Circuito amplificador de potência 60 W, 120 W, 170 W, 300 W

O post apresenta uma discussão aprofundada sobre os detalhes de construção de um amplificador universal de alta potência que pode ser modificado ou ajustado para se adequar a qualquer faixa de 60 watts, 120 watts, 170 watts ou até mesmo 300 watts de potência (RMS).

O design

O diagrama de circuito na Fig. 2 fala sobre o capacidade de maior potência forma do amplificador, ele oferece 300 W em 4 ohms. Configurações para moderar a potência de saída serão, sem dúvida, discutidas posteriormente no post.

O circuito depende de um par de MOSFETs conectados em série, T15 e T16., Sendo alimentado em antifase por um amplificador diferencial. Dado que a resistência de entrada dos MOSFETs é da ordem de 10 ohms, a potência elétrica do inversor realmente precisa ser simplesmente modesta. Como resultado, os MOSFETs são operados por tensão.

O estágio do driver é composto predominantemente por T1 e T3 junto com T12 e T13. CC negativo feedback através do estágio de saída é fornecido por R22 e CA negativo feedback por R23 ---- C3.

O AC. o ganho de tensão é de aproximadamente 30 dB. A frequência de corte abaixo é determinada pelos valores de C1 e C3. O propósito de trabalho do primeiro amplificador diferencial, T1, T2 é programado pelo streaming atual através de T3.

A corrente do coletor de T5 determina a corrente de referência para o espelho de corrente T3-T4. Para se certificar de que a corrente de referência é constante, a tensão de base do T5 é bem controlada pelos diodos D4-D5.

A saída de T1-T2 opera outro amplificador diferencial, T12-T13, cujas correntes de coletor estabelecem o potencial de porta para os transistores de saída. A medida desse potencial dependeria da posição de trabalho do T12-T13.

Os espelhos de corrente T9 e T10, juntamente com os diodos D2-D5, têm a mesma função de T3-T4 e D4-D5 no primeiro amplificador diferencial.

A significância da corrente de referência é caracterizada pela corrente de coletor de Tm, que muitas vezes é programada por P2 no circuito emissor de T11. Esta combinação particular modela a corrente quiescente (polarização) sem a presença de (um sinal de entrada.

Estabilização da corrente quiescente

Os MOSFETs possuem um coeficiente de temperatura positivo cada vez que sua corrente de dreno é nominal, garantindo que a corrente quiescente (polarização) seja simplesmente mantida consistente pela compensação aplicável.

Muitas vezes, isso é disponibilizado pelo R17 sobre o espelho atual T9-T10, que inclui um coeficiente de temperatura negativo. Uma vez que esse resistor aquece, ele começa a consumir uma porcentagem relativamente mais substancial da corrente de referência via T9.

Isso acarreta uma diminuição na corrente de coletor de T10 que, sequencialmente, acarreta redução na tensão porta-fonte dos MOSFETs, o que compensa de forma eficiente o aumento induzido pelo PTC dos MOSFETs.

A constante de período térmico, que pode ser influenciada pela resistência térmica dos dissipadores, decide o tempo necessário para que a estabilização seja executada. A corrente quiescente (polarização) fixada por P é consistente em +/- 30%.

Proteção contra superaquecimento

Os MOSFETs são protegidos contra superaquecimento pelo termistor R12 no circuito de base do T6. Sempre que uma temperatura selecionada é atingida, o potencial através do termistor leva T7 para ativar. Sempre que isso ocorre, o T8 deriva a porção mais substancial da corrente de referência por meio do T9-T11, que restringe com sucesso a potência de saída dos MOSFETs.

A tolerância ao calor é programada por Pl que é igual a uma temperatura do dissipador de calor de segurança de curto-circuito. No caso de a saída entrar em curto-circuito na ocorrência de um sinal de entrada, a diminuição da tensão entre os resistores R33 e R34 leva a T14 a ser ligadas.

Isso provoca uma queda da corrente por meio de T9 / T10 e também, consequentemente, das correntes de coletor de T12 e T13. O alcance efetivo dos MOSFETS é subsequentemente significativamente limitado, garantindo que a dissipação de energia seja reduzida ao mínimo.

Como a corrente de drenagem praticável depende da tensão da fonte de drenagem, mais detalhes são importantes para a configuração adequada do controle de corrente.

Esses detalhes são oferecidos pela diminuição da tensão nos resistores R26 e R27 (sinais de saída positivos e negativos, respectivamente). Quando a carga é inferior a 4 ohms, a tensão do emissor de base de Tu é reduzida a um nível que contribui para a corrente de curto-circuito genuinamente restrita a 3,3 A.

Detalhes de construção

O Design de amplificador MOSFET é idealmente construído no PCB apresentado na Fig. 3. Ainda assim, antes de a construção ser iniciada, é necessário determinar qual variação é preferida.

A Fig. 2, bem como a lista de componentes da Fig. 3, são para a variante de 160 watts. Os ajustes para as variações de 60 W, 80 W e 120 W são apresentados na Tabela 2. Conforme apresentado na Fig. 4, os MOSFETs e NTCs são instalados em ângulo reto.

A conectividade do pino é descrita na Fig. 5. O NTC s são aparafusados ​​diretamente na dimensão M3, rosqueados (broca rosqueada = 2,5 mm), furos: use muita pasta de composto para dissipador de calor. Os resistores Rza e Rai são soldados diretamente às portas dos MOSFETs no lado de cobre do PCB. Indutor L1 está envolvido

R36: o fio deve ser efetivamente isolado, com as extremidades pré-estanhadas soldadas nas aberturas próximas às do R36. O capacitor C1 pode ser um tipo eletrolítico, mas uma versão MKT é vantajosa. As superfícies de T1 e T2 devem ser coladas entre si com a intenção de que o calor de seu corpo continue a ser idêntico.

Lembre-se das pontes de arame. A fonte de alimentação para o modelo de 160 watts é mostrada em

Fig. 6: ajustes para os modelos suplementares são mostrados na Tabela 2. A concepção de um artísta de sua engenharia é apresentada na

Fig. 7. Assim que a unidade de potência for construída, as tensões de trabalho em circuito aberto podem ser verificadas.

O d.c. as tensões não precisam estar acima de +/- 55 V, caso contrário, existe o risco de os MOSFETs desistirem do goblin na inicialização.

No caso de cargas apropriadas serem obtidas, será, obviamente, vantajoso que a fonte seja examinada sob restrições de carga. Uma vez que a fonte de alimentação é considerada Fina, a configuração do MOSFET de alumínio é aparafusada diretamente a um dissipador de calor apropriado.

A Fig. 8 apresenta uma boa noção da altura e largura dos dissipadores de calor e da variedade finalizada de um modelo estéreo do amplificador.

Para simplificar, principalmente a posição das partes da fonte de alimentação é demonstrada. Os locais onde o dissipador de calor e a configuração do MOSFET de alumínio (e, provavelmente, o painel traseiro do gabinete do amplificador) se encontram, devem receber uma cobertura eficaz de pasta condutora de calor. Cada um dos dois conjuntos deve ser aparafusado ao dissipador de calor incorporado com, no mínimo, 6 parafusos de dimensionamento M4 (4 mm).

A fiação elétrica deve seguir fielmente as linhas-guia da Fig. 8.

É aconselhável começar pelos rastros de alimentação (fio de bitola grossa). Em seguida, estabeleça as conexões de aterramento (em forma de estrela) do aterramento do dispositivo de alimentação aos PCBs e ao aterramento de saída.

Em seguida, crie as conexões de cabo entre os PCBs e os terminais do alto-falante, bem como entre os soquetes de entrada e os PCBs. O aterramento de entrada deve sempre ser conectado exclusivamente ao fio terra do PCB - isso é tudo!

Calibração e teste

Em vez de fusíveis F1 e F2, conecte resistores de 10 ohm, 0,25 W em sua localização no PCB. O preset P2 deve ser fixado completamente no sentido anti-horário, embora P1 seja programado para o centro de sua rotação.

Os terminais do alto-falante continuam abertos, assim como a entrada deve estar em curto-circuito. Ligue a rede elétrica. Se houver algum tipo de curto-circuito no amplificador, os resistores de 10 ohms começarão a fumegar!

Se isso acontecer, desligue imediatamente, identifique o problema, troque os resistores e ligue a alimentação mais uma vez.

No minuto em que tudo parecer correto, conecte um voltímetro (faixa de 3 V ou 6 V CC) em um dos resistores de 10 ohms. Deve haver voltagem zero nele.

Se você descobrir que P1 não foi invertido completamente no sentido anti-horário. A tensão deve aumentar enquanto P2 muda constantemente no sentido horário. Defina P1 para uma tensão de 2 V: a corrente nesse caso pode ser 200 mA, ou seja: 100 mA por MOSFET. Desconecte e troque o resistor de 10 ohms pelos fusíveis.

Ligue a alimentação mais uma vez e verifique a tensão entre a terra e a saída do amplificador: certamente não será superior a +/- 20 mV. O amplificador é depois preparado para a funcionalidade pretendida.

Um ponto final. Conforme explicado anteriormente, a diretriz de mudança do circuito de segurança de superaquecimento deve ser alocada para aproximadamente 72,5 ° C.

Isto pode ser facilmente determinado aquecendo o dissipador de calor com, por exemplo, um secador de cabelo e avaliando o seu calor.

No entanto, de alguma forma, isso pode não ser exatamente essencial: P1 também pode ser permitido fixo no meio de seu mostrador. Sua situação realmente só deve ser alterada se o amplificador desligar com muita frequência.

No entanto, sua postura não deve, em hipótese alguma, estar distante do local do meio.

Cortesia: elektor.com

Figura 2

Fig: 3