Prosty tranzystorowy wzmacniacz mocy
Schemat wzmacniacza (jeden kanał):
Schemat zasilacza i układu opóźniania ząłaczania przekaźników:
Dodatkowe informacje o elementach:
Transformator: Indel TST150/016
Radiator: A-6023 70mm (zarówno transformator jak i radiator przewidziano dla wzmacniacza dwu kanałowego)
R14, R15 - min. 2W 5%
pozostałe rezystory - min. 250mW węglowe 5%
R9 należy dobrać indywidualnie (1,6...2kohm) tak, aby napięcie na R14 (R15) po ustabilizowaniu termicznym wynosiło 8mV.
Ewentualne minimalne napięcie stałe na wyjściu można skorygować rezystorami R1 i R2.
C1, C3 - min. 35V
C2, C4 - min. 6V
C5, C6, C7 - min. 100V
C8, C31, C32, C33 - min. 50V
C34 - min. 10V
L1 - ok. 12 zwoi drutem śr. ok. 0,7mm nawinięte na średnicy ok. 14mm
Q1, Q2 - BC556B
Q4 - BC337
Q3, Q5, Q7 - BD243C
Q6, Q8 - BD244C
Q31...Q34 - BC546B
Q7, Q8 - umieścić na radiatorze
pozostałe tranzystory nie wymagają dodatkowego chłodzenia.
Q4 należy umieścić w bliskim otoczeniu radiatora, najlepiej jak przykega do powierzchni radiatora.
D1...D4 - dowolne prostownicze min. 5A 100V
D5 - dowolna prostownicza min. 100mA 100V
R32 - reprezentuje dwa przekaźniki JZC-20F DC24V połączone równolegle
Prowadzenie masy nie jest przypadkowe.
Pomiary:
Moc wyjściowa przy znanym THD (sine 1kHz) (napięcie sieci 225V):
- dwa kanały, każdy obciążony rezystorem 7,8ohm
THD - moc
- 2x205W (moc impulsowa, square 1kHz + PWM 10%)
41% - 2x 120W (moc maksymalna ciągła, square 1kHz)
10% - 2x 87W
1% - 2x 73W
- jeden kanał obciążony rezystorem 7,8ohm
THD - moc
- 210W (moc impulsowa, square 1kHz + PWM 10%)
41% - 154W (moc maksymalna ciągła, square 1kHz)
10% - 110W
1% - 90W
Zniekształcenia nieliniowe (THD):
- obciążenie - rezystor 7,8ohm
50W:
28Hz - 0,031%
56Hz - 0,030%
112Hz - 0,030%
250Hz - 0,030%
1kHz - 0,046%
3,5kHz - 0,124%
7kHz - 0,210%
10W:
28Hz - 0,015%
56Hz - 0,015%
112Hz - 0,013%
250Hz - 0,013%
1kHz - 0,025%
3,5kHz - 0,074%
7kHz - 0,126%
1W:
28Hz - 0,010%
56Hz - 0,008%
112Hz - 0,007%
250Hz - 0,007%
1kHz - 0,016%
3,5kHz - 0,053%
7kHz - 0,094%
- obciążenie - kolumna głośnikowa Tonsil ZGC 15-C (niskotonowy GDN16/30, wysokotonowy GDW9/50/2, "zwrotnica" tylko na GDW 1,5uF + szeregowo 4,7ohm)
10W:
28Hz - 0,034%
56Hz - 0,012%
112Hz - 0,063%
250Hz - 0,017%
1kHz - 0,018%
3,5kHz - 0,024%
7kHz - 0,067%
1W:
28Hz - 0,024%
56Hz - 0,018%
112Hz - 0,022%
250Hz - 0,017%
1kHz - 0,019%
3,5kHz - 0,024%
7kHz - 0,060%
Szum na wyjściu:
- bardzo zbliżony do białego, 0,35nW (przy obciążeniu 8ohm) w paśmie 0Hz...24kHz
Pasmo:
- dolna graniczna (R7 i C2):
-3dB - 2,3Hz
-1dB - 4,4Hz
- górna graniczna ((R3 + Rwy poprzedniego stopnia)||R4 i C4):
-3dB - >24kHz (24,7kHz)
-2dB - 18,7kHz
-1dB - 12,5kHz
Rezystancja wejściowa i wyjściowa przy 1kHz:
- 54kohm
- 10mohm
Wzmocnienie napięciowe przy 1kHz:
28,8 [V/V] (27,5dB)
Uzasadnienie doboru transformatora i radiatora:
Pomiary RMS utworów niewiarygodnie przesterowanych wskazują, iż ich moc jest 5 krotnie mniejsza (-7dB) od mocy prostokąta (2,5x mniejsza względem sine), utwory typowe zawierają się w przedziale -9dB do -15dB względem prostokąta.
Zakładając hipotetycznie możliwość uzyskania amplitudy +-40V na wyjściu, daje to 40V^2/8ohm=200W. Uwzględniając RMS utworu muzycznego 200W / 5 = 40W. Dwa kanały - 80W.
Dla tego samego założenia odnośnie amplitudy (+-40V) okazuje się, że maksymalna moc tracona w tranzystorach końcowych (T7 i T8 ) to: 20V^2/8ohm=50W (warunek dopasowania impedancji obciążenia do impedancji wyjściowej widzianej z zacisków zasilacza). Licząc dwa kanały mamy 2*50W=100W, jednakże pomiary na utworach muzycznych wskazują, iż jedynie 60% mocy maksymalnej jest wykorzystywana tj. 60W.
Razem moc w obciążeniu i moc w tranzystorach to 140W.
Teoretyczne rozważania wskazują, że zakup transformatora mocy 150W jest słuszny, jednak jak się później okazuje w praktyce, założenie to jest błędne, transformator o mniejszej mocy równej 100W o trochę wyższym napięciu wtórnym (spoczynkowo 35V) był by stanowczo wystarczający!
Radiator dobrałem w oparciu o dane zawarte na stronie: http://www.alutronic.de/indexE.php konkretnie model radiatora PR163. Przyjąłem, że oksydowany 50mm jest zbliżony do 70mm "gołego".
Temperatura radiatora przy 60W 25stC+55stC=80stC. Rezystancja termiczna T7 i T8 to 2K/W, przy chwilowo absurdalnie niekorzystnej sytuacji (10Hz prostokąt +-20V, co generuje moc 50W o wypełnieniu 50% w jednym tranzystorze) tranzystory mogą osiągać temperature 180stC (dokładniej 130st + tętnienia +-50stC). Przyznaję, jak sprzęt ma być żyłowany na dyskotekach należy dla świętego spokoju dokupić kolejną parę T7 i T8 za słownie: dwa złote (ewentualnie jedna para BD249C i BD250C), jest to dużo korzystniejsze rozwiązanie niż stosowanie większego radiatora.
Nie mam aparatu, zdjęć nie będzie.
Złożenie całości (stereofoniczny wzmacniacz o mocy maksymalnej 2x 120W) to koszt w okolicach 120...150zł.
Fajne? Ranking DIY
