Схема підсилювача потужності звуку на 500 Ватт

Представлена ​​тут конструкція є готовим модулем монофонічного підсилювача НЧ високої потужності з дуже хорошими параметрами. Даний підсилювач змодельований на основі популярної розробці інженера. Схема має низькі гармонійні спотворення, що не перевищує 0.05%, при потужності на навантаженні порядку 500 Вт. Даний підсилювач є корисним і необхідним при організації різних вуличних концертних заходів і вже багато разів ставав незамінним під час цих подій. Великою перевагою системи є проста конструкція і недорогий вихідний каскад, що складається з 10 об’єднаних МОП-транзисторів. УМЗЧ може працювати з динаміками з опором як 4 або 8 Ом. Єдиною налаштуванням, яку необхідно виконати під час запуску — це установка струму спокою вихідних транзисторів.

У статті наводиться тільки схема і опис роботи безпосередньо підсилювача потужності, але не забувайте, що повний аудіокомплекс містить і інші модулі:

  • оконечник УМЗЧ
  • предусилитель
  • Блок живлення
  • індикатор рівня
  • Система м’якого старту
  • Система управління охолодженням
  • Блок захисту динаміків АС

Принципова схема УНЧ на транзисторах 500 ват

Схема підсилювача потужності наведена на малюнку вище. Це класична схемотехніка, що складається з диференціального вхідного підсилювача і симетричного підсилювача потужності, в якому працює 5 пар транзисторів. Транзистори T2 (MPSA42) і T3 (MPSA42) працюють в схемі диференціального підсилювача з харчуванням через резистори R8 (10k) і R9 (10k). Напруга в середині цього дільника стабілізовано за допомогою стабілітрона D2 (15V / 1W) і фільтрується конденсатором C4 (100uF / 100V). Вхідний сигнал подається на роз’єм GP1 (IN) і фільтрується через елементи R1 (470R), R3 (22k), C1 (1uF) і C2 (1nF), які обмежують частотний діапазон підсилювача як зверху, так і знизу.

Навантаженням диференціального підсилювача є транзистори T1 (MPSA42) і T4 (MPSA42), що працюють в системі із загальною базою, а також резистори R5 (1,2 k) і R6 (1,2 k). Полярність навантаження задає стабілітрон D1 (15V / 1W) і резистор R7 (10k). Основним завданням системи складається з транзисторів T1 і T4 є узгодження імпедансу вихідного сигналу для каскаду УНЧ. Ще один каскад, побудований на транзисторах T5 (MJE350) і T6 (MJE350), виконує роль диференціального підсилювача напруги. Харчується він через резистор R11 (100Р / 2W). Навантаженням його будуть транзистори T14 (MJE340) і T15 (MJE340), резистори R13 (100Р / 2W) і R14 (100Р / 2W), і транзистор T7 (BD139).

Конденсатор C15 (47nF), підключений паралельно резистору R44 (10k / 2W) покращує проходження імпульсних сигналів, в той час як невеликі конденсатори C7 (56pF) і C8 (56pF) протидіють самовозбуждению УМЗЧ. Транзистор T7 разом з резисторами R10 (4,7 k), R45 (82R) і потенціометром P1 (4,7k) дозволяє встановити правильну полярність вихідних транзисторів T9-T13 (IRFP240), T17-T21 (IRFP9240) в стані спокою. Потенціометром P1 можна встановити струм спокою, який повинен становити близько 100 мА на кожну пару вихідних транзисторів. Транзистори T9-T13, як і T17-T21 з’єднані паралельно і працюють як повторювачі напруги на великий максимальний вихідний струм. Отже, попередні каскади підсилювача повинні забезпечити всі посилення по напрузі, яке визначається за допомогою співвідношення R4 (22k) до R2 (470R) і становить близько 47.

Резистори R30-R39 (0,33 R / 5W), включені в витоки вихідних транзисторів забезпечують захист від їх пошкодження, яке могло б виникнути в разі різних опорів каналів транзисторів. Резистори R20-Р29 (470R), з’єднані послідовно з виходами транзисторів T9-T13, T17-T21, служать для зменшення швидкості зарядки ємності і, отже, обмежують частотний діапазон підсилювача.

Підсилювач має дві прості захисту:

  1. Перша спрямована проти перевантаження і реалізована за допомогою стабілітронів D3 (7,5 V / 1W) та D4 (7,5 V / 1W), які не допускають зростання напруги між джерелами і виходами потужних транзисторів вище 7.5 вольта.
  2. Друга захист побудована з використанням транзисторів T7, T16 і (BD136), резисторів R16-R17 (33k) і R18-R19 (1к) і діодів D7-D10 (1N4148). Вона запобігає надмірне збільшення струму силових транзисторів, що могло б призвести до перевищення допустимої потужності. Ділянка схеми, що складається з транзисторів T7, T16 відстежує падіння напруги на R30 (0,33 R / 5W) і R35 (0,33 R / 5W) і обмежує зростання напруги потужних транзисторів в разі перевищення допустимого проходить через не тока.

Блок живлення не стабілізований двох полярний, що складається з діодного моста Br1 (25А) і конденсаторів C9-C14 (10000uF / 100V). Харчування підсилювача захищено плавкими запобіжниками F1-F2 (10A). За запобіжниками напруга додатково фільтрується конденсаторами C18-C19 (1000uF / 100V). Харчування вхідних ланцюгів відокремлено від харчування підсилювача потужності за допомогою діодів D5-D6 (1N4009), резисторів R12 (100Р / 2W), R15 (100Р / 2W) і фільтрується конденсаторами C3 (100uF / 100V) і C6 (100uF / 100V). Це запобігає перепад напруги, яке може виникати на піках потужності при великих навантаженнях. Світлодіоди D11-D12 разом з кінцевими обмежують їх ток резисторами R40-R41 (16K / 1W) представляють собою індикатори наявності живлення на схемі.

Блок живлення

На малюнку далі представлена ​​схема блоку живлення — джерела декількох допоміжних напруг. Він не потрібен для роботи самого підсилювачі потужності, але дуже корисний для харчування інших блоків повного аудіо-комплексу, таких як: попередній, вентилятори, індикатор рівня, система м’якого старту або захист динаміків. Всі ці модулі інтегровані в один загальний підсилювач в великому корпусі.

Блок живлення на допоміжні напруги УНЧ — схема

Блок живлення розділений на кілька окремих секцій, кожна з яких має свій окремий контур маси. Перша секція являє собою симетричний блок живлення 2 × 15 В, він використовується для живлення попереднього підсилювача. Роз’єм A4 служить для підключення двухполярной обмотки трансформатора. Напруга випрямляється за допомогою випрямного моста Br2 (1 A) і фільтрується стабілізаторами U2 (LM317), U6 (LM337) за допомогою C1 (100nF), C7 (100nF) і C24-C25 (4700uF). Вихідний фільтр є конденсатори C8-C9 (100nF) і C19-C20 (100uF). Вихідна напруга цього блоку встановлюється за допомогою резисторів R2-R3 (220R) і R9-R10 (2,4 к). Транзистори T1 (BC546), T2 (BC556); резистори R4-R5 (10k) і R7-R8 (3,3 k) представляють собою ланцюг відключення живлення, а точніше, вони знижують напруги живлення до 2 × 1.25 V, що дозволить виконати відключення підсилювача. Під час нормальної роботи, коротке замикання роз’єму GP8 забезпечує правильну роботу підсилювача.

Друкована плата БП — малюнок

Два наступних модуля — блоки живлення 12 В, зібрані за допомогою стабілізаторів U4 (7812) і U5 (7812) і призначені для харчування інших елементів схеми. Два окремих джерела необхідні через те, що підсилювач оснащений двома парами індикаторів рівня, кожен на окремій масі. Одна пара працює на вході, контролюючи вхідний рівень сигналу, а друга пара підключена до виходу і дозволяє визначити поточний рівень потужності УМЗЧ.

Друкована плата джерел живлення — після травлення і свердління

Обидва блоки живлення дуже прості, перший складається з діодного моста Br3 (1A), фільтруючих конденсаторів C5-C6 (100nF), C18 (100uF) і C22 (1000uF) і стабілізатора U4. Обмотки трансформатора повинні бути підключені до гнізда А2, а виходом блоку живлення будуть роз’єми GP6 і GP7.

Другий канал 12 В працює точно так само, і складається з елементів: Br4 (1A), C10-C11 (100nF), C23 (1000uF), C21 (100uF) і U5.

Останній модуль системи БП — ланцюги харчування інших пристроїв підсилювача і вентиляторів охолодження. До роз’єму А1 слід підключити трансформатор. Напруга випрямляється за допомогою випрямного моста Br1 (5А) і фільтрується конденсаторами C27 (4700uF), C12 (4700uF) і C2 (100nF). У ролі стабілізатора працює тут мікросхема U1 (LM317), якій встановлюють необхідну напругу за допомогою резисторів R1 (220R) і R6 (2,7 k).

Конденсатори C3 (100nF) і C16 (100uF) фільтрують напругу на виході стабілізатора, яке через роз’єми GP1 і GP2 потрапляє в систему управління роботою вентиляторів. Це ж напруга надходить через діод D1 (1N5819), на стабілізатор U3 (7812), завданням якого є забезпечення харчування для інших пристроїв підсилювача, підключених до роз’ємів GP3-GP5. Конденсатори C28 (4700uF), C13 (4700uF), C4 (100nF) і C17 (100uF) фільтрують напругу перед стабілізатором.

Друкована плата УНЧ — малюнок

Друкована плата доступна для вільного завантаження всім відвідувачам порталу 2shemi.ru. На платі є дві перемички, з чого це на виході підсилювача повинна бути зроблена міцною дротом. Порядок складання довільний, але, як завжди, варто почати з маленьких резисторів і конденсаторів. В самому кінці слід підпаяти силові транзистори і великі конденсатори фільтра.

Готова друкована плата УНЧ — залишилося впаяти деталі

Силові транзистори повинні бути обладнані фланцями під болти для кріплення через ізоляційні прокладки разом з T7 на загальному радіаторі. При цьому необхідно дотримуватися особливої ​​обережності і перевірити омметром, що жоден з транзисторів не має замикання на радіатор. Радіатор повинен бути підключений до маси підсилювача. Доріжки на проходження великих струмів варто посилити знизу товстим мідним дротом. Підсилювач краще живити від трансформатора 600VA 2 × 55В, що після випрямлення і фільтрації дасть на конденсаторах напруга порядку +/- 80В.

Запуск і настроювання підсилювача

  1. На першому етапі не встановлюйте на плату силові транзистори T9-T13, T17-T21 і конденсатори C9-C14.
  2. Потенціометр P1 повинен бути викручені до упору в право. Замість запобіжників необхідно припаяти знизу резистори на 10R / 5W і підключити трансформатор.
  3. При включенні трансформатора приладом перевіряємо падіння напруги на резисторах 10R. Повинно бути падіння напруги порядку 0.5 В-менш, так як плата не повинна споживати більше 50 мА.
  4. За допомогою вимірювального приладу, заміряємо обидва напруги харчування щодо маси. Вони повинні бути порядку +/- 80В.
  5. Вимикаємо напруга живлення, розряджається конденсатори фільтра за допомогою резистора невеликого опору і приступаємо до пайки силових транзисторів T9-T13, T17-T21. Всі силові транзистори разом з T7 повинні бути на загальному радіаторі, щоб зберегти хорошу термостабільність цих елементів. Після монтажу транзисторів варто перевірити не стосується радіатор до будь-якої з ніжок транзисторів, так як він приєднаний до маси підсилювача.
  6. Увімкніть живлення схеми, вимірюючи падіння напруги на резисторі 10R / 5W так само, як і раніше. Падіння напруги повинно бути однаково на обох плечах УНЧ.
  7. Встановлюємо струм спокою. З цією метою дуже повільно крутимо потенціометр P1 вліво (вимірюючи постійно напругу на одному з резисторів 10R) до помітного зростання падіння напруги. Причіплюємо один кінець вольтметра до виходу підсилювача, а другим щупом торкаємося по черзі до джерел всіх транзисторів, вимірюючи падіння напруги на резисторах. Падіння напруги має становити близько. 30 мВ, що дає струм спокою на пару транзисторів близько 100 мА.
  8. Вимірюємо постійну напругу на виході підсилювача щодо маси, воно повинно бути близько до нуля і може коливатися в межах +/- 100 мВ.
  9. Якщо все правильно, струм спокою не відрізняється більш ніж на 20-30% між транзисторами, а на виході — постійна напруга близько до 0, то вимикаємо харчування системи, отпаиваем резистори і вставляємо запобіжники 10 А в призначені їм гнізда.
  10. Включаємо харчування і ще раз перевіряємо падіння напруги на всіх десяти резисторах. Якщо вони знаходяться в допустимих межах, то можна підключити динамік і подати вхідний сигнал з попереднього підсилювача.
Ссылка на основную публикацию