Простой усилитель без лишних понтов [2014]

Цель создания представленной ниже схемы - получить простой, при этом довольно качественный, надежный и не привередливый усилитель. Данный усилитель изначально делался как усилитель для сабвуфера, но это не означает что данный усилитель плохо работает во всем остальном диапазоне частот. 

Схема усилителя представляет собой типичную схему по топологии Лина. Особенность схемы, одновременно в простоте и повторяемости схемы - усилитель начинает работать сразу после сборки и не нуждается даже в регулировке тока покоя. Усилитель имеет защиту от короткого замыкания в нагрузке. Схема модернизирована в 2017 году.

На схеме показан усилитель с двумя парами выходных транзисторов, но возможно установить до четырех пар транзисторов, печатная плата прилагается.

Технические характеристики (получены путем моделирования схемы в Multisim) :
Частотный диапазон относительно 1 кГц (-1 дБ) = 4 - 110 000 Гц
Частотный диапазон относительно 1 кГц (-3 дБ) = 2 - 200 000 Гц
Максимальная выходная мощность (Нагрузка 4 Ом, 1 кГц, +/- 40 В, при двух парах выходных транзисторов) = 150 Вт
Максимальная выходная мощность (Нагрузка 4 Ом, 1 кГц, +/- 40 В, при четырех парах выходных транзисторов) = 380 Вт
THD+N (-1 дБ от максимальной мощности, 1 кГц, 4 Ом) = 0,006%
Диапазон питающих напряжений (при двух парах выходных транзисторов) = +/- 25 В ... +/- 45 В
Диапазон питающих напряжений (при четырех парах выходных транзисторов) = +/- 25 В ... +/- 60 В

Усилитель не требователен к элементной базе.

Резисторы, кроме дополнительно указанных на схеме, выбираем рассчитанные на мощность 0,25 Вт. Лучше применять металлопленочные резисторы из-за их меньшего шума. Можно применять как советские МЛТ, так и любые их китайские аналоги. Стремиться применять высокоточные резисторы нет необходимости, потому-что какого-либо влияния на конечный результат это не окажет.

Внимание стоит уделить качеству конденсаторов, которые включены на пути прохождения сигнала (С1 и С5). В качестве С5 лучше применить не полярный электролит (допускается - полярный). Не в коем случае нельзя применять электролиты производства СССР, поскольку они уже давно высохли и поэтому не соответствуют паспортным параметрам. Конденсаторы С9, С10, С11, С12, С3, С4 – электролиты, фильтра питания. Выбирая электролитические конденсаторы, стоит избегать левых китайских контор, а так же высохших советских конденсаторов. Конденсаторы С13, С14 – пленочные. 

Самое главное правило – это применять то, что указано на схеме и сюрпризов не будет.

Усилитель работает в классе AB и поэтому нуждается в довольно серьезном охлаждении. Качественной характеристикой радиатора является площадь его поверхностей и толщина основания. Для отвода 1 Вт тепла необходимо приблизительно 15 см2 площади радиатора (для алюминия и его сплавов). Толщина основания - чем больше, тем лучше. Необходимую площадь радиатора можно рассчитать по формуле: S=Pвых*(1-КПД)*15, где Pвых - выходная мощность усилителя. Для 150 Вт'ного усилителя, минимальная площадь радиатора должна быть: от S=150*(1-0,6)*15=900 см. При применении активного отвода тепла (вентилятора или нескольких вентиляторов), площадь радиатора можно в несколько раз уменьшить.

Катушка на выходе состоит из 15-20 витков, проводом сечением 1-1,5 мм2, на диаметре 8 мм (как временную оправку удобно использовать сверло). Точность изготовления катушки большого значения не имеет.

От величины напряжения питания усилителя в первую очередь зависит выходная мощность усилителя. Зная сопротивление нагрузку и требуемое значение выходной мощности, используя нижеприведенный график, можно выбрать необходимое значение напряжение питания усилителя.

С двумя парами транзисторов на выходе я не рекомендую увеличением напряжения питания выше +/- 45 В (при сопротивлении нагрузки 4-8 Ом). Разумный предел выходной мощности для двух пар данных выходных транзисторов - 150 Вт. При использовании четырех пар выходных транзисторов, допускается поднять напряжение питания до +/- 60 В, при этом выходная мощность на нагрузке 4 Ом, составит 380 Вт. 

Усилитель не нуждается в какой-либо настройке или регулировке и начинает работать сразу же после сборки. Если усилитель после первого включения не заработал: постоянное напряжение на выходе, перегрев, дым, самовозбуждение - в этом совершенно точно только ваша вина. Для начала необходимо проверить монтаж, качество пайки, отмыть плату от флюса. Проверить все номиналы резисторов на совпадение со схемой, сверить цоколевку транзисторов.

Печатная плата усилителя выглядит следующим образом:

Плата имеет раздельную землю для сигнальных цепей и силовых цепей, что позволяет полностью исключить вероятность появление фона.

Точки подключения на плате:
IN - вход сигнала.
sGND - входная земля (земля от источника сигнала).
OUT - выход усилителя.
GND - один контакт для подключения к земле блока питания, второй - минусовой выход усилителя к АС.
+/-U - шины для подключения источника питания усилителя. 

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• УНЧ
• Sprint-Layout