300-500 Вт сабвуфер усилитель мощности Род Эллиот (ESP)
Есть несколько важных новинках данного проекта, как показано ниже. Последние испытания показали, что с новым ПО Полу транзисторов можно получить намного больше энергии, чем раньше.Оригинальный дизайн был очень консервативен, и был первоначально предназначен для использования 2SA1492 и 2SC3856 транзисторов (мощностью 130 Вт) - с 200 Вт (230 Вт или) устройств, некоторые из первоначальных замечаний и предупреждений, были изменены, чтобы удовлетворить.
Обновления 30 июля 2003
OnSemi только что выпустила новую серию транзисторов, разработанная специально для звуковых применений. Эти новые транзисторы были протестированы в P68, и дают отличные результаты. В результате, все предыдущие рекомендации для выходных транзисторов вытесняются, и новые транзисторы должны быть использованы. Выход устройства MJL4281A (NPN) и MJL4302A (ПНП), и имеют высокую пропускную способность, превосходная SOA (область безопасной работы), высокая линейность и высоким коэффициентом усиления. Драйвер транзисторы MJE15034 (NPN) и MJE15035 (PNP). Все устройства рассчитаны на 350В, с силовых транзисторов, имеющих 230W диссипации и драйверы 50Вт.
23 сентября 2003 новые транзисторы драйвера (MJE15034/35), кажется, практически невозможно получить - на полу до сих пор не имеет листинг их на сайте.Существующих устройств (хорошо известны и более чем достаточно) являются MJE15032 (NPN) и MJE15033 (ПНП), и они будут заменять без каких-либо проблем вообще. Кроме того, можно использовать MJE340 и MJE350 как первоначально указанной (заметим, что распиновка меняются местами между К-126 и К-220 устройств). Заметим, что некоторые компоненты значения были изменены!Раскладка же, но изменения показано снизит диссипации в Q7 и Q8 при легкой нагрузке.
Построив пару P68 усилителей с помощью этих транзисторов, я рекомендую их высоко - усилитель, безусловно, в лучшем виде с высоким коэффициентом усиления и линейности предоставляемой этими устройствами. Обратите внимание, что Есть несколько незначительных изменений в схеме (см. ниже).
С ± 70В питания, входной и текущий транзисторов источник должен быть MPSA42 или аналогичные - оригинальные приборы показали не удастся в это напряжение! Обратите внимание, что выводов MPSA42 отличается от BC546s первоначально указано. Полная информация о транзисторе распиновки показаны на строительство статью (доступна только покупателям печатной платы).
Высокая усилителей мощности не слишком распространены, как проекты, так как они по своей природе обычно трудно построить, и стоят дорого.Небольшая ошибка при сборке означает, что вы начнете снова - это может быть очень дорогостоящим. Я рекомендую вам использовать печатную плату для этого усилителя, так как это сэкономит вам много горя. Это не усилитель для начинающих работать с Veroboard!
Усилитель может быть собран на достаточно опытных любителей в около трех часов.Металлоконструкций займет несколько больше времени, и это особенно актуально для высоких непрерывный вариант власти. Несмотря на это, просто строить, компактный, относительно недорогой, и обеспечивает уровень производительности, который удовлетворит большинство требований.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ:
• Данный усилитель не является тривиальной, несмотря на его небольшие размеры и кажущуюся простоту. Общего постоянного тока более 110В (или столько, сколько 140 В постоянного тока!), И может убить вас. • мощность, рассеиваемая такова, что большое внимание необходимо с транзисторным монтажа. • одной плате P68 способна полный долг мощность на 4 Ом нагрузки, но только на более низком напряжении питания. • Для работы на более высоком напряжении питания, вы должны использовать двойные версии платы. • Существует NO короткого замыкания. Усилитель предназначен для использования в сабвуфер или другой корпус динамик, так что это не был включен. Короткая на выходе будет уничтожить усилителя.
________________________________________ Описание
Обратите внимание, что спецификация этот усилитель был обновлен, и в настоящее время рекомендуется для непрерывного высокую мощность на 4 Ом, но Вам нужно будет идти на крайние меры с радиатором (вентилятор охлаждения очень рекомендуется). Первоначально он был предназначен для "легкого" кратковременном режиме работы, подходит для выравнивания системы сабвуфера (например, с помощью ELF принцип - см. страницу проекта за информацию на этой трассе). Где непрерывного большой мощности не требуется, еще 4 выходных транзисторов рекомендуется, подключены так же, как Q9, Q10, Q11 и Q12, и с помощью резисторов 0,33 Ом излучателя.
Постоянная мощность на 8 Ом, как правило, более 150 Вт (250 Вт при ± 70В питания), и она может быть использована без дополнительных транзисторов на полную мощность в нагрузке 8 Ом весь день, каждый день. Дополнительных транзисторов нужны только, если вы хотите сделать то же самое на 4 Ом при максимальном напряжении питания! Даже не думайте об использовании поставляет более ± 70В, и не беспокойтесь спрашивают меня, если это нормально - это не так!
Схема показана на рисунке 1, и это разумно обычной конструкции. Подключение предназначены для внутреннего SIM (опубликовано в другом месте на страницах проекта) и фильтрация предназначена для защиты РФ (R1, C2). Вход через 4.7uF шапка биполярные, так как это предоставляет всю емкость в небольших размерах. Из-за сопротивления, мало или вообще не деградация звука будут очевидны. Полиэфирной крышкой может использоваться, если вы предпочитаете - 1uF с номинальным входным сопротивлением 22k даст -3 дБ Частота 7.2Hz, что вполне достаточно низкими для какой-либо группы.
Рисунок 1 - Основные схемы усилителя
Входной каскад представляет собой обычный длинный хвост паре, и использует текущие раковина (Q1) в цепи эмиттера. Я решил использовать текущий раковина здесь для того, что усилитель будет быстро стабилизироваться на основании заявления (и удаление) власти, устранить страшные очереди на "удар". Усилитель на самом деле при достаточно стабильных условиях операционной с минимальным взносом + / -5 вольт! Отметим также, что Есть соединений для SIM (Звук Обесценение монитор), который будет указывать отсечения лучше, чем любая обычная схема индикатора перегрузки. Смотрите проекта Страницы подробности о внесении схема SIM-карты. Если вы чувствуете, что вам не нужно SIM, опустите R4 и R15.
Класс-водитель снова обычных, и использует колпачок Миллер стабилизации. Этот компонент должен быть либо 500V керамических или полистирола устройство для лучшей линейности. Коллекторной нагрузки использует загрузки принцип, а не активный ток раковиной, так как это дешевле и очень надежны (кроме того, мне нравится загрузки принципе :-)
Все три драйвера транзисторов (Q4, 5 и 6) должны быть на радиатор, и D2 и D3, должны быть в хорошем тепловом контакте с водителем радиатора. Пренебрежение это сделать, и результат будет теплового убегания, и усилитель не удастся. По некоторым причинам, последнее утверждение, кажется, вызвать некоторое замешательство людей - посмотрите на фотографию ниже, и вы увидите небольшой радиатор, 3 транзисторах водителя, и белая "капля" (так же, слева от электролитический конденсатор), который это два диода прижимается радиатор с термопастой.
C11 не существует на этой схеме, так что не утруждайте себя поиском для него. Это был "затерялись", когда схема была подготовлена, и я не заметил, пока кто-то спросил меня, где и что оно должно было быть. К сожалению об этом.
Именно в выходном каскаде, что власть возможности этого усилителя показана. Основным результатом похож на многие другие мои проекты, но с более высоким значением, чем обычно "излучатель" резисторы (R16, R17). Напряжение этих резисторов затем используются для обеспечения тока базы для основных устройств вывода, которые работают в полном объеме Класс-B. В некоторых отношениях это версия "низкого человека" знаменитой Quad текущей схемы сброса, но без уточнений, и в принципе такая же, как была использована в менее известных усилителей короны DC300A власти.
Хотя я показал MJL4281A и транзисторы MJL4302A выход, потому что они самые новые конструкторы найдут, что это не так легко получить, как они должны быть. Альтернативы MJL3281 / MJL1302 или MJL21193 / MJL21194.
Примечание: Это уже невозможно рекомендовать какой-либо Toshiba транзисторов, так как они наиболее часто поддельных всех. 2SA1302 и 2SC3281 в настоящее время устарели - если вы их найдете, они почти наверняка подделок, так как Toshiba не сделала эти устройства примерно с 1999 ~ 2000 года.
Использование стандартных зеленый светодиод. Не используйте высокой яркости или других цветов, так как они могут иметь различные slighty прямое напряжение, и это изменит текущую операцию радиатора - это может быть миниатюрной типа желанию. Резисторы все 1/4W (желательно металлическую пленку), за исключением R10, R11 и R22, которые 1W виды пленки углерода. Все страны с низким значением резистора (3,3 Ом и 0,33 Ом) являются 5W проволочный типов.
Потому что этот усилитель работает в "чистом" Класс-B (что-то противоречие терминов, я думаю), высокая частота искажений будет относительно высокой, и, вероятно, не подходит для мощных привет-Fi. На нижнем конце частоты спектра, есть много отрицательной обратной связи, и искажения, а на самом деле хорошие, около 0,04% до 1 кГц. Мои первоначальные тесты и отчеты от других показывают, что Есть нет звуковых артефактов на высоких частотах, но рекомендация остается.
Соображения Тепловыделение Я сделал много шума о не использовании этот усилитель на ± 70В на 4 Ом без дополнительных транзисторов.Быстрый расчет показывает, что при работе, как это, худший случай диссипации пика в резистивной нагрузки 306W (4Ω / ± 70В питания).Четыре окончательного транзисторов делают большую часть работы, Q7 и Q8, имеющих относительно спокойный момент (это было целью разработки изначально). Пик диссипации в 8 устройств вывода составляет около 70 Вт каждая.
Так как я хотел быть консервативным, я буду считать, что Q7 и Q8 в обновленной схеме показан вклад чуть меньше 1А пика (что составляет около справа). Это означает, что своего пика рассеяния составляет около 18 Вт, с основными O / P устройств рассеивания пик 70W каждая.Указанных транзисторов 230W и 200W альтернативы, так почему же дополнительных транзисторов необходимы?
Проблема проста - номинальная рассеяния для транзистора с делом температуре 25 ° C. Как усилителя используется, каждый внутренний умереть транзистора становится горячим, как и транзистор случае - стандартные кривые уменьшения мощности должны быть применены. Добавьте к этому реактивной составляющей, как громкоговоритель диски текущих обратно в усилитель (удвоение пик диссипации), и это становится слишком легко превысить пределы устройства.Единственный способ, которым этот усилитель может быть использован для непрерывного высокого долга власти с ± 70V поставок и 4Ω нагрузки громкоговоритель, чтобы сохранить рабочую температуру до абсолютного минимума - это значит четыре выходных устройств с каждой стороны, большой радиатор и вентилятор!
На рисунке 1а - Двойной выходной каскад
Рисунок 1А показывает удвоилось выходной каскад с Q9, Q10, Q11 и Q12 просто повторили - наряду с эмиттером резисторов. Каждый 1 / 2 этап имеет свою собственную сеть Цобель и обойти шапки, как показано, как это соглашение, если двойной версии PCB построен. Когда у вас есть это число транзисторов мощности, усилитель с удовольствием диск 4 Ом нагрузки в течение всего дня от ± 70В - с достаточно большой радиатор, и принудительным охлаждением. За 500W доступны более чем достаточно, чтобы вызвать кризис во многих колонок!
Мало характеристики и измерениям Следующие цифры являются относительно выходной мощности 225 Вт на 4 Ом, или 30V RMS при 1 кГц, если не указано иное. Шумов и искажений цифры невзвешенные, и оцениваются по полной пропускной способностью. Измерения, сделанные с использованием 300VA трансформатора, с 6800 мкФ шапки фильтра. Напряжение в сети составляет около 4% ниже, когда я делал тесты, поэтому выходная мощность, как правило, несколько выше, чем показано здесь, если сети находятся на правильном номинальном напряжении. Цифры показали измеряется с точностью ± 56В номинальной, с рисунком в (скобках) оценивается для ± 70В питания.
8Ω 4Ω Voltage Gain 27dB 27dB Power (Continuous) 153W (240W) 240W (470W) Peak Power - 10 ms 185W (250W) 344W (12W) Peak Power - 5 ms 185W (272W) 370W (540W) Input Voltage 1.3V (2.0V) RMS 1.3V (2.0V) RMS Noise * -63dBV (ref. 1V) -63dBV (ref. 1V) S/N Ratio * 92dB 92dB Distortion 0.4% 0.4% Distortion (@ 4W) 0.04% (1 Khz) 0.04% (1 Khz) Distortion (@ 4W) 0.07% (10 kHz) 0.07% (10 kHz) Slew Rate > 3V/us > 3V/us
* Невзвешенное
Эти цифры вполне респектабельные, особенно с учетом проектного замысла для этого усилителя. Хотя (ИМО) было бы не совсем подходит для нормальной привет-фантастические, даже там очень сомнительно, что любые недостатки были бы очевидны, за исключением, возможно, на частотах выше 10 кГц. В то время как усилитель, конечно, достаточно быстро (и да, 3V/us на самом деле достаточно быстро - реакция распространяется по крайней мере, 30 кГц, но не на полную мощность), искажения могут быть слишком высоки.
Обратите внимание, что «пиковую мощность» рейтинги представляют максимальную мощность до фильтра разряд шапки и падает напряжение питания. Я измерил эти правила в 5 мс и 10 мс. Производительность на 4 Ом нагрузки не столь хороши, как разряд шапки быстрее.Напряжение питания с нулевой мощности точно измерены 56V, и рухнул на 50.7V при полной мощности на 8 Ом, и 47.5V на полную мощность на 4 Ом .
Фотография Завершено Прототипа
Фото не показывает трафаретным наложение компонент, так как это прототип платы.Окончательный платы имеют наложения (как и все другие мои советы).Внимательный читатель также видим, что 5W значения резистора отличаются от тех, рекомендуется - это ранний прототип использованием 130 Вт транзисторы.
Как видно, это единственный вариант доски. Водитель транзисторов в ряд, так, чтобы один радиатор алюминиевый лист может быть использован для всех трех. Отверстия предоставляются на борту, таким образом водитель радиатор может быть установлен твердо, чтобы предотвратить транзистора приводит нарушение из-за вибрации. Это особенно важно, если усилитель используется для активного сабвуфера, но, вероятно, не потребуется для монтажа на шасси системы.
Водитель и основные радиаторы показали достаточно для до 200 Вт на 4 Ом с нормальным программный материал.Мощности транзисторов всех смонтированных под доской, и установка головки винтов можно увидеть на верхней части платы.
Обманчиво прост, не так ли?
Блок питания
ВНИМАНИЕ: провода электросети, должны выполняться квалифицированным электриком - Не пытайтесь питания, если соответствующую квалификацию. Неисправная или неправильно провода электросети может привести к смерти или серьезным травмам.
Основным источником питания показана на рисунке 2. Это совершенно обычные во всех отношениях. Используйте 40-0-40 V трансформатор, мощностью 300VA для обычного использования. Для максимальной продолжительной мощности, 50-0-50V (500 ВА или более) трансформатор будет необходимо. Это даст непрерывную мощность около 450 Вт и пиковую мощность более 500 Вт можно с хорошим трансформатора. Помните мои предупреждения об использовании усилителя таким образом, и потребности в дополнительных выходных транзисторов, большой радиатор и вентилятор.
Рисунок 2 - Принципиальная схема питания
Для стран, со 115 вольтовой сетью, предохранитель должен быть 6A, и во всех случаях медленного предохранителем необходима из-за пусковой ток трансформатора. Для чего-либо выше 300VA, плавного пуска схема настоятельно рекомендуется (см. Проект 39).
Напряжение питания может быть как ожидается, будет выше, чем котируются на холостом ходу, и меньше при полной нагрузке. Это вполне нормально, и связано с регулированием трансформатора. В некоторых случаях это не будет возможно получение номинальной мощности трансформатора, если должным образом не оценили.
Мостовые выпрямители должны 35A типов и конденсаторов фильтра должен быть рассчитан как минимум 63V (или 75V, если вы используете 70V материалы). Подключение должно быть тяжелых калибровочных и DC должны быть взяты из конденсаторов - не из мостового выпрямителя.
Хотя показано с 4700 мкФ конденсаторы фильтра, большие могут быть использованы. Все, что за 10000 мкФ слишком дорого, и не улучшит производительность в любой стоящей степени. Наверное, лучше всего использовать два 4700 мкФ колпачки с каждой стороны (всего четыре). Это действительно будет работать лучше, чем одной 10000 мкФ устройства, и будет дешевле, а.
ПРИМЕЧАНИЕ: Важно, чтобы предохранители используются для питания. Хотя они не остановятся усилителя от падения (без предохранителя когда-либо делает), они будут препятствовать катастрофические повреждения, которые бы в результате не защищает цепь от перегрузки по току условиях. Предохранители могут быть установлены в предохранители или могут быть встроенные типы.Последние предпочтительнее, так как поставка провода могут быть как можно короче. Доступ извне шасси не требуется - если предохранители удар, усилитель, почти наверняка поврежден.
