SVETELEKTRO

6. apríla 2011   Verzia pre tlač Verzia pre tlač

Modul zosilňovača UNI 30 Q


nalimko33

Modul zosilňovača UNI 30 Q vznikol z potreby využiť šuplíkové zásoby polovodičov, ktoré pre svoje nízke záverné napätie nie je možné využiť inak.

Obvodovo vychádza zo známeho zosilňovača bratov GROLMUSOVCOV (zosilnovace.eu) UNI 50. Ide však o kvazikomplementárne zapojenie koncových tranzistorov.
Osadený môže byť širokým spektrom polovodičov (aj vypájkovaných) – odporúčam však všetky súčiastky pred zaspájkovaním riadne premerať. Z dôvodu použitia súčiastok so záverným napätím cca 45V je povolené max. napájacie napätie +/-24V, čomu odpovedá výstupný výkon max. 30W/4R. Vhodným transformátorom na napájanie je napríklad 9WN668 78 (2x 18V/2A). Pri použití transformátora 2x 15,5V je predpokladaný výstupný výkon cca 25W/4R. Modul UNI 30 Q nájde uplatnenie najmä v aplikáciach, kde sa nekladú vysoké nároky na kvalitu reprodukcie.

Pre maximálne využitie súčiastkovej základne som navrhol tri varianty DPS:
variant A – vstupný diferenciálny zosilňovač pozostáva z dvojice tranzistorov vodivosti NPN,
variant B – vstupný diferenciálny zosilňovač pozostáva z dvojice tranzistorov vodivosti PNP,
variant C – vstupný diferenciálny zosilňovač je osadený dvojicou tranzistorov KC809 – 811.

V diferenciálnom zosilňovači (T1A, T1B) je možné použiť tranzistory typu:
– KC 147
– KC (BC) 237 – 239
– BC 157 – 158
– BC 307 – 309
– KC 507 – 509
– KC 809 – 811

V rozkmitovom stupni, jeho prúdovom zdroji a ako budiace tranzistory
(T2 – T6) je možné použiť:
– KC (BC) 635 – 640
– KD (BD) 135 – 140
– KF 506 – 509
– KF 517
– KFY 16 – 18
– KFY 34 – 46

Ako koncové tranzistory (T7 a T8):
– KD 501 – 503
– KD 602 – 607
– 2N2055
– BDY 20 – 22

Popis funkcie zosilňovača


Variant A:
Schéma zosilňovača je až na použité koncové tranzistory rovnakej vodivosti totožná so zapojením zosilňovača UNI 50. Aby bola konštrukcia zosilňovača čo najjednoduchšia, vynechal som obvod protiskratovej ochrany – „zvárači“ si budú musieť dať väčší pozor pri pripojovaní záťaže. Zosilňovač pracuje v triede B, takže neobsahuje žiaden nastavovací prvok v obvode regulácie (stabilizácie) kľudového prúdu.

Na vstupný konektor zosilňovača sa privádza nízkofrekvenčný signál, ktorý prechádza cez kondenzátor C1. Kondenzátor zabraňuje prieniku jednosmernej zložky do zosilňovača z predradeného zariadenia. Kondenzátor C2 spolu s rezistorom R1 tvoria dolno-priepustný filter, ktorý potláča frekvencie vyššie ako 220kHz (zlepšenie stability zosilňovača). Hodnota rezistora R2 definuje vstupnú impedanciu zosilňovača, ktorá je v tomto prípade 47kOhm. Tranzistory T1A a T1B tvoria vstupný diferenciálny zosilňovač. Tranzistor T2 je prúdový zdroj, ktorý túto dvojicu napája konštantným prúdom. Veľkosť prúdu je definovaná červenou LED diódou a rezistorom R4. Rezistor R5 zabezpečuje, aby LED diódou D1 pretekal prúd cca 5mA. Veľkosť prúdu pretekajúceho tranzistormi T1A a T1B je 1,25mA. Na rezistore R3 sa vplyvom pretekajúceho prúdu vytvorí úbytok napätia, ktorý následne budí napäťový zosilňovač, tvorený tranzistorom T3, pracujúcim v triede A. Jeho pracovný bod je nastavený na 10mA rezistorom R8. Tranzistor T4 plní funkciu prúdového zdroja pre T3, a zároveň je jeho dynamickou záťažou. Kondenzátory C3 a C7 tvoria frekvenčnú kompenzáciu a prispievajú k celkovej stabilite zosilňovača. Na reguláciu kľudového prúdu výkonovými tranzistormi T7, T8 sú použité diódy D2 a D3 s tepelnou väzbou na ne (umiestnené na chladiči spolu s T7 a T8). Tranzistory T5 a T6 tvoria budič. Sú budené z napäťového zosilňovača a spolu s koncovými tranzistormi tvoria tzv. Darlingtonovo zapojenie, vyznačujúce sa veľkým prúdovým zosilnením. Emitorové rezistory sú v tomto zosilňovači použité metaloxidové na zaťaženie 2W. Na výstupe zosilňovača je zapojený Boucherotov člen (sériová kombinácia R15 a C8), ktorý zvyšuje stabilitu zosilňovača.

Variant B sa od variantu A líši iba zrkadlovo prevráteným vstupným diferenciálnym zosilňovačom, aby bolo možné v pozíciách T1A, T1B a T2 použiť tranzistory s vodivosťou PNP.

Variant C je totožný s variantom A – vstupný diferenciálny zosilňovač je však osadený dvojicou tranzistorov s vodivosťou NPN v jednom puzdre. Tomu odpovedá aj mierne odlišná DPS. Všetky varianty majú DPS rozmeru 90x80mm.

Oživenie zosilňovača


Nakoľko zapojenie neobsahuje žiaden nastavovací prvok, oživenie spočíva iba v kontrole jednotlivých pracovných napätí a prúdov.
Všetky udávané hodnoty platia pre napájanie +/-24V.
Vstupný konektor zosilňovača skratujeme prepojkou, na výstup nepripájame žiadnu záťaž.
Zosilňovač pripojíme k napájaciemu napätiu cez ochranné výkonové rezistory (v mojom prípade 10R/25W), ktoré chránia polovodiče v prípade zlého osadenia alebo poruchy. Ak je všetko v poriadku, LED dióda D1 svieti. Zmeriame veľkosť jednosmerného napätia (DC ofsetu) na výstupe zosilňovača. Hodnoty napätia 5 až 20mV považujeme za prípustné. V prípade, že je DC ofset vyšší, musíme vymeniť rezistor R3 (resp. R4 – variant B) za rezistor s vyššou hodnotu v rozsahu 680R – 2k2. Preto je výhodné zaspájkovať tento rezistor s neskrátenými vývodmi zo strany súčiastok a až po oživení a vybraní správnej hodnoty ho osadiť zo strany súčiastok. Ďalej zmeriame úbytok napätia na ochrannom rezistore 10R. Ak je úbytok cca 300mV môžeme zosilňovač pripojiť k napájaciemu napätiu priamo.

Poďakovanie


Za ochotu a pomoc pri návrhu ako i poskytnutie návodu k modulu zosilňovača UNI 50 ďakujem Jozefovi GROLMUSOVI.

Poznámka
Veľmi zaujímavá je cena celého modulu – prototyp ma vyšiel na cca 4,5€, nakoľko som nekupoval žiaden polovodič, cuprextit ani Al profil.

Fotografie


Download


DOWNLOAD:
Schémy, DPS a osadenie pre varianty A,B,C

Ako sa vám páčil tento článok?
  • Páči sa mi (3)
  • Súhlasím (0)
  • Zábavné (1)
  • Informatívne (1)

Komentáre (61)

  1. platonrado píše:

    No pekne Milanko.Toto bola na rozcvička a teraz začni robiť riadne stroje.

  2. staffy píše:

    Zdravím, zaujímavá nahrada za rozne zosilňovače s integráčmi, bol tento modul meraný na skreslenie a f. charakteristiku?

  3. JAKUB-G píše:

    Takže: Výst, výkon: 36W/4R Unap: +-23,5V
    SR: okolo 5V/us
    Vstup. citlivosť: 360mV RMS @ 36W/4R
    Frekvenčná charakteristika: 10 – 45 000 Hz/-3dB
    Nejaké oscilografy: http://www.upnito.sk/imggal.php?viewGallery=af05a8ef2810d44a26a68345b1a0e970
    Skreslenia neskôr…

  4. tetroda píše:

    Milan máš to šikovné, také malé dokopy 4 súčiastky a hlavne účinné.. 🙂 páči sa mi to …

  5. Gavin-Milarrr píše:

    Milanko, proč bez ochran? Je to pár součástek navíc a nebude to zbytečně hořet. Potom, proč řídit kliďák diodama, když to jde plynule, proč je rozkmit zatlučený takovou kapacitou a proč je zatlučený taky jeho proudový zdroj? Když se bojíš vf kmitů v proudovém zdroji, bůh ví proč, tak do něj neosazuj trand co chodí tak vysoko. A čistý B to taky není, dvě diody na pootevření budičů stačej, jakkoli nestačej na otevření koncáků.

  6. Gavin-Milarrr píše:

    OT: Jerry, za posledních několik dnů jsi ze sebe udělal naprostého idiota.

    • kubo150 píše:

      Ak môžem, uvediem to na tú pravú mieru, lebo sa tu vzájomne neviditeľne chytáte za slová.

      Teda ak sa hovorí o pracovnej triede, tak o pracovnej triede čoho? konc trandov, budiča dif dvojice……? Pravdepodobne ak sa nepíše o čo sa jedná, ale o výkonovom NF zosilňovači ako takom, tak sa skoro vždy myslia koncové tranzistory. Už logika napovie, že ostatné prvky ani v iných triedach fungovať nemôžu, resp môžu, ale aký by to malo zmysel?

      Teda nech až po budiče je zos v triede A, ale konce budú v B, tak je to trieda B a žiadné špekulácie okolo, a z toho vyplýva jasná definícia.

    • Jerry19 píše:

      Ked myslis. Je to tvoj nazor a ja ti ho neberiem. Ani nebudem nadavat na teba ani nic podobne. Nepoznas ma a ani ja teba, takze si z toho vobec nic nerobim.

      A preco si myslis, ze zo seba robim idiota ?
      Konstatujes co si myslis, ale nepises preco. Take prispevky su na nic.

      Ja ti dam tiez taky prispevok nezmyselny:

      Mam rad modru farbu.

  7. yozefb píše:

    ma to zmysel ako nahrada za LM1875/6 ?

  8. matuss píše:

    na tie diody v chladici (sledovanie teploty) by som pouzil nejake priechodky….

  9. BlackHunter píše:

    dobrý, mám problém s týmitokoníkmi, 2M2/50V foliovy je 2,2mF/50V? lebo nikde ho nemožem nájsť v žiadnom obchode…
    a to isté aj 100M/35V z čoho usudrujem že je 0,1F/35V a tiež ho nikde nemajú…

Pridaj komentár