В этом посте мы поговорим о 5 выдающихся, простых в сборке схемах усилителя Hi-Fi 40 Вт с низким уровнем искажений, которые можно повысить до более высокой мощности с помощью некоторых незначительных настроек.

Эта статья была написана мне по электронной почте преданным последователем

Хотя вы можете найти несколько доступных гибридных модулей вывода, вряд ли какой-либо из них сможет сочетать простоту с доступностью и отличной общей производительностью.

Одна из них - микросхема TDA2030 от SGS, используемая в данном усилителе. Компоновка усилителя несложная: операционный усилитель мощности и два выходных транзистора, связанных мостом. Звуковой сигнал подается на неинвертирующий вход усилителя мощности lC1 через гнездо K1 и конденсатор C1.

Ток питания ИС колеблется в соответствии с входным сигналом.

Из-за этого на резисторах R6, R7 наблюдается одинаково изменяющееся падение напряжения. R8 и R9 при условии, что они находятся в линиях истока к операционному усилителю. Пока ток ниже 1 А, падение напряжения на резисторах будет недостаточным для включения транзисторов T1 и T2. Это означает, что выходная мощность до 2 Вт на динамики 4 Ом полностью обеспечивается операционным усилителем.

Как только выходной ток становится выше уровня 1 А, транзисторы включаются и усиливают выходную мощность усилителя.

Если входной сигнал низкий, это приводит к недостаточному току покоя через транзистор, однако, поскольку это происходит через кроссоверную сеть операционного усилителя, проблемы в конечном итоге удается избежать.

Микросхема дополнительно обеспечивает термокомпенсацию и, следовательно, гарантирует гарантированную стабильность рабочей точки.

Напряжение питания может находиться в диапазоне от 12 В до абсолютного максимума 44 В. Сборка усилителя на печатной плате должна быть простой.

Транзисторы вместе с ИС должны быть установлены и изолированы от радиатора мощностью примерно 2 кВт-1. Нанесите много теплопроводящего композита. Линия питания должна быть защищена предохранителем на 3,15 А. линия должна быть защищена предохранителем на 3,15 А.

Принципиальная электрическая схема

Дизайн печатной платы

Список деталей

Резисторы, все 1/4 Вт 5%, если не указано иное

От R1 до R4 = 100 тыс.
R5 = 8k2
R6 - R9 = 1,4 Ом 1%
R10 = 1 Ом

Конденсаторы

C1 = 470 нФ
C2 = 10 мкФ, 63 В радиальный
C3 = 4,7 мкФ, 63 В радиальный
C4, C5, C7 = 220 нФ MKT или керамический
C6 = 2200 мкФ, 50 В радиальный

Полупроводники

D1, D2 = 1N4007
T1 = BD712
Т2 = BD711
IC1 = TDA2030

Разное

“для узлов в сети для связи ”

K1 = аудиоразъем или разъем
Радиатор = 2КВт ^ -1
Изоляционные шайбы и т. Д. Для IC1, T1, T2

Технические характеристики

Рабочее напряжение: максимум 44 В

Выходная мощность = 22 Вт для динамика 8 Ом и 40 Вт для динамика 4 Ом с THD = 0,1%

Таблица гармонических искажений

1 кГц на 8 Ом при 11 Вт = 0,012%
1 кГц на 4 Ом при 20 Вт = 0,032%
20 кГц на 8 Ом при 11 Вт = 0,074%
1 кГц на 8 Ом при 1 Вт = 0,038%
1 кГц на 4 Ом при 1 Вт = 0,044%
Ток = 38 мА приблизительно Quiscent
КПД = 8 Ом 62,5%
Максимальная нагрузка = 4 Ом 64%

2) Усилитель мощностью 40 Вт на микросхеме LM391

Эта вторая конструкция представляет собой мощный, простой усилитель средней мощности, который может быть специально подобран для использования в портативных усилителях типа «комбо», которые популярны среди гитаристов и исполнителей джазовой музыки.

Усилитель представляет собой эффективное сочетание встроенной микросхемы аудиодрайвера LM391-80 и двухтактного силового выходного каскада, построенного на биполярных транзисторах.

Ниже рассмотрены несколько уникальных аспектов дизайна.

NTC, который находится в физическом контакте с выходными силовыми транзисторами, позволяет LM391 отключать силовой каскад при его перегреве. Отправная точка этой тепловой безопасности находится при токе NTC около 200 пА.

Электролитический конденсатор, заземляющий NTC, обеспечивает «плавный пуск», то есть предотвращение щелчка или другого сбивающего с толку шума из динамика при включении усилителя.

Может показаться, что защита слишком чувствительна, и поэтому может потребоваться метод проб и ошибок для значения R4 или значения NTC. В усилителе легко применить обратную связь, подключив R23 к линейной сети C5-R7.

Другие компоненты вместе с R10 определяют частотную характеристику усилителя, которая может потребовать точной настройки для выполнения определенных требований. Тем не менее, номера компонентов, представленные в этой статье, подходят для большинства приложений.

Результат экспериментов с различными значениями C5 и R7 легко определить (или услышать), коротко замкнув R23. Для громкоговорителей с сопротивлением 4 Ом сопротивление R23 необходимо уменьшить до 0,18 Ом. К сожалению, LM391-80 уязвим для колебаний, которые необходимо контролировать с помощью компонентов RX, C6, C8 и C9 (во многих случаях C6 можно удалить).

Резистор RX специально минимизирует усиление разомкнутого контура. Если используется RX, необходимо подключить Ry для компенсации результирующего напряжения смещения. Компоненты R22 и C12 составляют сеть Бушро, которая стабилизирует усилитель на высоких частотах. Вход усилителя должен работать от источника с низким импедансом, который может передавать аудиосигналы «линейного» уровня (0 дБ).

Сеть R1-C1 ослабляет амплитуды выше 50 кГц или около того. Ток покоя усилителя определяется предустановкой P1. Вначале установите этот регулятор на 0 Ом и точно настраивайте его до тех пор, пока не будет установлен ток покоя 50 мА.

Вы можете увеличить его до 400 мА, если ищете низкий уровень искажений. Все силовые транзисторы расположены в одной секции печатной платы, чтобы их можно было закрепить на общем радиаторе вместе с NTC.

Радиатор должен быть довольно большим с тепловым сопротивлением не более 1 кОм. Обратите внимание, что L1 состоит из 20 витков диаметром 0,8 мм. эмалированный медный провод, намотанный на R21. С9 - керамический конденсатор.

Принципиальная электрическая схема

Технические данные

А теперь давайте проверим несколько проверенных данных:

При напряжении питания: 35 В Замкнутый R23:

Полоса пропускания 3 дБ (8 Q): прибл. От 11 Гц до 20 кГц

THD (переходные гармонические искажения) на 1 кГц:. 1 Вт на 8 Ом: 0,006% (Iq = 400 мА) 1 Вт на 8 Ом: 0,02% (Iq = 50 мА) 65 Вт на 8 Ом: 0,02% (Um = 873 мВ) 80 Вт на 4 Ом: 0,2% ( Um = 700 мВ начальный уровень ограничения тока).

Схема печатной платы и компонентов

Список деталей

3) Усилитель мощности 40 Вт на микросхеме LM2876 от Texas Instruments

Третий вариант - это еще одна крутая схема усилителя мощности Hi-Fi 40 Вт, в которой используется один чип LM2876 для передачи указанного количества музыкальной мощности через динамик 8 Ом.

IC LM2876 - это высококачественный чип аудиоусилителя, который предназначен для непрерывной обработки средней мощности 40 Вт на громкоговорителе с сопротивлением 8 Ом с коэффициентом нелинейных искажений 0,1% и частотным диапазоном от 20 Гц до 20 кГц.

Производительность этой ИС намного лучше, чем у других гибридных ИС, благодаря встроенной функции, называемой схемой самопикового мгновенного контроля температуры, или Шип.

SPiKe включает полную защиту микросхемы от выходного перенапряжения, пониженного напряжения, перегрузки и случайных коротких замыканий.

IC LM2876 демонстрирует превосходное отношение сигнал / шум выше 95 дБ, гарантируя превосходную чистоту и воспроизведение звука уровня Hi-Fi.

Схема распиновки LM2876

Принципиальная электрическая схема

Полная принципиальная схема 40-ваттного усилителя на базе LM2876 представлена ниже:

Для получения дополнительной информации посетите техническое описание микросхемы

4) Схема 40-ваттного стереоусилителя с использованием микросхемы TDA7292

До сих пор мы обсуждали усилители с монофоническим выходом 40 Вт, однако эта четвертая схема в списке предназначена для обеспечения выхода стерео 40 + 40 Вт через однокристальную ИС TDA7292. Так что, если вы ищете стереоверсию усилителя мощностью 40 Вт, эта конструкция очень легко удовлетворит ваши требования.

Этот выдающийся однокристальный стереоусилитель произведен компанией СТ микроэлектроника .

“открытый и закрытый цикл ”

Схема практически не требует каких-либо компонентов и может быть быстро сконфигурирована с использованием хорошо спроектированной печатной платы, которая сама указана в техническом описании.

Основные особенности

Широкий диапазон питающего напряжения (от +/- 12 В ± 33 В)
Работает с двойным источником питания для оптимальной выходной мощности
Предназначен для обеспечения полной выходной мощности 40 Вт + 40 Вт на нагрузке 8 Ом с напряжением питания = ± 26 В и полным гармоническим искажением не более = 10%
Внутренне устраненный «хлопающий» звук при включении / выключении питания
Есть опция отключения звука, которая также (без 'поп-музыки')
Когда вывод Mute заземлен, IC больше переходит в режим ожидания с низким потреблением.
Внутренне ИС защищена от короткого замыкания, что означает, что ИС не сгорит или не повредится при случайном коротком замыкании или перегрузке выхода.
Кроме того, микросхема имеет встроенную защиту от тепловой перегрузки, поэтому перегрев также не повредит микросхему.

Полная принципиальная схема

Абсолютный максимальный рейтинг

Ниже приведены максимальные абсолютные рейтинги IC TDA7292, которые не следует превышать, чтобы защитить IC от необратимого повреждения:

Напряжение питания постоянного тока ± 35 В
(Я_{ИЛИ ЖЕ}) Пиковый выходной ток (внутреннее ограничение) 5 A
(П_{до того как}) Рассеиваемая мощность Tcase = 70 ° C 40 Вт
(Т_на) Рабочая температура от -20 до 85 ° C
(Т_j) Температура перехода от -40 до 150 ° C
(Т_stg) Температура хранения от -40 до 150 ° C

Ссылка: Для получения более подробной информации и полного дизайна печатной платы вы можете обратиться к оригинальная таблица данных микросхемы.

5) Усилитель мощностью 40 Вт только на транзисторах

Все описанные выше конструкции зависят от интегральных схем, и все мы знаем, как легко эти микросхемы могут устареть в любой момент. Возможно, лучший способ создать универсальный вечнозеленый усилитель - это иметь его в виде дискретной транзисторной версии, как показано в этом пятом окончательном варианте:

Фактически, это сокращенная версия популярного 100-ваттного усилителя с этого сайта. Это было упрощено за счет удаления пары МОП-транзисторов и уменьшения напряжения питания до 24 В.

Детали, указанные в приведенной выше схеме транзисторного усилителя мощностью 40 Вт, выглядят немного нетрадиционно и могут быть недоступны на рынке. Однако прелесть таких транзисторных версий в том, что активные компоненты можно легко заменить эквивалентными значениями. Для этого дизайна мы также можем найти соответствующие эквиваленты и заменить их здесь для получения тех же безупречных результатов.

Усилитель великолепно разработан инженерами Hitachi для обеспечения исключительной четкости с минимальными искажениями. Я протестировал его и был в восторге от его огромного регулируемого диапазона мощности и исключительного качества продукции.

Для полного списка запчастей посетите Эта статья.

Предыдущая: H-Bridge Bootstrapping Далее: Полевые транзисторы (FET)