Усилитель мощности - Падик [2017]

Идея и необходимость создания данного усилителя возникла тогда, когда нам с друзьями, для очередной нашей подвальной посиделки-вечеринки понадобился громкий звук. Поскольку громкий звук нужен был еще вчера, а в городе нет магазина радиодеталей (ближайший магазин в 80 км), месяц ждать с Али какую-нибудь ТДАшку - тоже не вариант, было принято решение делать усилитель из того, что было под рукой, что осталось от сборки предыдущих конструкций. 

Требования к будущему усилителю были следующие: как можно более простая схема, то есть - минимум деталей, сборка за один вечер из тех деталей что уже есть в наличии, по-возможности - минимальные габариты, достаточное для наших задач качество и обязательно - надежная защита от короткого замыкания в нагрузке, ведь на тусовке случиться может всякое. Конечно, почти всем этим требованиям удовлетворяет TDA7294/93, кроме одно самого главного - микросхемы TDA на тот моменты просто не было под рукой. Ждать месяц из Китая, с риском получить неработоспособный левак - не вариант. Ехать в другой город за микросхемой - тоже такой себе вариант, поскольку за тоже время, с нуля собирается представленный далее усилитель под гордым именем "Падик". А вот и схема:

Здесь мы видим стандартную схему из учебника. Схема состоит из 11 транзисторов, не так уж и мало, но и не так много. Если присмотреться, можно заметить, что все транзисторы ходовые и их часто можно встретить в других проектах, а значит, скорее всего они валяются и у вас в заначке. В случае чего, возможно применять почти любые маломощные транзисторы, которые только найдутся под рукой, главное соблюдать где NPN, а где PNP транзистор. Схема будет работать абсолютно с любыми транзисторами с допустимым напряжением коллектор-эмиттер от 40 В и выше: можно использовать вместо 2N5551/5401 - КТ315/361, КТ3102/КТ3107, КТ502/КТ503, BC546/556, MPSA42/92 и другие. Вместо BD135 можно использовать любой NPN транзистор средней мощности: BD139, KSE340, MJE340, КТ815, КТ817 и другие. Единственное, что стоит денег в данной схеме - это пара транзисторов IRFP240/9240. У нас они были под рукой, поэтому именно они и были применены, а вот вам возможно придется на них раскошелится. Вместо IRFP240/9240 можно использовать более дешевые мосфеты - IRF640/9640. Все применяемые резисторы - 0,25 Вт, кроме R22, R24 которые должны быть рассчитаны на мощность не менее 2 Вт. Диоды так же можно применять любые какие только найдете у себя в запасах. К качеству и типу конденсаторов усилитель не чувствителен.

Aticle1

Технические характеристики схемы (получены при моделировании схемы в Multisim):

• Выходная мощность (4 Ом, 1 кГц) - 90 Вт
• Выходная мощность (8 Ом, 1 кГц) - 50 Вт
• Коэффициент нелинейных искажения (1 кГц, 4 Ом, 45 Вт) - 0,02%
• Коэффициент нелинейных искажения (1 кГц, 8 Ом, 25 Вт) - 0,02%
• Коэффициент нелинейных искажения (10 кГц, 4 Ом, 45 Вт) - 0,1%
• Коэффициент нелинейных искажения (10 кГц, 8 Ом, 25 Вт) - 0,1%
• Частотный диапазон (-3 дБ относительно 1 кГц)  - 8 ... 250 000 Гц
• Скорость нарастания выходного напряжения - 18 В/мкс.

Все технические характеристики указаны при напряжении питания +/- 35 В.

Характеристики весьма средненькие, но другого от данной схемы и не требовалось. Это простая схема, которая будет работать на любых деталях одинаково хорошо, эту схему ничем не испортишь. Усилитель имеет широкий диапазон воспроизводимых частот и нижнюю границу диапазона в 8 Гц, что говорит о том, что усилитель будет без проблем отрабатывать самые низкие ноты диапазона и выдавать очень низкий и мощный бас. Кроме того, усилитель скорректирован таким образом, что будет устойчиво и надежно работать с любыми деталями и никогда не подведет, при этом имеет достаточное быстродействие. 

Усилитель оснащен защитой от короткого замыкания на выходе, что автоматически в разы повышает надежность усилителя.

Ток покоя выставлять не требуется, по умолчанию, с номиналами указанными в схеме, ток покоя будет находится в диапазоне 20-30 мА. При необходимости, ток покоя задается путем изменения номинала резистора R12. В случае если выходные транзисторы даже без сигнала будут сильно нагреваться (слишком большой ток покоя), стоит увеличить сопротивление резистора R12 до 820 Ом или даже до 910 - 1000 Ом. Уменьшать резистор R12 тоже можно - это приведет к увеличению тока покоя: при сопротивлении резистора R12 равном 680 Ом, ток покоя будет приблизетельно равен 70-80 мА. 

Выходные транзисторы VT10 и VT11, выносятся на проводах и закрепляются к радиатору площадью 600-1000 см2. Транзистор VT7 выносится на проводах и крепится к тому же радиатору, как можно ближе к выходным транзисторам. Транзисторы VT7, VT10 и VT11 обязательно изолируются от радиатора теплопроводящими прокладками.

Катушка L1 мотается проводом диаметром 0,8 мм, на диаметре 6 мм (в качестве временной оправки для намотки отлично подойдет сверло диаметром 6 мм), обмотка состоит из 16 витков. Если вы очень сильно не любите мотать катушки, то допускается вместо данной катушки установить перемычку. Значительного влияния на работу усилителя это не окажет. 

Авторский вариант усилитель выглядит следующим образом:

Ниже можно скачать печатную плату для Sprint Layout 5 и модель усилителя для NI Multisim 14

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• Sprint-Layout
• Multisim
• УНЧ