Здесь представлена принципиальная схема усилителя звука Hi-Fi мощностью 60-100 Вт. Хотя последнее обновление настоятельно рекомендовало новейшие силовые и драйверные транзисторы от компании ON Semiconductor OnSemi, их по-прежнему трудно найти в большинстве стран. В результате силовые транзисторы, которые теперь рекомендуют, это — MJL21193/4, их гораздо проще найти.
Хотя теоретически они не такие уж и хорошие, как последние версии, но все равно они по-прежнему остаются отличными приборами. Крайне сомнительно, что кто-то когда-либо может определить какую-нибудь разницу между тестовыми приборами, то слышимых различий невозможно будет обнаружить.
Принципиальная схема усилителя мощности Hi Fi
То же самое относится и к транзисторам предвыходного каскада. Хотя приборы BD139/140, которые показаны на принципиальной схеме, не считаются «лучшими» доступными аудио транзисторами, они действительно работают очень хорошо и использовались во всех усилителях P3A, которые я построил для себя или в составе системы. Опять же, маловероятно, что будет проведено какое-либо значимое измерение, которое покажет, что эти транзисторы уступают «аудиофильским» компонентам.
В свое время, компания OnSemi выпустила новую линейку транзисторов, разработанных специально для аудио устройств. Эти новые транзисторы были протестированы в P3A и дали отличные характеристики. В результате все предыдущие рекомендации для выходных транзисторов отменяются, и следует использовать новые транзисторы .., если вы можете их достать. Однако, даже спустя несколько лет после выпуска, новые приборы все еще могут быть недоступны.
Показанная здесь принципиальная схема усилителя мощности предлагает в качестве выходных выходных транзисторов устанавливать MJL4281A (NPN) и MJL4302A (PNP). Они обладают высокой пропускной способностью, отличным SOA (безопасная рабочая область), отличной линейностью и большим коэффициентом усиления.
Однако, их стоимость, мягко сказать, несколько завышена. Другой вариант выходного транзистора — NJW3281 (NPN) и NJW1302 (PNP) мощностью 200 Вт. Они более экономичны, но при этом имеют отличные характеристики. Предвыходные транзисторы — MJE15034 (NPN) и MJE15035 (PNP). Все эти устройства рассчитаны как минимум на 250 В, при этом мощность транзисторов составляет 230 Вт, а для драйверов — 50 Вт.
Для бюджетной системы можно построить усилитель, где принципиальная схема включает в себя выходные транзисторы TIP35C (NPN) и TIP36C (PNP). Если вы можете достать «полный комплект» транзисторов в корпусе TO-247, их можно установить под платой так же, как и приборы серии MJL.
Они ограничены рассеянием мощности в 125 Вт (температура корпуса 25°C), но, несмотря на это очевидное ограничение, они все же могут управлять нагрузкой 4 Ом от источников питания ±35 В. Теоретически пиковое рассеивание может быть превышено, так как это чрезвычайно надежные транзисторы, которые легко справляются с неправильной эксплуатацией. Тем не менее, не испытывайте удачу — максимальное напряжение без нагрузки составляет ±35 В!
Обратите внимание, что есть основная причина, по которой P3A отличается от большинства принципиальных схем, которые есть в сети — они использует дополнительные пары обратной связи (также известные как пары Шиклая) для выходного каскада, а ток покоя управляется транзисторами предварительного каскада. Если транзистор смещения установлен на радиаторе, он обеспечит высокую компенсацию и возникнет перекрестное искажение.
Оригинальная принципиальная схема для этого усилителя была первоначально опубликована на одном из сайтов по радиоэлектронике и, хотя базовой конструкции уже много лет, в качестве усилителя он остается «современным» — это исключительно надежный усилитель. Он прост в сборке, использует общедоступные детали, стабилен и надежен. Показанная в этой статье схема, представляет собой полное обновление исходного проекта, и, хотя он имеет много общего, на самом деле это новый УМЗЧ.
В принципе это новый УМ (как и оригинал) основан на принципиальной схеме, которую я разработал несколько лет назад, и их было построено очень много. Большинство из них использовались как небольшие PA или инструментальные усилители, но многие также нашли свое применение в домашних Hi-Fi системах. Аппарат может прекрасно работать на 4 Ом при условии, что напряжение питания поддерживается на уровне не более ±35 В.
Этот аппарат, хотя и очень простой, обладает превосходными характеристиками. Это не тот усилитель, в котором можно сомневаться, поскольку звук у него действительно очень хорош, и это связанно (по крайней мере) с присущей ему простотой конструкции.
УМЗЧ исключительно тихий и достаточно устойчив к тяжелым нагрузкам. Это идеальный усилитель для систем с двойным усилением и может работать в мостовом режиме (BTL), если вы используете рекомендуемые выходные транзисторы (которые имеют необходимые номинальные мощности).
Принципиальная схема этого аппарата имеет преимущество в течение многих лет постоянного использования, и эта версия является лучшей из всех — усовершенствования обеспечивают минимальный шум при включении или выключении, а наличие действительно качественных выходных компонентов, существенно улучшили эффективность и стабильность конструкция.
Я не слышал ничего, кроме похвалы от тех, кто построил этот усилитель — все отзывы, которые я получил, были действительно очень положительными. Учитывая, что конструкция была доступна в течение многих лет без каких-либо изменений (кроме изменений выходных транзисторов из-за проблем приобретения), можно с уверенностью сказать, что она выдержала испытание временем. Он не претендует на звание «лучший», но результаты огромного количества пользователей свидетельствуют о присущей ему надежности и качестве звука.
Перед подачей питания убедитесь, что плата усилителя установлена на радиаторе. Работа без радиатора возможна, но только в том случае, если вы точно знаете, что делаете, запускаете усилитель при более низком, чем обычно, напряжении питания, поддерживаете нулевой ток покоя и не подключаете нагрузку. Любая попытка «нормально» запустить усилитель без радиатора может привести к почти мгновенному отказу выходных транзисторов, а в некоторых случаях также и транзисторов драйвера.
Если у вас нет настольного источника питания с двумя выходами, перед первым включением питания временно установите «предохранительные» проволочные резисторы 22 Ом 5 Вт, вместо предохранителей. Не подключайте нагрузку в это время! При подаче питания (обычно ±35 В) убедитесь, что напряжение постоянного тока на выходе меньше 1 В, и измерьте каждую шину питания.
Они могут немного отличаться, но оба должны быть не менее примерно 20 В. Если сильно отличается от указанного выше, проверьте все транзисторы на предмет нагрева — если какое-либо устройство горячее, немедленно отключите питание, а затем исправьте проблему.
Если у вас есть подходящие стенды, первоначальный тест будет намного проще! Медленно увеличивайте напряжение до ±20 В, наблюдая за током питания. Если ток внезапно начинает быстро расти, а напряжение перестает расти, значит, что-то не так, в противном случае продолжайте тестирование.
Примечание: по мере увеличения напряжения питания выходное напряжение будет уменьшаться — примерно до -2 В, а затем быстро вернется примерно к 0 В. Это нормально.
Когда все станет хорошо, подключите в нагрузку динамик и источник сигнала (все еще с установленными защитными резисторами) и убедитесь, что издаются естественные шумы (например, музыка или тон). Держите громкость на низком уровне, иначе усилитель будет сильно искажать. Резисторы пусть останутся на месте, если вы попытаетесь получить от усилителя слишком большую мощность.
Если УМЗЧ прошел эти испытания, снимите защитные резисторы и установите предохранители на место. Отключите нагрузку динамика и снова включите усилитель. Убедитесь, что напряжение постоянного тока на клемме динамика не превышает 100 мВ, и выполните еще одно «тепловое испытание» для всех транзисторов и резисторов.
Когда вы убедитесь, что все в порядке, установите ток смещения. Подключите мультиметр между коллекторами Q7 и Q8 — тем самым вы измерите падение напряжения на двух резисторах 0,33 Ом. Наиболее желательный ток покоя составляет 75 мА, поэтому измеряемое напряжение на резисторах должно быть установлено на 50 мВ ± 5 мВ.
Настройка не слишком критична, но при меньших токах на выходных транзисторах будет меньше рассеивание. Ток составляет примерно 1,5 мА/мВ, поэтому 50 мВ будут соответствовать току покоя 75 мА.
После установки тока дайте усилителю прогреться и отрегулируйте смещение, когда температура стабилизируется. Возможно, потребуется перепроверить пару раз, так как температура и ток покоя немного зависят друг от друга. Когда вы будете довольны настройкой смещения, нанесите немного лака для ногтей на регулировочный винт подстроечника.
ВНИМАНИЕ: Если температура продолжает расти, радиатор слишком мал. Малая площадь рассеивания тепла приведет (а не может — приведет) к поломки усилителя. Прежде чем продолжить, отключите питание и установите радиатор большего размера. Также обратите внимание, что, хотя силовые транзисторы смонтированы на плате, никогда не используйте усилитель без радиатора — даже для тестирования, даже на короткий период. Выходные транзисторы перегреются и выйдут из строя.
Когда все тесты будут завершены, выключите питание и снова подключите динамик и источник музыки.
Принципиальная схема — Источник питания
Прежде чем описывать блок питания, я должен оформить это …
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Электропроводка должна выполняться с использованием силового кабеля, который должен быть отделен от остальных цепей постоянного тока и сигнального тракта. Все наконечники проводов должны быть защищены термоусадочными трубками для предотвращения случайного контакта. Не пытайтесь подключать питание без соответствующей квалификации. Неисправная или неправильная цепь высокого напряжения может привести к серьезным травмам.
Здесь показана принципиальная схема простого источника питания с трансформатором 25-0-25 даст пиковую мощность около 75 Вт на 8 Ом или около 60 Вт при непрерывной нагрузке. На это влияет множество факторов, таких как регулировка напряжения трансформатора, величина емкости выпрямителя и т. д.
Для двух канального усилителей будет достаточно трансформатора на 300 ВА. Показанные конденсаторы емкостью 4700 мкФ следует рассматривать как минимум, я предлагаю вам использовать два параллельно соединенных конденсатора для каждого плеча (в сумме 9400 мкФ). Не стесняйтесь увеличивать емкость, но все, что выше 15 000 мкФ или около того, обрушит на вас закон убывающей отдачи. Прирост производительности просто не стоит дополнительных вложений.
Если вы используете емкость, превышающую рекомендованную, возможно, потребуется немного увеличить номинал предохранителя. C3 — это сетевой конденсатор с номиналом X2. При его установке параллельно вторичной обмотке трансформатора он снижает радиочастотные помехи (кондуктивные излучения) переводя их на полезную величину. Это не обязательно, но рекомендуется.
Можно ожидать, что напряжение питания будет выше указанного при холостом ходе и ниже при полной нагрузке. Это совершенно нормально и связано с регулировкой трансформатора. В большинстве случаев невозможно получить определенную мощность, если трансформатор не имеет соответствующих номинальных напряжений.
Мостовой выпрямитель должен быть типа 35 А, а конденсаторы фильтра должны быть рассчитаны минимум на 50 В для источников питания ±35 В. Силовые провода должны быть достаточного сечения, соответствующее рабочему току. Так, что эта принципиальная схема, я думаю будет под силу повторить любому радиолюбителю.