Всем здравствуйте. Бывают моменты при публикации какой-либо схемы усилителя низкой частоты, возникает ну скажем полемика по поводу схемотехники усилителей. Либо профи приходят и пытаются искать схемотехнические ошибки, а чаще всего ну даже не знаю каковыми они себя считают. Принципиальная схема выходного каскада с мощностью 100 Вт представлена на рисунке.
Вход усилителя выполнен симметричным, сигнал подается на разъем К7. Конденсаторы C1 и C2 ограничивают входную частоту выше 80 кГц. Сигнал на разъем K8 поступает через конденсатор связи C3 для подключения потенциометра громкости. Рекомендуемое значение потенциометра громкости 10 кОм.
Второй операционный усилитель IC1B это уже драйвер усилителя мощности. Поскольку оконечные транзисторы меняют фазу сигнала на 180 по сравнению с обычным выходным каскадом, обратная связь подается через резистивный делитель R36 / R37 на не инвертирующий вход IC1B. Напряжение питания ± 15В для операционного усилителя получается непосредственно из напряжения питания выходного каскада и стабилизируется стабилитронами D3 и D4.
Однако, в отличие от обычного усилителя, положительное и отрицательное напряжения питания не являются постоянными относительно земли, а изменяются от минимального (примерно 2В) до удваиваемого при возбуждении. С выхода IC1B подается на пару диодов D14 и D15. Ток покоя через диоды ограничен до 11мА резисторами R13 и R14 со стабилитронами D1 и D2. Термостабилизация тока покоя выполнена на термисторе R7 сопротивлением 50 Ом. Далее ток покоя устанавливается подстроечным резистором P1. Пара диодов D14, D15 и термистор создает напряжение смещения для пары транзисторов T2 и T3.
Между базой и эмиттером транзисторов возбуждения включены подстроечный резистор и диод. Используйте подстроечный резистор, чтобы установить ограничение тока короткого замыкания. По мере увеличения тока нагрузки падение напряжения на эмиттерных резисторах оконечных транзисторов увеличивается. Чтобы открыться дальше, ток через транзистор (Т2) также должен увеличиться, что создает большее напряжение смещения на резисторе R15.
Однако в то же время напряжение в эмиттерном сопротивлении транзистора Т2 увеличивается. Если предел тока достигнут, диод D7 начинает открываться, что ограничивает возбуждение T2 и, следовательно, также ток через оконечный транзистор. Конденсаторы обвязки термистора и в эмиттере транзисторов T2 и T3 компенсируют выходной каскад.
Остальные элементы схемы уже стандартные — дроссель L1 с резистором R38 и нагрузочный элемент R39 / C17 повышают стабильность усилителя. Для максимальной универсальности, плата усилителя также оснащена блоком питания с мостовым выпрямителем D11 и парой фильтрующих конденсаторов C13 и C14.
При проектировании первостепенным вопросом является радиатор. В принципе, охлаждение можно разделить на две группы — пассивное и активное. Активное охлаждение предполагает использование вентилятора. Принудительный воздушный поток между ребер радиатора значительно увеличивает его охлаждение. Описываемый усилитель с максимальной мощностью от 100 до 150 Вт также позволяет использовать пассивный радиатор. Можно также рассмотреть готовые решения усилителей мощности.
Поскольку предполагается, что модуль может использоваться в самых разных областях, например, в активных колонках, системах прослушивания и т. д. Описываемый модуль усилителя мощностью 100 Вт выполнен на двухсторонней печатной плате размером 100х110 мм. Расположение компонентов на печатной плате, а также разводка показано на рисунке ниже.
Как уже упоминалось, концепция с плавающим центром источника питания позволяет устанавливать силовые транзисторы непосредственно на радиаторе без изолирующих прокладок, поскольку потенциал радиатора связан с электрическим заземлением. Это позволяет без проблем подключить модуль и радиатор к шасси устройства.
В модуле усилителя использовались фильтрующие конденсаторы емкостью 4700 мкФ на 50В. Для достижения выходной мощности до 100Вт на 4 Ом напряжение питания без нагрузки должно составлять около 40В. Из-за достаточного запаса напряжения оконечных транзисторов, для работы усилителя номинальной мощностью 100Вт даже при нагрузке 8 или 16 Ом. Однако в этом случае необходимо использовать фильтрующие конденсаторы на напряжение 63В.
Описываемый усилитель выполнен в виде универсального модуля для самого широкого применения. Его характеристики подходят для домашнего использования в стерео и многоканальных усилителях, таких как усилитель для активного сабвуфера, в активных колонках. Основными преимуществами усилителя являются относительная простота, хорошая повторяемость и применимость для нагрузочных сопротивлений колонок от 2 до 16 Ом (конечно, при соответствующем напряжении питания, чтобы избежать перегрузки по мощности). Всем спасибо.
