Простой усилитель без лишних понтов [2014]

Целью создания представленной ниже схемы было, получение простого, довольно качественного, надежного и не привередливого усилителя. Усилитель изначально делался как усилитель для сабвуфера, но это не означает что данный усилитель плохо звучит во всем остальном диапазоне - нет! Схема достаточно качественная, даже более качественная, чем качество среднестатистического усилителя, схемы которых представлены в интернете.

Схема усилителя представляет собой типичную схему топологии Лина. Ничего нового, все упрощено практически до предела. 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 представленной выше схемы:
Частотный диапазон относительно 1 кГц (-1дБ) = 4 - 110 000 Гц
Частотный диапазон относительно 1 кГц (-3дБ) = 2 - 200 000 Гц
Максимальная выходная мощность (Нагрузка 4Ом, 1кГц, +/-40В, при двух парах выходных транзисторов) = 150 Вт
Максимальная выходная мощность (Нагрузка 4Ом, 1кГц, +/-40В, при четырех парах выходных транзисторов) = 380 Вт
THD+N (-1дБ от максимальной мощности, 1кГц, 4Ом) = 0,006%
Диапазон питающих напряжений (при двух парах выходных транзисторов) = +/- 20В ... +/- 45В
Диапазон питающих напряжений (при четырех парах выходных транзисторов) = +/- 20В ... +/- 60В

Усилитель не требователен к элементной базе.

Резисторы, кроме дополнительно указанных на схеме, выбираем рассчитанные на мощность 0,25Вт. 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 значительного влияния на конечный результат это не окажет. Допустимо применять резисторы с допуском 10%.

Основное внимание необходимо уделить качеству конденсаторов,  которые стоят на пути прохождения сигнала (С1 и С5). В роли этих конденсаторов лучше выбрать наиболее качественное из возможных. Это не обязательно, но к этому по возможности нужно стремиться. В качестве С5 лучше применить не полярный электролит (можно полярный). Стоит избегать электролитов фирм Elzet, Chang и других китайских «брендов». Не в коем случае нельзя применять электролиты производства СССР - они уже давно высохли и не могут обеспечить своих параметров. Конденсаторы С9, С10, С11, С12, С3, С4 – электролиты, фильтр питания. Их качество особой роли не играет, но опять же стоит избегать левых китайских контор, а так же высохших советских конденсаторов. Напряжения этих конденсаторов необходимо выбирать в соответствии с напряжением питания. Конденсаторы С13, С14 – пленочные, не полярные. Напряжение так же следует выбирать в соответствии с напряжение питания. Их качество так же сильного значения не имеет, но лучше выбрать что-нибудь по лучше.

По транзисторам особо нечего говорить. Самое главное правило – это применять то, что указано на схеме и сюрпризов не будет. Не стоит применять транзисторы-аналоги производства СССР

Усилитель работает в классе AB и поэтому нуждается в довольно серьезном охлаждении. Качественной характеристикой радиатора является площадь его поверхностей и толщина основания. Для отвода 1Вт тепла необходимо примерно 12-18см2 площади радиатора (для алюминия и его сплавов). Толщина основания - чем больше, тем лучше. Необходимую площадь радиатора можно рассчитать по формуле: S=Pвых*(1-КПД)*(12..18), где Pвых - выходная мощность усилителя. Для 150Вт'ного усилителя площадь радиатора должна находится в пределах: от S=150*(1-0,6)*12=720см2, до S=150*(1-0,6)*18=1080см2. При применении активного отвода тепла (вентилятора или нескольких вентиляторов), можно существенно уменьшить необходимую площадь радиатора. Но следует помнить что вентилятор - это шум и пыль.

Катушка на выходе представляет собой 15-20 витков провода сечением 1-1,5мм2, на диаметре 8мм. 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 можно по графику приведенному ниже выбрать необходимое напряжение питания усилителя.

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

Усилитель не нуждается в какой-либо настройке или регулировке и начинает работать сразу же после сборки. Если усилитель после первого включения не работает правильно: постоянное напряжение на выходе, перегрев, дым, самовозбуждение, тут скорее всего ваша вина. Для начала необходимо проверить монтаж, качество пайки, отмыть плату от канифоли или других флюсов. Проверьте все номиналы резисторов на совпадение со схемой, сверьте цоколевку транзисторов.

Печатная плата усилителя выглядит следующим образом:

Плата имеет раздельную землю для сигнальных цепей и силовых цепей, что позволяет полностью исключить 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