Андрей Смирнов
Время чтения: ~9 мин.
Просмотров: 0

100 вт hi-fi транзисторный усилитель мощности

Связанные материалы

Мой первый усилитель. TDA2030 + TDA1524 в корпусе спутникового декодера…
У меня давно появилось желание собрать усилитель, пусть простой, но своими руками. Привлекает сам…

Усилитель «Green Lanzar» на N-канальных MOSFET-ах. Симметричный усилитель с квазикомплементарным выходом…
Фото прислал Александр (Allroy), Новороссийск По случаю достался мне «модернизированный» усилитель…

Простой автоусилитель-моноблок на микросхеме TDA1560Q…
И появилась на свет новая конструкция — простой на мой взгляд усилитель мощностью 30Вт для авто… В…

Микрофонный ламповый предусилитель на 6Ж32П (EF86) и трансформаторах Tesla, с повышающим преобразователем анодного напряжения…
Добрый день, уважаемые датагорцы и все любители электроники! Сегодня я представляю вам конструкцию…

Универсальный привод с Системой Импульсно — Фазового Управления…
Регулятор служит не только для плавного регулирования оборотов двигателя постоянного тока, но в…

Простой ламповый стереоусилитель 6Н2П+6П14 в корпусе усилителя «Радиотехника У-101″…
Первым удачным ламповым опытом в моей радиолюбительской жизни стал этот усилитель на лампах…

Модификация лампового преампа Mesa Mark…
Когда-то я был новичком в конструировании ламповых гитарных усилителей, но я очень хотел играть на…

Гибридный усилитель для наушников c полевыми транзисторами….
Давно хотелось послушать как же лампа с камнем в тандеме звучат. Решил собрать гибридный усилитель…

Усилитель 6 Ватт на двух лампах 6П14П…
ВступлениеПоследнее время я не занимался конструированием аудио аппаратуры. Раньше, когда работал…

Простой активный фильтр для двухполосного усилителя…
В статье речь пойдет об активном фильтре для двухполосного усилителя. Фильтр не нуждается в…

УМЗЧ класс «А». С лампами, но не ламповый!…
Если посмотреть на фото этого усилителя, то первое, что приходит в голову: «Очередной гибридник с…

Мой ламповый SE на 6Ф3П (ECL82) по А. Манакову…
Заняться лампами была давняя мечта. Но останавливало изготовление выходных трансформаторов,…

Сборка корпуса усилителя

Почти все сделано вручную. Нижняя часть усилителя выполнена из толстого алюминиевого листа, боковые стороны немного потоньше. Усилен стальными углами, болтами, окрашен в черный матовый цвет. Разработаны все надписи в MS Word и далее травление. Затем шлифовка и в конце лакировка прозрачным лаком, 4 тонких слоя. Верхняя часть корпуса и задняя стенка — оргстекло.

Сам корпус не вентилируется, и это ошибка, но после нескольких лет использования вентиляторы почти никогда не включались, а корпус не был даже теплым на ощупь. Основная причина этого решения заключалась в том, что усилитель имеет охлаждение с запасом (радиаторы большие).

После первого запуска и прослушивания музыки УНЧ превысил все ожидания. Музыка чистая, с приятным пространством и стерео, с полным, мягким басом. Усилитель управляет акустическими системами Tonsil Altus 300 и проблем с их раскачкой нет.

Схема простого 100 Вт HI-FI УМЗЧ

Схема очень проста и состоит из пары входных транзисторов MPSA56 (BC556), драйверов на BD139 и BD140 и дополнительных выходных транзисторов 2SK1058 и 2SJ162. Это дорогие компоненты, но замена на более дешевые не рекомендуется.

В покое тока цепи составляет около 210 мА. Это связано с тем, что УНЧ до уровня примерно 8 Вт в классе А, а по мере роста в класса В переходит работа. В результате обеспечивается прослушивание с очень низким уровнем искажений. Выпрямительный мост состоит из диодов по 3 А. Схема построена на фильтрующих конденсаторах 2 x 4700 мкФ / 63 В. Это для одного канала. Для двух каналов используем два отдельных источника тока с двумя трансформаторами. Если же берем один трансформатор, то он должен иметь около 5 А тока.

Простая конструкция печатной платы предназначена для подключения к четырем монтажным отверстиям и крепления непосредственно на радиатор. МОП-транзисторы также облегчат работу сборки на печатной плате, они будут прочно собраны на металле и иметь оптимальную конструкцию для теплообмена усилителя, что является большим преимуществом.

  1. Сигнальный вход и шасси J1, J2.
  2. Колонки подключены между J3 и J7.
  3. Трансформатор 35 В в соединении J6, J4, J5.

Усилитель также имеет модульную структуру, допустимо его собрать мостом, соединяющим две нагрузки 8 Ом, тогда усилитель мощности выдаст 250 Вт моно. Для этого входной сигнал первого усилителя соединен с J1 и J2, вторым усилителем J1 и J2 посредством короткого замыкания, а первый, второй наконечник J8, J3 усилителя подключен к выходу динамика. В этом случае необходимо подключить два выходных разъема динамика усилителя: J3 и J7. В этом случае лучше выбрать выходной предохранитель на 8 А.

Схема УНЧ на 1 кВт класс D

Модули УМЗЧ класса D сделаны в соответствии с имеющимся проектом IRAUDAMP 9 (скачать полную документацию), плюс внесены минимальные изменения. Три пары транзисторов IRFP4332 на канал работают с тактовой частотой 300 кГц. DT 105 нс. Основа усилителя — IRS2092 + TC4420. Дроссель БП в феррите, индуктивность 22uH / 30A.

Модули будут выдавать 2500 Вт / 2 Ом при 10% и напряжении питания +/- 95 В постоянного тока, при тестах удалось выжать 1800 Вт, измеренные на динамиках.

Использовались популярные и эффективные средства защиты из серии биполярных усилителей. Те же схемы в модулях класса D имеют защиту от короткого замыкания и постоянного тока, также сделано дополнительное отключение этих защит на реле. За стандартной защитой находится ограничитель стартового тока, плавный запуск.

Самое приятное то, что весь усилитель имеет целых 14 предохранителей, чтобы избежать возгорания печатной платы в случае форс-мажора. Охлаждение, инвертор и модули имеют принудительное охлаждение, включающееся после достижения температуры 50C, но модули УМ при работе не нагреваются, а инвертор достигает максимальной температуры всего 40С.

Если подвести итоги общего времени на проект — это, вероятно, будет целая рабочая неделя. Спасло то, что не было серьезных проблем с запуском. После тщательной проверки и старта усилитель заработал сразу. Устройство при скачках с сетевым напряжением питания, то есть выше 250 В или ниже 200 В переменного тока, отключается. Если в громкоговорителе имеется короткое замыкание или перегрузка, усилитель также отключится, после его необходимо перезапустить с помощью переключателя.

Технические параметры УМЗЧ D класса

  • Непрерывное энергопотребление 1240 Вт при 228 В переменного тока.
  • Общая эффективность 84% (преобразователь имеет 89%).
  • Заявленная выходная мощность 2×500 Вт / 4 Ом RMS.
  • Мощность подается на оба канала 1050 Вт.
  • Минимальная нагрузка 2х2 Ом.

Все тестировалось с использованием среднеквадратичных измерителей и осциллографа, резистор 4 Ом 150 Вт. Напряжение 2×75 в режиме ожидания. Под нагрузкой оно падает до 65 В постоянного тока.

Что касается охлаждения, то воздух поступает через соответствующие. Вентиляторы никогда не включались и не включатся. Они только на тот случай, если УНЧ работает, например, в жаркую погоду на солнце. Раньше были модули класса AB, и здесь нужен был вентилятор. Самым нагревающимся элементом является выходной дроссель, он достигает постоянной температуры около 100С независимо от того, работает ли усилитель на полную мощность или стоит без сигнала.

Усилитель оснащен следующими элементами

  • Двумя силовыми блоками ЗЧ по 500 Вт RMS
  • Два радиатора для охлаждения транзисторов, весом 5 кг
  • Контроллер аудиоусилителя, управляемый 2-канальным микрофонным предусилителем IRDA
  • 5-полосный графический эквалайзер
  • Фильтром подавления помех 220 В
  • Системой плавного пуска трансформатора
  • Выпрямителем и конденсаторами общей емкостью 2x 60000 мкФ
  • Стереоусилитель входной с регулируемыми низкими, высокими и балансом
  • Индикатор управления стереосистемой
  • Система управления переключением сигналов
  • Модуль Bluetooth для передачи аудиосигнала
  • 4-канальный переключатель аудиосигнала
  • 2-канальный разветвитель аудиосигнала
  • Система защиты усилителя и АС от перегрева, короткого замыкания
  • Задержка включения громкоговорителя
  • ЖК-дисплей с текущей температурой усилителя
  • Охлаждение с помощью вентиляторов 12 В с датчиком температуры
  • 12 В вспомогательный источник питания для управления
  • Красная светодиодная подсветка

Удалось собрать все воедино, хотя это было очень сложно, потому что как обычно оказалось мало места в корпусе для всей этой электроники. Оказалось что почти каждая вторая плата мешает работе соседней из-за очень близкого расстояния. Затем возникли дополнительные проблемы с падением напряжения на модулях с проводами от потенциометров, магнитным полем, которое испускает трансформатор и искажениями в цепи массы сигнала.

После нескольких трудных дней все же расставил детали так, чтобы все было хорошо. А под платами усилителя мощности разместились два конденсатора по 10000 мкФ. Весь УМЗЧ в итоге весит 20 кг.

Что касается мощности, удалось выжать из схемы немного больше, около 520 Вт среднеквадратичного значения на канал при 4 Ом, но лучше ограничить 400 Вт, потому что главное это чистая и безопасная работа. Усилитель при средней нагрузке нагревается примерно до 50 градусов и эта температура остается постоянной. Когда включить его на полную, температура постепенно увеличивается и достигает значения около 90 градусов. Тут использовалась тепловая защита на 95 градусов.

Усилитель может быть запрограммирован с любого ИК пульта дистанционного управления. Он имеет функцию включения / выключения и конечно регулируется громкость. Кроме того, он оборудован четырьмя аудиовходами которые можно переключать одной кнопкой, и дополнительным выходом аудиосигнала для дополнительного усилителя. Также добавлен модуль Bluetooth, через который можно отправлять аудиосигнал, например со смартфона.

Есть и микрофонный предусилитель, потому что он определенно пригодится для вечеринок с караоке.

Все элементы управления выведены на переднюю панель. И последняя идея, которая вскоре будет реализована, чтобы красные светодиоды освещали УНЧ снизу. Усилитель полностью укомплектован и все испытания пройдены. Оборудование работает так, как и хотелось изначально. Нагружен на хорошие колонки Tonsil.

Теперь этот девайс прослужит в течение многих лет как основа домашней аудиосистемы (если конечно в голову не придёт ещё более грандиозная идея).

Список компонентов схемы

  • 0R22 5,0 Вт Резистор (R19, R25) 2 шт.
  • 1K0 0,25 Вт 5% резистор (R9, R10) 2 шт.
  • 1K2 0,25 Вт 5% резистор (R14 ) 1 шт.
  • 1N4148 диод (D1, D2) 2 шт.
  • 1N5404 диод (D3, D4, D5, D6) 4 шт.
  • 2K2 0,25 Вт 5% резистор (R23) 1 шт.
  • МОП-транзистор 2SJ162 (Q3) 1 шт.
  • 2SK1058 МОП-транзистор (Q5) 1 шт.
  • 3K9 0,25 Вт 5% резистор (R12, R13) 2 шт.
  • 10R 1.0W 5% (R24) 1 шт.
  • 10K 0.25W 5% (R8) 1 шт.
  • 10u 16V конденсатор (C1) 1 шт.
  • 47k 0.25W 5% резистор (R2, R3, R15, R16) 4 шт.
  • Конденсатор 47U 35 В 8 мм ( C2) 1 шт.
  • Керамический конденсатор 82P 50 В, 5 мм (C5, C6) 2 шт.
  • Керамический конденсатор 100N 50 В (C3, C7) 2 шт.
  • 470R 0,25 Вт 5% резистор (R5, R6) 2 шт.
  • 470P / 50V 5 мм керамические конденсаторы (С4) 1 шт.
  • 4700u 25 мм 63V конденсатор (С8, С9) 2 шт.
  • транзистор BD139 225 (В9, В10) 2 шт.
  • транзистор BD140 225 (В7, В8) 2 шт.
  • транзистор MPSA56 К 92 (Q1, Q12) 2 шт.
  • Трансформатор 40 В — 0 — 40 В 3 А 1 шт.

Звучание усилителя и итоги работы

Конечно у большинства аудиофилов свои мнения и вкусы. Скажем лишь одну вещь от себя: по сравнению с классами AB и H, класс D имеет более линейный и детальный звук. Бас быстрый и динамичный, центр ровный, но ВЧ выше 10 кГц кажется затухающими. Мощность есть, контроль очень хороший.

Этому проекту, вероятно, 5 лет, и он все еще работает нормально. Было продано около десятка таких самодельных УМЗЧ, и они тоже работают. Регулярно этот импульсный усилитель с оконечником ADS LX 2000 берут для специальных мероприятий и концертов. Усилитель весит чуть более 5 кг. Для сравнения, тот же ADS LX 2000 весит около 30 кг, так что преимущества D класса налицо.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации