnaní s mnohými inými špecializovanými subwooferovými zosilňovačmi je MP3116btl vynikajúci pri riadení basových reproduktorov s pomerne veľkým priemerom. Potvrdzujú to recenzie zákazníkov uvažovaného ULF. Zvuk je bohatý a jasný.

Radiátor, ktorý zaberá väčšinu plochy PCB, zabezpečuje efektívne chladenie TPA3116.

Na prispôsobenie vstupného signálu na vstupe zosilňovača sa používa čip NE5532 - dvojkanálový nízkošumový špecializovaný operačný zosilňovač. Má minimálne nelineárne skreslenie a veľkú šírku pásma.

Vstup má aj ovládanie amplitúdy vstupného signálu s otvorom pre skrutkovač. Umožňuje vám nastaviť hlasitosť subwoofera podľa hlasitosti hlavných kanálov.

Na ochranu proti prepólovaniu napájacieho napätia je na doske inštalovaná Schottkyho dióda.

Napájanie a reproduktory sú pripojené pomocou skrutkových konektorov.

Rozmery dosky zosilňovača sú 73 x 77 x 16 mm, vzdialenosť medzi montážnymi otvormi je 69,4 a 57,2 mm. Rozmery zdroja 215 x 115 x 30 mm, hmotnosť cca 660 g.

Všetky súpravy obsahujú spínané zdroje od MEAN WELL.

Spoločnosť bola založená v roku 1982 a je popredným výrobcom spínaných zdrojov na svete. V súčasnosti MEAN WELL Corporation pozostáva z piatich finančne nezávislých partnerských spoločností na Taiwane, v Číne, Spojených štátoch a Európe.

Produkty MEAN WELL sa vyznačujú vysokou kvalitou, nízkou poruchovosťou a dlhou životnosťou.

Spínané zdroje vyvinuté na modernej prvkovej báze spĺňajú najvyššie požiadavky na kvalitu výstupného jednosmerného napätia a od bežných lineárnych zdrojov sa líšia svojou nízkou hmotnosťou a vysokou účinnosťou, ako aj prítomnosťou ochrany proti preťaženiu a skratu na výstupe.

Zdroje LRS-100-24 a LRS-200-24 použité v prezentovaných zostavách majú LED indikátor napájania a potenciometer pre jemné nastavenie výstupného napätia. Pred pripojením zosilňovača skontrolujte výstupné napätie a v prípade potreby nastavte jeho úroveň pomocou potenciometra na 24 voltov.

Aplikované zdroje využívajú pasívne chladenie, sú teda úplne tiché.

Je potrebné poznamenať, že všetky uvažované zosilňovače môžu byť úspešne použité na navrhovanie systémov reprodukcie zvuku pre automobily, motocykle a dokonca aj bicykle. Keď sú zosilňovače napájané 12 voltmi, výstupný výkon bude o niečo nižší, ale kvalita zvuku neutrpí a vysoká účinnosť umožňuje efektívne napájať ULF z autonómnych zdrojov energie.

Upozorňujeme tiež na skutočnosť, že všetky zariadenia, o ktorých sa hovorí v tejto recenzii, je možné zakúpiť samostatne a ako súčasť iných súprav na stránke.

Zdá sa, že by mohlo byť jednoduchšie pripojiť zosilňovač Zdroj a užite si svoju obľúbenú hudbu?

Ak si však spomenieme, že zosilňovač v podstate moduluje napätie napájacieho zdroja podľa zákona vstupného signálu, je zrejmé, že návrh a inštalácia Zdroj treba pristupovať veľmi zodpovedne.

V opačnom prípade môžu súčasne urobené chyby a nesprávne výpočty pokaziť (zvukovo) akýkoľvek, dokonca aj najkvalitnejší a najdrahší zosilňovač.

Stabilizátor alebo filter?

Prekvapivo, väčšina výkonových zosilňovačov je napájaná jednoduchými obvodmi s transformátorom, usmerňovačom a vyhladzovacím kondenzátorom. Hoci väčšina elektronických zariadení dnes používa stabilizované napájacie zdroje. Dôvodom je, že je lacnejšie a jednoduchšie navrhnúť zosilňovač, ktorý má vysoký pomer odmietnutia zvlnenia, než postaviť relatívne výkonný regulátor. Dnes je úroveň potlačenia zvlnenia typického zosilňovača asi 60dB pre frekvenciu 100Hz, čo prakticky zodpovedá parametrom regulátora napätia. Použitie zdrojov jednosmerného prúdu, diferenciálnych stupňov, samostatných filtrov vo výkonových obvodoch stupňov a iných obvodových techník v zosilňovacích stupňoch umožňuje dosiahnuť ešte vyššie hodnoty.

Jedlo výstupné stupne najčastejšie sa robia nestabilizované. Vďaka prítomnosti 100% negatívnej spätnej väzby v nich je zamedzené zosilnenie jednoty, prítomnosť LLCOS, prenikanie pozadia a zvlnenie napájacieho napätia na výstup.

Výstupný stupeň zosilňovača je v podstate regulátor napätia (výkonu), kým neprejde do orezávacieho (obmedzovacieho) režimu. Potom zvlnenie napájacieho napätia (frekvencia 100 Hz) moduluje výstupný signál, čo znie hrozne:

Ak je u zosilňovačov s unipolárnym napájaním modulovaná len horná polvlna signálu, tak u zosilňovačov s bipolárnym napájaním sú modulované obe polvlny signálu. Väčšina zosilňovačov má tento efekt pri veľkých signáloch (výkonoch), ale na technických vlastnostiach sa to nijako neprejavuje. V dobre navrhnutom zosilňovači by nemalo dochádzať k orezávaniu.

Ak chcete otestovať váš zosilňovač (presnejšie napájanie vášho zosilňovača), môžete vykonať experiment. Priveďte signál na vstup zosilňovača s frekvenciou o niečo vyššou, ako môžete počuť. V mojom prípade stačí 15 kHz :(. Zvyšujte amplitúdu vstupného signálu, až kým zosilňovač neprejde do clippingu. V tomto prípade budete v reproduktoroch počuť hukot (100 Hz). Podľa jeho úrovne môžete hodnotiť kvalitu napájacieho zdroja zosilňovača.

POZOR! Pred týmto experimentom nezabudnite vypnúť výškový reproduktor vášho reproduktorového systému, inak môže zlyhať.

Stabilizované napájanie zabraňuje tomuto efektu a má za následok menšie skreslenie pri dlhotrvajúcom preťažení. S prihliadnutím na nestabilitu sieťového napätia je však strata výkonu na samotnom stabilizátore približne 20 %.

Ďalším spôsobom, ako znížiť efekt orezania, je napájanie stupňov cez samostatné RC filtre, čo tiež trochu znižuje výkon.

V sériovej technológii sa to používa zriedka, pretože okrem zníženia výkonu sa zvyšujú aj náklady na produkt. Okrem toho môže použitie stabilizátora v zosilňovačoch triedy AB viesť k vybudeniu zosilňovača v dôsledku rezonancie spätnoväzbových slučiek zosilňovača a regulátora.

Straty výkonu možno výrazne znížiť, ak sa použijú moderné spínané zdroje. Napriek tomu sa tu objavujú ďalšie problémy: nízka spoľahlivosť (počet prvkov v takomto napájacom zdroji je oveľa väčší), vysoké náklady (pre jednorázovú a malosériovú výrobu), vysoká úroveň RF rušenia.

Typický napájací obvod pre zosilňovač s výstupným výkonom 50W je znázornený na obrázku:

Výstupné napätie v dôsledku vyhladzovacích kondenzátorov je približne 1,4-krát väčšie ako výstupné napätie transformátora.

Maximálny výkon

Napriek týmto nedostatkom, keď je zosilňovač napájaný z nestabilizované zdroj, môžete získať nejaký bonus - krátkodobý (špičkový) výkon je vyšší ako výkon napájacieho zdroja, kvôli veľkej kapacite filtračných kondenzátorov. Skúsenosti ukazujú, že na každých 10 W výstupného výkonu je potrebných minimálne 2000 µF. Vďaka tomuto efektu môžete ušetriť na výkonovom transformátore - môžete použiť menej výkonný a teda lacný transformátor. Majte na pamäti, že merania na stacionárnom signáli tento efekt neodhalia, objavuje sa len pri krátkodobých špičkách, teda pri počúvaní hudby.

Stabilizovaný zdroj nemá taký účinok.

Paralelný alebo sériový stabilizátor?

Existuje názor, že paralelné regulátory sú lepšie v audio zariadeniach, pretože prúdová slučka je uzavretá v lokálnej slučke stabilizátora záťaže (napájanie je vylúčené), ako je znázornené na obrázku:

Rovnaký efekt sa dosiahne inštaláciou oddeľovacieho kondenzátora na výstupe. Ale v tomto prípade nižšia frekvencia zosilneného signálu obmedzuje.

Ochranné odpory

Každý rádioamatér asi pozná zápach spáleného odporu. Je to vôňa horiaceho laku, epoxidu a... peňazí. Medzitým môže lacný odpor zachrániť váš zosilňovač!

Keď autor prvýkrát zapne zosilňovač v silových obvodoch, namiesto poistiek inštaluje nízkoodporové (47-100 Ohm) odpory, ktoré sú niekoľkonásobne lacnejšie ako poistky. To opakovane ušetrilo drahé prvky zosilňovača pred chybami pri inštalácii, nesprávne nastaveným pokojovým prúdom (regulátor bol nastavený na maximum namiesto minima), prepólovaním výkonu atď.

Na fotografii je zosilňovač, kde inštalatér zmiešal tranzistory TIP3055 s TIP2955.

Tranzistory sa nakoniec nepoškodili. Všetko skončilo dobre, ale nie pre odpory a miestnosť sa musela vetrať.

Kľúčom je pokles napätia.

Pri navrhovaní dosiek plošných spojov pre napájacie zdroje a nielen to, netreba zabúdať, že meď nie je supravodič. Toto je obzvlášť dôležité pre "zemné" (bežné) vodiče. Ak sú tenké a tvoria uzavreté okruhy alebo dlhé okruhy, potom v dôsledku prúdu, ktorý nimi prechádza, dôjde k poklesu napätia a potenciál v rôznych bodoch sa ukáže byť odlišný.

Aby sa minimalizoval potenciálny rozdiel, je zvykom zapájať spoločný vodič (zem) vo forme hviezdy - keď má každý spotrebiteľ svoj vlastný vodič. Pojem „hviezda“ by sa nemal brať doslovne. Na fotografii je príklad takéhoto správneho zapojenia bežného vodiča:

V elektrónkových zosilňovačoch je odpor anódovej záťaže kaskád pomerne vysoký, rádovo 4 kOhm a vyššie, a prúdy nie sú príliš veľké, takže odpor vodičov nehrá podstatnú úlohu. V tranzistorových zosilňovačoch je odpor kaskád výrazne nižší (záťaž má spravidla odpor 4 ohmy) a prúdy sú oveľa vyššie ako v elektrónkových zosilňovačoch. Preto tu môže byť vplyv vodičov veľmi významný.

Odpor dráhy na doske s plošnými spojmi je šesťkrát vyšší ako odpor kúska medeného drôtu rovnakej dĺžky. Priemer sa odoberá 0,71 mm, to je typický drôt, ktorý sa používa pri montáži elektrónkových zosilňovačov.

0,036 Ohm oproti 0,0064 Ohm! Ak vezmeme do úvahy, že prúdy vo výstupných stupňoch tranzistorových zosilňovačov môžu byť tisíckrát vyššie ako prúd v elektrónkovom zosilňovači, zistíme, že úbytok napätia na vodičoch môže byť 6000! krát viac. Možno aj to je jeden z dôvodov, prečo tranzistorové zosilňovače znejú horšie ako elektrónkové. To tiež vysvetľuje, prečo elektrónkové zosilňovače zostavené do PCB často znejú horšie ako prototypy namontované na povrchu.

Nezabudnite na Ohmov zákon! Na zníženie odporu tlačených vodičov možno použiť rôzne techniky. Napríklad prikryte dráhu hrubou vrstvou cínu alebo prispájkujte pocínovaný hrubý drôt pozdĺž dráhy. Možnosti sú zobrazené na fotografii:

nabíjacie impulzy

Aby sa zabránilo prenikaniu sieťového pozadia do zosilňovača, je potrebné vykonať opatrenia na zabránenie prieniku nábojových impulzov filtračných kondenzátorov do zosilňovača. Aby to bolo možné, stopy z usmerňovača musia ísť priamo do filtračných kondenzátorov. Kolujú nimi silné impulzy nabíjacieho prúdu, takže k nim nemožno pripojiť nič iné. napájacie obvody zosilňovača musia byť pripojené na svorky filtračných kondenzátorov.

Správne pripojenie (montáž) napájacieho zdroja pre zosilňovač s unipolárnym napájaním je znázornené na obrázku:

Priblíženie kliknutím

Obrázok ukazuje variant PCB:

Vlnenie

Väčšina neregulovaných zdrojov má za usmerňovačom iba jeden vyhladzovací kondenzátor (alebo niekoľko paralelne zapojených). Na zlepšenie kvality napájania môžete použiť jednoduchý trik: rozdeľte jednu nádobu na dve časti a medzi ne pripojte malý odpor 0,2-1 ohm. Zároveň aj dva kontajnery menšej nominálnej hodnoty môžu byť lacnejšie ako jeden veľký.

To poskytuje plynulejšie zvlnenie výstupného napätia s menšími harmonickými:

Pri vysokých prúdoch môže byť pokles napätia na rezistore významný. Na obmedzenie na 0,7 V je možné paralelne s rezistorom pripojiť výkonnú diódu. V tomto prípade však pri špičkách signálu, keď sa dióda otvorí, zvlnenie výstupného napätia bude opäť „tvrdé“.

Pokračovanie nabudúce...

Článok bol pripravený na základe materiálov časopisu „Praktická elektronika každý deň“

Voľný preklad: Šéfredaktor Rádia Gazeta

Možno bude mať niekto záujem o takéto zariadenie - ULF 2x25 W zabudovaný do systémovej jednotky.

Vzhľad zariadenia

Dobrá matka, dobrá zvuková karta, dobré, ale pasívne reproduktory…

Výsledkom je, že na pracovisku (pri počítači) nie je počuť slušný zvuk. Dlho som perverzoval so všelijakými externými zosilňovačmi, ktoré zaberajú miesto na stole, vyžadujú si ďalšiu zásuvku, drôty a všelijaké iné nepríjemnosti. Nakoniec ma to omrzelo a vyrobil som si vstavaný ULF na báze ms TDA8560Q - 2x40 W auto dvojkanálový zosilňovač pri záťaži 2 Ohm. Pri 4-ohmovom zaťažení je výkon o niečo menší - 2x25 wattov. Potrubie tvorí dvojica elektrolytov pre napájanie, vstupné deličy (25 W je však priveľa), 4 kondenzátory na odpojenie na vstupe a v silovom obvode a ak sú prsty naozaj ako ventilátor - tranzistor pre a. „mäkký“ štart (takže pri zapnutí nedochádza k cvakaniu).

To všetko je veľmi vhodne umiestnené na doske formátu štandardnej PCI karty, ktorú som vložil do voľného slotu na matke. Aby sa nezaťažili stopy základnej dosky, napájanie (na doske 12 voltov) bolo napájané cez samostatný konektor (ako na všetkých zariadeniach IDE - CD, skrutky a moderné grafické karty). Mal som po ruke montážnu dosku zo starej grafickej karty S3-Trio, takže som so súborom nemusel robiť vôbec nič.

Ako výstupný konektor som použil päticu DRB-9 (podobne ako konektor COM portu, len "matka"). Nie je veľmi výhodné, že káble z oboch reproduktorov museli byť zavedené do jedného konektora, ale „dizajn“ zariadenia sa ukázal byť veľmi jednoduchý.

Zosilňovač bol na výstup zvukovej karty pripojený klasickým audio káblom z CD (na jednej strane som priletoval iba mini-jack konektor s priemerom 3,5 mm).

Na chladenie mikroobvodu zosilňovača bol dokonalý štandardný radiátor zo starého procesora, buď 486. alebo z prvého pahýľa (výška iba 12 mm). Ak chcete, môžete naň dokonca umiestniť chladič (poskytol som konektor na doske). Ako však ukázal mesiac aktívnej prevádzky, nie je to potrebné, teplota radiátora nepresahuje 40-50 stupňov ani pri dlhodobej prevádzke a pri vysokom výkone.

(nakreslené v rysovačke SLayout-4). Schéma je štandardná z údajového listu pre mikroobvod, ale v prípade potreby ju zverejním dodatočne. Jediný rozdiel je v tom, že na vstupe každého kanála som urobil deliče 6:1 (5,6 kOhm a 1 kOhm), inak je úroveň signálu zo zvukového systému príliš vysoká.

Hodnotenia všetkých častí sú nakreslené na pečati.

Mimochodom, na inštaláciu chladiča bolo potrebné malý obvod položiť "na chrbát" - kovovým substrátom smerom k chladiču, takže kolíky mikroobvodu museli byť zrkadlové (ohnuté v opačnom smere).

Ak použijete montážnu dosku z inej karty (napríklad z prídavného konektora COM portu), možno budete musieť zmeniť umiestnenie výstupného konektora (posuňte ho na doske nahor alebo nadol). V krajnom prípade môžete použiť štandardnú záslepku, po ktorej však budete musieť stráviť pol hodiny a vyrezať otvor pre výstupný konektor.

Z dosky nejakého prastarého pevného disku vypadol konektor na napájanie zosilňovača. Môžete si ho vziať z 5-palcovej mechaniky alebo CD.

Dúfam, že s opakovaním tejto užitočnej mašinky nebudú žiadne problémy.

Jediná rada: nezabudnite, že prúd zdroja počítača pri 12 voltoch je len niekoľko ampérov (konkrétne sa pozrite na svoj zdroj), a preto sa nesnažte z TDA „vypumpovať“ všetko, čo môže vydať. . Výpočet je jednoduchý - 1 ampér spotreby prúdu môže poskytnúť výstupný výkon zosilňovača asi 5 wattov na kanál, respektíve 2 ampéry - 2 x 10 wattov atď. V počítači mám napájací zdroj 450 W, ktorý je schopný dodať až 14 ampérov pri 12 voltoch, takže 4-5 ampérov „na stranu“ nemá nepriaznivý vplyv na prevádzku počítača.

Nebuďte chamtiví a v čokoláde budete mať všetko!