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
Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
---|---|---|---|---|---|---|
VD1, VD2, VD3, VD4, VD5, VD6 | Выпрямительный диод | 1N4148 | 6 | Поиск в магазине Отрон | ||
VT1, VT2, VT4, VT8, VT11 | Биполярный транзистор | 2N5401 | 5 | Поиск в магазине Отрон | ||
VT3, VT5, VT7, VT9, VT10 | Биполярный транзистор | 2N5551 | 5 | Поиск в магазине Отрон | ||
VT6 | Биполярный транзистор | BD135 | 1 | или КТ815 | Поиск в магазине Отрон | |
VT12, VT14 | MOSFET-транзистор | IRFP240 | 2 | Поиск в магазине Отрон | ||
VT13, VT15 | MOSFET-транзистор | IRFP9240 | 2 | Поиск в магазине Отрон | ||
R1 | Резистор | 470 Ом | 1 | 0.25Вт | Поиск в магазине Отрон | |
R2 | Резистор | 10 Ом | 1 | 0.25Вт | Поиск в магазине Отрон | |
R3, R8 | Резистор | 22 кОм | 2 | 0.25Вт | Поиск в магазине Отрон | |
R4 | Резистор | 150 Ом | 1 | 0.25Вт | Поиск в магазине Отрон | |
R5, R7 | Резистор | 47 Ом | 2 | 0.25Вт | Поиск в магазине Отрон | |
R6, R14 | Резистор | 15 кОм | 2 | 0.25Вт | Поиск в магазине Отрон | |
R9 | Резистор | 680 Ом | 1 | 0.25Вт | Поиск в магазине Отрон | |
R10, R11, R15, R18, R19, R21, R24 | Резистор | 100 Ом | 7 | 0.25Вт | Поиск в магазине Отрон | |
R12 | Резистор | 7.5 кОм | 1 | 0.25Вт | Поиск в магазине Отрон | |
R13 | Резистор | 750 Ом | 1 | 0.25Вт | Поиск в магазине Отрон | |
R16, R17, R20 | Резистор | 22 Ом | 3 | 0.25Вт | Поиск в магазине Отрон | |
R22, R23 | Резистор | 1 кОм | 2 | 0.25Вт | Поиск в магазине Отрон | |
R25, R26, R27, R28 | Резистор | 0.22 Ом | 4 | 2Вт | Поиск в магазине Отрон | |
C1 | Конденсатор | 4.7 мкФ | 1 | Пленочный | Поиск в магазине Отрон | |
C2, C7, C8 | Конденсатор | 470 пФ | 3 | Керамический | Поиск в магазине Отрон | |
C3, C4 | Электролитический конденсатор | 220 мкФ | 2 | 50-63В | Поиск в магазине Отрон | |
C5 | Электролитический конденсатор | 220 мкФ | 1 | 16В | Поиск в магазине Отрон | |
C6 | Конденсатор | 47 пФ | 1 | Керамический | Поиск в магазине Отрон | |
C9, C10, C11, C12 | Электролитический конденсатор | 1000 мкФ | 4 | 50-63В | Поиск в магазине Отрон | |
C13, C14 | Конденсатор | 1 мкФ | 2 | Пленочный. 100В и более | Поиск в магазине Отрон | |
L1 | Катушка индуктивности | 1 мкГн | 1 | 15-20 Витков. 1-1,5мм2. 8мм диаметр | Поиск в магазине Отрон | |
Скачать список элементов (PDF)
Прикрепленные файлы:
- publp 2k17.lay (208 Кб)
- publp 4 2k17.lay (297 Кб)
Комментарии (107)
|
Я собрал (0) |
Подписаться
Для добавления Вашей сборки необходима регистрация
[Автор]
Звучание волшебное, воздушное и подобное аудиофильское бла-бла-бла. Звучит музыкальный инструмент, а усилитель - усиливает с определенным техническими х-ками, которые приведены выше
[Автор]
В общем: разводка pcb довольно-таки неплохая, а сама схема... мягко выражаясь, сырая.
[Автор]
Емкости гейтов двух пар полевиков при заданном токе УН Вам тоже ни о чём не говорят?
То, что усилитель, т.е. именно Ваш экземпляр, при этом как-то работает - тоже ни о чём ещё не говорит.
Доработайте схему. BC337 необходимо заменить ВЧ-дарлингтоном средней мощности (смотрите в сторону BD682 и его аналогов); такая замена к тому же позволит увеличить ток УН до 18-20 mA, что в свою очередь улучшит ИПХ усилителя, снизит уровень нечётных гармоник, улучшит его спектр на ВЧ.
[Автор]
Мне не нужно увеличивать ток УНа, не ставлю такой цели. Если бы хотел это сделать, сделал бы сразу - поверьте.
[Автор]
Почему все пытаются сравнить его с ОМ. Для саба и хуже делаются и дешевле.
[Автор]
Хотите "самый лучший в мире усилитель" - проходите мимо со своими "умными советами", собирайте другой усилитель.
Как видим - "Измеренное мной значение Uке всех имеющихся BC337 было в диапазоне 56-60В реальное."(с), - комментарии излишни.
Shpehtigor, Вы пишите в ответ на мой комментарий, и если заметили, я не сравниваю описываемый здесь усилитель с ОМ. Более того, если бы не ссылка Коли на обсуждение "оплеухи" в форуме, я бы до сих пор был в полном неведении, что такое "ОМ"; для меня "лины" и их всевозможные вариации - давно пройденный этап. И заметьте - я не сказал ни слова о том, плох, или хорош рассматриваемый усилитель.
Но есть статья о конкретном приборе, предлагаемом к повторению; это уже не форумная чехарда мнений о достоинства и недостатках усилителя, а так сказать, законченный материал-руководство для изготовления изделия, в том числе и людьми, не разбирающимися в тонкостях работы электронных устройств, к которым относится и УНЧ; и я просто не мог не отметить откровенно "слабое звено" рассматриваемого в этой статье изделия.
Для Nem0. Молодой человек, я уже не хочу ни "самый лучший в мире усилитель", ни что-то другое "самое лучшее". Мне достаточно того, что у меня есть.
Желаю Вам и далее неплохих разработок - в Вас чувствуется потенциал; но не стоит забывать, что расчёт и оценка показателей надёжности радиоэлектронных устройств - это непременная, обязательная процедура, выполняемая ещё на этапе проектирования РЭА. УНЧ - не исключение.
С уважением к Вам, и к оппоненту, поставившему моему комментарию минус (давненько не получал "неуд") - вы наше будущее.
Д.т.н. Остафьев В.А.
[Автор]
[Автор]
[Автор]
[Автор]
[Автор]
[Автор]
[Автор]
Вопрос касательно BD135, на фотографии не видно, вниз он выведен или наверх, если вниз нужно ли его крепить к радиатору и если нужно, то изолировать или нет.
Вообще, очень бы хотелось бы увидеть плату с обратной стороны.
Прошу прощения за возможно дурацкие вопросы, просто я в этом деле не особо волоку
А вот каким образом наносится рисунок белой краской - для меня загадка...
[Автор]
Разброс у этих транзисторов огромный! Что скажется на не равномерности начального напряжения открытия в каждом плече... если не подбирать, то легко попасть в ситуацию когда в одном плече на одном транзиле будет ток 10 ма, а на другом 80 ма и более. Есть схемы выравнивания начального напряжения открытия полевиков, но городить огород здесь не имеет смысла, проще подобрать,,, Хотя, у каждого свои возможности в этой сфере
Резисторы в истоках лучше увеличить до 0.33 Омов (именно для 240 и 9240)... а в остальном типовая ОМка, только "перевернутая" по полярности...
PS. С Илья молодец! Выставляет для сборки полезные варианты усилителей, хотя правда однотипные.... но зато с ПП... и рисует их очень достойно.
Еще надо добавить стабилитроны в затворы на среднюю точку 12-14 вольт чтобы избежать предельно допустимого на них... а вот эта защита, применяемая в основном в биполярных ВК может быть "снесена"....
Надо учитывать, что с нагреванием ВК ток покоя будет уменьшаться... так что на "холодном" режиме ток покоя должен быть выше чем на прогретом... На прогретом оптимально 30-35 мА.
[Автор]
[Автор]
Подскажите, пожалуйста, куда копать?
[Автор]
По схеме: R13 подстроечник лучше взять 1К -1К5
В макс сопротивление и уменьшая выставляем ток покоя.... у кого горят 0.22 ом скорее всего ток покоя зашкаливает! (при отсутствии косяков конечно, это даже не рассматриваю) при таком разбросе параметров открытия транзисторов ВК... Подбирать их надо по начальному напряжению открытия, читайте выше уже писал об этом, по крутизне не парьтесь, это не имеет смысла в данной конструкции
Еще на счет VT9! Втыкайте любой подходящей структуры и соответствующим напрягом... Илья, я заметил, любит воткнуть какую нибудь "загогулину" типа BC337 или еще какую нибудь "хрень", чтобы все потом маялись вопросом на что она так сильно влияет? (он мастер и вам его не понять!!!!....пока!) а всем нужна работоспособность изделия, поэтому лепите 2N5551 и не морочтесь на этот счет... удачи вам поплавить канифоль!
[Автор]
Заранее спасибо!
[Автор]
[Автор]
[Автор]
[Автор]
Усилок усиливает, фона нет, но постоянки хватает для срабатывания защиты. детали как в списке. Подскажите куда копать.
Спасибо автору еще раз.
[Автор]
[Автор]
[Автор]
Более широкая полоса усиления всего усилителя обеспечивается за счет обратной связи, т.е. благодаря снижению ООС выше 5 кГц и росту искажений, начиная с этой частоты.
Время нарастания от -30 до +30 В составит порядка 26 мкс, т.е. получаем скорость нарастания чуть более 2 В/мкс. Маловато, однако для Hi-Fi.
[Автор]
Многовато, однако, может и не дать.
Скорее всего удел этого усилителя - действительно, сабы.
Хотя, для сабов можно было бы выбрать что попроще и поэнергоэффективней, с бОльшим КПД, без разогрева оконечных транзисторов на холостом ходу.
[Автор]
[Автор]
[Автор]
[Автор]
[Автор]
2. Где вы видели предусилитель с большим вых сопротивлением?
[Автор]
Да, опять накосячил по поводу VT 7. Да, это защита. Ограничивает ток VT9 при кз на выходе. Опять извиняюсь.
[Автор]
[Автор]
[Автор]
С5 можно полярный плюсом хоть куда - разницы не будет.
[Автор]
[Автор]
Совет: сначала думайте - потом пишите. Чтобы не приходилось постоянно извиняться за написанное.
Еще вопрос о измерении тока покоя: замеряется напряжение между истоками и делится на суммарное сопротивление между ними (0.44 Ом). Правильно?
Если да - получается 25-30 мА, маловато.
Питание +/- 37 В.
[Автор]
[Автор]
Есть еще такой вопрос: можно ли запитать предусилитель и ПУБЛП от общего БП (пред. со встроенными линейными стабилизаторами +/- 15В)?
Как правильно соединять общие проводники для избежания фона, шума и тд?
[Автор]
Как правильно земли соединять это целая наука, в двух словах не объяснить.