60W, 120W, 170W, 300W vermogensversterkercircuit

De post presenteert een diepgaande discussie over de constructiedetails van een universele krachtige versterker die kan worden aangepast of aangepast aan elk bereik binnen 60 watt, 120 watt, 170 watt of zelfs 300 watt uitgangsvermogen (RMS).

Het ontwerp

Het schakelschema in Fig. 2 vertelt over de hoogste vermogen vorm van de versterker, deze biedt 300 W in 4 ohm. Instellingen om het vermogen te matigen zullen ongetwijfeld achteraf binnen de post worden besproken.

Het circuit is gebaseerd op de een paar in serie aangesloten MOSFET's, T15 en T16., Die in feite in tegenfase worden gevoed door een differentiële versterker. Aangezien de ingangsweerstand van MOSFET's 10 ohm is, moet het elektrische vermogen van de aandrijving eenvoudigweg bescheiden zijn. De MOSFET's werken daardoor op spanning.

De bestuurdersfase bestaat voornamelijk uit T1 en T3 samen met T12 en T13. Negatieve d.c. feedback via de eindtrap wordt geleverd door R22 en negatieve a.c. feedback door R23 ---- C3.

De AC. spanningsversterking is ongeveer 30 dB. De onderstaande afsnijfrequentie wordt bepaald door de waarden van C1 en C3. Het werkdoel van de eerste verschilversterker, T1, T2, wordt gepland door de huidige streaming door T3.

De collectorstroom van T5 bepaalt de referentiestroom voor stroomspiegel T3-T4. Om ervoor te zorgen dat de verwijsstroom constant is, wordt de basisspanning van T5 goed geregeld door diodes D4-D5.

De uitgang van T1-T2 bedient een andere verschilversterker, T12-T13, waarvan de collectorstromen de poortpotentiaal voor de uitgangstransistors bepalen. De mate van dat potentieel zou afhangen van de werkpositie van T12-T13.

De huidige spiegel T9 en T10 samen met diodes D2-D5 hebben dezelfde functie als T3-T4 en D4-D5 in de eerste verschilversterker.

Het belang van de verwijzingsstroom wordt gekenmerkt door de collectorstroom van Tm, die vaak wordt gepland door P2 in het emittercircuit van T11. Deze specifieke combinatie modelleert de ruststroom (bias) zonder de aanwezigheid van (een ingangssignaal.

Stabilisatie van ruststroom

De MOSFET's hebben een positieve temperatuurcoëfficiënt elke keer dat hun afvoerstroom nominaal is, wat garandeert dat de ruststroom (bias) eenvoudigweg consistent wordt gehouden door toepasselijke compensatie.

Dit wordt vaak beschikbaar gesteld door R17 via de huidige spiegel T9-T10, die een negatieve temperatuurcoëfficiënt bevat. Als deze weerstand eenmaal is opgewarmd, begint deze via T9 een relatief groter percentage van de referentiestroom te trekken.

Dit veroorzaakt een afname van de collectorstroom van T10 die, achtereenvolgens, een afname van de gate-source spanning van de MOSFET's teweegbrengt, wat op efficiënte wijze de toename compenseert die wordt geïnduceerd door de PTC van de MOSFET's.

De thermische periodeconstante, die kan worden beïnvloed door de thermische weerstand van de koellichamen, bepaalt de tijd die nodig is om de stabilisatie uit te voeren. De ruststroom (bias) vastgesteld door P is consistent binnen +/- 30%.

Bescherming tegen oververhitting

De MOSFET's worden tegen oververhitting afgeschermd door thermistor R12 in het basiscircuit van T6. Elke keer dat een geselecteerde temperatuur wordt bereikt, wordt de potentiaal over de thermistor geleid tot T7 om te activeren. Telkens wanneer dat gebeurt, leidt T8 het grotere deel van de referentiestroom af door middel van T9-T11, die met succes het uitgangsvermogen van de MOSFET's beperkt.

De warmtetolerantie wordt gepland door Pl die gelijk is aan een koellichaamtemperatuur van kortsluitbeveiliging. In het geval dat de uitgang wordt kortgesloten bij het optreden van een ingangssignaal, leidt de verlaging van de spanning over de weerstanden R33 en R34 ertoe dat T14 Opgewonden.

Dit veroorzaakt een daling van de stroom via T9 / T10 en daarmee ook van de collectorstromen van T12 en T13. Het effectieve bereik van de MOSFETS wordt vervolgens aanzienlijk beperkt, waardoor de vermogensdissipatie tot een minimum wordt beperkt.

Omdat de bruikbare afvoerstroom afhankelijk is van de afvoerbronspanning, zijn meer details belangrijk voor het correct instellen van de stroomregeling.

Deze details worden geboden door de spanningsafname over de weerstanden R26 en R27 (respectievelijk positieve en negatieve uitgangssignalen). Wanneer de belasting minder is dan 4 ohm, wordt de basis-emitterspanning van Tu verlaagd tot een niveau dat bijdraagt ​​aan de kortsluitstroom die echt beperkt is tot 3,3 A.

Constructiedetails

De MOSFET-versterkerontwerp is idealiter gebouwd op de PCB die wordt weergegeven in Fig. 3. Toch moet voordat de constructie wordt gestart, worden bepaald welke variatie de voorkeur heeft.

Afb. 2 en de componentenlijst van Afb. 3 zijn voor de 160 watt variant. Aanpassingen voor de 60 W, 80 W en 120 W variaties worden weergegeven in Tabel 2. Zoals aangegeven in Fig. 4, zijn de MOSFET's en NTC's onder een rechte hoek geïnstalleerd.

De pin-connectiviteit wordt beschreven in Fig. 5. De NTC s worden rechtstreeks in M3-maat geschroefd, getapt (tapboor = 2,5 mm), gaten: gebruik veel heatsink compoundpasta. Weerstanden Rza en Rai worden rechtstreeks op de poorten van de MOSFET's aan de koperzijde van de print gesoldeerd. Inductor L1 is omwikkeld

R36: de draad moet effectief worden geïsoleerd, met voorvertinde uiteinden gesoldeerd aan de openingen direct naast die voor R36. Condensator C1 is misschien van een elektrolytisch type, toch is een MKT-versie voordelig. De oppervlakken van T1 en T2 dienen met elkaar te worden geplakt met de bedoeling dat hun lichaamswarmte identiek blijft.

Denk aan de draadbruggen. De voeding voor het 160 watt-model wordt weergegeven in

Fig. 6: aanpassingen voor de aanvullende modellen worden getoond in Tabel 2. De opvatting van een kunstenaar over zijn engineering wordt gepresenteerd in

Afb. 7. Zodra de voedingseenheid is geconstrueerd, kunnen eventueel de nullastbedrijfsspanningen worden gecontroleerd.

De d.c. spanningen mogen niet hoger zijn dan +/- 55 V, anders bestaat het risico dat de MOSFET's de goblin opgeven bij de eerste keer inschakelen.

Indien geschikte belastingen kunnen worden verkregen, is het uiteraard voordelig dat de bron onder belastingbeperkingen wordt onderzocht. Zodra de stroomvoorziening in orde is, wordt de aluminium MOSFET-opstelling rechtstreeks op een geschikt koellichaam geschroefd.

Afb. 8 geeft een redelijk goed beeld van de hoogte en breedte van de koellichamen en van het voltooide assortiment van een stereomodel van de versterker.

Voor de eenvoud wordt voornamelijk de status van de onderdelen van de stroombron gedemonstreerd. De plaatsen waar het koellichaam en de aluminium MOSFET-opstelling (en waarschijnlijk het achterpaneel van de versterkerbehuizing) samenkomen, moeten een effectieve bekleding van warmtegeleidende pasta krijgen. Elk van de twee onderdelen moet op het ingebouwde koellichaam worden geschroefd met niet minder dan 6 M4 (4 mm) maatschroeven.

De elektrische bedrading moet trouw blijven aan de richtlijnen in Afb. 8.

Het is aan te raden om te beginnen met de aanvoersporen (dikke draad). Breng vervolgens de aardeverbindingen (stervormig) tot stand tussen de aarde van het voedingsapparaat en de printplaten en de uitgangsaarde.

Maak vervolgens de kabelverbindingen tussen printplaten en luidsprekeraansluitingen en die tussen de ingangsbussen en de printplaten. De ingangsmassa moet altijd uitsluitend worden aangesloten op de massakabel op de printplaat - dat is alles!

Kalibratie en testen

In plaats van zekeringen F1 en F2, bevestigt u weerstanden van 10 ohm, 0,25 W op hun locatie op de printplaat. Voorinstelling P2 moet volledig tegen de klok in worden vastgezet, hoewel P1 in het midden van zijn rotatie is gepland.

De luidsprekeraansluitingen blijven open, evenals de ingang moet worden kortgesloten. Schakel de netspanning in. Mocht er enige vorm van kortsluiting in de versterker zijn, dan gaan de weerstanden van 10 ohm roken!

Als dat gebeurt, schakel dan onmiddellijk uit, identificeer het probleem, vervang de weerstanden en schakel de stroom opnieuw in.

Zodra alles er goed uitziet, sluit u een voltmeter aan (3 V of 6 V gelijkstroombereik) over een van de 10 ohm-weerstanden. Er moet geen spanning over zijn.

Als je merkt dat P1 niet helemaal tegen de klok in is gedraaid. De spanning zou moeten stijgen terwijl P2 gestaag met de klok mee wordt veranderd. Stel P1 in op een spanning van 2 V: de stroom kan dan 200 mA zijn, d.w.z .: 100 mA per MOSFET. Ontkoppel en vervang de weerstand van 10 ohm door de zekeringen.

Zet de stroom weer aan, en controleer de spanning tussen aarde en versterkeruitgang: deze zal zeker niet hoger zijn dan +/- 20 mV. De versterker is daarna voorbereid op de beoogde functionaliteit.

Een afsluitend punt. Zoals eerder uitgelegd, moet de omschakelrichtlijn van het oververhittingsbeveiligingscircuit worden toegewezen aan ongeveer 72,5 ° C.

Dit kan eenvoudig worden bepaald door het koellichaam te verwarmen met bijvoorbeeld een föhn en de warmte ervan te beoordelen.

Maar op de een of andere manier is dit misschien niet echt essentieel: P1 kan ook in het midden van de wijzerplaat worden vastgezet. De situatie zou eigenlijk alleen moeten worden veranderd als de versterker te vaak uitschakelt.

Zijn houding mag echter in geen geval ver verwijderd zijn van de middelste locatie.

Met dank aan: elektor.com

Figuur 2

Afb: 3