5 bedste 40 Watt forstærker kredsløb udforsket

5 bedste 40 Watt forstærker kredsløb udforsket

I dette indlæg vil vi tale om 5 fremragende, nemme at bygge, Hi-Fi 40 watt forstærkerkredsløb med lav forvrængning, der kan opgraderes yderligere til højere watt gennem nogle mindre justeringer.



Denne artikel blev bidraget til mig via e-mail af en dedikeret tilhænger

Selvom du måske finder adskillige hybridudgangsmoduler til rådighed, er næppe nogen af ​​disse i stand til at blande enkelhed med overkommelighed sammen med stor samlet ydelse.





En af dem er SGS's chip TDA2030, der er anvendt i den nuværende forstærker. Forstærkerens layout er ukompliceret: en power-opamp ledsaget af to brobundne outputtransistorer. Lydsignalet gives til den ikke-inverterende indgang af power opamp lC1 gennem sokkel K1 og kondensator C1.

Forsyningsstrømmen til IC'en svinger i henhold til indgangssignalet.



På grund af dette udviser det lige skiftende spændingsfald omkring modstande R6, R7. R8 og R9, da disse er i kildelinjerne til opampen. Så længe strømmen er under 1 A, vil spændingsfaldet over modstandene være utilstrækkeligt til at tænde for transistorer T1 og T2. Hvilket betyder, at output op til 2 W til 4 Ohm-højttalere leveres fuldstændigt af opampen.

Så snart udgangsstrømmen bliver højere end et niveau på 1 A, tændes transistorerne og forstærker forstærkerens effekt.

Hvis indgangssignalet er lavt resulterer i utilstrækkelig hvilestrøm gennem transistoren, men da dette sker gennem opamp crossover-netværket, undgås problemer til sidst.

IC leverer desuden termisk kompensation og garanterer derfor garanteret driftspunktets stabilitet.

Forsyningsspændingen kan variere mellem 12 V og et absolut maksimum på 44 V. Opbygning af forstærkeren på printkortet skal være let.

Transistorer sammen med IC skal installeres og isoleres på en kølelegeme på ca. 2 k W-1. Påfør masser af varmeledende komposit. Forsyningsledningen skal beskyttes af en 3,15 A-sikring. ledning skal beskyttes af en 3,15 A sikring.

Kredsløbsdiagram

PCB-design

Liste over dele

Modstande, alle 1/4 watt 5%, medmindre andet er angivet

  • R1 til R4 = 100K
  • R5 = 8k2
  • R6 til R9 = 1. 4 ohm 1%
  • R10 = 1 ohm

Kondensatorer

  • C1 = 470 nF
  • C2 = 10uF, 63V radial
  • C3 = 4.7uF, 63V radial
  • C4, C5, C7 = 220 nF MKT eller keramik
  • C6 = 2200uF, 50V radial

Halvledere

  • D1, D2 = 1N4007
  • T1 = BD712
  • T2 = BD711
  • IC1 = TDA2030

Diverse

  • K1 = Audiostik eller jackstik
  • Kølelegeme = 2K W ^ -1
  • Isolerende skiver mv til IC1, T1, T2

Tekniske specifikationer

Driftsspænding: Maksimum 44V

Udgangseffekt = 22 watt i 8 ohm højttaler og 40 watt i 4 ohm højttaler med THD = 0,1%

Harmonisk forvrængningskort

  • 1 kHz i 8 ohm ved 11 watt = 0,012%
  • 1 kHz i 4 ohm ved 20 watt = 0,032%
  • 20 kHz i 8 ohm ved 11 watt = 0,074%
  • 1 kHz i 8 ohm ved 1 watt = 0,038%
  • 1 kHz i 4 ohm ved 1 watt = 0,044%
  • Strøm = 38mA omtrent Quiscent
  • Effektivitet = 8 Ohm 62,5%
  • Maksimal belastning = 4 Ohm 64%

2) 40 W forstærker ved hjælp af IC LM391

Dette andet design er en kraftfuld, uden dikkedarer medium effektforstærker, der muligvis kan matches specielt til brug i 'combo' type bærbare forstærkere, der er populære blandt guitarister og jazzmusikartister.

Forstærkeren er en effektiv blanding af en indbygget lyddriver IC LM391-80 og et push-pull-udgangstrin bygget med bipolære transistorer.

Et par unikke aspekter af designet gennemgås nedenfor.

NTC, som er i fysisk kontakt med effektudgangstransistorer, giver LM391 mulighed for at afbryde strømtrinnet, når dette overophedes. Udgangspunktet for denne varmesikkerhed ligger ved en NTC-strøm på ca. 200 pA.

Den elektrolytiske kondensator, der jordforbinder NTC, fungerer for at præsentere en 'blød start', det vil sige for at undgå et støjende klik på eller anden forvirrende støj fra højttaleren, når forstærkeren tændes.

Det ser ud til, at beskyttelsen er alt for følsom, og det kan derfor være nødvendigt med en vis prøve og fejl for værdien af ​​R4 eller NTC. Det er let at anvende feedback i forstærkeren ved at slutte R23 til linjenetværk C5-R7.

De andre komponenter sammen med R10 bestemmer frekvensresponsen på forstærkeren, som muligvis kræver finjustering for at opfylde specifikke krav. Komponentnumrene præsenteret i denne artikel kan ikke desto mindre være okay for de fleste applikationer.

Resultatet af at eksperimentere med forskellige værdier af C5 og R7 er let at bestemme (eller høre) ved at kortslutte R23 kort. For 4 Ohm højttalere skal R23 reduceres til 0,18 Ohm. Desværre er LM391-80 sårbar over for svingninger, som skal holdes under kontrol gennem komponenterne RX, C6, C8 og C9 (i mange tilfælde kunne C6 fjernes).

Modstand RX minimerer specifikt open-loop forstærkning. Hvis RX anvendes, skal Ry tilsluttes for at kompensere for den resulterende offset-spænding. Komponenter R22 og C12 udgør et Boucherot-netværk, der fungerer til at stabilisere forstærkeren ved høje frekvenser. Forstærkerens indgang skal betjenes af en kilde med lav impedans, som er i stand til at levere 'line' lydsignaler (0 dB).

Netværk R1-C1 dæmper amplituder over 50 kHz eller deromkring. Forstærkerens hvilestrøm defineres af forudindstillet P1. Juster denne kontrol til 0 Ohm i starten, og finjuster den lige indtil en hvilestrøm på 50 mA er etableret.

Du kan øge dette til 400 mA, hvis du leder efter lav forvrængning. Effekttransistorer er alle placeret på samme sektion af printkortet, så de kunne fastspændes på en fælles kølelegeme sammen med NTC.

Kølelegemet skal være ret stort med en termisk modstand på 1 K Wsl eller mindre. Vær opmærksom på, at L1 er lavet af 20 omdrejninger med en diameter på 0,8 mm. emaljeret kobbertråd viklet omkring R21. C9 er en keramisk kondensator.

Kredsløbsdiagram

Teknisk data

Lad os nu tjekke et par testede data:

Med forsyningsspænding: 35 V R23 kortsluttet:

3-dB båndbredde (8 Q]: ca. 11 Hz til 20 kHz

THD (forbigående harmonisk forvrængning) ved 1 kHz:. 1 W til 8 Ohm: 0,006% (Iq = 400 mA) 1 W til 8 Ohm: 0,02% (Iq = 50 mA) 65 W til 8 Ohm: 0,02% (Um = 873 mV) 80 W til 4 Ohm: 0,2% ( Um = 700 mV startniveau for strømgrænse).

Printkort og komponentlayout

Liste over dele

3) 40 watt effektforstærker ved hjælp af IC LM2876 fra Texas Instruments

Det tredje design er endnu et cool Hi-Fi 40 watt effektforstærkerkredsløb, der bruger en enkelt chip LM2876 til at levere den specificerede mængde musikeffekt over en 8 ohm højttaler.

IC LM2876 er en højkvalitets lydforstærkerchip, der er designet til kontinuerligt at håndtere 40 watt gennemsnitlig effekt over en 8 Ohm højttaler med en THD på 0,1% og et frekvensområde på 20 Hz til 20 kHz.

Udførelsen af ​​denne IC er langt bedre end andre hybride IC'er på grund af dens indbyggede funktion kaldet Self Peak Instantaneous Temperature Control Circuit eller SPiKe.

'SPiKe' inkluderer en komplet beskyttelse af chippen mod udgangsspænding, underspænding, overbelastning og utilsigtet kortslutning.

IC LM2876 udviser fremragende signal / støj-forhold over 95 dB, hvilket garanterer fremragende Hi-Fi-lydklarhed og gengivelse.

Pinout-diagram over LM2876

Kredsløbsdiagram

Det komplette kredsløbsdiagram for denne LM2876 baserede 40 watt forstærker er vist nedenfor:

For mere information om dette, besøg datablad for IC

4) 40 watt stereoforstærkerkredsløb ved hjælp af IC TDA7292

Indtil videre har vi diskuteret forstærkere med mono 40 watt output, men dette fjerde kredsløb på listen er designet til at tilbyde et stereo 40 + 40 watt output gennem en enkelt chip IC TDA7292. Så hvis du er på udkig efter en stereoversion af 40 watt forstærker, så opfylder dette design meget let dit krav.

Denne fremragende single chip stereoforstærker er produceret af ST mikroelektronik .

Kredsløbet kræver næsten ingen komponenter og kunne hurtigt konfigureres ved hjælp af et veldesignet printkort, der ikke findes i databladet.

Hovedtræk

  • Bredt forsyningsspændingsområde (fra +/- 12 V ± 33 V)
  • Arbejder med dobbelt forsyning for optimal udgangseffekt
  • Designet til at levere fuld udgangseffekt 40 W + 40 W til 8 Ω med forsyningsspænding = ± 26 V og total harmonisk forvrængning ikke mere end = 10%
  • Internt elimineret 'pop' -lyd, når strømmen tændes / slukkes
  • Har en Mute-indstilling, som også er ('pop' -fri)
  • Når Mute-stiften er jordforbundet, går IC mere i Standby-forbrug med lavt forbrug.
  • Internt er IC kortslutningsbeskyttet, hvilket betyder, at IC ikke brænder eller beskadiges, når output ved et uheld er kortsluttet eller overbelastet.
  • IC har også en indbygget termisk overbelastningsbeskyttelse, så overophedning vil heller ikke beskadige IC.

Komplet kredsløbsdiagram

Absolut maksimal vurdering

Følgende er den maksimale absolutte vurdering af IC TDA7292, som ikke bør overskrides for at sikre, at IC'en ikke bliver permanent beskadiget:

  • DC forsyningsspænding ± 35 V.
  • (JEGELLER) Udgangstopstrøm (internt begrænset) 5 A
  • (Sså længe) Effektafledning Tcase = 70 ° C 40 W.
  • (T) Driftstemperatur -20 til 85 ° C
  • (TjForbindelsestemperatur -40 til 150 ° C
  • (Tstg) Opbevaringstemperatur -40 til 150 ° C

Reference: For flere detaljer og det komplette printkortdesign kan du henvise til originalt datablad af IC.

5) 40 W forstærker med kun transistorer

Alle de ovenfor forklarede designs er afhængige af integrerede kredsløb, og vi ved alle, hvor let disse IC'er kan blive forældede til enhver tid. Måske er den bedste måde at have et universelt stedsegrønt forstærkerdesign på at have det i form af en diskret transistoriseret version, som vist i dette femte endelige design:

Dette er faktisk den forkortede version af den populære 100 watt forstærker fra dette websted. Det er blevet forenklet ved at fjerne et par mosfeter og reducere forsyningsindgangen til 24V.

Delene angivet i ovenstående transistoriserede 40 watt forstærker kredsløb ser lidt ukonventionelle ud og er muligvis ikke let tilgængelige på markedet. Imidlertid er skønheden ved sådanne transistoriserede versioner, at de aktive komponenter let kan erstattes med ækvivalente værdier. Til dette design kan vi også finde de passende ækvivalenter og erstatte dem her for at få de samme fejlfri resultater.

Forstærkeren er fremragende designet af Hitachi-ingeniørerne til at levere enestående klarhed med minimale forvrængninger. Jeg har testet det og var meget begejstret med dets enorme justerbare effektområde og enestående outputkvalitet.

Besøg for hele delelisten denne artikel.




Forrige: H-Bridge Bootstrapping Næste: Felt-effekt transistorer (FET)