Простой усилитель на 20 Вт

Эта статья написана с намерением построить простой усилитель мощностью 20 Вт.

Автор: Дхрубаджоти Бисвас

Почему несимметричный усилитель класса А

Несимметричный усилитель класса A, вероятно, является одним из лучших примеров, когда речь идет о твердотельном несимметричном выходе. С другой стороны, пассивной нагрузкой может быть трансформатор, резистор или усилитель, как в данном случае, и сток тока. Здесь мы использовали дешевый приемник тока с высокой линейностью, который подходит для этого проекта.

Многие инженеры-электрики часто замечают, что они рекомендуют использовать трансформаторы или индукторы 1: 1. Но мы будем избегать этого процесса, потому что оба компонента довольно дороги и требуют высокой точности, иначе это может иметь обратный эффект на потерю качества звука. Падение качества звука происходит главным образом из-за того, что оно нелинейно и зависит от частоты.

В этом эксперименте мы использовали базовую схему - усилитель мощности на 60 Вт, с возможностью модифицировать его для работы с классом A. Насколько мне известно, многие пробовали этот подход при создании усилителя, и результаты оказались положительными.

Использование +/- двойного источника питания

Далее мы использовали электропитание +/- 20 вольт. Он может быть либо регулируемым, либо обычным, либо даже с умножителем емкости, и, более того, перед ограничением он должен иметь мощность около 22 Вт. Поэтому рекомендуется использовать радиатор большего размера, так как усилитель может сильно нагреться.

В нашем предыдущем эксперименте при конструировании усилителя мы использовали ток покоя 3А. Здесь мы уменьшили его до 2,6 А, чтобы уменьшить рассеиваемую мощность. Но все равно он будет отдавать не менее 110 Вт с каждого усилителя.

Настоятельно рекомендуется использовать устройство в большом пластиковом корпусе или транзисторы TO-3, потому что теплопередача - одна из самых больших проблем, с которыми вам, возможно, придется столкнуться при создании этого усилителя. Также мы рекомендуем использовать отдельный рассеиватель для отдельного транзистора. Это позволит создать низкое тепловое сопротивление.

Вы также можете использовать для этой разработки транзистор большего размера, но это будет дорого. Поэтому, учитывая карман, всегда лучше использовать два параллельных транзистора. Они дешевле по сравнению с большими транзисторами, хотя и сохраняют качество.

Ниже приведена принципиальная схема простой схемы усилителя мощностью 20 Вт, помогающей построить систему.

Принципиальная электрическая схема

Схема усилителя класса А мощностью 20 Вт

Приемник, показанный здесь на схеме, построен по той же концепции, что и выходные каскады. Резисторы 4x1ohm 1W [0,25ohm] размещены параллельно. Однако, возможно, потребуется поэкспериментировать, поскольку ток определяется напряжением база-эмиттер BC549. Как работает схема, BC549 будет получать избыточный базовый ток от резисторов. Когда напряжение на резисторах превышает 0,65 В, транзистор запускается и дополнительно регулирует баланс. Кроме того, вы также можете установить смещение постоянного тока с помощью подстроечного резистора 1K для управления LTP.

Оптимальный ток

В идеале усилитель класса A должен поддерживать рабочий ток на 110% больше, чем пиковый ток динамика. Таким образом, громкоговоритель с импедансом 8 Ом и питанием +/- 22 В максимальный ток динамика будет:

I = V / R = 22/8 = 2,75 А.

Приведенный выше расчет не указывает на потерю тока во время вывода. Несомненно, что на выходе схемы будут потери 3 В, которые основаны на потерях в резисторах эмиттера или драйвера и потерях в выходном устройстве.

Таким образом, максимальное напряжение составляет 2,375 А при 8 Ом = 19 В. Теперь, добавив коэффициент ложности к 110%, рабочий ток составит 2,6125 А (примерно 2,6 А), а после этого выходная мощность составит 22,5 Вт.

Однако важно отметить, что, в то время как напряжение –ve является постоянным, положительное напряжение, с другой стороны, отличается от доступного установившегося тока. При высоких сигналах ток удваивается при включении верхнего транзистора или при отрицательных пиках снижается до нуля. Эта ситуация является обычным явлением для усилителя класса A [несимметричный] и усложняет конструкцию источника питания.

Отрегулируйте ток покоя

Если резистор измерения тока более чем оптимален, вы можете использовать подстроечный резистор и стеклоочиститель на базе BC549 для точного протекания тока. Тем не менее, не забывайте поддерживать расстояние между чувствительным резистором и теми, которые генерируют высокий источник, например, силовые резисторы. Несоблюдение безопасного расстояния приведет к падению тока и нагреву усилителя.

Будьте осторожны при использовании подстроечного резистора, так как стеклоочиститель находится под напряжением -35 В. Неправильное движение здесь может повредить триммер. Поэтому начните с очистителя на коллекторе выходных устройств. Медленно увеличивайте ток, пока он не достигнет необходимого значения. Вы также можете использовать многооборотный банк в качестве альтернативы, что будет лучше всего.

На следующей схеме показано создание регулируемого потребителя тока для предлагаемой схемы усилителя мощностью 20 Вт.

Источник переменного тока

Использование резисторов 1 кОм, как показано на рисунке, должно гарантировать, что не будет потребляться бесконечный ток, даже когда потенциометр переключается в разомкнутую цепь. Также необходимо дать время [10 минут или больше], чтобы стабилизировать температуру на радиаторе. Однако время достижения рабочей температуры может варьироваться в зависимости от размера радиатора, так как радиатор большего размера имеет большую тепловую массу и, следовательно, требует времени.

Радиатор - один из важнейших компонентов конструкции класса А. Поэтому обязательно использовать мойку с номинальной температурой менее 0,5 ° C / Вт. Рассмотрим ситуацию, когда рассеиваемая мощность составляет около 110 Вт, теплоотвод с указанной спецификацией будет иметь повышение температуры на 55 ° C, а транзисторы на 80 ° C, что в конечном итоге приведет к нагреву. Вы можете использовать тепловой рейтинг 0,25 ° C, но это не сильно повлияет на выделяемое тепло.