O post apresenta uma discussão aprofundada sobre os detalhes de construção de um amplificador universal de alta potência que pode ser modificado ou ajustado para se adequar a qualquer faixa dentro de 60 watts, 120 watts, 170 watts ou até 300 watts de potência de saída (RMS).
O design
O diagrama de circuito na Fig. 2 fala sobre a forma de capacidade de potência mais alta do amplificador, que oferece 300 W em 4 ohms. As configurações para moderar a saída de energia serão, sem dúvida, discutidas posteriormente no post.
O circuito depende de um par de MOSFETs conectados em série, T15 e T16., sendo alimentados em antifase por um amplificador diferencial. Dado que a resistência de entrada dos MOSFETs é do nível de 10 ohms, a potência elétrica do drive realmente precisa ser simplesmente modesta. Como resultado, os MOSFETs são operados por tensão.
O estágio do motorista é composto predominantemente por T1 e T3, juntamente com T12 e T13. A realimentação CC negativa através do estágio de saída é fornecida por R22 e a realimentação CA negativa por R23—-C3.
O ganho de tensão CA é de aproximadamente 30 dB. A frequência de corte abaixo é determinada pelos valores de C1 e C3. O objetivo de trabalho do primeiro amplificador diferencial, T1, T2 é programado pelo fluxo de corrente através de T3.
A corrente de coletor de T5 determina a corrente de referência para o espelho de corrente T3-T4. Para garantir que a corrente de referência seja constante, a tensão de base de T5 é bem controlada pelos diodos D4-D5.
A saída de T1-T2 opera outro amplificador diferencial, T12-T13, cujas correntes de coletor estabelecem o potencial de porta para os transistores de saída. A medida desse potencial dependeria da posição de trabalho de T12-T13.
O espelho de corrente T9 e T10 junto com os diodos D2-D5 mantêm a mesma função que T3-T4 e D4-D5 no primeiro amplificador diferencial.
O significado da corrente de referência é caracterizado pela corrente de coletor de Tm, que muitas vezes é programada por P2 no circuito emissor de T11. Esta combinação particular modela a corrente quiescente (polarização) sem a presença de (um sinal de entrada.
Estabilização da corrente quiescente
Os MOSFETs possuem um coeficiente de temperatura positivo cada vez que sua corrente de dreno é nominal, garantindo que a corrente quiescente (bias) seja simplesmente mantida consistente pela compensação aplicável.
Isso geralmente é disponibilizado a partir do R17 sobre o espelho de corrente T9-T10, que inclui um coeficiente de temperatura negativo. Uma vez que este resistor aquece, ele começa a extrair uma porcentagem relativamente mais substancial da corrente de referência via T9.
Isto provoca uma diminuição da corrente de coletor de T10 que, sequencialmente, provoca a redução da tensão porta-fonte dos MOSFETs, que compensa eficientemente o aumento induzido pelo PTC dos MOSFETs.
A constante do período térmico, que pode ser influenciada pela resistência térmica dos dissipadores de calor, determina o tempo necessário para que a estabilização seja executada. A corrente quiescente (polarização) fixada por P; é consistente dentro de +/-30%.
Proteção contra superaquecimento
Os MOSFETs são blindados contra superaquecimento pelo termistor R12 no circuito base do T6. Sempre que uma temperatura selecionada é alcançada, o potencial através do termistor faz com que T7 seja ativado. Sempre que isso ocorre, T8 deriva a porção mais substancial da corrente de referência por meio de T9-T11, que restringe com sucesso a potência de saída dos MOSFETs.
A tolerância ao calor é programada por Pl que é igual a uma temperatura do dissipador de calor de Segurança de curto-circuito Caso a saída seja curto-circuitada na ocorrência de um sinal de entrada, a diminuição da tensão nos resistores R33 e R34 leva a T14 a ser ligadas.
Isso causa uma queda da corrente por meio de T9/T10 e também, consequentemente, das correntes de coletor de T12 e T13. O alcance efetivo dos MOSFETS é subsequentemente limitado de forma significativa, garantindo que a dissipação de energia seja reduzida ao mínimo.
Como a corrente de dreno praticável depende da tensão de dreno-fonte, mais detalhes são importantes para a configuração adequada do controle de corrente.
Esses detalhes são oferecidos pela diminuição da tensão nos resistores R26 e R27 (sinais de saída positivos e negativos, respectivamente). Quando a carga é inferior a 4 ohms, a tensão base-emissor de Tu é reduzida a um nível que contribui para a corrente de curto-circuito genuinamente restrita a 3,3 A.
Detalhes de construção
O projeto do amplificador MOSFET é idealmente construído na PCB apresentada na Fig. 3. Ainda assim, antes de iniciar a construção, é preciso determinar qual variação é preferida.
A Fig. 2, bem como a lista de componentes da Fig. 3, são para a variante de 160 watts. Os ajustes para as variações de 60 W, 80 W e 120 W são apresentados na Tabela 2. Conforme mostrado na Fig. 4, os MOSFETs e NTCs são instalados em ângulo reto.
A conectividade dos pinos está descrita na Fig. 5. Os NTCs são parafusados diretamente na dimensão M3, roscados (broca de rosqueamento = 2,5 mm), furos: use muita pasta composta para dissipador de calor. Os resistores Rza e Rai são soldados diretamente às portas dos MOSFETs no lado de cobre da PCB. O indutor L1 é envolvido
R36: o fio deve ser efetivamente isolado, com extremidades pré-estanhadas soldadas nas aberturas próximas às do R36. O capacitor C1 pode ser do tipo eletrolítico, mas uma versão MKT é vantajosa. As superfícies de T1 e T2 devem ser coladas uma com a outra com a intenção de que o calor do corpo continue a ser idêntico.
Lembre-se das pontes de arame. A fonte de alimentação para o modelo de 160 watts é mostrada em
Fig. 6: os ajustes para os modelos suplementares são mostrados na Tabela 2. A concepção de um artista sobre sua engenharia é apresentada em
Fig. 7. Assim que a unidade de potência for construída, as tensões de trabalho em circuito aberto poderão ser verificadas.
As tensões dc não devem estar acima de +/- 55 V, caso contrário existe o risco de que os MOSFETs desistam do goblin na inicialização inicial.
Caso sejam obtidas cargas apropriadas, será, obviamente, vantajoso que a fonte seja examinada sob restrições de carga. Uma vez que a fonte de alimentação é considerada boa, a configuração do MOSFET de alumínio é parafusada diretamente em um dissipador de calor apropriado.
A Fig. 8 apresenta uma boa noção da altura e largura dos dissipadores de calor e do sortimento finalizado de um modelo estéreo do amplificador.
Para simplificar, principalmente a posição das partes da fonte de energia é demonstrada. Os locais onde o dissipador de calor e a configuração do MOSFET de alumínio (e, provavelmente, o painel traseiro do gabinete do amplificador) se juntam devem receber uma cobertura efetiva de pasta condutora de calor. Cada um dos dois conjuntos deve ser aparafusado ao dissipador de calor incorporado com não menos que 6 parafusos de dimensionamento M4 (4 mm).
A fiação elétrica deve aderir às linhas guia na Fig. 8 fielmente.
É aconselhável começar pelos traços de alimentação (fio de bitola pesada). A seguir, estabeleça as conexões de aterramento (em forma de estrela) do aterramento do dispositivo de alimentação para as PCBs e o aterramento de saída.
Em seguida, crie as conexões de cabo entre PCBs e terminais de alto-falante, bem como entre os soquetes de entrada e os PCBs. O aterramento de entrada deve sempre ser conectado apenas ao fio terra na PCB – isso é tudo!
Calibração e teste
Em vez dos fusíveis F1 e F2, conecte resistores de 10 ohm, 0,25 W em seus locais na PCB. O pré-ajuste P2 deve ser fixado completamente no sentido anti-horário, embora P1 esteja programado para o centro de sua rotação.
Os terminais do alto-falante continuam abertos, assim como a entrada deve estar em curto-circuito. Ligue a rede. Se houver algum tipo de curto-circuito no amplificador, os resistores de 10 ohms começarão a fumegar!
Se isso acontecer, desligue imediatamente, identifique o problema, troque os resistores e ligue a energia mais uma vez.
No minuto em que tudo parecer adequado, conecte um voltímetro (faixa de 3 V ou 6 V CC) em um dos resistores de 10 ohms. Tem que haver tensão zero através dele.
Se você achar que P1 não está girado completamente no sentido anti-horário. A tensão deve subir enquanto P2 é constantemente alterado no sentido horário. Defina P1 para uma tensão de 2 V: a corrente nesse caso pode ser de 200 mA, ou seja: 100 mA por MOSFET. Desconecte e troque o resistor de 10 ohms pelos fusíveis.
Ligue a energia novamente e verifique a tensão entre a saída do terra e do amplificador: isso certamente não será superior a +/-20 mV. O amplificador é depois preparado para a funcionalidade pretendida.
Um ponto de conclusão. Conforme explicado anteriormente, a orientação de troca do circuito de segurança de superaquecimento deve ser alocada para aproximadamente 72,5 °C.
Isso pode ser facilmente determinado aquecendo o dissipador de calor com, por exemplo, um secador de cabelo e avaliando seu calor.
No entanto, de alguma forma, isso pode não ser exatamente essencial: P1 também pode ser fixado no meio de seu mostrador. Sua situação realmente só deve ser alterada se o amplificador for desligado com muita frequência.
No entanto, sua postura não deve estar longe do local do meio.
Cortesia: elektor.com
Figura 2
Figura: 3
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FONTE
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