Коло појачала снаге 50 В помоћу МОСФЕТ-а

Појачало снаге је део аудио електронике. Дизајниран је да максимизира величину снаге ф датог улазног сигнала. У звучној електроници, оперативно појачало повећава напон сигнала, али није у стању да обезбеди струју која је потребна за погон терета. У овом упутству ћемо изградити 50 В РМС појачало излазне снаге користећи МОСФЕТ-ове са повезаним звучником импедансе од 8 Охма.

Топологија конструкције појачавача

У систему ланаца појачала, појачало снаге се користи у последњој или завршној фази пре оптерећења. Генерално, систем појачала звука користи доњу топологију приказану у блок дијаграму.

Као што видите на горњем блок дијаграму, појачало снаге је последња фаза која је директно повезана са оптерећењем. Генерално, пре појачавача снаге, сигнал се коригује помоћу појачала преднапојачала и напонских контрола. Такође, у неким случајевима, где је потребна контрола тона, склоп за контролу тона додаје се пре појачавача снаге.

Кнов Иоур Лоад

У случају система аудио појачала, оптерећење и носивост појачала је важан аспект у конструкцији. Велики оптерећење за појачало налази се звучник. Излаз појачала снаге зависи од импедансе оптерећења, па повезивање неправилног оптерећења може угрозити ефикасност појачавача снаге као и стабилност.

Звучник је огромно оптерећење које делује као индуктивно и отпорно оптерећење. Појачало снаге испоручује наизменичну струју, због чега је импеданција звучника пресудан фактор за правилан пренос снаге.

Импеданса је ефективни отпор електронског кола или компоненте за наизменичну струју који настаје услед комбинованих ефеката повезаних са омским отпором и реактанцијом.

У Аудио електроници су доступни различити типови звучника у различитим снагама са различитом импедансом. Импеданција звучника се најбоље може разумети коришћењем односа између протока воде унутар цеви. Замислите звучник само као водовод, вода која пролази кроз цев је наизменични аудио сигнал. Ако је цев постала већег пречника, вода ће лако тећи кроз цев, запремина воде ће бити већа, а ако смањимо пречник, мање воде ће тећи кроз цев, па ће запремина воде бити ниже. Пречник је ефекат створен омским отпором и реактанцијом. Ако цев добије већи пречник, импеданса ће бити мала,тако да звучник може добити више снаге, а појачало пружа више сценарија преноса снаге, а ако импеданција постане велика, појачало ће пружати мање снаге звучнику.

Постоје различити избори, као и различити сегменти звучника који су доступни на тржишту, углавном са 4 ома, 8 ома, 16 ома и 32 ома, од којих су звучници са 4 и 8 ома широко доступни по повољним ценама. Такође, морамо да схватимо да је појачало од 5 вати, 6 вата или 10 вата или више и РМС (основни квадрат), испоручено појачалом на одређено оптерећење у непрекидном раду.

Дакле, морамо бити опрезни у погледу оцене звучника, оцене појачала, ефикасности звучника и импедансе.

Конструкција једноставног појачала од 50 В

У претходним водичима направили смо појачало снаге 10 В, појачало снаге 25 В и појачало снаге 40 В. Али у овом упутству ћемо дизајнирати 50 В РМС појачало излазне снаге користећи МОСФЕТ-ове. У претходним водичима користили смо наменско појачало снаге ИЦ, ТДА2040 за појачиваче од 25 В и за 40 В, али у овом дизајну користићемо бесплатне МОСФЕТ-ове Н и П канала како бисмо добили излазну снагу од 50 В. Излаз ће бити прилично стабилан, а ТХД минимални. Возит ћемо 8 ома оптерећења.

Користили смо два широко популарна комплементарна МОСФЕТ-а ИРФ530Н и ИРФ9530Н који су широко доступни у локалним продавницама, као и у интернет продавницама.

На горњој слици леви је ИРФ530Н, а десни ИРФ9530Н. Оба су пакет ТО-220АБ.

Та два МОСФЕТ-а стварају пусх-пулл операцију за погон РМС звучника од 8 охма и 50 вата.

Компонента обавезна

За конструкцију кола потребне су нам следеће компоненте -

1. Веро табла (може се користити тачкасто или повезано било ко)
2. Лемилица
3. Жица за лемљење
4. Алат за скидање оштрице и жице
5. Жице
6. Фино алуминијумски хладњак дебљине 2 мм и димензија 50 мм к 30 мм.
7. Напајање од 35В до шине са излазом траке + 35В ГНД -35В
8. Звучник од 8 ома од 50 вати
9. Отпорници (10Р, 300Р, 560Р, 680Р, 820Р, 1,2к, 2,2к, 10к, 15к) - 1нос.
10. Отпорници (2.7к, 4.7к, 47к) - 2нос.
11. Кондензатор 100уФ 63В
12. Кондензатор 47уФ 63В - 2ком
13. 68нФ 100В
14. 220пФ 50В
15. 1н4002 Диоде
16. ИРФ530
17. ИРФ9530
18. .1уХ Индуктор ваздушног језгра 5А оцењено
19. БЦ556 -2 ком
20. БЦ546 - 2 ком

Шема и објашњење

Шема овог појачала од 50 вати има неколико фаза. На почетку појачања, нископропусни филтер блокира високофреквентни шум. Овај нископропусни филтер направљен је помоћу Р1, Р2 и Ц1. Отпорници Р1 и Р2 имају две операције, прво је то део нископропусног филтра, друго, то је делилац напона као и граничник струје.

На другом степену кола, К1 и К2, који су транзистори БЦ556, раде као диференцијално појачало.

Затим се појачање снаге врши на два МОСФЕТ-а, ИРФ530Н и ИРФ9530. Ова два МОСФЕТ-а су комплементарни и усклађени пар. Два МОСФЕТ-а имају исте спецификације, али један је Н-канални, а други П-канални. Ово је важан део кола. Ова два МОСФЕТ-а делују као пусх-пулл покретач (широко коришћена топологија или архитектура појачања). За погон ова два МОСФЕТ-а, К3 и К4, користи се БЦ546. Ова два транзистора пружају довољан улаз на МОСФЕТ-ове. Р15 је високоотпорни отпорник који делује као стезни круг са кондензатором 68нФ и додан је индуктор снаге 1уХ за обезбеђивање стабилног појачања звучника од 8 ома.

Тестирање круга појачала од 50 вати

Користили смо Протеусове симулационе алате за проверу излаза кола; мерили смо излаз у виртуелном осцилоскопу. Можете погледати комплетни демонстрацијски видео који је дат у наставку

Коло напајамо помоћу +/- 35В и улазни синусоидни сигнал је обезбеђен. Канал осцилоскопа А (жути) повезан је преко излаза под оптерећењем од 8 ома, а улазни сигнал повезан је преко канала Б (плави).

Излазну разлику између улазног сигнала и појачаног излаза можемо видети на видео снимку: -

Такође смо проверили излазну снагу, Појачала снага јако зависи од више ствари, као што је претходно речено. Веома зависи од импедансе звучника, ефикасности звучника, ефикасности појачала, конструкционих топологија, укупних хармонијских изобличења итд. Нисмо могли да узмемо у обзир или израчунамо све могуће факторе који стварају зависности у снази појачала. Круг стварног живота разликује се од симулације јер је потребно узети у обзир многе факторе током провере или тестирања резултата.

Прорачун снаге појачала

Користили смо једноставну формулу за израчунавање снаге појачала -

Снага појачала = В ² / Р

Преко излаза смо повезали АЦ-метар. Наизменични напон приказан у мултиметру је највиши наизменични напон.

Дали смо врло нискофреквентни синусоидни сигнал од 25-50Хз. Као и на ниским фреквенцијама, појачало ће испоручити више струје оптерећењу и мултиметар ће моћи правилно да детектује наизменични напон.

Мултиметар је показивао + 20,1В АЦ. Дакле, према формули, излаз појачала снаге при оптерећењу од 8 Охма је

Појачало Снага = 20.1 ² /8 Амплифиер Снага = 50,50 (50В приближно)

Ствари које треба запамтити током конструкције појачала снаге 50в

1. Приликом конструкције кола, МОСФЕТ-ови су потребни да би се правилно повезали са хладњаком у фази појачала снаге. Већи хладњак пружа бољи резултат.
2. За бољи резултат добро је користити аудио кондензаторе оцењене звуком.
3. Увек је добар избор да се ПЦБ користи за апликације повезане са звуком.
4. Нека трагови диференцијалног појачала буду кратки и што ближи улазном трагу.
5. Држите линије аудио сигнала одвојене од бучних водова.
6. Пазите на дебљину трагова. Како је ово дизајн од 50 В, потребан је већи пут струје, па максимизирајте ширину трага.
7. Потребно је створити равнину земље преко круга. Нека повратна путања земље буде што краћа.

Постигните боље резултате

У овом дизајну од 50 вата, мало побољшања се може учинити за бољи учинак.

1. Додајте кондензатор за одвајање од 220уФ са номиналном напоном од 63В преко позитивног и негативног напона.
2. Користите МФР отпорнике оцењене са 1% ради веће стабилности.
3. Замените диоду 1Н4002 са УФ4007.
4. Промените Р13 помоћу потенциометра од 1к да бисте контролисали струју мировања преко МОСФЕТ-ова снаге.
5. Користите тороидални индуктор уместо ваздушног језгра са.25уХ 5А.
6. Додајте осигурач преко излаза, заштитиће круг на прекомерном погону звучника или стање кратког споја на излазу.

Такође проверите и кола других појачала:

• 40-ватно аудио појачало помоћу ТДА2040
• Круг аудио појачала од 25 вати
• 10-ватно аудио појачало помоћу Оп-појачала