Усилители мощности звуковой частоты классифицируются по различным параметрам. Модели, относящиеся к классу «А», отличаются высоким качеством воспроизведения музыки благодаря большому току покоя. Однако такие устройства обладают низким коэффициентом полезного действия (КПД), потребляют значительное количество электроэнергии и нуждаются в эффективном охлаждении.
Усилители класса «В» отличаются экономичностью, но при этом вносят значительное количество нелинейных искажений в сигнал. Класс «АВ», как следует из его названия, представляет собой компромисс между классами «А» и «В». Эти усилители потребляют умеренное количество энергии и обеспечивают приемлемое качество звука. Однако даже при относительно небольшой мощности в десятки ватт им требуется радиатор для охлаждения. В связи с этим усилители класса «D» становятся всё более популярными. Они обладают высоким коэффициентом полезного действия (80-90%) и могут функционировать без радиатора даже при мощности в несколько десятков ватт, при этом обеспечивая достойное качество звука. Пример такой схемы представлен ниже.
Схема усилителя
В основе устройства лежит популярная микросхема MP7720, которая обеспечивает выходную мощность до 20 ватт. Питание может подаваться в широком диапазоне — от 7 до 24 вольт. С увеличением напряжения на входе возрастает и выходная мощность. В схеме используется стабилитрон D2 на 6,2 вольта, например, модель 1N4735A. Диод D1 должен быть типа Шоттки с напряжением не менее 30 вольт и током 1 ампер, например, 1N5819. Дроссель L1 имеет индуктивность 10 мкГн и может быть любого типа. Конденсатор С9, включённый последовательно с динамиком, служит для фильтрации постоянной составляющей сигнала на выходе. Это предотвращает появление постоянного напряжения на динамике даже при неправильной сборке. Вывод 4 микросхемы определяет её состояние: если напряжение на нём близко к нулю, усилитель не запустится. Для предотвращения этого используется стабилитрон D3 на 4,7 вольта, например, 1N4732A. Все электролитические конденсаторы должны выдерживать напряжение, превышающее напряжение питания минимум в 1,5 раза. После правильной сборки схема сразу начинает работать.
Плату можно скачать тут - https://sdelaysam-svoimirukami.ru/4579-prostoj-usilitel-klassa-d.html
Сборка усилителя класса D своими руками
Сначала разрабатывается печатная плата размером 45х30 мм. Основная цель этого усилителя — обеспечить максимальную экономию и компактность, поэтому все элементы размещены очень плотно. Микросхема в корпусе SMD крепится к дорожкам на обратной стороне платы. Изготовление печатной платы осуществляется методом ЛУТ, что подтверждается фотографиями процесса.
При лужении дорожек важно быть внимательным, чтобы не создать короткое замыкание из-за излишков припоя. После лужения сначала припаиваем микросхему, затем остальные компоненты с обратной стороны платы. Для закрепления всех проводов на плате зарезервировано место под клеммник. По завершении пайки необходимо проверить соседние дорожки на наличие замыканий, предварительно удалив остатки флюса с поверхности платы. Особое внимание следует уделить площадке под микросхемой: под ней не должно быть жидкого флюса, чтобы избежать сбоев в работе усилителя.
Первое включение и испытания
Перед первым включением необходимо вставить амперметр в разрыв питающего провода. После подачи питания следует проверить показания амперметра – микросхема не должна потреблять более 10 мА без сигнала на входе. Если ток покоя соответствует норме, можно подключить динамик и подать сигнал на вход, например, с плеера, компьютера или телефона, чтобы испытать усилитель под нагрузкой. Даже на максимальной громкости микросхема не должна заметно нагреваться. Это может показаться удивительным: такая маленькая микросхема способна выдавать мощность до десяти ватт без перегрева. Секрет заключается в том, что она преобразует аналоговый аудиосигнал в последовательность импульсов, которые затем усиливаются. Транзисторы в этом процессе работают не в линейном, а в ключевом режиме, что исключает необходимость радиатора. Усилитель является монофоническим, поэтому для воспроизведения стереосигнала потребуется собрать второй аналогичный экземпляр. Эта компактная плата может быть легко интегрирована в любое устройство и является незаменимой для создания портативных колонок, работающих от аккумулятора. Желаю успешной сборки.