Усилитель мощности для сабвуфера 200 Вт


Усилитель мощности для сабвуфера 200 Вт-1

Усилитель мощности для сабвуфера 200 Вт HI-FI

Усилитель мощности для сабвуфера 200 Вт HI-FI высокого качества, собран на мощных полевых транзисторах с использованием симметричной топологии и чистым детализированным звуком на выходе.

Представленная здесь принципиальная схема усилителя является усовершенствованным, переработанным вариантом ранее используемой такой же схемы, только без установленных каких бы то ни было защит, имеющую низкий уровень температурной стабильности оконечного каскада.

Такие существенные недоработки привели к тому, что ток покоя в выходном тракте менял свои значения в широком диапазоне. На снимке показана принципиальная схема двухсот-ватного усилителя мощности, разработанная с применением MOSFIT транзисторов. Если возникнет желание увеличить выходную мощность аппарата до 400 Вт, тогда нужно будет добавить еще по два транзистора IRFP240 в каждое плечо. Подробнее будет написано ниже.

усилитель мощности для сабвуфера 200 Вт-mosfit-200

Усилитель мощности для сабвуфера 200 Вт при модернизации которого, мы в первую очередь стремились максимально защитить все узлы и модули системы от возможно возникающих нештатных ситуаций при эксплуатации. Поэтому мы установили защиту от перегруженности по току. Здесь можно подробнее рассмотреть работу схемы, возьмем одно только верхнее плечо с положительным напряжением (другое плечо идентично). Значение перегруженности системы по току берется с цепочки резисторов R31 и R37, а далее через цепочку R29-R33-R23 поступает на вывод базы ключа Q6. Тут немного нужно пояснить: необходимость установки резисторов R23’ и R26’ нужно только в случае работы на 4-омную нагрузку. Если напряжение в цепи база-эмиттер биполярного транзистора Q6 достигнет значения 0,52v, то откроется переход база-коллектор и через сопротивление R15, поступит цепь база-эмиттер Q1, а тот в свою очередь переключит базовый переход ключа Q4 на корпус. В следствии чего, Q4 перейдет в закрытое состояние, тем самым ограничит сигнал выходного каскада устройства.

Усилитель мощности для сабвуфера с изначальной его схемой была еще одна недоработка, а именно не эффективная температурная стабильность, к тому же ток покоя очень зависел от разницы питающего напряжения. Для устранения этой проблемы был встроен узел выполненный на элементах Q3 постоянного резистора R11 и подстроечного R12, а рабочая точка предварительного тракта усиления теперь выполняется от 15-ти вольтового стабилизатора VD1 через цепь резисторов R5 и R6.

Установка нулевого напряжения и тока покоя на выходе усилителя, значение которого находится в пределах 18-45 мА на каждую пару транзисторов, выполняется переменными резисторами R3 и R12, а на всю схему ток покоя составит примерно 45-100 мА, это вместе с током потребления стабилитронов.

Подача во входную цепь усилителя сигнала слишком большого значения, при котором происходит клипование, то размах амплитуды напряжения на сопротивлении R19 в пиковых значениях может составить 1/2 питания каждого плеча, которое поступает на затворы выходного каскада. Если взять во внимание, что у полевых транзисторов пиковое значение затвор-исток не более 20V, то оконечный каскад скорее всего выйдет из строя. Для предотвращения такой возможности в конструкцию были внесены изменения в виде электронных цепочек R24-VD3 и R25-VD4 в обеих плечах, которые уменьшают напряжение на переходе затвор-исток примерно ~ 7,5v.

Теперь немного насчет того, чтобы усилитель мощности для сабвуфера 200 Вт имел большую мощность. Мы бы не советовали на представленной здесь схеме добавлять выходные транзисторы, самое нормальное количество это две пары, так как в таком варианте повышается емкостная нагрузка на каскад предварительного усиления. В процессе проектирования схемы были изготовлены две печатные платы с неодинаковыми размерами: 120×87мм и 99×80.5мм

усилитель мощности для сабвуфера 200 Вт-mosfit-200_-120-x87
Печатная плата усилителя. Размер платы 120 x 87 мм
усилитель мощности для сабвуфера 200 Вт-mosfit-200_99x80-5
Печатная плата усилителя. Размер платы 99 мм x 80.5 мм

Эти платы имеют отличие размерами установочных элементов и в незначительной степени есть отличие в схеме. Например, плата на снимке вверху выполнена без установки постоянных резисторов R23′, R26′ номиналом 1,5 кОм, поэтому нужно быть внимательным во время сборки, в первую очередь ориентируйтесь на монтажные схемы. В архиве запакованы все необходимые файлы двух плат в P-CAD 2006, и монтажные карты в превосходном качестве исполнения.

Скачать архив с печатными платами

Биполярные транзисторы Q3 – Q5 расположены на алюминиевом радиаторе в виде пластины толщиной 2 мм и высотой 22 мм. Мощные транзисторы оконечного каскада обязательно должны быть установлены на радиаторе с достаточной площадью рассеивания тепла, с использованием тепло-проводной пасты и прокладки изолирующей транзистор от радиатора.

Здесь представлена таблица с некоторыми цифрами, определяющими соотношения напряжения питания от сопротивления в акустической системе. Music Power (RMS) — это обозначение пиковой мощности на выходе, при коэффициенте искажений THD = 12%, RMS Continuous Output Power — это паспортная мощность на выходе с THD = 0,6%.

усилитель мощности для сабвуфера 200 Вт-table_mosfit-200wt

Перед первым запуском усилителя, желательно установить в цепи питания гасящие резисторы с номиналом от 47 Ом и мощностью 2 Вт, чтобы избежать негативных последствий в случае имеющихся каких либо ошибок в монтаже и если эти ошибки присутствуют то эти ограничительные сопротивления погасят большой ток, тем самым обезопасят устройство от выхода из строя. Если включение прошло нормально, то эти резисторы можно будет убрать.

усилитель мощности для сабвуфера 200 Вт-mosfit-200_120_87
усилитель мощности для сабвуфера 200 Вт-mosfit-200_3