Projekt wzmacniacza 150 W na tranzystorach 2sc5200 i 2sa1943, schemat i PCB

Witam. Przedstawiam bardzo prostą konstrukcje wzmacniacza audio opartego na tranzystorach 2sc5200 oraz 2sa1943. Wzmacniacz osiąga moc 150 W RMS przy impedancji 4 Ohm oraz zasilaniu go transformatorem 2x35 V.
W załącznikach znajdują się:
Schemat
Wzór pcb w formacie gotowym do druku.
Warstwa opisowa, UWAGA! Na warstwie opisowej znajduje się drobny błąd, pomylono ze sobą opis tranzystorów sterujących czyli, TIP41C dajemy tam gdzie opisany jest TIP42 i analogicznie tam gdzie jest TIP41 dajemy TIP42 [ na odwrót po prostu]
Półprzewodniki:
2sc5200
2sa1943
TIP41C
TIP42C
BD139 x 2
BD140
BC558B x 3

Sebastian248 napisał:

Wzmacniacz 150w gotowy projekt, sprawdzony.

Z tym określeniem "SPRAWDZONY" ja bym się powstrzymał. W załączniku nr.1 w stosunku do schematu, zał. nr.3 brakuje jednej pary tranzystorów. Kolejna sprawa to moc "rezystorów emiterowych"jakie zastosowałeś, już w załączniku widać co z nimi się dzieje.

Sebastian248 napisał:

Wzmacniacz osiąga moc 150w RMS przy impedancji 4 Ohm oraz zasilaniu go transformatorem 2x35v.

150W i pewnie wystarczy byle jaki transformator o napięciu wyjściowym 2x35V , przydało by się abyś podał również minimalną wydajność prądową tego transformatora. (na tym forum są osoby które potrafią to obliczyć, lecz również są takie, które opierają się na tzw. "gotowcach") .
Pozdrawiam.

Witam. Usunąłem jedną parę tranzystorów, co do stabilności wzmacniacza nic nie ma tylko zmniejsza się moc... Rezystory emiterowe to 3w 0.22Ohm lekko się grzeją przy pełnym wysterowaniu. Transformator ma 200w i nie jest on wykorzystywany dla tego wzmacniacza. Podłączyłem go tylko do testów. W zamyśle będzie wykorzystany transformator toroidalny o mocy 300w i napięciach 2x30v

Sebastian248 napisał:

W zamyśle będzie wykorzystany transformator toroidalny o mocy 300w i napięciach 2x30v

Więc zapomnij o 150W...

Sebastian248 napisał:

Witam. Usunąłem jedną parę tranzystorów, co do stabilności wzmacniacza nic nie ma tylko zmniejsza się moc...

Od samego usunięcia tranzystorów moc sie nie zmniejsza, jedynie rośnie prawdopodobieństwo uszkodzenia tranzystorów.

Sebastian248 napisał:

W zamyśle będzie wykorzystany transformator toroidalny o mocy 300w i napięciach 2x30v

W zamyśle takim dostaniesz jakieś 90W na wyjściu przy 4 omach obciążenia.

No dobrze. Uzyska 150W, ale przy jakich zniekształceniach?

398216 Usunięty napisał:

No dobrze. Uzyska 150W, ale przy jakich zniekształceniach?

Żadnych, bo jak się popalą tranzystory to sie popali i głośnik. I na tym koniec.

jdubowski napisał:

jak się popalą tranzystory

Przy +/- 40V?

398216 Usunięty napisał:

jdubowski napisał:

jak się popalą tranzystory

Przy +/- 40V?

Tak, bo przy mocy 150W oddanej do głośnika drugie 150W wydzili sie w stopniu końcowej w postaci ciepła. obawiam się że to za dużo jak na dwa tranzystory.

trymer01 napisał:

w postach nr 4 i 5 źle odczytaliście napięcia (przyjmując podawane napięcia zmienne z transformatora jako napięcie stałe po prostowniku),

A na dodatek na płytce po stronie elementów są opisy +20V i -20V...

trymer01 napisał:

jdubowski napisał:

Tak, bo przy mocy 150W oddanej do głośnika drugie 150W wydzili sie w stopniu końcowej w postaci ciepła. obawiam się że to za dużo jak na dwa tranzystory.

Oj, nie aż drugie tyle, poza tym przecież w projekcie docelowo mają być 4 tranzystory i one (z odpowiednim chłodzeniem) wytrzymają moc rzędu 100-120W/4=25-30W na każdym.

Otóż to - szło mi o to ze obcięcie projektu do 1/2 tranzystorów końcowych nie jest rozsądne...

Na płytce wzmacniacza napisane jest +50v 0v -50v na płytce zasilacza jest tak samo, ale dodatkowo na pcb zasilacza znajduje się mostek prostowniczy do przedwzmacniacza dający ok 2x 22.5V po filtracji. Płytkę robiłem osobiście... Zgodzę się, że są tam głupstwa takie jak hi- fi czy inne rzeczy, ale to była moja pierwsza pcb i chciałem zobaczyć jak wyjdzie warstwa opisowa więc wstawiłem napis... Może nie potrzebnie.😉
Byłem bardzo pozytywnie zaskoczony jakością dźwięku😊
Teraz kończę projekt pcb do wersji oryginalnej z 2 parami ale tam zasilanie będzie trzeba trochę zwiększyć tak?

Według moich obliczeń, do uzyskania mocy 150W na obciążeniu 4R przy sygnale sinusoidalnym potrzebny jest prąd szczytowy 8.66A, napięcie szczytowe prawie 35V, prąd zasilania 2.8A. Transformator 300W 2x30V (nominalnie, a bez obciążenia o 5% więcej) można obciążać prądem skutecznym 5A - jeśli nie ma być przeciążony, powinien przewodzić przez co najmniej 36% czasu, co oznacza minimalne napięcie przewodzenia 30*√2*1.05*cos(0.36*π/2)=37.6V - za mało, zostaje 3V na spadek napięcia na diodach prostowniczych + tętnienia + spadek napięcia we wzmacniaczu (między napięciem zasilania, a szczytowym napięciem uzyskiwanym na obciążeniu)... Ale na 150W przy zniekształceniach 10% pewnie wystarczy; na sinusoidę proponuję 350W 2x35V.

Może jeszcze wyjaśnię, jak wyliczyłem te 36%: przyjąłem, że w trakcie piku prądu stosunek prądu średniego do skutecznego jest √8/3; a współczynnik wypełnienia 'd' daje stosunek prądu średniego do skutecznego √d, czyli powinno być √(8d)/3=2.8A/5A, albo 8*d/9=8/25, czyli d=9/25=0.36.

Dodano po 12 [godziny]:

Niestety, pomyliłem się w obliczeniach - w rzeczywistości, w trakcie piku prądu stosunek prądu średniego do skutecznego jest √(5/6), więc √(5*d/6)=Iśr/Isk=2.8A/5A, 5*d/6=8/25, czyli d=1.2*(Iśr/Isk)²=48/125=38.4%, i napięcie z transformatora wychodzi 36.7V - prawie o 1V niższe, zostaje tylko 2V na wszystkie spadki napięcia. To może wypada użyć transformatora 360W?

A to jest jeszcze kwestia, jaka muzyka, i czy przy graniu pełną mocą wzmacniacz ma podziałać 1-2 godziny, a potem uszkodzić transformator, czy dowolnie długo...

Można rozważyć konstrukcję (ale ta taka nie jest) wzmacniacza, który przy nadmiernym nagrzaniu tranzystorów mocy, albo transformatora wyciszy się, żeby ostygnąć.

I pewnie można założyć, że przy normalnej muzyce prąd nie będzie przekraczał 80% tego, co by było dla sinusa, i według tego powtórzyć wyliczenia - pewnie wyjdzie ciut poniżej 300W.

Natomiast proponuję bez zabezpieczeń przed przegrzaniem nie zakładać, że muzyka będzie ograniczona do takich instrumentów, których dźwięk mało obciąża wzmacniacz.

Nie próbowałem wyliczać, jaką moc da się wyciągnąć przy przeciążaniu transformatora; do tego trzeba by było znać, a nie tylko oszacować opór jego uzwojeń.

_jta_ napisał:

A to jest jeszcze kwestia, jaka muzyka, i czy przy graniu pełną mocą wzmacniacz ma podziałać 1-2 godziny, a potem uszkodzić transformator, czy dowolnie długo...

Tu nie mogę się zgodzić. Wiele wzmacniaczy estradowych jest budowana według tego właśnie założenia i jakoś nic się złego nie dzieje. Owszem - w zależności od muzyki może średnia moc wynieść więcej - ale i tak oscyluje w okolicy 60% mocy maksymalnej, a przy przekroczeniu tejże albo zapala się clip, albo działa limiter albo czynnik ludzki.
Jasne, ze jak ktoś przesteruje wzmacniacz i będzie w ten sposób katować wzmacniacz ten może się w końcu uszkodzić/wyłączyć, ale szybciej na pewno da o sobie znać kolumna - gdy spali się głośnik wysokotonowy, a jak będzie mało to i średnio.
Oczywiście - jak się ktoś uprze to spali nawet cegłę - jednak używając sprzętu z głową na swoim miejscu - będzie pracować długo i bezawaryjnie.
"Moda" na transformatory o większej mocy była - przed rokiem 80 (mniej więcej - przynajmniej z moich obserwacji tak wynika) - ale zwyciężył zdrowy rozsądek i ekonomia (w takiej kolejności) - nie ma po prostu sensu podrażać kosztów jeśli nie ma to uzasadnienia.

Witam.
Czyżbym włożył kij w mrowisko pisząc:

gumisie napisał:

150W i pewnie wystarczy byle jaki transformator o napięciu wyjściowym 2x35V , przydało by się abyś podał również minimalną wydajność prądową tego transformatora. (na tym forum są osoby które potrafią to obliczyć, lecz również są takie, które opierają się na tzw. "gotowcach") .

Wybaczcie, czytając Wasze posty to ja jako "laik" mam problem z której porady skorzystać. Tak więc, wystarczy zastosować transformator od 200 - 500W o odpowiednim symetrycznym napięciu dla konstrukcji tego wzmacniacz. (wiem, odpowiedni mostek prostowniczy, kondensatory o właściwej pojemności i napięciu przebicia). Tylko po co stosować transformator 500VA gdy w pełni wystarczającym okaże się 200W_atowy?. (1CH mono).

trymer01 napisał:

gumisie napisał:
Wybaczcie, czytając Wasze posty to ja jako "laik" mam problem z której porady skorzystać.

Odpowiedziałeś sobie sam:
gumisie napisał:
gumisie napisał:
150W i pewnie wystarczy byle jaki transformator o napięciu wyjściowym 2x35V

@trymer01,z pełnym szacunkiem dla Ciebie, lecz zapraszam do ponownego przeczytania #2, moje pytanie w tymże poście było prowokacyjne (pewnie i sarkastyczne)lecz było skierowane do autora tematu na które otrzymałem odpowiedź #3, i pisząc "na tym forum są osoby które potrafią to obliczyć" (#2) takiej "Burzy mózgów" nie spodziewałem się.
Pozdrawiam.
P.S.
Mając jakieś tam wieloletnie praktyczne doświadczenie (również wykształcenie) z dziedziny elektroniki, mam nadzieję że nikogo nie obraziłem pisząc o sobie "LAIK".

Tu nie ma co liczyć. Jak ma być dobrze to moc transformatora = mocy wzmacniacza. Co nie znaczy, że jak ktoś lubi, albo ma na zbyciu (transformator/gotówkę) - może wstawić i kilka razy większej mocy. Jeśli poprawi to komuś samopoczucie - nie widzę przeciwwskazań.

398216 Usunięty napisał:

Tu nie ma co liczyć.

I tu masz rację. Czytając posty w których jeden z drugiemu udowadnia swą rację typu: nie 200VA lecz 250W lub wrzucają wzory typu "√(8d)/3=2.8A/5A, albo 8*d/9=8/25, czyli d=9/25=0.36." i za moment: "Niestety, pomyliłem się w obliczeniach" a tu riposta: "naprawdę, ta zabawa w teoretyka prowadzi do absurdalnych wniosków.
Transformator 350 czy 360VA do wzmacniacza 150W ?". Jak zwykle, cosik tu się pochrzaniło. Udowadnianie "wyższości święta W.N nad świętem B.N.
Panowie, oczekujemy pomocy tak więc pomagajmy w jasny zrozumiały sposób a nie cytatami z naszych prac "magisterskich".

P.S.
Które urodziny elektroda.pl w ty roku obchodzi?. Zapewne jest już pełnoletnia. Kurcze blaszka!, zarejestrowałem się w 2003, przebywam z NIĄ ,moją PRZYJACIÓŁKĄ praktycznie co dziennie i nie wiem ile ma lat. (Elektroda, rodzaj żeński a kobiety o wiek się nie pyta).
"elektroda.pl – polski wortal oraz forum poświęcone szeroko rozumianej elektronice[2]. Założony w roku 1999 przez Kamila Gulczuka".
[wikipedia].

Witam. skorzystam z okazji i spytam się jaki przedwzmacniacz był by do tej końcówki najlepszy nie oszczędzając na cenie. Zrobiłem na 2 tranzystorach z korekcją barwy, zasilany był przez stabilizator, ale w głośniku słyszałem głośne buczenie wraz z dźwiękiem. Robiłem na tl072 to się przesterowywał... Proszę o sprawdzoną konstrukcję która będzie współpracować z symetrycznymi końcówkami. Z góry dziękuję.

Dodano po 5 [minuty]:

A oto schematy z których robiłem przedwzmacniacze.

Układ z TL072 - czy to przesterowanie występowało przy ustawieniu wszystkich potencjometrów regulacji barwy na środek? Dotyczyło przedwzmacniacza, czy wzmacniacza? Jaki sygnał podawałeś na wejście?

Układ tranzystorowy - co przy regulacji potencjometrem, który jest na wyjściu tego układu - jak ściszałeś nim muzykę, to i buczenie się ściszało razem z muzyką, czy tylko muzyka się ściszała? Jak podłączyłeś stabilizator do tego układu?

Układ z tl072 nie mógł wysterować wzmacniacza i przesterowywał się przedwzmacniacz. Układ z tranzystorami: Po ściszaniu potencjometrem ściszała się muzyka wraz z buczeniem. Stabilizator tradycyjnie 7818, kondensator na wyjściu stabilizatora... Nwm co jest nie tak...

Dodano po 7 [minuty]:

Jaki poziom sygnału ma tl072? Jest w stanie w pełni wysterować końcówkę mocy? Posiadam konsole zed 10 najprawdopodobniej znajdują się tam op-amp-y i poziom sygnału na wyjściu tego miksera jest wstanie w pełni wysterować wzmacniacz a nawet go przesterować... A tl przesterowuje się prawie od razu po podaniu sygnału na niego... Może zła aplikacja?

To spowoduje większe (i to, w tym układzie, dużo większe) zniekształcenia przy małej mocy (cross-over distortion - nie wiem, czy mają polską nazwę). Żeby tego uniknąć, trzeba zostawić Q4. A Q3 jest źródłem prądowym dla Q1 i Q2 - istniejący układ jest skompensowany temperaturowo i ze względu na napięcie zasilania (jak złącza P-N zmieniają napięcie przewodzenia, albo zmienia się napięcie zasilania, to prądy Q4 i Q5 pozostają równe) - bez Q3 tego nie będzie.

Jaki poziom sygnału ma tl072? Jest w stanie w pełni wysterować końcówkę mocy?

Ze sporym zapasem - na pełne wysterowanie trzeba około 1V, a TL072 przy zasilaniu +-15V może dać ponad 12V - napięciowo, bo może ograniczeniem jest prąd - przy obciążeniu impedancją 2k gwarantowane jest tylko +-10V na wyjściu, a tam jest 1.1k.

Układ z tranzystorami - wygląda na to, że to buczenie albo pochodzi z tego układu, albo dochodzi na jego wejście. P1 reguluje wzmocnienie dla niskich tonów - czy ta regulacja działa na buczenie? Można próbować zwierać do masy: lewą stronę C1 (wejście), prawą C3 (= lewą C5), lewą C8 i sprawdzać, co wtedy z buczeniem.