Реклама

Главная - Мебель
Схемы монофонических усилителей звука на 20 ватт. Транзисторный УНЧ с малыми динамическими искажениями (20 Ватт). Принципиальная схема усилителя

УНЧ на 20 ватт (типа - вопрос на засыпку...) Возникла у меня необходимость в более мощном УНЧ для своего ЭМИ. Решил собрать сам. Пересмотрел кучу схем. Выбрал наиболее мне подходящее, с нужными параметрами, не очень сложный, с защитой выходных транзисторов и под свои имеющиеся детали. Разработал печатку. Ну а попутно и блок питания со стабилизатором тоже "сварганил". БП запустил. Спаял УНЧ (смотри фото). Включил и... тут же нагрелись и вышли из строя силовые транзисторы (КТ819). Вроде бы и на КЗ все цепи предварительно проверил, да и в блоке питания защита тоже имеется (и в самом УНЧ тоже есть таковая). Заменил транзисторы. Проверил снова все цепи на "КЗ" - всё нормально. Поставил прибор на замер потребляемого тока, включил на секунду (резистор, регулирующий ток покоя выставил предварительно на минимум). Ток... дикий (зашкаливает... а "КЗ" нет). Короче - долго я с этим усилком возился и ведь опыт есть - не единожды подобные запускал, а тут - ну надо же - как первоклассник - не могу! Кстати, транзисторы поставил советские (не паяные), но рекомендованные. Не буду вас долго томить - я конечно же запустил этот усилок и он нормально заработал. Но решил пока не раскрывать свой ход настройки. А вот схему и описание этого усилка (из книги) приведу. Давайте организуем мозговую атаку и попробуем коллективно (пусть и заочно) разобраться с этим усилителем - почему он не заработал сразу после сборки и что нужно в нём сделать, чтобы запустить. Согласитесь, радиодетали сейчас дорогие - жалко силовые транзисторы... Ну а потом, если народ не сможет решить эту задачу-загадку, я расскажу что в этой схеме не так... почему она не запускается, в чем причины выхода из строя силовых транзисторов и, вообще, как её следует запустить. С уважением! Рубцов В.П. UN7BV. 28.04.2017г. Астана, Казахстан. Отладка УНЧ Итак, теперь о наладке данного усилителя и о том, что в нём не так … В этом усилителе я применил следующие транзисторы: Т9 и Т11 – КТ819ВМ, Т8 – КТ817, Т10 – КТ816, Т1, Т2, Т7 – КТ502, Т4, Т5 – КТ630, Т3, Т6, Т7 – КТ503. Проверил схему усилителя на предмет отсутствия короткого замыкания по цепям питания и подал питание на него. На выходе (в колонке) ничего не было слышно. Пока пытался делать замеры по току и напряжению в контрольных точках – сгорели выходные транзисторы. Заменил на новые. Проверил на отсутствие ошибок в принципиальной схеме и печатке, а также рисунка печатки и с реальной печаткой (сверил) - ошибок не обнаружил. Проверил снова схему на «КЗ» и включил питание УНЧ на несколько секунд через амперметр тестера (предел 1А) – зашкаливало. Попытался выставить ток покоя – ничего не получилось. А вот половинное напряжение питания в точке соединения R17, R21 – выставилось нормально (+15 вольт). Посмотрел на выходе осциллографом – ба, сразу две частоты огромной апмлитуды: на 1…2 Гц и на 15 кГц. И что интересно – ни одной из этих частот не слышно на выходе (раньше слышал до 17 кГц – в Москве в медицинском центре в комнате полностью изолированной от звуков, проверяли, а теперь, видимо, возраст своё взял …). Возбуждение УНЧ на частоте 15 кГц убрал путём введения конденсатора ёмкостью 36 пФ между базой и коллектором Т5 (обратная отрицательная связь по переменному току). А вот с возбуждением на частоте 1…2 герца – тут посложнее. Предполагая, что это работа схемы защиты, отключил её – выпаял Т3, Т6 и Т7. Увы – возбуждение осталось. Тогда пересмотрел (и сравнил) схему этого УНЧ с аналогичными, а заодно и по-новой перечитал теорию работы этого усилителя (освежил в памяти – может уже чего и забыл …). Пришел к выводу, что необходимо в цепь между узлами точек соединения C7, Гр и R4, R5, С5 следует установить резистор номиналом 1,2 кОм. Установил – возбуждение на частоте 1…2 герца тут же прекратилось. Установил ток покоя выходных транзисторов Т9 и Т11 равным 50 мА. Дал на вход сигнал ГЗЧ. Сигнал на выходе УНЧ очень слабый, хотя на вход подавал до 1 вольта. Посмотрел где он пропадает – на коллекторе Т1 его амплитуда много меньше, чем на базе. Снял режимы этого транзистора относительно плюсовой шины питания (!!!). На базе 10 вольт, на эмиттере 14 вольт, то есть, транзистор «дико» заперт. И только после этого дошло, что снимал режимы по постоянке тестером, а у него сопротивление 20 кОм (цепь базы очень высокоомная – прибор шунтирует эту цепь) – это означает что тут дело не в режимах по постоянке, а в чем то другом. Измерил осциллографом – режимы оказались в норме (вход осциллографа высокоомный). Но каскад то всё равно не работает. Ладно, тогда попытался устранить отрицательную обратную связь по переменному току, возникающую из за наличия резистора R8 (12 кОм) - зашунтировал его конденсатором 0,47 мкФ (!). Усилитель тут же заработал (но ведь аналогичные усилители и без этого прекрасно работают …). Ещё раз внимательно сравнил схему этого усилителя с подобными другими. Убрал этот дополнительный конденсатор, но, одновременно, заменил конденсатор С4 ёмкостью 4,7 МКФ на 47 МКФ (на 50 вольт). Всё … усилитель заработал как и должен – и мощность достаточная (и на слух слышно, и по току видно), и синусоида симметричная на выходе. И уже когда убирал на место всю использованную литературу, под руки попался старенький журнал Радио (за 1973 год №8), где и обнаружил эту же самую схему (случайно полистал …), но уже с моими же «доработками» (кроме конденсатора в 36 пФ), до которых дошел … через «одно место». Вот обидно было – когда просматривал журналы на предмет поиска аналогичных схем УНЧ, то старые журналы попросту игнорировал (в старых вряд ли нужное встретишь). Я ж думал, что умный и хитрый – схема то этого УНЧ взята из книги выпуска 1982 гола, а журнал 1973 года (статью из него выкладываю - смотрите скан) … почти десять лет разница. А оно вон как вышло … Зря старину игнорировал … ой, зря! Вот и думаю, может кому пригодятся мои «игры» «запуски старинных усилителей»? Или, может, у вас, уважаемые коллеги, всё запускается сразу само собой после сборки? К сожалению, у меня … нет! 29.04.2017г. Рубцов В.П. UN7BV. Астана, Казахстан.

Всех приветствую, кто заглянул на огонек. Речь в обзоре пойдет, как вы наверно уже догадались, о бюджетном стереоусилителе AB класса (автомобильный усилитель), который можно легко использовать в качестве усилителя к домашним колонкам, на даче, в автомобиле и т.д. Благодаря наличию темброблока (низкие и высокие частоты), регуляторов громкости и баланса, а также стильному внешнему виду, хорошему качеству звучания и достаточно высокой выходной мощности, он легко впишется в домашний интерьер в качестве бюджетного усилителя для стереоколонок, если таковые имеются.

Общий вид стереоусилителя Kinter MA-180:


Краткие ТТХ:
- Номинальная выходная мощность - 2х20 Вт (4 Ом)
- Максимальная выходная мощность - 2х35 Вт (4 Ом)
- Специализированная микросхема - - TDA7377, AB класс
- Коэффициент нелинейных искажений (режим стерео, 10Вт) – 0,3%
- Отношение сигнал/шум - 100 дБ
- Чувствительность - 0,25-50 мВ
- Питание - 12V/5A
- Сопротивление нагрузки - 4-16 Ом
- Частотный диапазон: 20Гц-20кГц
- Входные разъемы: RCA вход (тюльпан), mini Jack 3,5мм
- Выходные разъемы: самозажимная колодка для стереозвука, USB 5V
- Регулировка: громкость/баланс/высокие/низкие частоты
- Наличие защиты – да (температура, переполюсовка, перенапряжение, КЗ)
- Размеры - 155мм*102мм*42мм
- Вес - 247гр

Комплектация:

Поставляется стереоусилитель в компактной картонной коробке в синих тонах, на ней присутствуют основные характеристики:


Внутри коробки, кроме самого усилителя ничего нет, сам усилок окутан пупыркой, инструкции также нет:


Размеры усилителя совсем небольшие, всего 155мм*102мм*42мм:




Вес также мизерный, всего 247гр:


Теперь непосредственно сам стереоусилитель:

Как видим, внешний вид довольно стильный:


На передней панели расположены все необходимые регуляторы (басы/высокие/баланс/громкость), а также кнопка включения питания. На боковых ребрах присутствуют отверстия для крепления усилителя к чему-либо:


Регуляторы мягкие, при поворотах ручки нет абсолютно никакого треска и постороннего шума. Также при подаче питания начинает гореть подсветка регулятора громкости. Выглядит довольно эффектно, она не зависит ни от положения регулятора, ни от громкости, т.е. меняется плавно сама по себе в произвольном порядке:


На задней панели стандартные разъемы для подключения:


- слева входной разъем под стандартный миниждек (наушники) – можно подавать сигнал от ПК, смартфона, плеера или любого устройства с выходом AUX (магнитола, к примеру). Т.е. тот сигнал, который нужно усилить
- далее два аналоговых RCA разъема (тюльпаны, белый для левого канала, красный для правого) – в основном для подключения старенькой видеоаппаратуры: видеомагнитофоны, DVD плееры и т.д.
- колодка с 4-мя подпружиненными выходными разъемами – для непосредственного подключения колонок (правый и левый канал, плюс красный, минус черный)
- 5V USB выход – для зарядки электронных гаджетов
- справа DC Port питания 12V/5A. Выходная мощность и качество звучания напрямую зависят от качества БП/адаптера. Маломощный адаптер не сможет выдать всю заявленную мощность, БП без должной фильтрации помех будет «фонить», поэтому используйте надежные проверенные БП с заявленным током, как минимум 2А (БП/Адаптеры от ЗУ для аккумуляторов, ноутбуков, светодиодных лент и т.д., либо на худой конец выход 12V с разъема ПК). Я использую БП от ЗУ Opus BT-C3100 V2.2 на 12V/3А, о нетипичном применении упоминал в той статье:


С данным блоком питания практически нет никакого постороннего шума. Для моих советских 8Вт колонок 8АС-3 хватает за глаза (два 4Вт динамика 4ГД-35/8ГДШ-1):


Разборка стереоусилителя:


Как видим, обвязка деталей минимальная, да и то благодаря тому, что используется темброблок на ОУ TL072CP:


Непосредственно в качестве усилителя используется специализированная микросхема AB класса TDA7377, номинальной мощностью 40ВТ в мостовом режиме:


В качестве радиатора используется корпус стереоусилителя, т.к. он алюминиевый и хорошо отдает тепло. Между корпусом и микросхемой присутствует термопаста, чем-то напоминающая нашу российскую КПТ-8:


На средней выходной мощности корпус практически не греется, на практически максимальной – чуть теплый, что говорит о достаточно неплохом КПД микросхемы.

Вот даташит на микросхему:


Как видим, она содержит минимальную обвязку деталей и имеет всевозможную защиту от КЗ, переполюсовки, перенапряжения, перегрева и может включаться в различных комбинациях, поэтому если есть желание и навыки работы с паяльником, то можно переделать разводку под конфигурацию 2.1 (стереоколонки и сабвуфер) или 4 (квадроаккустика):


Для подключения используйте по возможности медный акустический кабель:


Достаточно немного зачистить изоляцию кабеля и просто воткнуть жилы в соответствующий разъем – благодаря подпружиненным колодкам, контакт получается отличный и держится крепко. По возможности не путайте полярность динамиков, иначе колонки будут играть в «противофазе», что не очень хорошо сказывается на звучании.
Входной провод можно использовать подобный (два mini Jack «папа»):


Выходной разъем USB расположен очень неудобно - на задней панели рядом с разъемом питания, да и при небольшой мощности БП/адаптера лучше не подключать прожорливые девайсы. В данном случае USB предназначен только для заряда:


Небольшой видеоролик работы (громкость максимум, басы на максимуме колонки не вытягивают, начинают «хлюпать», запись на смартфон SGS3):


Смартфон всю громкость не передает, на самом деле довольно громко. На средней громкости базы отличные, «сочные». До этого был самопал на TDA8561Q, басы совсем не нравились…

Пожелания разработчикам:
- встроить в корпус БП достаточной мощности
- добавить переключатель для различных конфигураций (2, 2.1, 4)
- подсветку регулятора сделать меняющейся в такт с музыкой, либо в зависимости от положения регулятора (максималка - горит красный, средняя громкость - зеленый)
- добавить выход на наушники
- добавить прорезиненные ножки

Плюсы:
+ Хорошее качество звучания
+ Стильный внешний вид
+ Универсальный (благодаря компактным размерам и распространенному питанию, можно взять загород, подключить автоаккустику)
+ Достаточная выходная мощность
+ Практически не греется
+ Наличие темброблока
+ Наличие USB выхода
+ Легко переделывается под нужную конфигурацию
+ Корпус можно использовать для более мощной микросхемы (класс D, 50-100W)

Минусы:
- чуток великовата цена
- не у всех в хозяйстве найдется лишний БП/адаптер на 12V/2-5А
- нет прорезиненных ножек (можно поцарапать стол, лечится наклеиванием 2-3 слоев скотча/изоленты)

Вывод: неплохой готовый усилитель для тех, кому лень собирать своими руками. Лично мне звук понравился, мощности хватает с запасом. В качестве бюджетного стереоусилителя подходит идеально, рекомендую к покупке!

Усилители, работающие от 12В постоянного тока, как правило, не имеют большой мощности, а также, они не HiFi класса. Но этот маленький усилитель имеет хорошие характеристики. При питании 14,4В он выдает 20Вт на канал на нагрузке 4 Ом, а коэффициент гармоник при более низких уровнях мощности, как правило, меньше, чем 0,03%.

Это идеальный проект для желающих иметь компактный стерео усилитель, который может работать от батареи 12В. Он может использоваться в автомобилях, для отдыха на природе, дачных домиках или где-либо еще.

Конструкция проста и безопасна для повторения начинающими радиолюбителями, т. к. нет опасности поражения током от сети.

По сравнению с версией на TDA1519A, в этом усилителе, построенном на TDA¬7377, значительно улучшено отношение сигнал-шум, а коэффициент гармонических искажений примерно в 50 раз лучше – при типичных условиях не более 0,03%.

Кроме того, расход энергии усилителя в режиме ожидания низок – не более чем 1 Вт. В результате, если вы не будете выжимать из него максимум, а будете использовать в номинальном режиме, то он не будет разряжать батарею слишком быстро.

И потому, что усилитель имеет схему самозащиты, то он практически “несгораемый”. При перегреве или коротком замыкании, соответственно включится самоограничение или отключение нагрузки.

Основные характеристики TDA7377:

Параметр Мин. Тип. Макс.
Напряжение питания 8V 14,4V 18V
Ток покоя 150mA
Постоянное напряжение на выходе 150mV
Ток потребления в режиме “Stand by” 100µA

Коэффициент усиления

(раздельные каналы)

19dB 20dB 21dB

Коэффициент усиления

(мостовое включение)

25dB 26dB 27dB
Выходная мощность в мостовом режиме максимальная (Uп=14,4V) 2x31W 2x35W

Выходная мощность в мостовом режиме по стандарту EIAJ

(Un=13,7V, Кни=1%)

2x27W 2x30W

Выходная мощность в мостовом режиме

(Un=14,4V, Rн=4om, Кни=10%)

2х20W

Выходная мощность раздельных каналов

(Un=14,4V, Rн=2om, Кни=10%)

4х10W
Kни (P=0,1..10W мост) 0,03% 0,3%
Полоса пропускания 22…22000 Hz
Входное сопротивление (раздельно) 20Kom 30Kom
Входное сопротивление (мост) 10Kom 15Kom
Напряжение включения режима Stand-By 1,5V
Напряжение рабочего режима на входе ST-BY 3,5V

Принципиальная схема:

Назначение выводов TDA7377:

1 OUT1 Выход 1
2 OUT2 Выход 2
3 Vcc “+” питания
4 IN1 Вход 1
5 IN2 Вход 2
6 SVR Выход 1
7 Stand-By Вход переключения “Mute/Stand by”
8 PW-GND Земля выходных каскадов
9 S-GND Сигнальная земля
10 DIAG Диагностический выход
11 IN4 Вход 4
12 IN3 Вход 3
13 Vcc “+” питания
14 OUT4 Выход 4
15 OUT3 Выход 3

С 12В питанием, максимальная амплитуда, которую обычный усилитель может генерировать это ± 6В. Это приводит к скудным 4.5Вт на 4 Ом нагрузке или 2,25 Вт на 8Ом, не считая потери в выходных транзисторах. . Даже если питание постоянного тока составляет около 14,4 (максимум, что обычно можно ожидать от автомобильного аккумулятора 12В), то мощность увеличится до 6.48Вт и 3.24Вт для 4 Ом и 8 Ом нагрузок соответственно – что не совсем достаточно для потребителей.

Есть три распространенных решения этой проблемы. Первый – использование DC преобразователя в ключевом режиме для повышения напряжения питания. Однако это значительно увеличивает стоимость и сложность усилителя, хотя это один из способов получить гораздо больше мощности от источника 12В. Но мы хотели, чтобы этот проект оставался простым, что исключает эту технику.

Компоновка деталей:

Есть варианты для повышения мощности усилителя, например применение Н -архитектуры, но с некоторым ухудшением коэффициента гармонических искажений. В этом случае сам усилитель обеспечивает ключевой режим.

Второй способ заключается в снижении сопротивления громкоговорителей. Некоторые автомобильные колонки имеют импеданс 2 Ом, что позволяет в два раза увеличить мощность, при том же напряжении питания. Тем не менее, мы не стали ограничивать применение этого усилителя громкоговорителями в 2 Ома.


Добрый день! Сейчас мы соберём усилитель низкой частоты. За основу взята микросхема TDA2004.

Она имеет два выхода, но мощность каждого по отдельности – 8 Ватт, а это не так уж много. Поэтому мы воспользуемся мостовым включением. Такое включение позволит повысить мощность более чем в два раза.

Характеристики усилителя

Итак, основные характеристики нашего усилителя:
  • Напряжение питания: 8-18 вольт;
  • Номинальная выходная мощность: 20 Ватт;
  • Максимальная выходная мощность: 25 Ватт.
Схема выглядит следующим образом:

Необходимые детали

  • DD.1 – TDA2004;
  • C1, C2, C3, C7, C8 – 0.1 мкФ;
  • C4 – 470 мкФ, 25 Вольт;
  • C5 – 10 мкФ;
  • C6 – 1 нФ;
  • R1 – 470 Ом;
  • R2, R3 – 22 Ом.

Печатная плата

Для печатной платы нам понадобится кусочек текстолита размером 3х2 см, а также рисунок платы:

(cкачиваний: 133)


Изготовление усилителя низкой частоты

Вырезаем и переносим лазерно-утюжным методом. Всё, что не до конца перенеслось, дорисовываем лаком.


Травить будем в растворе перекиси водорода и лимонной кислоты. В большой одноразовый стаканчик наливаем три столовые ложки перекиси, сыпем столовую ложку лимонной кислоты и добавляем щепотку обычной соли, она – катализатор, и в процессе реакции не расходуется. Перемешиваем раствор до полного растворения веществ и бросаем туда плату. Начинают выделяться пузырьки водорода, а раствор окрашивается в голубой цвет.


Плата травится около получаса. Чуть ускорить процесс можно, поставив раствор на солнце.
Когда лишняя медь растворится, достаём плату и промываем её водой.


Использованный раствор следует вылить в общую канализацию.
Далее ацетоном очищаем плату от тонера и лудим дорожки.


Вначале впаиваем на своё место микросхему, затем остальные компоненты.
Монтаж производите, ориентируясь на картинку:

На данном этапе усилитель готов. Перед включением микросхему следует установить на теплоотвод.



Вот такой получился компактный, но довольно мощный усилитель. Подключал к нему НЧ головку на 25 Ватт 4 Ома – справился отлично, на полной громкости никаких хрипов, щелчков и прочих искажений звука не наблюдалось. За час работы радиатор нагрелся до 60 градусов.
А на этом моя статья подошла к концу, всем удачи в повторении!

Алексей, почему бы не начать задавать вопросы более осознанно? Тогда и ответить можно будет точнее. Это я не потому, что вот я тут такой гуру весь в белом, а он там "запикано" презренный, потаскаю-ка я его фейсом по тейблу - нет, конечно. Но или "...составные применить можно или нет для повышения мощности...", или "...мощности хватает..." - здесь что-нибудь одно, согласитесь. А если интересует почему греются выходные транзисторы - так сразу бы об этом и спрашивали.
И, опять же, по порядку. "проблема в другом выхода греются" - вот это как понимать? Выход усилителя - это два провода, сигнальный и общий, они-то в вашем изложении и греются?
Ok, речь всё же идёт о чрезмерном, на ваш взгляд, нагреве выходных транзисторов. Они у вас "греются стоят все 4 транзистора на радиаторе" - попробую профильтровать этот поток. Греются - что значит "греются", в некоторых пределах эти транзисторы и должны греться. Греются под сигналом на большой мощности или греются без сигнала? До какой температуры греются - если приблизительно, то палец терпит (это 50-60 градусов) или можно на радиаторе чайник кипятить?
Не указано.
"все 4 транзистора на радиаторе от магнитофона комета" - и что? Алексей, самых разных моделей магнитофонов "Комета" с 50-х годов и до конца советских времён было выпущено чуть более чем до фига, это снова ни о чём. Каковы размеры радиатора и какова измеренная номинальная мощность усилителя на нагрузке какой величины?
Не указано.
"может радиатор маловат" - а хрен его знает, может и маловат. А может, и в самый раз. А может, великоват ток покоя. Каков ток покоя? Каков он при включении, то есть на холодном усилителе и каков после прогона усилителя без сигнала в течение минут 20-30? Почему выбрано такое значение этого тока, а не больше и не меньше?
Не указано.
"на выходе кт 819" - снова: и что? КТ819 в пластмассе или КТ819 в металле,- не указано - у этих разновидностей разная площадь контакта с радиатором, пластмассовые при прочих равных условиях греются чуть больше, ничего страшного.
Вот видите, Алексей, вы ставите вопросы таким образом, что ответить по вашей ситуации при всём желании едва ли возможно. Поэтому о некоторых причинах перегрева выходных транзисторов - довольно абстрактно:

Это так, на ходу припомнилось. Может, кто ещё что вспомнит. А ставить два в параллель выходных транзистора при такой выходной мощности смысла нет никакого: на нормальной нагрузке и в нормальном режиме одиночные потянут без всяких проблем. КТ819 точно потянут.
По хорошему надо не выдумывать что бы ещё куда прикрутить, а измерить режимы транзисторов и посмотреть осциллографом, что происходит в схеме как без сигнала, так и при работе от генераторов синуса и импульсного; что имеем на холостом ходу, а что - под нагрузкой или на её эквиваленте. Такой разговор будет предметным, а пока что всё напоминает попытку описать сегодняшнюю погоду исходя из ощущений на выставленном в форточку обслюнявленном пальце.
А первым делом - суметь корректно сформулировать задачу: что наблюдается, что не устраивает, к чему стремимся и какие издержки на этом пути будут считаться приемлемыми.
И тогда, Алексей, вам помогут более результативно.



 


Читайте:



Учет расчетов с бюджетом

Учет расчетов с бюджетом

Счет 68 в бухгалтерском учете служит для сбора информации об обязательных платежах в бюджет, отчисляемых как за счет предприятия, так и...

Сырники из творога на сковороде — классические рецепты пышных сырников Сырников из 500 г творога

Сырники из творога на сковороде — классические рецепты пышных сырников Сырников из 500 г творога

Ингредиенты: (4 порции) 500 гр. творога 1/2 стакана муки 1 яйцо 3 ст. л. сахара 50 гр. изюма (по желанию) щепотка соли пищевая сода на...

Салат "черный жемчуг" с черносливом Салат черная жемчужина с черносливом

Салат

Доброго времени суток всем тем, кто стремится к разнообразию каждодневного рациона. Если вам надоели однообразные блюда, и вы хотите порадовать...

Лечо с томатной пастой рецепты

Лечо с томатной пастой рецепты

Очень вкусное лечо с томатной пастой, как болгарское лечо, заготовка на зиму. Мы в семье так перерабатываем (и съедаем!) 1 мешок перца. И кого бы я...

feed-image RSS