• Krug visokokvalitetnog UMZCH-a koji koristi tranzistore s efektom polja. Širokopojasni UMZ s niskim izobličenjem. Preklopno napajanje

    Davno, prije dvije godine, kupio sam stari sovjetski zvučnik 35GD-1. Unatoč početnom lošem stanju, obnovio sam ga, obojio u prekrasno plavo i čak mu napravio kutiju od šperploče. Velika kutija s dva bas refleksa uvelike je poboljšala njegove akustične kvalitete. Ostalo je još samo dobro pojačalo koje će pogoniti ovaj zvučnik. Odlučio sam napraviti nešto drugačije od onoga što većina ljudi radi - kupiti gotovo pojačalo D klase iz Kine i ugraditi ga. Odlučio sam sam napraviti pojačalo, ali ne neko općeprihvaćeno na čipu TDA7294, a ne na čipu uopće, pa čak ni legendarni Lanzar, već vrlo rijetko pojačalo na tranzistorima s efektom polja. A na internetu ima jako malo informacija o terenskim pojačalima, pa me zainteresiralo što je to i kako zvuči.

    Skupština

    Ovo pojačalo ima 4 para izlaznih tranzistora. 1 par – 100 W izlazne snage, 2 para – 200 W, 3 – 300 W i 4, redom, 400 W. Ne treba mi još svih 400 vata, ali odlučio sam ugraditi sva 4 para kako bih rasporedio grijanje i smanjio rasipanje snage svakog tranzistora.

    Dijagram izgleda ovako:

    Dijagram točno prikazuje vrijednosti komponenti koje sam instalirao, dijagram je testiran i radi ispravno. Prilažem tiskanu pločicu. Ploča Lay6 formata.

    Pažnja! Sve strujne staze moraju biti pokositrene debelim slojem lema, jer će kroz njih teći vrlo velika struja. Lemimo pažljivo, bez šmrkanja i isperemo tok. Tranzistori snage moraju biti instalirani na hladnjaku. Prednost ovog dizajna je u tome što tranzistori ne moraju biti izolirani od radijatora, već se mogu oblikovati zajedno. Slažem se, ovo puno štedi na tinjcima koji provode toplinu, jer bi ih trebalo 8 za 8 tranzistora (iznenađujuće, ali istinito)! Hladnjak je zajednički odvod svih 8 tranzistora i audio izlaz pojačala, tako da kada ga instalirate u kućište, ne zaboravite ga nekako izolirati od kućišta. Unatoč činjenici da nema potrebe postavljati brtve od tinjca između prirubnica tranzistora i radijatora, ovo mjesto mora biti obloženo toplinskom pastom.

    Pažnja! Bolje je sve provjeriti odmah prije ugradnje tranzistora na radijator. Ako prišrafite tranzistore na hladnjak, a na pločici ima šmrclja ili nezalemljenih kontakata, bit će neugodno ponovno odvrnuti tranzistore i zamazati se termalnom pastom. Zato provjerite sve odjednom.

    Bipolarni tranzistori: T1 – BD139, T2 – BD140. Također je potrebno pričvrstiti na radijator. Ne zagriju se jako, ali se ipak zagriju. Oni također ne moraju biti izolirani od hladnjaka.

    Dakle, idemo izravno na skupštinu. Dijelovi su smješteni na ploči na sljedeći način:

    Sada prilažem fotografije različitih faza sastavljanja pojačala. Prvo smo izrezali komad PCB-a prema veličini ploče.

    Zatim stavljamo sliku ploče na PCB i izbušimo rupe za radio komponente. Izbrusite i odmastite. Uzimamo trajnu oznaku, imamo priličnu dozu strpljenja i crtamo staze (ne znam raditi LUT, pa se mučim).

    Naoružavamo se lemilicom, uzimamo fluks, lem i kositar.

    Isperemo preostali tok, uzmemo multimetar i provjerimo ima li kratkih spojeva između staza tamo gdje ih ne bi trebalo biti. Ako je sve normalno, nastavljamo s ugradnjom dijelova.
    Moguće zamjene.
    Prije svega ću priložiti popis dijelova:
    C1 = 1u
    C2, C3 = 820p
    C4, C5 = 470u
    C6, C7 = 1u
    C8, C9 = 1000u
    C10, C11 = 220n

    D1, D2 = 15V
    D3, D4 = 1N4148

    OP1 = KR54UD1A

    R1, R32 = 47k
    R2 = 1k
    R3 = 2k
    R4 = 2k
    R5 = 5k
    R6, R7 = 33
    R8, R9 = 820
    R10-R17 = 39
    R18, R19 = 220
    R20, R21 = 22k
    R22, R23 = 2,7k
    R24-R31 = 0,22

    T1 = BD139
    T2 = BD140
    T3 = IRFP9240
    T4 = IRFP240
    T5 = IRFP9240
    T6 = IRFP240
    T7 = IRFP9240
    T8 = IRFP240
    T9 = IRFP9240
    T10 = IRFP240

    Prvo što možete učiniti je zamijeniti operacijsko pojačalo bilo kojim drugim, čak i uvoznim, sa sličnim rasporedom pinova. Kondenzator C3 je potreban za suzbijanje samopobude pojačala. Možete staviti više, što sam kasnije i učinio. Bilo koje zener diode od 15 V snage 1 W ili više. Otpornici R22, R23 mogu se ugraditi na temelju izračuna R=(Upit.-15)/Ist., gdje je Upit. – napon napajanja, Ist. – stabilizacijska struja zener diode. Otpornici R2, R32 odgovorni su za pojačanje. S ovim ocjenama, to je negdje oko 30 - 33. Kondenzatori C8, C9 - kapaciteti filtera - mogu se postaviti od 560 do 2200 µF s naponom ne nižim od Upit.* 1,2 kako ne bi radili na maksimalnim mogućnostima. Tranzistori T1, T2 - bilo koji komplementarni par srednje snage, sa strujom od 1 A, na primjer naši KT814-815, KT816-817 ili uvezeni BD136-135, BD138-137, 2SC4793-2SA1837. Otpornici izvora R24-R31 mogu se postaviti na 2 W, iako je nepoželjno, s otporom od 0,1 do 0,33 ohma. Nije preporučljivo mijenjati prekidače napajanja, iako su također mogući IRF640-IRF9640 ili IRF630-IRF9630; moguće je koristiti tranzistore sa sličnim prolaznim strujama, kapacitivnostima vrata i, naravno, istim rasporedom pinova, iako ako lemite na žice, to nije važno. Čini se da se tu više nema što mijenjati.

    Prvo pokretanje i postavljanje.

    Prvo pokretanje pojačala provodi se kroz sigurnosnu lampu u prekidu mreže od 220 V. Obavezno kratko spojite ulaz na masu i ne spajajte opterećenje. U trenutku paljenja, lampa bi trebala bljesnuti i ugasiti se, i potpuno se ugasiti: spirala uopće ne bi trebala svijetliti. Uključite ga, držite ga 20 sekundi, a zatim isključite. Provjeravamo da li se nešto grije (iako ako lampica nije upaljena, teško da se nešto grije). Ako se ništa stvarno ne zagrijava, ponovno ga uključite i izmjerite konstantni napon na izlazu: trebao bi biti u rasponu od 50 - 70 mV. Na primjer, ja imam 61,5 mV. Ako je sve u granicama normale, spojite opterećenje, dovedite signal na ulaz i slušajte glazbu. Ne bi trebalo biti smetnji, stranih zujanja, itd. Ako ništa od ovoga nije prisutno, prijeđite na postavljanje.

    Postavljanje cijele ove stvari je krajnje jednostavno. Potrebno je samo podesiti struju mirovanja izlaznih tranzistora okretanjem klizača trimer otpornika. Trebao bi biti otprilike 60 - 70 mA za svaki tranzistor. To se radi na isti način kao na Lanzaru. Struja mirovanja izračunava se pomoću formule I = Up./R, gdje je Up. je pad napona na jednom od otpornika R24 - R31, a R je otpor ovog otpornika. Iz ove formule izvodimo pad napona na otporniku potreban za postavljanje takve struje mirovanja. Ažurirano = I*R. Na primjer, u mom slučaju = 0,07*0,22 = negdje oko 15 mV. Struja mirovanja postavljena je na "toplo" pojačalo, odnosno radijator mora biti topao, pojačalo mora svirati nekoliko minuta. Pojačalo se zagrijalo, isključite opterećenje, kratko spojite ulaz na zajednički, uzmite multimetar i provedite prethodno opisanu operaciju.

    Karakteristike i značajke:

    Napon napajanja – 30-80 V
    Radna temperatura - do 100-120 stupnjeva.
    Otpor opterećenja - 2-8 Ohm
    Snaga pojačala – 400 W/4 Ohma
    SOI – 0,02-0,04% pri snazi ​​od 350-380 W
    Faktor pojačanja – 30-33
    Ponovljivi raspon frekvencija – 5-100000 Hz

    Na posljednjoj točki vrijedi se detaljnije zadržati. Korištenje ovog pojačala s šumnim tonskim blokovima kao što je TDA1524 može dovesti do naizgled nerazumne potrošnje energije od strane pojačala. Zapravo, ovo pojačalo reproducira frekvencije smetnji koje su nečujne našim ušima. Može se činiti da je to samopobuda, ali najvjerojatnije je to samo smetnja. Ovdje vrijedi razlikovati smetnje koje nisu čujne uhu i stvarno samouzbuđivanje. I sam sam se susreo s ovim problemom. U početku je operacijsko pojačalo TL071 korišteno kao pretpojačalo. Ovo je vrlo dobro visokofrekventno uvezeno operacijsko pojačalo s niskim šumom koji koristi tranzistore s efektom polja. Može raditi na frekvencijama do 4 MHz - to je dovoljno za reprodukciju frekvencija smetnji i za samopobudu. Što učiniti? Jedna dobra osoba, puno mu hvala, savjetovala mi je da zamijenim opamp s drugim, manje osjetljivim i reproducirajućim manjim frekvencijskim rasponom, koji jednostavno ne može raditi na frekvenciji samopobude. Pa sam kupio naš domaći KR544UD1A, instalirao ga i... ništa se nije promijenilo. Sve ovo mi je dalo ideju da promjenjivi otpornici tonske jedinice stvaraju buku. Motori otpornika malo šuškaju, što uzrokuje smetnje. Uklonio sam blok tona i šum je nestao. Dakle, to nije samostimulacija. Uz ovo pojačalo potrebno je ugraditi niskošumni pasivni tonski blok i tranzistorsko pretpojačalo kako bi se izbjeglo gore navedeno.

    Do danas su razvijene mnoge verzije UMZCH s izlaznim stupnjevima na temelju tranzistora s efektom polja. Atraktivnost ovih tranzistora kao snažnih uređaja za pojačavanje više puta su primijetili različiti autori. Na audio frekvencijama, tranzistori s efektom polja (FET) djeluju kao strujna pojačala, tako da je opterećenje predstupnjeva zanemarivo, a FET izlazni stupanj s izoliranim vratima može se izravno spojiti na stupanj pretpojačala koji radi u linearnom načinu rada klase A.
    Pri korištenju snažnih PT mijenja se priroda nelinearnih izobličenja (manje viših harmonika nego kod korištenja bipolarnih tranzistora), smanjuju se dinamička izobličenja, a razina intermodulacijskih izobličenja znatno je niža. Međutim, zbog niže transkonduktivnosti od one bipolarnih tranzistora, nelinearna distorzija pratećeg izvora ispada da je velika, budući da transkonduktivnost ovisi o razini ulaznog signala.
    Izlazni stupanj na snažnim PT, gdje mogu izdržati kratki spoj u krugu opterećenja, ima svojstvo toplinske stabilizacije. Neki nedostatak takve kaskade je manje iskorištenje napona napajanja, pa je stoga potrebno koristiti učinkovitiji hladnjak.
    Glavne prednosti snažnih PT-a uključuju nizak red nelinearnosti njihovih prolaznih karakteristika, što približava značajke zvuka PT pojačala i cijevnih pojačala, kao i visoko pojačanje snage za signale u audio frekvencijskom području.
    Među najnovijim publikacijama u časopisu o UMZCH s moćnim PT-ovima mogu se primijetiti članci. Nedvojbena prednost pojačala je niska razina izobličenja, ali nedostatak je mala snaga (15 W). Pojačalo ima veću snagu, dostatnu za stambenu upotrebu, i prihvatljivu razinu izobličenja, ali čini se da je relativno složeno za proizvodnju i konfiguraciju. Ovdje i dolje govorimo o UMZCH-ovima namijenjenim za upotrebu s kućnim zvučnicima snage do 100 W.
    Parametri UMZCH, usmjereni na usklađenost s međunarodnim IEC preporukama, određuju minimalne zahtjeve za hi-fi opremu. Oni su sasvim opravdani kako s psihofiziološke strane ljudske percepcije izobličenja, tako i iz stvarno mogućeg izobličenja audio signala u akustičnim sustavima (AS), na kojima UMZCH zapravo radi.
    U skladu sa zahtjevima IEC 581-7 za hi-fi zvučnike, ukupni faktor harmonijskog izobličenja ne smije prelaziti 2% u frekvencijskom rasponu 250 ... 1000 Hz i 1% u rasponu iznad 2 kHz na razini zvučnog tlaka od 90 dB na udaljenosti od 1 m, karakteristična osjetljivost kućnih zvučnika je 86 dB/W/m, što odgovara UMZCH izlaznoj snazi ​​od samo 2,5 W. Uzimajući u obzir vršni faktor glazbenih programa, uzet jednak tri (kao za Gaussov šum), izlazna snaga UMZCH trebala bi biti oko 20 W. U stereofonskom sustavu, zvučni pritisak na niskim frekvencijama se približno udvostručuje, što omogućava slušatelju da se udalji od zvučnika za 2 m. Na udaljenosti od 3 m, snaga stereo pojačala od 2x45 W je sasvim dovoljna.
    Više puta je primijećeno da su izobličenja u UMZCH na tranzistorima s efektom polja uzrokovana uglavnom drugim i trećim harmonicima (kao u radnim zvučnicima). Ako pretpostavimo da su uzroci nelinearnih izobličenja u zvučnicima i UMZCH nezavisni, tada se rezultirajući harmonijski koeficijent za zvučni tlak određuje kao kvadratni korijen zbroja kvadrata harmonijskih koeficijenata UMZCH i zvučnika. U ovom slučaju, ako je ukupni koeficijent harmonijskog izobličenja u UMZCH tri puta manji od izobličenja u zvučnicima (tj. Ne prelazi 0,3%), tada se može zanemariti.
    Raspon učinkovito reproduciranih frekvencija UMZCH-a više ne bi trebao biti čujan ljudima - 20...20 000 Hz. Što se tiče brzine porasta izlaznog napona UMZCH, u skladu s rezultatima dobivenim u autorovom radu, brzina od 7 V/μs dovoljna je za snagu od 50 W pri radu pri opterećenju od 4 Ohma i 10 Ohma. V/μs pri radu pri opterećenju od 8 Ohma.
    Osnova za predloženi UMZCH bilo je pojačalo u kojem je operativno pojačalo velike brzine sa snagom praćenja korišteno za "pogon" izlaznog stupnja u obliku kompozitnih repetitora na bipolarnim tranzistorima. Snaga za praćenje također je korištena za prednaponski krug izlaznog stupnja.

    Na pojačalu su napravljene sljedeće promjene: izlazni stupanj temeljen na komplementarnim parovima bipolarnih tranzistora zamijenjen je kaskadom s kvazi-komplementarnom strukturom pomoću jeftinih IRFZ44 izoliranih PT-ova, a dubina ukupnog SOS-a ograničena je na 18 dB . Dijagram strujnog kruga pojačala prikazan je na sl. 1.

    Kao pretpojačalo korišteno je operacijsko pojačalo KR544UD2A s visokom ulaznom impedancijom i povećanim performansama. Sadrži ulazni diferencijalni stupanj na PT s p-n spojem i izlazni push-pull naponski pratilac. Unutarnji elementi za izjednačavanje frekvencije osiguravaju stabilnost u različitim načinima povratne veze, uključujući pratilac napona.
    Ulazni signal dolazi kroz niskopropusni filtar RnC 1 s graničnom frekvencijom od oko 70 kHz (ovdje je unutarnji otpor izvora signala = 22 kOhm). koji se koristi za ograničavanje spektra signala koji ulazi na ulaz pojačala snage. Krug R1C1 osigurava stabilnost UMZCH kada se vrijednost RM mijenja od nule do beskonačnosti. Na neinvertirajući ulaz op-amp DA1 signal prolazi kroz visokopropusni filtar izgrađen na elementima C2, R2 sa graničnom frekvencijom od 0,7 Hz, koji služi za odvajanje signala od konstantne komponente. Lokalni OOS za operacijsko pojačalo izveden je na elementima R5, R3, SZ i daje pojačanje od 43 dB.
    Stabilizator napona za bipolarno napajanje op-amp DA1 izrađen je na elementima R4, C4, VDI i R6, Sat. VD2 odnosno. Stabilizacijski napon odabran je na 16 V. Otpornik R8 zajedno s otpornicima R4, R6 čine razdjelnik izlaznog napona UMZCH za opskrbu op-amp snage "praćenja", čiji zamah ne smije premašiti granične vrijednosti ​​od uobičajenog ulaznog napona op-amp-a, tj. +/-10 V "Tracking" napajanje omogućuje značajno povećanje raspona izlaznog signala op-amp-a.
    Kao što je poznato, za rad tranzistora s efektom polja s izoliranim vratima, za razliku od bipolarnog, potreban je prednapon od oko 4 V. Za to je u krugu prikazanom na sl. 1, za tranzistor VT3 koristi se krug pomaka razine signala na elementima R10, R11 i UUZ.U04 do 4,5 V. Signal iz izlaza op-amp kroz krug VD3VD4C8 i otpornik R15 dovodi se do vrata tranzistora VT3, konstantni napon na kojem je u odnosu na zajedničku žicu +4,5 V.
    Elektronički analog zener diode na elementima VT1, VD5, VD6, Rl2o6ecne4H pomiče napon za -1,5 V u odnosu na izlaz op-amp kako bi se osigurao potrebni način rada tranzistora VT2. Signal s izlaza op-amp kroz krug VT1C9 također ide na bazu tranzistora VT2, koji je spojen prema zajedničkom emiterskom krugu, koji invertira signal.
    Na elementima R17. VD7, C12, R18 sastavljen je podesivi krug pomaka razine, koji vam omogućuje da postavite potrebnu pristranost za tranzistor VT4 i time postavite struju mirovanja završnog stupnja. Kondenzator SY osigurava "snagu praćenja" krugu pomaka razine dovodeći izlazni napon UMZCH na spojnu točku otpornika R10, R11 za stabilizaciju struje u ovom krugu. Spajanje tranzistora VT2 i VT4 tvori virtualni tranzistor s efektom polja s kanalom p-tipa. tj. Formira se kvazi-komplementarni par s izlaznim tranzistorom VT3 (s kanalom n-tipa).
    Krug C11R16 povećava stabilnost pojačala u ultrazvučnom frekvencijskom području. Keramički kondenzatori C13. C14. instalirani u neposrednoj blizini izlaznih tranzistora služe istoj svrsi. Zaštita UMZCH od preopterećenja tijekom kratkih spojeva u opterećenju osigurana je osiguračima FU1-FU3. budući da tranzistori s efektom polja IRFZ44 imaju najveću struju odvoda od 42 A i mogu izdržati preopterećenja dok osigurači ne pregore.
    Za smanjenje istosmjernog napona na izlazu UMZCH, kao i za smanjenje nelinearnih izobličenja, na elementima R7, C7 uveden je opći OOS. R3, SZ. AC OOS dubina ograničena je na 18,8 dB, što stabilizira koeficijent harmonijskog izobličenja u audio frekvencijskom rasponu. Za istosmjernu struju, op-amp, zajedno s izlaznim tranzistorima, radi u načinu rada sljedbenika napona, osiguravajući stalnu komponentu izlaznog napona UMZCH od najviše nekoliko milivolti.

    Na slici je prikazan sklop pojačala snage 50 W s MOSFET izlaznim tranzistorima.
    Prvi stupanj pojačala je diferencijalno pojačalo koje koristi tranzistore VT1 VT2.
    Drugi stupanj pojačala sastoji se od tranzistora VT3 VT4. Završni stupanj pojačala sastoji se od MOSFET-a IRF530 i IRF9530. Izlaz pojačala spojen je preko svitka L1 na opterećenje od 8 Ohma.
    Lanac koji se sastoji od R15 i C5 dizajniran je za smanjenje razine buke. Kondenzatori C6 i C7 su filtri snage. Otpor R6 je dizajniran za regulaciju struje mirovanja.

    Bilješka:
    Koristite bipolarno napajanje +/-35V
    L1 se sastoji od 12 zavoja izolirane bakrene žice promjera 1 mm.
    C6 i C7 trebaju biti ocijenjeni na 50 V, preostali elektrolitski kondenzatori na 16 V.
    Potreban je hladnjak za MOSFET-ove. Dimenzija 20x10x10 cm od aluminija.
    Izvor - http://www.circuitstoday.com/mosfet-amplifier-circuits

    • Povezani članci

    Prijava koristeći:

    Nasumični članci

    • 21.09.2014

      Ovaj krug automatskog prekidača svjetla automatski će uključiti svjetla noću i ugasiti ih ujutro. Kao svjetlosni senzor koristi se LDR fotootpornik. U krug se mogu spojiti bilo koje svjetiljke (fluorescentne, sa žarnom niti...). Osnova prekidača je Schmittov okidač na mjeraču vremena 555. LDR i mjerač vremena 555 koriste se zajedno za automatsko prebacivanje. Svjetlo…

    • 26.06.2018

      Ovaj primjer pokazuje mogućnost interakcije između php-a i Arduina. Test se provodi na Ubuntu 14.04, web poslužitelju Apache 2, instaliran je php 5.5. Test je testirao uključivanje i isključivanje digitalnog izlaza, kao i ispitivanje statusa izlaza pomoću php-a. test.php

      UMZCH s komplementarnim tranzistorima s efektom polja

      Čitateljima predstavljamo verziju UMZCH od sto vata s tranzistorima s efektom polja. U ovom dizajnu, kućišta tranzistora snage mogu se montirati na zajednički hladnjak bez izolacijskih odstojnika, što značajno poboljšava prijenos topline. Kao druga opcija za napajanje, predlaže se snažni pretvarač impulsa, koji bi trebao imati prilično nisku razinu samosmetnji.

      Korištenje tranzistora s efektom polja (FET) u UMZCH-ima donedavno je bilo otežano oskudnim rasponom komplementarnih tranzistora, kao i njihovim niskim radnim naponom. Kvaliteta reprodukcije zvuka putem UMZCH na PT često se ocjenjuje na razini cijevnih pojačala, pa čak i više zbog činjenice da, u usporedbi s pojačalima temeljenim na bipolarnim tranzistorima, stvaraju manje nelinearnih i intermodulacijskih izobličenja, a također imaju glatkiji porast izobličenja tijekom preopterećenja. Oni su superiorniji od cijevnih pojačala kako u prigušenju opterećenja, tako iu širini radnog frekvencijskog pojasa zvuka. Granična frekvencija takvih pojačala bez negativne povratne veze znatno je viša od frekvencije UMZCH na temelju bipolarnih tranzistora, što ima blagotvoran učinak na sve vrste izobličenja.

      Nelinearna izobličenja u UMZCH uglavnom su uvedena izlaznim stupnjem, a za njihovo smanjenje obično se koristi opći OOS. Izobličenje u ulaznom diferencijalnom stupnju, koji se koristi kao sumator signala iz izvora i općeg OOS kruga, može biti malo, ali ih je nemoguće smanjiti korištenjem općeg OOS

      Kapacitet preopterećenja diferencijalne kaskade pomoću tranzistora s efektom polja je približno 100...200 puta veći nego kod bipolarnih tranzistora.

      Korištenje tranzistora s efektom polja u izlaznom stupnju UMZCH-a omogućuje napuštanje tradicionalnih Darlington repetitora s dva i tri stupnja s njihovim inherentnim nedostacima.

      Dobri rezultati postižu se korištenjem tranzistora s efektom polja sa strukturom metal-dielektrik-poluvodič (MDS) u izlaznom stupnju. Zbog činjenice da je struja u izlaznom krugu kontrolirana ulaznim naponom (slično električnim vakuumskim uređajima), pri velikim strujama performanse kaskade na MOS tranzistorima s efektom polja u načinu prebacivanja su prilično visoke (τ = 50 ns). Takve kaskade imaju dobra svojstva prijenosa na visokim frekvencijama i imaju učinak samostabilizacije temperature.

      Prednosti tranzistora s efektom polja uključuju:

      • niska upravljačka snaga u statičkim i dinamičkim načinima rada;
      • odsutnost toplinskog sloma i niska osjetljivost na sekundarni slom;
      • toplinska stabilizacija struje odvoda, pružajući mogućnost paralelnog povezivanja tranzistora;
      • karakteristika prijenosa je blizu linearne ili kvadratne;
      • visoke performanse u načinu rada prebacivanja, čime se smanjuju dinamički gubici;
      • odsutnost fenomena nakupljanja viška nosača u strukturi;
      • niska razina buke,
      • male dimenzije i težina, dugi vijek trajanja.

      Ali osim prednosti, ovi uređaji imaju i nedostatke:

      • kvar zbog električnog prenapona;
      • Na niskim frekvencijama (ispod 100 Hz) može doći do izobličenja toplinskog podrijetla. Na tim se frekvencijama signal mijenja tako sporo da se u jednom poluciklusu temperatura kristala ima vremena promijeniti i, posljedično, promijeniti se napon praga i transkonduktivnost tranzistora.

      Posljednji navedeni nedostatak ograničava izlaznu snagu, posebno pri niskim naponima napajanja; Izlaz je paralelno uključivanje tranzistora i uvođenje OOS-a.

      Treba napomenuti da su nedavno strane tvrtke (na primjer, Exicon, itd.) Razvile mnoge tranzistore s efektom polja pogodne za audio opremu: EC-10N20, 2SK133-2SK135, 2SK175, 2SK176 s kanalom n-tipa; EC-10P20, 2SJ48-2SJ50, 2SJ55, 2SJ56 s kanalom p-tipa. Takvi se tranzistori odlikuju slabom ovisnošću transkonduktancije (admitans prijenosa naprijed) o struji odvoda i izglađenim izlaznim I-V karakteristikama

      Parametri nekih tranzistora s efektom polja, uključujući one koje proizvodi Minska proizvodna udruga "Integral", dati su u tablici. 1.

      Većina tranzistorskih UMZCH bez transformatora izrađena je pomoću kruga polumosta. U ovom slučaju, opterećenje je spojeno na dijagonalu mosta koju čine dva izvora napajanja i dva izlazna tranzistora pojačala (slika 1).

      Kada nije bilo komplementarnih tranzistora, izlazni stupanj UMZCH izveden je uglavnom na tranzistorima iste strukture s opterećenjem i izvorom napajanja spojenim na zajedničku žicu (slika 1, a) Dvije moguće opcije za upravljanje izlaznim tranzistorima prikazani su na sl. 2.

      U prvom od njih (slika 2, a) kontrola donjeg kraka izlaznog stupnja je u povoljnijim uvjetima. Budući da je promjena napona napajanja mala, Millerov efekt (dinamički ulazni kapacitet) i Earleyev efekt (ovisnost struje kolektora o naponu emiter-kolektor) praktički se ne pojavljuju. Upravljački krug nadlaktice ovdje je serijski povezan sa samim opterećenjem, stoga se, bez poduzimanja dodatnih mjera (na primjer, kaskodno uključivanje uređaja), ovi učinci manifestiraju u značajnoj mjeri. Na temelju ovog principa razvijen je niz uspješnih UMZCH.

      Prema drugoj opciji (Sl. 2.6 - MOS tranzistori su konzistentniji s ovom strukturom), razvijen je i niz UMZCH, na primjer. Međutim, čak iu takvim kaskadama teško je osigurati simetriju upravljanja izlaznim tranzistorima, čak i uz korištenje strujnih generatora. Drugi primjer balansiranja pomoću ulaznog otpora je implementacija krakova pojačala u kvazi-komplementarnom krugu ili korištenje komplementarnih tranzistora (vidi sliku 1, b) c.

      Želja za uravnoteženjem krakova izlaznog stupnja pojačala izrađenih na tranzistorima iste vodljivosti dovela je do razvoja pojačala s neuzemljenim opterećenjem prema shemi na sl. 1,g. Međutim, ni ovdje nije moguće postići potpunu simetriju prethodnih kaskada. Krugovi negativne povratne sprege iz svakog kraka izlaznog stupnja su nejednaki; OOS sklopovi ovih stupnjeva kontroliraju napon na opterećenju u odnosu na izlazni napon suprotne strane. Osim toga, takvo sklopno rješenje zahtijeva izolirane izvore napajanja. Zbog tih nedostataka nije našao široku primjenu.

      S pojavom komplementarnih bipolarnih tranzistora i tranzistora s efektom polja, izlazni stupnjevi UMZCH uglavnom su izgrađeni prema krugovima na Sl. 1, b, c. Međutim, čak iu ovim opcijama potrebno je koristiti visokonaponske uređaje za pogon izlaznog stupnja. Tranzistori predizlaznog stupnja rade s visokim naponskim pojačanjem, te su stoga podložni Millerovim i Earleyjevim učincima i, bez opće povratne sprege, unose značajna izobličenja, koja od njih zahtijevaju visoke dinamičke karakteristike. Napajanje preliminarnih stupnjeva s povećanim naponom također smanjuje učinkovitost pojačala.

      Ako je na Sl. 1, b, c pomaknite točku spajanja sa zajedničkom žicom na suprotni krak dijagonale mosta, dobivamo opcije na sl. 1,d odnosno 1,f. U kaskadnoj strukturi prema dijagramu na Sl. 1 automatski je riješen problem izolacije izlaznih tranzistora od kućišta. Pojačala izrađena prema takvim sklopovima lišena su niza navedenih nedostataka.

      Značajke dizajna kruga pojačala

      Radio amaterima nudimo invertirajući UMZCH (Sl. 3), koji odgovara blok dijagramu izlaznog stupnja na Sl. 1,e.

      (kliknite za povećanje)

      Ulazni diferencijalni stupanj napravljen je pomoću tranzistora s efektom polja (VT1, VT2 i DA1) u simetričnom krugu. Njihove prednosti u diferencijalnoj kaskadi dobro su poznate: visoka linearnost i sposobnost preopterećenja, nizak šum. Korištenje tranzistora s efektom polja znatno je pojednostavilo ovu kaskadu, jer nije bilo potrebe za strujnim generatorima. Za povećanje pojačanja s otvorenom petljom povratne sprege, signal se uklanja iz oba kraka diferencijalnog stupnja, a emiterski sljedbenik na tranzistorima VT3, VT4 postavlja se ispred naknadnog pojačala napona.

      Drugi stupanj izrađen je pomoću tranzistora VT5-VT10 pomoću kombiniranog kaskodnog kruga s praćenjem snage. Takvo napajanje kaskade s OE neutralizira ulazni dinamički kapacitet u tranzistoru i ovisnost kolektorske struje o naponu emiter-kolektor. Izlazni stupanj ovog stupnja koristi visokofrekventne BSIT tranzistore, koji u usporedbi s bipolarnim tranzistorima (KP959 naspram KT940) imaju dvostruko veću graničnu frekvenciju i četiri puta veći odvodni (kolektorski) kapacitet.

      Korištenje izlaznog stupnja napajanog zasebnim izoliranim izvorima omogućilo je izostavljanje niskonaponskog napajanja (9 V) za pretpojačalo.

      Izlazni stupanj je napravljen od snažnih MOS tranzistora, a njihovi odvodni terminali (i prirubnice za raspršivanje topline kućišta) spojeni su na zajedničku žicu, što pojednostavljuje dizajn i montažu pojačala.

      Snažni MOS tranzistori, za razliku od bipolarnih, imaju manji raspon parametara, što olakšava njihovo paralelno spajanje. Glavno širenje struja između uređaja nastaje zbog nejednakosti napona praga i širenja ulaznih kapaciteta. Uvođenje dodatnih otpornika s otporom od 50-200 Ohma u krug vrata osigurava gotovo potpuno izjednačavanje kašnjenja uključivanja i isključivanja i eliminira širenje struja tijekom prebacivanja.

      Svi stupnjevi pojačala pokriveni su lokalnim i općim OOS-om.

      Glavne tehničke karakteristike

      • S otvorenom povratnom spregom (R6 zamijenjen s 22 MOhm, C4 isključen)
      • Granična frekvencija, kHz......300
      • Dobitak napona, dB......43
      • Harmonijski koeficijent u načinu AB, %, ne više......2

      S uključenim OOS-om

      • Izlazna snaga, W pri opterećenju od 4 Ohma......100
      • pri opterećenju od 8 Ohma......60
      • Ponovljivi raspon frekvencija, Hz......4...300000
      • Harmonijski koeficijent, %, ne više......0,2
      • Nazivni ulazni napon, V......2
      • Struja mirovanja izlaznog stupnja, A......0,15
      • Ulazni otpor, kOhm.....24

      Zbog činjenice da je granična frekvencija pojačala s otvorenom petljom relativno visoka, dubina povratne veze i harmonijsko izobličenje gotovo su konstantni u cijelom frekvencijskom rasponu.

      Odozdo, radni frekvencijski pojas UMZCH-a ograničen je kapacitetom kondenzatora C1, odozgo - C4 (s kapacitetom od 1,5 pF, granična frekvencija je 450 kHz).

      Konstrukcija i detalji

      Pojačalo je izrađeno na ploči od dvostrane folije od stakloplastike (slika 4).

      Ploča sa strane gdje se ugrađuju elementi maksimalno se ispuni folijom spojenom na zajedničku žicu. Tranzistori VT8, VT9 opremljeni su malim pločastim hladnjakom u obliku "zastave". Klipovi su ugrađeni u rupe za odvodne terminale snažnih tranzistora s efektom polja; Odvodni terminali tranzistora VT11, VT14 spojeni su na zajedničku žicu na strani folije (označeno križićima na slici).

      Klipovi su ugrađeni u rupe 5-7 na ploči za spajanje izvoda mrežnog transformatora i rupe za kratkospojnike. Otpornici R19, R20, R22, R23 izrađeni su od manganinske žice promjera 0,5 i duljine 150 mm. Za suzbijanje induktiviteta, žica je presavijena na pola i, presavijena (bifilarna), namotana na trn promjera 4 mm.

      Induktor L1 je namotan PEV-2 žicom 0,8 okretaja da se okrene preko cijele površine otpornika od 2 W (MLT ili slično).

      Kondenzatori C1, C5, C10, C11 - K73-17, pri čemu su C10 i C11 zalemljeni sa strane tiskanog kruga na stezaljke kondenzatora C8 i C9. Kondenzatori C2, C3 - oksid K50-35; kondenzator C4 - K10-62 ili KD-2; C12 - K10-17 ili K73-17.

      Tranzistori s efektom polja s kanalom n-tipa (VT1, VT2) moraju se odabrati s približno istom početnom strujom odvoda kao i tranzistori u sklopu DA1. Što se tiče graničnog napona, oni se ne bi trebali razlikovati za više od 20%. Mikrosklop DA1 K504NTZB može se zamijeniti s K504NT4B. Moguće je koristiti odabrani par tranzistora KP10ZL (također s indeksima G, M, D); KP307V - KP307B (također A, E), KP302A ili sklop tranzistora KPS315A, KPS315B (u ovom slučaju ploča će morati biti redizajnirana).

      Na pozicijama VT8, VT9 također možete koristiti komplementarne tranzistore serije KT851, KT850, kao i KT814G, KT815G (s graničnom frekvencijom od 40 MHz) iz Minske udruge "Integral".

      Osim onih navedenih u tablici, možete koristiti, na primjer, sljedeće parove MIS tranzistora: IRF530 i IRF9530; 2SK216 i 2SJ79; 2SK133-2SK135 i 2SJ48-2SJ50; 2SK175-2SK176 i 2SJ55-2SJ56.

      Za stereo verziju, napajanje se napaja svakom pojačalu iz zasebnog transformatora, po mogućnosti s prstenastim ili štapnim (PL) magnetskim krugom, snage 180...200 W. Između primarnog i sekundarnog namota postavljen je sloj zaštitnog namota s žicom PEV-2 0,5; jedan od njegovih terminala spojen je na zajedničku žicu. Izvodi sekundarnih namota spojeni su na pločicu pojačala oklopljenom žicom, a ekran je spojen na zajedničku žicu pločice. Na jednom od mrežnih transformatora postavljeni su namoti za ispravljače pretpojačala. Stabilizatori napona izrađeni su na mikro krugovima IL7809AC (+9 V), IL7909AC (-9 V) - nisu prikazani na dijagramu. Za napajanje ploče od 2x9 V koristi se konektor ONP-KG-26-3 (XS1).

      Prilikom postavljanja, optimalna struja diferencijalnog stupnja postavlja se podešavanjem otpornika R3 kako bi se smanjilo izobličenje pri najvećoj snazi ​​(otprilike u sredini radnog dijela). Otpornici R4, R5 dizajnirani su za struju od oko 2...3 mA u svakom kraku s početnom strujom odvoda od oko 4...6 mA. Uz manju početnu struju odvoda, otpor ovih otpornika mora se proporcionalno povećati.

      Struja mirovanja izlaznih tranzistora u rasponu od 120 ... 150 mA postavlja se podrezivanjem otpornika R3 i, ako je potrebno, odabirom otpornika R13, R14.

      Preklopno napajanje

      Za one radioamatere koji imaju poteškoća s kupnjom i namotavanjem velikih mrežnih transformatora, nudi se sklopno napajanje za izlazne stupnjeve UMZCH. U tom slučaju pretpojačalo se može napajati iz stabiliziranog napajanja male snage.

      Pulsni izvor napajanja (njegov krug je prikazan na slici 5) je neregulirani samooscilirajući polumostni pretvarač. Korištenje upravljanja proporcionalnom strujom inverterskih tranzistora u kombinaciji s zasićenim sklopnim transformatorom omogućuje automatsko uklanjanje aktivnog tranzistora iz zasićenja u trenutku prebacivanja. Ovo smanjuje vrijeme rasipanja naboja u bazi i eliminira prolaznu struju, a također smanjuje gubitke snage u upravljačkim krugovima, povećavajući pouzdanost i učinkovitost pretvarača.

      Specifikacije UPS-a

      • Izlazna snaga, W, ne više......360
      • Izlazni napon......2x40
      • Učinkovitost,%, ne manje......95
      • Frekvencija pretvorbe, kHz......25

      Na ulazu mrežnog ispravljača ugrađen je filtar za suzbijanje smetnji L1C1C2. Otpornik R1 ograničava udarnu struju punjenja kondenzatora C3. Na pločici se nalazi kratkospojnik X1 u seriji s otpornikom, umjesto kojeg možete uključiti prigušnicu za poboljšanje filtriranja i povećanje "tvrdoće" karakteristike izlaznog opterećenja.

      Pretvarač ima dva kruga pozitivne povratne sprege: prvi - za napon (pomoću namota II u transformatoru T1 i III - u T2); drugi - strujom (s strujnim transformatorom: zavoj 2-3 i namoti 1-2, 4-5 transformatora T2).

      Uređaj za okidanje izrađen je na jednospojnom tranzistoru VT3. Nakon što se pretvarač pokrene, on se isključuje zbog prisutnosti diode VD15, budući da je vremenska konstanta kruga R6C8 znatno duža od razdoblja pretvorbe.

      Osobitost pretvarača je da kada niskonaponski ispravljači rade na velikim kapacitetima filtera, potrebno mu je glatko pokretanje. Glatko pokretanje jedinice olakšavaju prigušnice L2 i L3 i, donekle, otpornik R1.

      Napajanje je izvedeno na tiskanoj ploči od jednostrano foliranog fiberglasa debljine 2 mm. Crtež ploče prikazan je na sl. 6.

      (kliknite za povećanje)

      Podaci o namotima transformatora i podaci o magnetskim jezgrama dani su u tablici. 2. Svi namoti izrađeni su žicom PEV-2.

      Prije namotavanja transformatora, oštri rubovi prstenova moraju biti otupljeni brusnim papirom ili blokom i omotani lakiranom tkaninom (za T1 - prstenovi presavijeni zajedno u tri sloja). Ako se ova prethodna obrada ne izvrši, moguće je da će se lakirana tkanina pritisnuti i zavoji žice kratko spojiti na magnetski krug. Kao rezultat toga, struja praznog hoda će se naglo povećati i transformator će se zagrijati. Između namota 1-2, 5-6-7 i 8-9-10, zaštitni namoti su namotani žicom PEV-2 0,31 u jednom sloju zavoj do zavoja, čiji je jedan kraj (E1, E2) spojen na zajedničku žicu od UMZCH.

      Namot 2-3 transformatora T2 je zavojnica žice promjera 1 mm na vrhu namota 6-7, zalemljena na krajevima u tiskanu pločicu.

      Prigušnice L2 i L3 izrađene su na BZO oklopljenim magnetskim jezgrama od ferita 2000NM. Namoti prigušnica su namotani u dvije žice dok se okvir ne napuni žicom PEV-2 0,8. S obzirom da prigušnice rade s DC prednaponom, potrebno je između čašica umetnuti brtve od nemagnetskog materijala debljine 0,3 mm.

      Prigušnica L1 je tipa D13-20, može se izraditi i na oklopnoj magnetskoj jezgri B30 slično prigušnicama L2, L3, ali bez brtve, namotavanjem namota u dvije žice MGTF-0,14 dok se okvir ne napuni.

      Tranzistori VT1 i VT2 montirani su na hladnjake od rebrastog aluminijskog profila dimenzija 55x50x15 mm kroz izolacijske brtve. Umjesto onih navedenih na dijagramu, možete koristiti tranzistore KT8126A iz Minsk Integral Production Association, kao i MJE13007. Između izlaza napajanja +40 V, -40 V i "njihove" srednje točke (ST1 i ST2) spojeni su dodatni oksidni kondenzatori K50-6 (nisu prikazani na dijagramu) kapaciteta 2000 μF na 50 V kondenzatori su ugrađeni na tekstolitnu ploču dimenzija 140x100 mm, pričvršćenu vijcima na hladnjake snažnih tranzistora.

      Kondenzatori C1, C2 - K73-17 za napon 630 V, C3 - oksidni K50-35B za 350 V, C4, C7 - K73-17 za 250 V, C5, C6 - K73-17 za 400 V, C8 - K10-17 .

      Impulsno napajanje spojeno je na PA ploču u neposrednoj blizini priključaka kondenzatora C6-C11. U ovom slučaju, diodni most VD5-VD8 nije montiran na PA ploču.

      Za odgodu spajanja sustava zvučnika na UMZCH tijekom trajanja prigušenja prijelaznih procesa koji se javljaju tijekom uključivanja i isključivanje zvučnika kada se na izlazu pojačala pojavi izravni napon bilo kojeg polariteta, možete koristiti jednostavan ili složeniji zaštitni uređaj.

      Književnost

      1. Khlupnov A. Amaterska niskofrekventna pojačala. -M.: Energija, 1976, str. 22.
      2. Akulinichev I. Niskofrekventno pojačalo sa stabilizatorom zajedničkog načina rada. - Radio, 1980., br.Z.s.47.
      3. Garevskikh I. Širokopojasno pojačalo snage. - Radio, 1979, broj 6. str. 43.
      4. Kolosov V. Suvremeni amaterski magnetofon. - M.: Energija, 1974.
      5. Borisov S. MOS tranzistori u niskofrekventnim pojačalima. - Radio. 1983, br. 11, str. 36-39 (prikaz, ostalo).
      6. Dorofeev M. Mode B u AF pojačalima snage. - Radio, 1991, broj 3, str. 53.
      7. Syritso A. Snažno bas pojačalo. - Radio, 1978. br. 8, str. 45-47 (prikaz, ostalo).
      8. Syritso A. Pojačalo snage temeljeno na integriranim op-pojačalima. - Radio, 1984, broj 8, str. 35-37 (prikaz, ostalo).
      9. Yakimenko N. Tranzistori s efektom polja u mostu UMZCH. - Radio. 1986, br. 9, str. 38, 39.
      10. Vinogradov V. AC zaštitni uređaj. - Radio, 1987., broj 8. str. 30.