В публикации представлен вариант УМЗЧ на биполярных транзисторах с ОУ LH0004CH (близкие аналоги – LM343 или отечественный КР1408УД1) рассчитанным на повышенное напряжение питания. Усилитель можно использовать с нагрузкой различной мощности и сопротивления.
Применение высоковольтного ОУ в УМЗЧ позволяет значительно упростить схему усилителя и обеспечить простоту налаживания, хорошую повторяемость и надёжность работы.
Схема электрическая
Технические характеристики:
Режим работы выходного каскада – AB;
Напряжение питания – двухполярное ±40В;
Ток покоя – 175 мА;
Номинальное входное напряжение – 1В;
Полоса рабочих частот – 10…30000 Гц;
Номинальная выходная мощность – 105 Вт (4 Ом), 52 Вт (8 Ом);
THD (Pвых=100 Вт 1 кГц) – 0,005%.
В предлагаемом варианте УМЗЧ для высоковольтного ОУ нагрузкой служит усилитель тока, построенный по схеме двухтактного «параллельного» усилителя. Модифицированный вариант усилителя тока имеет высокое входное сопротивление, что позволяет использовать ОУ при максимальном напряжении питания.
Усилитель сохраняет работоспособность при снижении двухполярного напряжения питания до 2×10 В при соответствующем уменьшении выходной мощности.
Для стабилизации токового режима выходного каскада и демпфирования коммутационных процессов в усилителе тока применён транзисторный шунт. Это избавляет от необходимости вручную устанавливать ток покоя – он зависит от напряжения на базах выходных транзисторов, которое, в свою очередь, зависит от падения напряжения на резисторах в цепях эмиттеров выходных транзисторов.
Применение относительно мощных транзисторов в цепях стабилизации токового режима оправдано меньшим тепловым сопротивлением переход-корпус.
Возможное возбуждение усилителя или появление на сигнале высокочастотных выбросов можно устранить, если к выходу ОУ подключать последующий каскад через резистор сопротивлением несколько сотен ом. Полезно также добавить керамический конденсатор ёмкостью 0,1 мкФ между базами транзисторов VT7 и VT8.
Если возбуждение не устраняется, следует заменить микросхему на другой экземпляр. На устойчивость усилителя также влияет ток покоя выходных транзисторов, его уменьшения можно достичь установкой дополнительного резистора между базами VT7, VT8 (⁓3,3 K).
Уменьшение сопротивления резисторов в цепях эмиттеров выходных транзисторов также увеличивает ток покоя – при сопротивлении 0,5 Ом ток покоя каждого транзистора составляет ⁓170 мА. Уменьшить его можно заменой диодов VD5, VD6 на германиевые (типа отечественных Д310, Д311) с меньшим падением напряжения на р-n переходе, поскольку ток покоя выходных транзисторов сильно зависит от этого параметра.
Усилитель хорошо зарекомендовал себя при замене вышедших из строя усилителей на микросхемах STK078, STK463, STK4038 и им подобных, применяемых в музыкальных центрах.
Чувствительность изменяют в широких пределах подбором резистора R1.
Усилитель возможно питать от нестабилизированного блока питания. Ёмкость конденсаторов фильтра на выходах источника питания должна быть не менее 10000 и 20000 мкФ при нагрузке сопротивлением 4 и 2 Ом соответственно.
В качестве выходных транзисторов в схеме применена комплементарная пара MJE4343/MJE4353, это аналоги наших транзисторов КТ8101А и КТ8102А.
Транзисторы VT5…VT8 располагаются на печатной плате в одной линии, к ним крепят пластину из дюралюминия, в качестве теплоотвода, толщиной 2…3 мм по ширине платы через слюдяные прокладки.
Выходные транзисторы запаиваются непосредственно на плату с креплением к радиатору через слюдяные прокладки с теплопроводной пастой. Площадь теплоотвода для выходных транзисторов – приблизительно 800 см^2.
В наладке при исправных деталях и правильном монтаже эта схема усилителя не нуждается. Следует только соблюсти все меры предосторожности, связанные с первым включением, о которых неоднократно писалось в других статьях из раздела УМЗЧ.
Рисунок односторонней печатной платы показан ниже.