Идея создания данного усилителя возникла тогда, когда мне стало скучно мастерить в тишине в своем подвале и у меня появилась цель сделать музыку в подвале.
Требования к будущему усилителю были следующие: как можно более простая схема, минимум деталей, дешевизна (я собрал из того что уже было), минимальные габариты, достаточное качество и защита от КЗ в нагрузке. Почему бы не сделать подобный усилитель на микросхеме, например на TDA7294? Это возможно и скорее всего даже TDA7294 обеспечила лучшее качество, но далеко не всегда есть такая микросхема под рукой, а вот горстка транзисторов и резисторов найдется всегда. Далее подробней, а сейчас схема:
Схема стандартная, из учебника. Схема состоит из 11 транзисторов, не так уж и мало, только если присмотреться, можно заметить что все транзисторы ходовые и их очень просто достать, возможно даже применять любые маломощные транзисторы какие только найдутся под рукой, главное соблюдать где NPN, а где PNP транзистор. Схема будет работать абсолютно с любыми транзисторами с допустимым напряжением коллектор-эмиттер от 40В и выше: можно использовать вместо 2N5551/5401 – КТ315/361, КТ3102/КТ3107, КТ502/КТ503, BC546/556, MPSA42/92 и другие. Вместо BD135 можно использовать любой NPN транзистор средней мощности. Единственное что более-менее стоит денег в усилителе – это пара IRFP240/9240, вместо нее можно использовать более дешевые мосфеты IRF640/9640. Все резисторы – 0,25Вт, кроме R22, R24 которые должны быть рассчитаны на мощность 2Вт. Диоды так же можно применять любые какие только найдете у себя в запасах. К качеству и типу конденсаторов усилитель не чувствителен.
Технические характеристики схемы (при напряжении питания +/- 35В):
- Выходная мощность (4Ом, 1кГц) – 90Вт
- Выходная мощность (8Ом, 1кГц) – 50 Вт
- Коэффициент нелинейных искажения (1 кГц, 4Ом, 45Вт) – 0,02%
- Коэффициент нелинейных искажения (1 кГц, 8Ом, 25Вт) – 0,02%
- Коэффициент нелинейных искажения (10 кГц, 4Ом, 45Вт) – 0,1%
- Коэффициент нелинейных искажения (10 кГц, 8Ом, 25Вт) – 0,1%
- Частотный диапазон (-3дБ относительно 1кГц) – 8 … 250 000 Гц
- Скорость нарастания выходного напряжения – 18В/мкС
Как видно характеристики средненькие, но именно это и требовалось от данной схемы – простая схема, которая будет работать на любые деталях одинаково хорошо, эту схему ничем не испортишь. Так же видно, что усилитель имеет широкий диапазон воспроизводимых частот и нижнюю границу диапазона в 8Гц, что говорит о том, что усилитель будет без проблем отрабатывать самые низкие ноты диапазона и выдавать очень низкий бас. Усилитель скорректирован таким образом, что будет устойчиво и надежно работать с любыми деталями и никогда не подведет, при этом имеет неплохое быстродействие.
Ток покоя выставлять не нужно, по умолчанию, с номиналами указанными в схеме, ток покоя будет равен примерно 20-30мА. Ток покоя задается с помощью резистора R12. В случае если выходные транзисторы даже без сигнала будут сильно нагреваться, стоит увеличить сопротивление резистора R12 до 820Ом или даже больше – до 910 или 1000 Ом. Уменьшать резистор R12 так же можно – это приведет к увеличению тока покоя: при сопротивлении резистора R12 равном 680Ом, ток покоя будет примерно равен 70-80мА.
Транзисторы VT10 и VT11 выносятся на проводах и закрепляются к радиатору площадью 600-1000см2. Транзистор VT7 выносится на проводах и крепится к радиатору как можно ближе к выходным транзисторам. Транзисторы VT7, VT10 и VT11 обязательно изолируются от радиатора теплопроводящими прокладками.
Катушка L1 мотается проводом диаметром 0,8мм на диаметре 6мм – 16 витков.
Усилитель оснащен защитой от короткого замыкания на выходе, что сразу же намного повышает надежность усилителя.
Мой подвальный усилитель выглядит следующим образом:
Из фотографий хорошо видно как выходные транзисторы (VT10 и VT11), а так же транзистор VT7 выносятся на проводах и крепятся к радиатору. Хорошо видны теплопроводящие изоляционные прокладки под транзисторами.
Ниже можно скачать печатную плату для Sprint Layout 5 и модель усилителя для NI Multisim 14
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| R1 | Резистор |
470 Ом
|
1 | 0,25 Вт | |||
| R2, R9 | Резистор |
22 кОм
|
2 | 0,25 Вт | |||
| R3 | Резистор |
150 Ом
|
1 | 0,25 Вт | |||
| R4, R7 | Резистор |
47 Ом
|
2 | 0,25 Вт | |||
| R5 | Резистор |
2.4 кОм
|
1 | 0,25 Вт | |||
| R6 | Резистор |
680 Ом
|
1 | 0,25 Вт | |||
| R8, R23 | Резистор |
16 кОм
|
2 | 0,25 Вт | |||
| R10 | Резистор |
75 Ом
|
1 | 0,25 Вт | |||
| R11 | Резистор |
7.5 кОм
|
1 | 0,25 Вт | |||
| R12 | Резистор |
750 Ом
|
1 | 0,25 Вт | |||
| R13, R14, R19 | Резистор |
22 Ом
|
3 | 0,25 Вт | |||
| R15, R16 | Резистор |
33 Ом
|
2 | ||||
| R17, R18 | Резистор |
100 Ом
|
2 | 0,25 Вт | |||
| R20, R21 | Резистор |
1 кОм
|
2 | 0,25 Вт | |||
| R22, R24 | Резистор |
0.22 Ом
|
2 | 2 Вт | |||
| С1 | Конденсатор | 1 нФ | 1 | Керамический | |||
| С2 | Конденсатор | 1 мкФ | 1 | Пленочный 250В | |||
| С3 | Конденсатор | 220 мкФ | 1 | Неполярный электролит | |||
| С4 | Конденсатор | 22 пФ | 1 | Керамический | |||
| VD1, VD2, VD5, VD6 | Выпрямительный диод |
1N4148
|
4 | ||||
| VD3, VD4 | Выпрямительный диод |
1N4007
|
2 | ||||
| VT4, VT6, VT8 | Биполярный транзистор |
2N5551
|
3 | ||||
| VT1, VT2, VT3, VT5, VT9 | Биполярный транзистор |
2N5401
|
5 | ||||
| VT7 | Биполярный транзистор |
BD135
|
1 | ||||
| VT10 | MOSFET-транзистор |
IRFP240
|
1 | ||||
| VT11 | MOSFET-транзистор |
IRFP9240
|
1 | ||||
| L1 | Катушка индуктивности | 0.7 мкГн | 1 | 16 витков проводом 0,8мм2 на диаметра 6мм | |||