Полупроводниковый усилитель созданный по новой технологии HEXFET является аппаратом средней мощности, отличающийся очень хорошим качеством звука, и в то же время очень простой в сборке. К слову сказать, я давно использую эту конструкцию в своих активных колонках.
Как собрать полупроводниковый усилитель HEXFET на IRF9540 и IRF540
В выходном каскаде этого полупроводникового усилителя установлены очень качественные транзисторы FET, изготовленные по новой технологии HEXFET, которые управляются напряжением, а не током, в сравнении с классическими биполярными транзисторами. Схема имеет симметричную конструкцию, что решает проблему гармонической деформации. Также, все транзисторы, используемые в схеме, надежны в работе и доступны на рынке в большом количестве.
При сборке аппарата важно знать, что пары дифференциальных усилителей Q1-2 и Q3-4 должны быть совместимы друг с другом, то-есть подобраны попарно по коэффициенту усиления напряжения, а на радиаторе устанавливать их нужно как можно ближе друг к другу.
Кроме этого, чтобы правильнее можно было собрать этот полупроводниковый усилитель, вам лучше купить с некоторым запасом транзисторы типа BC550C и BC560C, затем чтоб с помощью мультиметра вы могли отобрать компоненты, создавая пары с одинаковыми характеристиками, обеспечивая тем самым равномерное поведение при изменении температуры и т.д.
RC-цепи от R7/C3 и R12/C4 сокращают диапазон дифференциального усилителя и терминальные частоты на 6,5 МГц. Резисторы R8-9-10-11 функционируют как локальная обратная связь для каскада дифференциального усиления, улучшая при этом линейность. Постоянное напряжение получает этот каскад от цепи питания созданной на элементах Q5 и Q6.
Поляризация источников питания осуществляется комбинацией светодиодов D1, D2 и R20.[1]. Триммером TR1 регулируем ток покоя выходного каскада. По этой причине Q8 должен быть установлен на радиаторе для обеспечения термической стабильности поляризации выходного каскада, чтобы она не изменялась при изменении температуры. Резисторы R32-33 образуют в выходном каскаде локальный контур обратной связи, поскольку он действует как усилитель напряжения.
С помощью подстроечного резистора TR1, R3-4, C14 регулируем напряжение смещения на выходе усилителя, близкое к нулю. Транзисторы (Q8-10-11-12-13), обозначенные на схеме пунктирной линией [Рис.1], следует устанавливать на общий радиатор с достаточной площадью охлаждения.
Не забывайте крепить выходные транзисторы на теплоотвод только через изоляционную прокладку с использованием силиконовой мази, которая наносится между транзисторами и радиатором. Катушка L1[2] состоит из 6 витков изолированного медного провода толщиной 1,5 мм, с внутренним диаметром витка 16 мм.
Регулировка
Перед подачей напряжения на полупроводниковый усилитель, установите подстроечный резистор TR2 посередине его пути, а подстроечный резистор TR1 — на максимальное сопротивление. Подключите мультиметр к выходной клемме J4 (шкала измерения 200 мВ постоянного тока), подайте напряжение на усилитель и с помощью TR2 отрегулируйте, чтобы получить постоянное напряжение на выходе, максимально близкое к нулю.
Отключите источник питания и подключите мультиметр (шкала 1A или 2A) последовательно с одним из проводов питания. Включите усилитель снова и с помощью TR1 медленно отрегулируйте ток, чтобы получить показание около 330 мА. Дайте усилителю поработать 10 минут без сигнала на его входе.
Обычно через 10 минут ток должен стабилизироваться на уровне 230 мА. При необходимости медленно корректируйте, чтобы получить показание, близкое к 230 мА. Еще раз проверьте напряжение на выходе усилителя [J4] на предмет изменений постоянного тока и при необходимости снова отрегулируйте с помощью TR2.
Список компонентов полупроводникового усилителя
Резисторы
| Номинал | Значение |
|---|---|
| R1-15-16-21-22-17-18: | 1 кОм |
| R2: | 47 кОм |
| R3-4: | 10 мОм |
| R5-6-13-14: | 1,2 кОм |
| R7-12: | 47 Ом |
| R8-9-10-11: | 22 Ом |
| R19: | 82 Ом |
| R20: | 22 кОм |
| R23-26: | >56 Ом |
| R24: | 2,2 кОм |
| R25: | 560 Ом |
| R27-30: | 150 Ом |
| R28-29-31-34: | 15 Ом |
| R32: | 150 Ом 5 Вт |
| R33: | 68 Ом 5 Вт |
| R35-36: | 6,8 Ом 1 Вт |
| TR1: | подстроечный резистор 1 кОм |
| TR2: | 1M Ом триммер |
Конденсаторы
| Номинал | Значение |
|---|---|
| C1: | 2,2 мкФ 63-100 В MKT |
| C2: | 1 нФ 100 В MKT |
| C3-4: | 2,7 нФ 100 В MKT |
| C5: | 330 пФ керамика или майлар |
| C6-7: | 100 мкФ 16 В |
| C8: | 1 мкФ 100 В MKT |
| C9-11-12: | 100 нФ 100 В MKT |
| C10-13: | 470 мкФ 63 В |
| C14: | >33nF 100V MKT |
| D1-2: | КРАСНЫЙ светодиод 3 мм [см. абзац] [1] |
Транзисторы
| Номинал | Значение |
|---|---|
| Q1-2: | BC550C [соответствует] |
| Q3–4: | BC560C [соответствует] |
| Q5: | BC560C |
| Q6: | BC550C |
| Q7-11: | BD140 |
| Q8-9-10: | BD139 |
| Q12: | IRF9540 |
| Q13: | IRF540 |
| F1-2: | >предохранитель 2,5 А, быстрый |
| L1: | см. абзац [2] |
| J1: | 2-контактный разъем с шагом 2,54 мм |
| Q8-10-11-12-13: | крепить на радиаторе |
| Все резисторы — 1/4W 1%, за исключением цитаты: | — |
Технические характеристики
| Номинал | Значение |
|---|---|
| НОМИНАЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ на 1 кГц с 0,1% THD: | 63 Вт/8 Ом, 105 Вт/4 Ом |
| IMD: | <0,008% |
| THD при 60 Вт на 8 Ом и 1 кГц: | <0,005% |
| THD при 60 Вт на 8 Ом и 20 Гц …. 20 кГц: | <0,05% |
| ЧАСТОТНАЯ ЧАСТОТА [при 35 Вт/8 Ом, +0 …- 3 дБ]: | 1,5 Гц ….. 125 кГц |
| ВХОДНАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ: | 1Vrms |
| ВХОДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ: | 48K |
| МЕДЛЕННАЯ СКОРОСТЬ с входным фильтром: | 20 В/мкс |
| СООТНОШЕНИЕ СИГНАЛ И ШУМ [при 1 Вт/8 Ом]: | > 99 дБА |
| КОЭФФИЦИЕНТ ДЕМПФИРОВАНИЯ при 8 Ом [20 Гц … 20 кГц]: | 160 |
Блок питания — классическая схема
Полупроводниковый усилитель HEXFET имеет источник питания собранный по классической схеме, мощностью 65 Вт — показан на рисунке выше. Это отдельный блок питания обеспечивает напряжением все имеющиеся в конструкции каскады, то-есть; выходной тракт, управляющий модуль, подача питания на предварительный усилитель и схему защиты.
Что касается усовершенствования усилителя на полупроводниках, то вы можете удалить секции или добавить блок питания для каждого канала, полностью отделив каналы друг от друга. Также следует обратить внимание на контуры заземления. Любой, кто не использует схему или предусилитель и защиту, может убрать соответствующую обмотку (2X15Vac 20VA). На входе усилителя интегрирована схема плавного пуска, которая взаимодействует с модулем задержки и защитой динамика от постоянного тока.
Выходные напряжения для источника питания
| Номинал | Значение |
|---|---|
| + V1: | + 35 В |
| + V2: | + 12 В |
| + V3: | + 35 В |
| -V1: | -35 В |
| -V2: | -12 В |
| -V3: | -35 В |
Список деталей для блока питания
| Номинал | Значение |
|---|---|
| Tl: | 2X25Vac 160VA // 2X15Vac 20VA |
| T2: | 2X25Vac 160VA |
| BR1-3: | 200V 35A мостовой выпрямитель |
| BR2: | 4 X 1N4002 |
| Номинал | Значение |
|---|---|
| Cl … 4-11 … 14: | 10000 мкФ 63 В |
| С5-8: | 1000 мкФ 25 В |
| С6-9: | 100 нФ 100 В МКТ |
| С7-10: | 10 мкФ 25 В |
| С15: | 33nF 630V Класс Х2 |
| Номинал | Значение |
|---|---|
| IC1: | 7812 Регулятор |
| IC2: | 7912 Регулятор |
| Fl: | FUSE 2A медленная блокировка |
| SI: | переключатель 2X2 10А |
| JF1: | 3-полюсный штекер |
Рис.2 — Усилитель мощности. 65 Вт HEXFET [верхняя сторона] PCB
Рис.3 — Усилитель мощности. 65 Вт HEXFET [нижняя сторона] PCB