MOSFIT GÜÇ AMPLİFİKATÖR ŞEMASI

Konusu 'Ses Devreleri' forumundadır ve guclusat tarafından 27 Kasım 2019 başlatılmıştır.

  1. guclusat
    Offline

    guclusat Tanınmış Üye Süper Moderatör

    Katılım:
    14 Haziran 2009
    Mesajlar:
    11.146
    Ödül Puanları:
    63
    İlkel devrelere rağmen, bu güç amplifikatörü oldukça iyi özelliklere, hoş bir sese sahip ve seksenlerin ortalarında patentliydi (patent sayısı düşmeden ve yazar sabit disk sürücüsü ile öldü - üzgünüm). O zamandan beri, eleman tabanı oldukça değişti ve fikri korurken ve güvenilirlikten ödün vermeden en iyi özellikleri elde ederken devreyi basitleştirmek mümkün oldu. Terminal aşamasındaki alan etkili transistörleri kullanan bir güç yükselticisinin şematik diyagramı Şekil 1'de gösterilmiştir.

    [​IMG]
    Şekil 1 MOSFIT Güç Amplifikatörü. Şeması

    Amplifikatör, çıkış gücünde farklı olan 4 alt modifikasyona sahiptir ve 4 Ohm'luk bir yük için 100, 200, 300 ve 400 watt üretebilir. Yapısal olarak, amplifikatör, baskılı bir devre kartı üzerinde yapılır ve bir amplifikatörün kaç watt vereceği, kartın uzunluğuna bağlıdır, çünkü kart, kurulu terminal transistörlerin sayısını değiştirmenize izin verecek şekilde tasarlanır.
    Bu güç yükselticisi, TL071 işlemsel yükselticisinde yapılan ön tampon gerilim yükselticisine ve hem akım hem de gerilim tarafından yükseltildiğinden iki aşamalı itmeli-çekmeli güç yükselticisine sahiptir. Çıkış aşamasının devresi aslında iki bağımsız amplifikatör olacak şekilde inşa edilmiştir - ses sinyalinin pozitif yarı dalgası için (VT1 - sürücü, VT3, VT5, VT7, VT9 - terminaller) ve negatif yarı dalga (VT2 - sürücü, VT4, VT6, VT8) , VT10 - terminaller). Her iki amplifikatör yerel negatif geri besleme ile kaplıdır: R13-R9 ve R14-R10, bu kademenin amplifikasyon faktörü, bu dirençlerin değerlerinin oranına bağlıdır.R13 ve R14 - değişmemek daha iyidir, R9 ve R10 27 - 43 Ohm, optimal olarak - 33 veya 39 Ohm olabilir ). Amplifikatörün son aşaması amplifikatör modunda çalıştığından, doygunluk moduna girerken, amplifikatörün çıkışı ile güç kaynağı arasındaki direnç hayal edilebilir hale gelir (0.2-0.5 Ohm). Bu, amplifikatörün çıkışta yayıcı izleyicili geleneksel amplifikatörlere göre, kayda değer bir şekilde daha yüksek verime sahip olmasını sağlar, çünkü çıkış sinyalinin genliği, çıkıştaki yayıcı izleyicileri olan amplifikatörlerin aksine, besleme geriliminden bir kaç volt farklıdır (Şekil 2-a, bu amplifikatörün çıkış sinyalinin genliği). , 2-b - güç amplifikatörü VL'nin genliği ).

    Yerel negatif geri beslemeye (OOS) ek olarak, yükselticinin tamamı, yükselticinin bütününün yükseltirme kutusunun değerlerine bağlı olduğu başka bir OOS dalı - R32-R2 tarafından kaplanır. Bu durumda, bu değerlerdeki kazanç payı Ku = R32 / (R2 + 1) 'dir. Şemada belirtilen değerlerde, kazanç dolabı yaklaşık 48 kat veya 33 dB'den biraz daha fazladır ve THD seviyesi 300 W (4 çift terminal transistör ve güç ± 65 V) çıkış gücünde% 0,04'ü geçmez.
    Bir güç yükselticisinin montajı için gerekli elemanların listesi tabloda özetlenmiştir:

    C4, C3 = 2 x 470.0u x 25V
    C9, C10 = 2 x 470.0ux 100V
    C6, C7, C2 = 3 x 1.0u x63V
    C5 = 1 x 100p
    C1 = 1 x 680p
    C8 = 1 x 0.1u

    R1, R32 = 2 x 47k
    R23, R22, R27, R26, R31, R30, R19, R18 = 8 x 5W 0.33
    R20, R21, R24, R25, R28, R29, R15, R17 = 8 x 39
    R13, R14 = 2 x 820
    R9 , R10 = 2 x 0.5W 33
    R11, R12 = 2 x 0.5W 220
    R7, R8 = 2 x 22k
    R5, R6 = 2 x 2k
    R3, R4 = 2 x 1W-2W 2.7k
    R2 = 1 x 1k
    R16 = 1 x 1W-2W 3.6

    VD2, VD1 = 2 x 15V (
    1.3W'da zener diyotları) VD3, VD4 = 2

    x 1N4148 VT1 = 1 x BD139
    VT2 = 1 x BD140
    VT6, VT8, VT10, VT4 = 4 x IRFP240
    VT5, VT7, VT9, VT3 = 4 x IRFP9240

    X1 = 1 x TL071
    X2 = 1 x 4.7k
    MOSFIT alan etkili transistör güç amplifikatörü MOSFET subwoofer için alan etkili transistör amplifikatör basit güç amplifikatörü alan etkili transistör kendini montaj

    [​IMG]
    CII yükseltici güç devre kartı üzerindeki parçaların Şekil 3,

    Alan etkili transistörler IRFP240 ve IRFP9240 içeren 400 W'lık bir güç amplifikatörünün montajlı versiyonunun görünümü Şekil 4'te gösterilmektedir. Orijinal transistörler panele monte edilir ve pratik olarak parametrelere göre seçilmeleri gerekmezdi - aynı seriden olması yeterliydi. Bu güç yükselticisinde, aynı parametreler en uygunudur çünkü transistörler bir yükselteç modunda çalışmaktadır.

    [​IMG]
    Şekil 4 MOSFIT 400 W güç amplifikatörünün görünümü

    Fotoğraftan görebileceğiniz gibi, terminal transistörleri oldukça geleneksel bir şekilde monte edilmemişlerdir - panelin içine yerleştirilirler ve ısı alıcısına, tahtadaki deliklerin içinden geçirilirler; bunların çapları bağlantı elemanlarının kafa ile birlikte geçmelerini sağlar (vidalar veya 3 mm çapında vidalar). Bu düzenleme, amplifikatör devre kartının boyutunu önemli ölçüde azaltmaya izin verdi.
    Amplifikatörün özelliklerinden, terminal transistörlerin flanşlarının amplifikatörün çıkışıyla birbirine bağlı olduğu, dolayısıyla zorlamalı soğutmalı küçük ısı alıcıları kullanırken, dielektrik conta kullanamayacağınız, radyatörü kasadan izole edebileceğinize dikkat edilmelidir. Doğal hava konveksiyonlu ısı emiciler kullanıldığında, ısı emici boyutları zaten oldukça büyüktür ve bunlara bir amplifikatör çıktısı sağlaması tavsiye edilmez - bu, kartların kasaya uygun şekilde monte edilmemesi durumunda amplifikatörün oldukça sert stabilitesine rağmen uyarıcı olmasına neden olabilecek çok fazla girişim yaratacaktır.

    Şekil 5 ve 6, ± 45 V amplifikatör besleme voltajına sahip 200 W amplifikatör versiyonu ve iki çift terminal transistör ve ± 65 V besleme voltajına sahip 400 W amplifikatör için voltaj haritalarına sahip amplifikatör devrelerini göstermektedir. dikdörtgen) ve kendi dirençlerine sahip olmayan ideal güç kaynakları güç kaynağı olarak kullanılır.

    [​IMG]
    Şekil 5 200 W ve ± 45 V güç kaynağındaki

    [​IMG]
    bir güç amplifikatörünün voltajların haritası Şekil 6 200 W ve ± 65 V güç kaynağındaki bir güç amplifikatörünün voltajların haritası

    Belki de, modelin IRF640-IRF9640 transistörlerini IRFP240-IRFP9240'a en yakın analoglar olarak kullandığını, ancak TO-247'ye karşı TO-220 mahfazasına sahip olduklarından, ısı kristalinin daha az güç harcadıklarını belirtmekte fayda var. Yine de, simülatördeki IRF640-IRF9640, kendilerine verilen görevlerle tamamen başa çıktı ve amplifikatörde terminal transistörleri olarak da kullanılabilir. Bununla birlikte, TO-220 kasalarını kullanırken, bir TO-220 kasa kapasitesinin, TO-247 kasa aksine, 100-120 W'a kadar 60 W'ı geçmemesi gerektiğini unutmamak gerekir. Başka bir deyişle, IRF640-IRF9640'ı terminal transistör olarak kullanırken, dört çiftli bir amplifikatörden 240 W'tan daha fazla çekim yapılması önerilmez..
    Şekiller 7 ve 8'de, bekleme modunda amplifikatörün her bir elemanından akan akım haritaları bulunan amplifikatör devreleri (giriş sinyali yok).

    [​IMG]
    Şekil 7 Besleme gerilimi ± 45 V

    [​IMG]
    olan güç amplifikatörünün akımlarının haritası . Şekil 8 Besleme gerilimi ± 65 V olan güç amplifikatörünün akımlarının haritası.

    Terminal kademesinin durgun akımı 30-40 mA arasında ayarlanmalıdır - bu, “adım” bozulmalarının tamamen ortadan kalkması ve besleme geriliminin arttırılması için teknolojik rezerv için yeterlidir. Belki ayrı ayrı bahsetmeye değer:
    Bu amplifikatörde herhangi bir akım dengeleyici zincir yoktur, bu nedenle, besleme voltajı değiştiğinde, terminal aşamasının çalışma modları da değişecektir - tedarikte bir artışla birlikte, sakin akım artacak, bir azalışla azalacaktır. Şebeke gerilimi% 5 içinde değişiyorsa veya amplifikatör için stabilize edilmiş bir güç kaynağı kullanılıyorsa, bunun önemi yoktur, ancak şebeke voltajı% 10 oranında azalırsa, ki bu periferde oldukça sık gerçekleşirse, amplifikatör çıktısında bir adımın görünmesi zaten garantilidir. % 10 artar, sonra sakin akım zaten 0,45 A olacak ve her transistöre tahsis edilen güç (güç ± 65 V +% 10 ve dört çift terminal olduğunda) yaklaşık 30 W olacaktır,
    Bu nedenle, bu amplifikatörü sabit bir besleme gerilimine sahip bir geniş bant olarak veya bir subwoofer için bir amplifikatör olarak kullanmak ve sakin akımı 15-20 mA içinde ayarlamak tavsiye edilir. Gücü azaldığında, düşük frekanslı dinamik kafa, difüzörün ataletinden dolayı ortaya çıkan “adım” ı basitçe çoğaltamaz ve sakin akımda bir artışla izin verilen sınırlar içinde kalır ve ısı emicinin böyle güçlü bir ısınması gerçekleşmez.
    Termostabilize edici elemanlar olarak, hem radyatöre monte edilebilen hem de baskılı devre kartında kalabilen VD3-VD4 diyotlar kullanılır - anında ısıtma gerçekleşmez, bu nedenle radyatörün üzerine monte edilen levhanın ısıtma hızı oldukça yeterlidir. Şekil 8, 20 ° C'lik bir sıcaklıkta kaskadlarda akan akımları ve Şekil 9'da -60 ° C'lik bir sıcaklıkta, yani; sıcaklık 3 kat arttı.

    [​IMG]
    Şekil 8 20 ° C'lik

    [​IMG]
    bir sıcaklıkta bir güç amplifikatörünün kaskadlarındaki akımlar Şekil 9 60 ° C'lik bir sıcaklıkta bir güç amplifikatörünün kaskadlarındaki akımlar

    Amplifikatörün terminal aşaması kendi amplifikasyon kutusuna sahip olduğundan, bu kademenin girişindeki voltajın mümkün olduğu kadar sıfıra yakın olması, Şekil 5 ve 6'dan görülebileceği gibi, amplifikatör çıkışındaki 13 mV'lik operasyonel amplifikatörün çıkışındaki sabit voltajın zaten 66 mV değerinde bir değer elde etmesinin sağlanması çok önemlidir. yani neredeyse 5 kat artar. Çeşitli üreticilerin mikroçipleri, sırasıyla amplifikatörün çıkışında farklı DC bileşen voltajlarına sahiptir, aynı zamanda, önemli ölçüde farklılık gösterecektir ve eğer amplifikatör çıkışındaki DC voltajı 0,05-0,08 V'den fazlaysa, başka bir tipte bir çip veya başka bir üreticiye bakmak zorunda kalacaksınız ve bu bir garanti değildir. .
    Bu nedenle, işlemsel yükselticinin kendisinde bir devre şeması bulunan TL71'deki veri sayfasıyla iletişim kurmaya değer. Tanımlamayı dikkatlice inceledikten sonra, benzer bir durum için üreticinin sağladığı ve dengeleme noktalarını mikro devre pimlerine (Şekil 10'daki pimler 1 ve 5) oldukça makul bir şekilde getirdiği anlaşılmaktadır.

    Bir ayar rezistörü çok dönüşlü seçmek ve direnç uçlarını çipin dengeleme terminallerine lehimleyerek doğrudan talaş gövdesine monte etmek ve direnç motorunu negatif güç çıkışına bağlamak daha iyidir.
    Sürücü aşamasında transistörlerin parametrelerindeki değişikliklerden dolayı sabit bir voltajın olabileceği görüşü tamamen doğru değildir.. Güç amplifikatörü oldukça iyi bir OOS ile kaplıdır ve sürücü aşamasında tamamlayıcı olmayan çiftler kullanılırken ve R9 ve R10 dirençleri gerektiğine göre% 10 farklılık gösterdiğinde bile voltaj düşüşleri değişmeden kalır (R9 36 Ohm ve R10 30 Ohm idi). Tüm deneylerde, THD seviyesi sadece arttı, ancak amplifikatör çıkışındaki DC voltajı değişmedi.

    Kurulum hataları hakkında birkaç söz:


    Devrelerin okunabilirliğini arttırmak için iki çift alan etkili transistörlü bir güç amplifikatörü ve ± 45 V'luk bir güç kaynağını değerlendiriyoruz

    . Stres haritası Şekil 12'de gösterilen şekli alacaktır.

    [​IMG]

    Şekil 11 BZX84C15 Zener diyotlarının Zener kablolaması (aynısı diyotlar için de geçerlidir)

    Bu zener diyotlarına, işlemsel yükselticinin besleme gerilimini üretmek için ihtiyaç duyulur ve bu gerilim, bu işlemsel yükselteç için optimal olduğundan, 15 V olarak seçilir. Amplifikatör, hatta yanında bulunan derecelendirmeler kullanılırken bile 12 V'da, 13 V'da, 18 V'da (ancak 18 V'den fazla değil ) kullanım kalitesini korur . Yanlış montajda, gerekli besleme voltajı yerine, op-amplifikatör, sadece zener diyotlarının np bağlantısındaki voltaj düşüşünü alır. Sessiz akım normal olarak düzenlenir, amplifikatörün çıkışında küçük bir sabit voltaj vardır, çıkış sinyali yoktur.
    VD3 ve VD4 diyotlarının yanlış montajı da mümkündür. Bu durumda, sakin akım sadece dirençler R5, R6'nın değerleri ile sınırlıdır ve kritik bir değere ulaşabilir. Amplifikatörün çıkışında bir sinyal olacak, ancak terminal transistörlerin oldukça hızlı bir şekilde ısıtılması kesinlikle aşırı ısınmalarına ve amplifikatörün çıkışına yol açacaktır. Bu hatanın gerilim ve akım haritası, Şekil 13 ve 14'te gösterilmektedir.

    Bir sonraki popüler kurulum hatası, son aşamadaki transistörlerin yanlış montajı olabilir (sürücüler). Bu durumda amplifikatör voltaj haritası, Şekil 15'te gösterilen formu alır. Bu durumda, son aşama transistörleri tamamen kapanır ve amplifikatör çıkışında ses belirtisi yoktur ve DC voltaj seviyesi mümkün olduğu kadar sıfıra yakındır.

    Ayrıca, en tehlikeli hata sürücü kaskadı transistörleridir ve pinot da transistörlerin terminallerine bağlı VT1 ve VT2'nin doğru olması ve yayıcı tekrarlayıcılar modunda çalışmasının bir sonucu olarak berbattır. Bu durumda, terminal aşamasından geçen akım, ayarlama direncinin motorunun konumuna bağlıdır ve her durumda güç kaynağının aşırı yüklenmesine ve terminal transistörlerinin hızlı ısıtılmasına neden olacak şekilde 10 ila 15 A olabilir. Şekil 16, ayar direncinin orta pozisyonundaki akımları göstermektedir.

    IRFP240 - IRFP9240 terminali alan etkili transistörlerinin "zıt" olarak lehimlenmesi muhtemel değildir, ancak bunların değiştirilmesi oldukça yaygındır. Bu durumda, transistörlere takılan diyotlar zor bir durumda elde edilir - bunlara uygulanan voltaj, güç kaynağından maksimum tüketime neden olan asgari dirençlerine karşılık gelen bir kutupsallığa sahiptir ve bunların ne kadar çabuk yandıkları fizik yasalarına göre şansa bağlıdır.
    Kart üzerindeki havai fişekler bir nedenden ötürü gerçekleşebilir - satılık 1.3 W zener diyotları, 1N4007 diyotlarla aynı durumda yanıp söner, bu nedenle, zener diyotlarını tahtaya monte etmeden önce, eğer siyah çantadaysa, kasanın üzerindeki yazılara aşina olmalısınız. Zener diyotları yerine montaj yapılırken, işlemsel yükselticinin gerilimi sadece R3 ve R4 dirençleri ve işlemsel yükselticinin kendisinin akım tüketimi ile sınırlıdır. Her durumda, elde edilen voltaj değeri, belirli bir op-amp için maksimum besleme voltajından çok daha yüksektir; bu, bazen op-amp mahfazasının bir kısmının çekilmesiyle arızalanmasına neden olur ve daha sonra çıkışında sabit bir voltaj görülebilir, güç amplifikatörünün çıkışında sabit bir voltajın görünmesini sağlayacak olan amplifikatörün güç kaynağı voltajına yakındır. Kural olarak, bu durumda terminal kaskadı operasyonel kalır.
    Ve son olarak, amplifikatörün voltajına bağlı olan R3 ve R4 dirençleri hakkında birkaç kelime. 2,7 kOhm çok yönlüdür, ancak ± 80 V voltajlı bir amplifikatör tarafından çalıştırıldığında (sadece 8 Ohm yük), bu dirençler yaklaşık 1,5 W'lık bir dağılım gösterecektir, bu nedenle 5,6 kOhm veya 6,2 kOhm dirençle değiştirilmelidir; Isı çıkışını 0,7 watt'a düşür.

    Bu amplifikatör haklarını hayran buldu ve yeni sürümler kazanmaya başladı. Her şeyden önce, birinci transistör kaskadı için voltaj gerilimi oluşturma zinciri bir değişiklik geçirdi. Ek olarak, aşırı yük koruması devreye girmiştir.
    Gelişmelerin bir sonucu olarak, çıkışta alan etkili transistörlü bir güç amplifikatörünün devre şeması aşağıdaki formu elde etmiştir:

    [​IMG]
    PCB seçenekleri grafik biçiminde gösterilir (ölçeklendirilmelidir). Ben bu devre kartının yazarı değilim, bu yüzden LAY formatında sahip değilim.

    [​IMG]



    [​IMG]


    [​IMG]


    [​IMG]

    Güç amplifikatöründe meydana gelen modifikasyonun görünümü aşağıdaki fotoğraflarda gösterilmektedir:

    [​IMG]

    [​IMG]

    [​IMG]

    Bu balın namlusundaki
    merhemde bir sineğin sıçramasına devam ediyor ... Gerçek şu ki, alan etkili transistörlerin amplifikatörde kullanılan IRFP240 ve IRFP9240 şirket geliştiricisi International Rectifier tarafından kesilmiş olması.(IR), ürün kalitesine daha fazla önem vermiştir. Bu transistörlerin temel sorunu, güç kaynaklarında kullanılmak üzere geliştirildikleri, ancak ses yükseltme ekipmanı için oldukça uygun oldukları ortaya çıkmasıdır. Uluslararası Doğrultucu tarafından üretilen bileşenlerin kalitesine artan ilgi, transistör özelliklerinde farklılıklardan endişe duymadan transistör seçmeden birkaç transistörü paralel olarak açmayı mümkün kıldı - yayılma% 2'yi geçmedi, bu oldukça kabul edilebilir.
    Günümüzde, IRFP240 ve IRFP9240 transistörleri Vishay Siliconix tarafından üretilmektedir .Ürünlere ve transistörlerin parametrelerine o kadar nazik davranmayan, sadece güç kaynakları için uygun hale geldi - bir partinin transistörlerinin "kazanç amplifikasyonunun" yayılması% 15'i aşıyor. Bu, önceden seçim yapmadan paralel bağlantıyı ortadan kaldırır ve seçim 4 için test edilen transistörlerin sayısı birkaç kopya üzerinde aynıdır.
    Bu bağlamda, bu amplifikatörü monte etmeden önce, öncelikle hangi şirket transistörlerini alabileceğinizi öğrenmelisiniz. Vishay Siliconix mağazalarınızda satışta ise, bu güç amplifikatörünü yapmayı reddetmeniz şiddetle tavsiye edilir - bir miktar harcama ve hiçbir şey elde etmeme riskiyle karşı karşıya kalırsınız.
    Bununla birlikte, bu güç yükselticisinin "SÜRÜM 2" nin geliştirilmesi ve çıktı aşaması için uygun ve pahalı olmayan alan etkili transistörlerin bulunmaması üzerine yapılan çalışmalar, bu devrenin geleceğine küçük bir yansımayı zorunlu kılmıştır. Sonuç olarak, bugün çok iyi kalitede olan TOSHIBA - 2SA1943 - 2SC5200’den Vishay Siliconix’ten IRFP240 - IRFP9240’ın saha etkili transistörleri yerine kullanılan VERSION 3 modeli modellenmiştir.
    Amplifikatörün yeni versiyonunun şematik diyagramı “VERSION 2” iyileştirmelerini içeriyor ve çıkış aşamasında değişikliklere maruz kaldı ve alan etkili transistörlerin kullanımından vazgeçmeyi mümkün kıldı. Devre şeması aşağıda gösterilmiştir:

    Bu uygulamada, alan etkili transistörler korunur, ancak sürücü aşamasını önemli ölçüde boşaltan voltaj izleyicileri olarak kullanılırlar. Koruma sistemine sınırlayıcı bir güç amplifikatörünün uyarılmasını önleyen küçük bir pozitif bağlantı sokuldu.

    Testler ayrıca IRF630-IRF9630 terminal kaskadında bir çift Polevik kullanılarak ve ± 20 volt ile güçlendirilmiş olarak yapılmıştır. Amplifikatör, kulaklık amplifikatörü olarak yerleştirildi ve mükemmel sonuçlar verdi - ses kalitesi etkileyiciydi, Sennheiser HD 558 kulaklıklarda (bir arkadaştan alınan) ve ASUS Xonar DX audikart'ta (bu zaten benim). Hiçbir şey kelepçelenmemiş olursa olsun, ayrıntı basitçe şaşırtıcı. Genel olarak, kulaklıkların arasında otururken zemini tükürük ile gömdüm, ama şimdiye kadar param yetmiyor.
     

    Ekli Dosyalar:

Yüklüyor...

Sayfayı Paylaş

  1. Bu site çerez kullanmaktadır. Siteyi kullanmaya devam etmeniz halinde çerez kullanımı ile ilgili site koşullarını kabul etmiş sayılırsınız.
    Notu Gizle
  1. Bu site çerez kullanmaktadır. Siteyi kullanmaya devam etmeniz halinde çerez kullanımı ile ilgili site koşullarını kabul etmiş sayılırsınız.
    Notu Gizle