Subwoofer vďaka svojmu veľkému vnútornému objemu vyžaruje s najväčšou účinnosťou a akustickým výkonom hlboké tóny. Pre zmenšenie rôznych rušivých zložiek napätia sa výkonový zosilňovač umiestňuje priamo do reprobedne aj s napájacim zdrojom napätia. Pre záujemcov týchto konštrukcií predkladám zapojenie, ktoré je osadené IO od firmy National Semiconductor LM 3875. Tento výkonový operačný zosilňovač je právom zaradený do kategórie „Overture“ a svojím trvalým výkonom 40W je schopný vybudiť kvalitné výkonové reprosústavy.

Obvod LM 3875 má trvalý výstupný výkon minimálne 40W, typicky je 55W. Pri výkone 40W a šírke pásma 20kHz je harmonické skreslenie obvodu 0,06%. Šumové napätie je 2uV. Šírka pásma (- 3dB ) je 100kHz. Odstup signál/ šum pri výkone 40W je 114dB. Kľudový prúd obvodu je 30 až 70mA. V tomto zapojení sú použité dva tieto obvody, zapojené do mostíka. Schéma zapojenia mostíkového zosilňovača pre subwoofer je na obrázku 1. NF signál sa privádza cez oddeľovací elektrolytický kondenzátor C1 a odrušovací rezistor R1 na neinvertujúci vstup IO1 typu LM 3875. Odpor rezistora R6 určuje vstupný odpor zosilňovača. Pre zväčšenie stability zosilňovača v oblasti nad akustických kmitočtov bol medzi vstupy IO1 zapojený keramický kondenzátor C5, ktorý spolu s rezistorom R1 tvorí dolnú priepusť. Napäťové zosilnenie je nadstavene zpätnoväzobným rezistorovým deličom s rezistormi R2 a R3, delič je galvanicky oddelený elektrolytickým kondenzátorom C4. Napájanie obvodu je blokované keramickými kondenzátormi C7 a C8. K výstupu IO1 je pripojený jeden pól reproduktora REP1. Pokial by sme spojili druhý pól reproduktora so zemou, mohol by dodávať obvod IO1 do záťaže 4Ohm výkon 40W. Pre dosiahnutie požadovaného výkonu 80W použijeme pri rovnakej veľkosti napájacieho napätia mostíkové zapojenie s ďalším obvodom IO2. Pokiaľ by sme dodržali impedanciu 4Ohm, dosiahli by sme teoreticky výkon až 160W, ale výkonové integrované obvody by boli dosť prúdovo a tepelne namáhane a mohli by zapôsobiť vnútorné elektronické poistky ( pokiaľ je fakt kvalitné chladenie puzdra výkonového operačného zosilňovača nemusel by to byť problém, ale upozorňujem bez chladenia to radšej neskúšajte ). Pre tento „problém“ zosilňovač zaťažíme impedanciou 8Ohm, do ktorej nám zosilňovač dodá výkon 80W pri dostatočnej stabilite aj a funkčnosti zapojenia. Pre získanie protikladného signálu na výstupe IO2 je signál z výstupu IO1 privádzaný cez rezistor R7 do neinvertujúceho vstupu IO2. IO2 je zapojený takmer rovnako, ako IO1, jediný rozdiel spočíva v uzemnení neinvertujúceho vstupu IO2. Reproduktor je zapojený do uhlopriečky mostíka medzi výstupy IO1 a IO2. Kmitanie v nad akustických pásmach je potláčané známym Boucherottovým členom, zložený z rezistora R8 a keramického kondenzátora C9. Tento člen je paralelne pripojený k výstupným svorkám pre reproduktor. Striedavé napájacie napätie sa privádza na diódový mostík ( Graetzové zapojenie ). Toto napätie je po usmernení účinne filtrované na oboch polvlnách elektrolytickými kondenzátormi C2, C3, C10 a C11. Všetky súčiastky okrem transformátora sú umiestnené na jednostrannej DPS, ktorá je na obrázku 2 a jej osadenie na obrázku 3. Osadenie DPS a oživenie nerobí žiadny problém, jediné čo je za potreby, je prúd v kľudovom stave a či náhodou na výstupe nie je jednosmerné napätie. Malo by byť nulové, v skutočnosti je toto napätie 20mV ( MAX ). Skúšať zosilňovač bez namontovaného chladiča vedie k zničeniu IO1 aj IO2. Pokiaľ budete oba IO montovať na spoločný chladič nezabudnite medzi chladič a puzdro dať izolačnú podložku, ktorú zľahka potrite z oboch strán teplovodivou pastou. Táto podložka chráni IO aj predtým, pokiaľ by ste ich chceli spojiť s kostrou zosilňovača. Po praktických testoch niekoľkých výrobkov sa zistila veľká stabilita a funkčnosť. Dosiahnutý sínusový výkon bol okolo 98W pri skreslení 0,2% v pásme kmitočtov 20Hz až 30kHz ( pri poklese kmitočtovej charakteristiky o 3dB ). Zosilnenie je možné upraviť zmenou hodnôt R3 a R5 ( v oboch polovinách mostíka súčastne ), ale doporučujem ponechať navrhnuté zosilnenie.

( obr. 1 ), schéma zapojenia:

( obr. 2 ), návrh DPS ( veľkosť: 14,7x pomer druhej strany cm ):

( obr. 3 ), osadenie DPS:

Zoznam súčiastok:

Rezistory:

R1 – 4,7kOhm

R2, R4 – 20kOhm

R3, R5 – 1kOhm

R6 – 22kOhm

R7 – 24kOhm

R8 – 4,7Ohm

Kondenzátory:

C1 – 4,7uF/ 25V/ rad.

C2, C3, C10, C11 – 4700uF/ 35V/ rad.

C4, C6 – 10uF/ 25V/ rad.

C5 – 330pF/ ker.

C7, C8, C12, C13 – 100nF/ ker.

C9 – 220nF/ ker.

C100 – 10nF/ 630V ( TC 208 )

Polovodičové súčiastky:

D1, D2, D3, D4 – 10 5402

IO1, IO2 – LM 3875

Použitá literátura: K. E. 3/ 1999

• O autorovi
• Najnovšie príspevky

zawin

Administrátor webu SVETELEKTRO.COM. Pracujem vo firme GOSPACE TECH ako HW a SW inžinier v oblasti IoT - www.fleximodo.com

Najnovšie články od zawin (zobraziť všetky)

• Novinky na webe SVETELEKTRO - 12. decembra 2020
• TEPLOMĚR DO UDÍRNY - 21. júla 2020
• Výsledky súťaže o najlepší výrobok–4. kolo - 23. decembra 2019