Схема 100 ваттного усилителя звука

УСИЛИТЕЛЬ

Всё про самодельные и профессиональные усилители звука - схемы, конструкции, настройка и описание качественных УНЧ на микросхемах и лампах.

УНЧ  Усилители на транзисторах

 

Схема 100 ваттного усилителя звука

   Для создания усилителя домашнего аудиокомплекса, вполне достаточно мощности в 100 ватт. Этим условиям удовлетворяет неплохая микросхема TDA7293 или схема собранная на транзисторах. На последнем варианте мы и остановимся. Представляем усилитель звука с токовым управлением. Здесь использован выходного каскад класса В со всеми его преимуществами и без присущих ему недостатков. Вначале рассмотрим прототип 30-ти летней давности.


   Схема функционально реализует принцип токового управления. Данный УМЗЧ позволяет получить 100Вт при работе на 4 Ом нагрузку, при этом Кг на частоте 1кГц заявлен 0,006% при мощности 60Вт. Если имеется оборудование, позволяющее произвести точные измерения Кг, C3 может быть заменен на переменный конденсатор емкостью 22пФ, и последний настроен по минимуму искажений.

   Схема также содержит нововведение в виде эквивалентной нагрузки (R9). Выходной каскад управляется (через транзисторы Т2 и Т5) транзисторами Т1 и Т4, включенными последовательно в положительные и отрицательные плечи питания ОУ соответственно. Это также улучшает скорость нарастания ОУ 741. Если, однако, применяется более скоростной ОУ (например, LF357), то номиналы R4 и R7 должны быть изменены для обеспечения такого тока покоя ОУ, чтобы выходные транзисторы оставались закрытыми.

   Более современная элементарная база привела к созданию УМЗЧ, схема которого приведена ниже.


   Параметры усилителя звука:

Коэффициент усиления по напряжению Кu 20,5
Напряжение питания Uпит +-15…+-45В
Номинальная мощность P при Uпит = +-30В на 4Ом 100Вт
Максимальная мощность Pmax Uпит=+-45В на 4Ом 200Вт
Чувствительность по входу Uвх 1В
Суммарный коэф-т всех видов искажений при P=60Вт 4Ома, Kd 0,006%
Ток покоя усилителя Ixx 20-30мА
Ток покоя выходного каскада 0мА
Полоса воспроизводимых частот по уровню –3дБ, Гц, не уже 5-100 000

Детали, используемые в схеме

   Операционный усилитель TL071 можно заменить на КР544УД2А, КР544УД1А, КР140УД608, КР574. Замена его повлечет за собой и изменение параметров ОООС и местных ООС. Емкость C2 установлена для того, чтобы компенсировать падение усиления с увеличением частоты для ОУ 741. Для TL071 эта неравномерность проявляется далеко за пределами звукового диапазона, а поэтому не требует коррекции.

   Стабилитроны были установлены в делители баз транзисторов эмиттерного повторителя, образованного VT1 и VT2. Вместе с резисторами R5 и R6 мощностью 0,5Вт стабилитроны образуют параметрические стабилизаторы, позволяющие менять питание УМЗЧ в широких пределах, не пересчитывая резистивных делителей. Для наилучшего результата стабилитроны желательно подобрать парами по напряжению стабилизации в пределах 12-13В, но обязательно одинаковые. Напряжение 15В недопустимо, т.к. тогда ОУ в данной схеме может выйти из строя или уйти в крайне нелинейный режим.

   В данной конструкции использованы 1N4742A, как вариант BZX55C12 или отечественные, но они требуют подбора, т.к. разброс у них больше.  
   Диоды также отвечают современным тенденциям. Вместе с резисторами R15 и R16 диоды D1 и D2 выполняют функции термостабилизации предвыходного (VT3, VT4) каскада, а также предотвращают протекание тока покоя через транзисторы выходного (VT5, VT6) каскада даже при значительном прогреве устройства.

   Защитные диоды D3 и D4 предусмотрены 1N4007, однако устанавливаются они только в случае, если в выходных транзисторах отсутствуют встроенные. В моем случае, в TIP142/147 эти диоды есть. При установке транзисторов типа 2SC5200, 2SA1943 диоды D1, D2 должны быть германиевые импульсные типа Д311 или маломощные диоды Шотки, важно, чтобы падение напряжения на прямом переходе диода было 0,25-0,3 В.

   Диоды D6 и D7, включенные в прямом смещении, в комбинации с конденсаторами С4..С7 препятствуют проникновению наводок в каскад питания ОУ, возникающих в связи с большим потреблением выходного каскада на высокой мощности.

   Выходной каскад был оставлен без изменений, его характеристика не имеет значения. В ЭП были установлены популярные высокочастотные транзисторы BC546/556. В эмиттерные цепи предвыходного каскада были включены ограничивающие резисторы R15, R16, помогающие стабилизировать ток покоя. Кроме того, по напряжению на этих резисторах удобно измерять ток покоя. Его величина – 20мА. Т.о. напряжение на резисторах должно быть 15*0,02=0,3В. 

   Транзисторы предвыходного каскада подбирались по звучанию. С целью термостабильности, кроме вышеописанных мер, VT3 и VT4 разнесены на разные концы платы и установлены каждый на отдельный небольшой пластинчатый теплоотвод с площадью поверхности около 30см2.

   Катушка выполнена на оправке d=7мм в два слоя и содержит 9+7 витков медного провода диаметром 0,8мм в лаковой или эпоксидной изоляции. Пропитана клеем или парафином для жесткости. От точности и качества катушки во многом зависит конечный результат.

Настройка УМЗЧ

   Настройка выполняется с отключенными транзисторами выходного каскада. VT5 и VT6 впаиваются в последнюю очередь. Для проверки сначала установите R7 и R8 по 180 Ом. Подключите питание усилителя через мощные проволочные резисторы сопротивлением примерно по 50-100 Ом каждый. Это позволит избежать возможных пробоев, перегрева, перегрузки БП и прочих проблем. На предвыходные транзисторы устанавливаются пластинчатые теплоотводы. Вход накоротко замыкаем на землю.

   Теперь подаем питание усилителя и измеряем постоянное напряжение на его выходе. Если оно меньше 30мВ, то вам повезло и ОУ калибровать не надо. В противном случае в плату устанавливается подстроечный резистор и с его помощью на выходе устанавливается нулевое напряжение. Номинал и схема включения подстроечного резистора выбираются исходя из технической документации на микросхему.

   Ток покоя предвыходного каскада 20мА. Устанавливается подбором резисторов R7, R8 до получения на резисторах R15, R16 напряжения 300мВ. Все эти резисторы должны быть подобраны в пары с максимально возможной точностью. Начните с сопротивления 180 Ом. Для разных ОУ и транзисторов номиналы могут меняться от 180 до 330Ом. Чем больше сопротивление резисторов R7, R8, тем выше ток покоя предвыходного каскада.

   Далее установите выходные транзисторы. Они крепятся на теплоотвод площадью около 300кв. см через слюду с термопастой на винтах с изолирующими втулками. Еще раз проверьте ток покоя.

   Баланс моста выполняется при наличии осциллографа и генератора. Необходимо подать на вход 15-20кГц синусоиду. Сначала выставить небольшой уровень и посмотреть на участок вблизи оси. Если на нем заметны "прогибы” синусоиды, то настройка нужна. Для этого вместо С3 устанавливается подстроечный конденсатор примерно на 30пФ.

Печатная плата УМЗЧ

   Плата выполнена из одностороннего фольгированного текстолита размером 90х60мм. Ниже даны раскладка элементов и рисунок печатной платы для лазерно-утюжной технологии. Конденсаторы C5 и C7 устанавливаются под платой со стороны фольги.

   Усилитель действительно выдаёт честных 100 ватт мощности, при этом даже на максимуме Кг не превышает долей процента. Автор статьи: Лишманов Николай aka Lincor.


Понравилась схема - лайкни!


ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УНЧ

Смотреть ещё схемы усилителей

       УСИЛИТЕЛИ НА ЛАМПАХ          УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ  

УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ   


УСИЛИТЕЛИ НА МИКРОСХЕМАХ          СТАТЬИ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ   

    




Гибридный УМЗЧ

Однотактный ламповый

Ламповый на КТ88

Усилитель для наушников

Усилитель на 100 Вт

Усилитель на LM3875

Схема LM386

Как сделать УНЧ для наушников



Сборник информации про усилители НЧ и схемотехнику унч различного применения - автомобильные, домашние, ламповые, предварительные и концертные. © 2016