Для отработки схем модуляторов был разработан инвертор для усилителя класса Д с обратной связью только после дросселя. Промышленным способом изготовлялись 4 ревизии, в последней из которых исправлены все ошибки и учтены большинство пожеланий пользователей. Кроме того, плата разработана максимально универсальной, что позволяет довести выходную мощность до 350Вт только лишь заменой выходных транзисторов и повышением напряжения питания. Дальнейшее повышение мощности требует увеличения мертвого времени выходного каскада путем добавления одного дополнительного резистора и использование высоковольтных транзисторов типа IRFB4227.
Так как для начинающие радиолюбители часто сталкиваются с проблемами при разводке инверторов UcD усилителей, я решил выложить полное описание готовой любительской конструкции, которую можно использовать в своих разработках.
Результаты полученные с данным инвертором:
UcD режим (схема аналогична приведенной в патенте Б. Путзейса ): КНИ+шум 20Гц-20кГц, 1Вт-Р/2, не более 0,01-0,009%
Ncore режим: КНИ+шум 20Гц-20кГц, 1Вт-Р/2, не более: 0,002%.
Инвертор построен на стандартном включении аудиодрайвера IRS20957S.
Добавлены следующие узлы:
Для подключения модулятора предусмотрен «разъем» под штыревое соединение с шагом 2,54мм.
На разъем с усилителя выведены следующие цепи:
С модулятора в инвертор поступает ШИ модулированный сигнал управления (3 контакт)
Принципиальная схема инвертора представлена ниже:
Монтажные платы :
Размеры ПП:
Перечень элементов и плата в формате LAY6 добавлены отдельными файлами.
Для настройки под применяемые выходные ключи нужно устанавливать затворные сопротивления не более, чем указано в таблице:
В зависимости от напряжения питания изменить напряжение резисторов R5, R10. В таблице под Uпит имеется в виду напряжение питания любого из плеч. (Это нужно для гарантированного отсутствия артефактов при включении/выключении усилителя)
Настройка элементов защиты верхнего ключа средствами драйвера в зависимости от выбранного типа транзисторов и необходимого тока срабатывания. Выбираются значения близкие к номиналам при 100С. Красным обозначен случай применения вместо 1 диода VD9 двух последовательных (без этого для ключей с низким значением Rdson настроить защиту на низкий ток невозможно). R22, R23:
Элементы защиты нижнего ключа R6,R7 тоже нужно выбирать ближе к значениям при 100С.
Все указанные транзисторы можно использовать при настройке мертвого времени на минимум — 15нс.
Единственным минусом данной конструкции является некоторая трудность крепления выходных транзисторов к радиатору через отверстия в печатной плате Требуется точная и аккуратная установка транзисторов и сверловка отверстий в радиаторе.
Таких плат я изготовил более 30 штук. Последние ревизии с полностью дифференциальным модулятором типа ncore получали высокую оценку пользователей.
Сборка
Начать следует с нижней стороны. Монтируются в первую очередь SMD компоненты. Затем транзисторы в корпусах ТО-220 и другие элементы. После этого устанавливают детали на верхней стороне. Без установленного модулятора нужно проверить работу источников питания. Для этого нагрузить стабилизатор на LM5008 сопротивлением около 300 Ом. Нагрузка подключается к разъему Х4 и проверить наличие напряжения на том же разъеме в пределах 12,4-13,4В. На эмиттерах VT3, VT4 должны быть напряжения около 15В относительно земли.
Кроме того проверяются напряжения на ножках IRS20957(согласно документации и расчетов элементов защиты)
После этого устанавливают заведомо исправный модулятор, и при наличии всех питаний замыкаются выходы оптопары (фототранзистора) для запуска усилителя.
***В некоторых случаях без нагрузки система защиты от постоянного напряжения на выходе блокирует сигнал STBY и усилитель не запускается. При отключенном выходном каскаде на выходные клеммы поступает напряжение с ОУ модулятора через цепи ОС, достаточное для срабатывания защиты.
Прикрепленные файлы:
- HB_INV 1_027.lay (371 Кб)
- Перечень элементов 1_027.xls (33 Кб)
Теги: