Предисловие
После покупки сабвуферной головки MAGNAT AD300, оказалось, что моего старого усилителя по схеме Чивильча ему явно мало. Поэтому появился замысел создать что-то новое. Новыми критериями стали соответственно высокая выходная мощность и возможность работы на низкоомную нагрузку.
Функционально усилитель состоит из четырех блоков, преобразователя напряжения, блока фильтров, блока защиты и соответственно самого усилителя мощности. Расскажу коротко о каждом из них.
Преобразователь напряжения
Главной частью любого усилителя мощности является источник питания. Понятно, что для получения высокой выходной мощности 12-ти вольт от аккумулятора явно не достаточно. Поэтому в первую очередь нужно создать преобразователь напряжения, который позволит получить двуполярное питание +-60В с мощностью не меньше 400Вт. Порывшись на форуме нашел достаточно простую и относительно хорошую схему.
Мозгом данного преобразователя служит микросхема TL494NC, она создает импульсы заданной частоты. Частоту задают элементы R1 и С8. Дальше эти импульсы попадают на транзисторы VT1, VT2, которые являются управляющими ключами для выходных транзисторов. Поочередно открываясь, выходные транзисторы создают в первичной обмотке переменный ток высокой частоты. Трансформатор повышает напряжение до заданных 60В, дальше ток выпрямляется диодным мостом. Дроссели и конденсаторы сглаживают пульсацию и высокочастотные наводки. Трансформатор намотан на ферритовом кольце склеенному из двух колец размерами 45*28*8 марки НМ2000. Все грани кольца скругляются напильником, потом транс обматывается тряпочной изолентой.
Первичная обмотка намотана 10 жилами диаметром 0,8 мм и содержит 2*5 витков. Витки распределяются равномерно по кольцу. На выводах все жилы скручиваются. После первичной обмотки опять слой изоленты. Вторичная обмотка намотана 3 жилами таким же проводом и содержит 2*19 витков.
Радиатором для выходных транзисторов служит дюралюминиевая пластинка, толщиною 3-4 мм, длиной около 10 см и высотой около 3см.
Для питания блока фильтров необходимо двуполярное питание +-15В. Реализуется оно при помощи стабилизатора напряжения собранного на транзисторах VT8, VT9 и кренках 7815, 7915. Транзисторы и кренки также имеют маленькие алюминиевые пластинки-радиаторы. Для питания блока защиты сделан отвод из положительного плеча питания усилителя. Падение напряжения реализует двухватный резистор R17.
Включается преобразователь как и сам усилитель с помощью клеммы REM, подавая на нее +12В от магнитолы, замка зажигания или например выключателя. При выключенном усилителе, ток потребления очень мал. На плате, также предусмотрен разъем для подключения вентиляторов охлаждения. Размеры печатной платы 140х105мм.
Усилитель мощности
Схема выбрана за ее высокое качество звука, большую мощность, относительную простоту в настройке, высокий басовый потенциал.
Правильно собранный усилитель работает сразу, настройка сводится к установке тока покоя. Выставляется он подстроечным резистором R15. Сначала выставляют минимальный ток покоя и дают усилителю поработать 15-20 минут на средней мощности. После этого закорачивают вход, отключают акустику и выставляют ток покоя в пределах 50-80 мА. Меряют его по спаду напряжения на резисторах R24 — R27, он должен лежать в пределах 0,22-0,36 В. Напряжение в правом и левом плече может немного отличаться. В схеме желательно использовать пленочные конденсаторы К73- 17 или импортные аналоги, С8, С12, С13 — можно керамику. Выходные и предвыходные транзисторы желательно подбирать попарно, ну хотя бы из одной партии, также попарно желательно отбирать и VT1, VT3 и VT2, VT4. На фото резисторы R1 и R2 на 0,25Вт, позже они были заменены на 2Вт, хотя достаточно резисторов и 0,5Вт. Для транзисторов VT5, VT7 сделан небольшой алюминиевый радиатор. Размеры печатной платы 140х80мм.
Блок фильтров и защиты
Так как усилитель для сабвуфера, нужно выделить из общего широкополосного стереосигнала сумованый, узкополосный низкочастотный сигнал. Для этого собранный блок фильтров. Он содержит сумматор, который сумирует стерео сигнал в моно, сабсоник, который отбрасывает инфранизкие частоты, фильтр НЧ, который обрезает диапазон к 300Гц с крутизной 12дБ/окт, регулирующий фильтр НЧ с частотой среза в пределах 35-150Гц и регулятор фазы, который сдвигает фазу сигнала для лучшего согласования с акустикой.
Все конденсаторы в сигнальных цепях пленочные, за исключением С3, С4, С6, С8. В моем случае керамическими являются также шунты С5, С7. Если чувствительности усилителя окажется мало, резисторами R7, R8, R9, R10 можно изменить коэффициент усиления. Повысить его можно увеличением номиналов R9, R10 и уменьшением R7, R8. Схема наведена ниже.
Блок защиты сохранит сабвуфер при неполадках в усилителе и защитит АС от постоянного напряжения. Также он устраняет щелчки при включении, подключая нагрузку через несколько секунд после включения усилителя. Одним недостатком является то, что схема питается от того же источника питания, что и усилитель мощности, потому при выключении, реле не отключает громкоговоритель сразу, а через несколько секунд, за которые разряжаются конденсаторы блока питания.
Блок защиты и блок фильтров смонтированы на одной печатной плате размерами 185х53мм. Места для стабилитронов VD2, VD3 не предусмотрено, у меня они запаяны в месте подключения питания на плату, хотя думаю можно обойтись и без них, возможно тогда реле будет срабатывать чуть быстрее при выключении.
Конструкция корпуса и монтаж
Все платы смонтированы на дюралюминиевой пластине толщиной 3мм. К ней также прикручивается радиатор выходных транзисторов. Между радиатором и основой, нанесен слой термопасты, таким образом пластина также играет роль радиатора. Выходные транзисторы прижимаются непосредственно к радиатору, между радиаторами и корпусами транзисторов изоляционная прокладка и слой термопасты.
Боковые стенки сделаны из дубовых планок размерами 230х47х15 мм. С внутренней стороны планок, внизу, сделаны фаски, в которые вставляется основа усилителя. С наружи планкам придался коричневый цвет и покрылись лаком. Передняя и задняя стенки также из дюралюминиевых пластин. На передней панели крепятся входные и выходные клеммы, регуляторы чувствительности, среза частоты и фазы, индикатор включения, а также куллер. На задней панели крепится еще один куллер, а также сделаны отверстия для циркуляции воздуха. Клеммы питания также на задней панели. Передний куллер работает на вдув холодного воздуха снаружи-внутрь корпуса, непосредственно на радиатор. Задний на вытяжку горячего воздуха из корпуса. Охлаждения в осеннюю пору хватает, летом испытания еще не проводились, все же перегрев на высокой мощности не исключаю. Поэтому при повторении конструкции советовал бы чуть увеличить размеры радиаторов.
Верхняя крышка сделана из ламинируемого МДФ, ее толщина 3-4мм, сверху черная краска и лак.
Звучит усилитель замечательно, мощно, напористо, чуствуется запас мощности, бас плотный и глубокий.
Ниже вы можете скачать печатные платы в формате LAY
Автор: Корчинский Александр
E-Mail: Sashakorch [собака] mail.ru
Последние дополнения: 19.03.2011
Список радиоэлементовОбозначение
Тип
Номинал
Количество
ПримечаниеМагазинМой блокнот
Преобразователь напряженияDA1
ШИМ контроллерTL4941
В блокнот
Линейный регуляторLM78L151
В блокнот
Линейный регуляторLM79L151
В блокнотVT1, VT2
Биполярный транзисторBC5562
В блокнотVT3-VT6
MOSFET-транзисторIRF32054
В блокнотVT7
Биполярный транзисторBC5461
В блокнотVT8
Биполярный транзисторКТ815Б1
В блокнотVT9
Биполярный транзисторКТ814Б1
В блокнотVD1, VD4-VD7
ДиодКД213А5
В блокнотVD2, VD3
Выпрямительный диод1N41482
В блокнотVD8-VD11
Стабилитрон1N4743A4
На 13 Вольт В блокнотC1, C24-C27
Конденсатор1 мкФ5
В блокнотC2-C5
Электролитический конденсатор2200мкФ 25В4
В блокнотC6
Конденсатор0.1 мкФ1
В блокнотC7, C9, C11
Электролитический конденсатор22 мкФ3
В блокнотC8
Конденсатор1.2 нФ1
В блокнотC10
Конденсатор10 нФ1
В блокнотC12-C15
Конденсатор0.68 мкФ4
В блокнотC16-C23
Электролитический конденсатор1000мкФ 63В8
В блокнотR1
Резистор15 кОм1
0.125 Ватт В блокнотR2, R9-R12
Резистор10 Ом5
0.25 Ватт В блокнотR3, R14
Резистор10 кОм2
0.125 Ватт В блокнотR4
Резистор47 кОм1
0.125 Ватт В блокнотR5, R6
Резистор20 Ом2
0.25 Ватт В блокнотR7, R8
Резистор1 кОм2
0.25 Ватт В блокнотR13
Резистор56 Ом1
2 Ватт В блокнотR15, R16
Резистор3 кОм2
0.25 Ватт В блокнотR17
Резистор1 кОм1
2 Ватт В блокнотFU1
Предохранитель40А1
В блокнотL1
Дроссель1
Феррит 8мм, провод 2мм, 10 витков В блокнотL2, L3
Дроссель2
Феррит 8мм, провод 1.4-2мм, 5-6 витков В блокнотT1
Трансформатор1
См. статью В блокнотУсилитель мощностиVT1, VT2
Биполярный транзистор2N55512
В блокнотVT3, VT4
Биполярный транзистор2N54012
В блокнотVT5
Биполярный транзистор2SB6491
В блокнотVT6, VT7
Биполярный транзистор2SD6692
В блокнотVT8
Биполярный транзистор2SC31821
В блокнотVT9
Биполярный транзистор2SA12651
В блокнотVT10, VT11
Биполярный транзистор2SC52002
В блокнотVT12, VT13
Биполярный транзистор2SA19432
В блокнотVD1, VD2
Стабилитрон1N4744A2
В блокнотC1, C2
Электролитический конденсатор100 мкФ2
В блокнотC3-C5, C11, C14, C19, C20
Конденсатор0.47 мкФ7
В блокнотC6, C7
Электролитический конденсатор47мкФ 16В2
В блокнотC8
Конденсатор240 пФ1
В блокнотC9, C10
Электролитический конденсатор220мкФ 16В2
В блокнотC12, C13
Конденсатор100 пФ2
В блокнотC15
Конденсатор24 пФ1
В блокнотC16
Конденсатор1 мкФ1
В блокнотC17, C18
Электролитический конденсатор1000мкФ 63В2
В блокнотC21
Конденсатор0.1 мкФ1
В блокнотR1, R2
Резистор4.7 кОм2
1 Ватт В блокнотR3, R4
Резистор6.8 кОм2
0.125 Ватт В блокнотR5, R10-R13
Резистор100 Ом5
0.125 Ватт В блокнотR6
Резистор47 кОм1
0.125 Ватт В блокнотR7-R9
Резистор1 кОм3
0.125 Ватт В блокнотR14
Резистор4.7 кОм1
0.125 Ватт В блокнотR15
Подстроечный резистор4.7 кОм1
В блокнотR16, R17
Резистор47 Ом2
0.5 Ватт В блокнотR18
Резистор180 Ом1
1 Ватт В блокнотR19
Резистор15 кОм1
0.125 Ватт В блокнотR20-R23
Резистор2.2 Ом4
1 Ватт В блокнотR24-R27
Резистор0.22 Ом4
5 Ватт В блокнотR28
Резистор4.7 Ом1
2 Ватт В блокнотБлок фильтровOP1, OP2
Операционный усилительTL0742
В блокнотC1, C2
Конденсатор3.3 мкФ2
В блокнотC3-C6
Конденсатор100 пФ4
В блокнотC7-C9, C12, C14, C17
Конденсатор0.1 мкФ6
В блокнотC10, C11
Конденсатор0.22 мкФ2
В блокнотC13, C16
Конденсатор68 нФ2
В блокнотC15
Конденсатор50 нФ1
В блокнотR1, R2, R5, R6
Резистор2.2 кОм4
В блокнотR3, R4, R9, R10
Резистор22 кОм4
В блокнотR7, R8, R18, R20
Резистор15 кОм4
В блокнотR11, R12
Резистор1 кОм2
В блокнотR13
Резистор68 кОм1
В блокнотR14
Резистор27 кОм1
В блокнотR15
Резистор470 кОм1
В блокнотR16, R17
Резистор5.6 кОм2
В блокнотR19
Подстроечный резистор50 кОм1
В блокнотR21, R23
Резистор10 кОм2
В блокнотR22
Подстроечный резистор100 кОм1
В блокнотR24
Подстроечный резистор20 кОм1
В блокнотБлок защитыVT1, VT2
Биполярный транзистор2N55512
В блокнотVT3
Биполярный транзисторBD1391
В блокнотVD1
Выпрямительный диод1N41481
В блокнотVD2, VD3
Стабилитрон1N4743A2
В блокнотC1
Электролитический конденсатор47 мкФ1
В блокнотC2
Электролитический конденсатор220 мкФ1
В блокнотR1, R3
Резистор6.8 кОм2
В блокнотR2
Резистор12 кОм1
В блокнотR4
Резистор15 кОм1
В блокнотR5
Резистор180 кОм1
В блокнотR6
Резистор39 кОм1
В блокнотK1
Реле24В1
Скачать список элементов (PDF)
Прикрепленные файлы:
- monoblok2.rar (89 Кб)