Power Amplifier 45W with HEXFET

power_amp_45w_hexfet.gif (17293 bytes)

Μια ιδανική λύση για την κατασκευή ενός καλού, χαμηλού κόστους τελικού ενισχυτή. Είναι μια ιδανική λύση για την δημιουργία ενός συστήματος οικιακού κινηματογράφου. Η προενίσχυση και η οδήγηση στηρίζεται σε έναν τελεστικό ενισχυτή IC1. Η πτώση τάσεως στις αντιστάσεις R5 και TR2/R6, οδηγεί τις πύλες των FET’s εξόδου και είναι ανάλογη με το επίπεδο του σήματος εισόδου. Τα τρανζίστορ Q1-2 λειτουργούν σαν σταθεροποιητές τάσεως στις γραμμές τροφοδοσίας , αλλά εξασφαλίζουν και την απαραίτητη πτώση τάσης γιατί ο IC1 δεν πρέπει να τροφοδοτηθούν με τάση μεγαλύτερη των ± 18V. Η κατανάλωση όλων των τύπων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην θέση του IC1, είναι 2mA, αυτό σημαίνει πτώση τάσης στις άκρες των R5 και TR2/R6 ίση με 2.4 έως 2.6Volts. Η ρύθμιση του ρεύματος γίνεται από τα τρανζίστορ Q3-4 σε συνδεσμολογία Wilson και η ρύθμιση του ρεύματος πόλωσης αλλά και ηρεμίας γίνεται από το πολύστροφο τριμμερ TR1. Η ύπαρξη του τριμμερ TR2 σε σειρά με την R5 βοηθά στην ελαχιστοποίηση της τάσης DC offset στην έξοδο του ενισχυτή και η αρχική τιμή ρυθμίζεται πριν εργαστεί ο ενισχυτής έτσι ώστε η συνολική αντίσταση των TR2+R6 να είναι ίση με της R5. Το TR2 μπορεί να καταργηθεί εφ΄οσον δεν υπάρχει μεγάλη διαφορά στην ελαχιστοποίηση την DC offset και να αντικατασταθεί η τιμή της R6 με την τιμή της R5. Τα Q5….8, είναι σε συνδεσμολογία ακολούθων εκροής, σε διάταξη Push-Pull, αποκτώντας την δυνατότητα οδήγησης μέχρι τις τάσεις τροφοδοσίας , με αποτέλεσμα η απόδοση να φθάνει στο 75%. Για την θερμική σταθερότητα του ενισχυτή απαραίτητο είναι να τοποθετήσουμε το Q4 κοντά στα Q5-6 και επάνω στην ψήκτρα, ώστε να υπάρχει η απαραίτητη θερμική ανάδραση, εξασφαλίζοντας έτσι την σταθερότητα του ρεύματος ηρεμίας. Αυτό συμβαίνει διότι για μικρά ρεύματα , ο θερμικός συντελεστής στα FET είναι θετικός. Έτσι με αύξηση της θερμοκρασίας στα Q5-6 προκαλείται αντίστοιχη αύξηση της θερμοκρασίας στο Q4. Τότε η τάση Vbe του Q4 μειώνεται έτσι η πηγή ρεύματος ‘’τραβάει’’ λιγότερο ρεύμα μέσα από την R5, με αποτέλεσμα να μειώνεται η Vgs των Q5-6. Έτσι το ρεύμα ηρεμίας επανέρχεται στην αρχική του τιμή και παραμένει σταθερό. Στα μεγαλύτερα ρεύματα λειτουργίας του ενισχυτή ο θερμικός συντελεστής των FET,είναι αρνητικός. Επάνω στην πλακέτα του ενισχυτή και κοντά στο στάδιο εξόδου βρίσκονται οι πυκνωτές C8-9 που βοηθούν στην παροχή ρεύματος σε απότομα μεταβατικά . Το ρεύμα ηρεμίας ρυθμίζεται ώστε να είναι περίπου 200mA και ρύθμιση της γίνεται ως εξής: 1] Στην θέση της κάθε ασφάλειας F1-2, τοποθετούμε δυο αντιστάσεις 10Ω 1W. 2]Τροφοδοτούμε με τάση τον ενισχυτή. Εάν οι αντιστάσεις δεν καούν ή υπερθερμανθούν τότε ρυθμίζοντας το TR1 ώστε να πάρουμε πτώση τάσης στα άκρα των αντιστάσεων ίση με 2V. Αφήνουμε τον ενισχυτή να δουλέψει για μίση ώρα περίπου. Μετράμε πάλι την πτώση τάσης και αν χρειαστεί ρυθμίζουμε πάλι το TR1. Εάν όλα πανε καλά τότε αφαιρούμε τις αντιστάσεις και τοποθετούμε τις ασφάλειες F1-2. 3] Ρυθμίζουμε το TR2 ώστε να πάρουμε στην έξοδο του ενισχυτή [J2-2] , χωρίς σήμα στην είσοδο, συνεχή τάση ± 30mV (όσο μικρότερη τόσο καλύτερα). Στην θέση του IC1 μπορούν να τοποθετηθεί ένας από τους LF411, LF351, AD711.

Part List

R1=47Kohm C1-2-6-7=100nF 100V MKT Q5-6=IRF9540
R2-12=1Kohm C3-4=22uF 25V Q7-8=IRF540
R3-4=3.3Kohm C5=220pF styroflex TR1=5Kohm trimmer multiturn
R5=1.2Kohm C8-9=4700uF 63V TR2=1Kohm trimmer multiturn
R6=[1.2Kohm] 820ohm *See text C10=1uF 100V MKT F1-2=fuse 3A
R7=270ohm D1-2=15V 0.5W zener J1=2pin connector 2.54mm step
R8=220ohm IC1=LF411orAD711or LF351 J2=5pin connector 5mm step
R9=27Kohm Q1=BC550C
R10-11=22Kohm Q2=BC560C All Resistors 1/4W 1% metal film
R13-14-15-16=150ohm Q3-4=BC547B

Power Supply

SUPPLY_FOR_POWER_AMP.gif (15026 bytes)

Fig.2--POWER SUPPLY

Το κύκλωμα το τροφοδοτικού είναι ένα κλασσικό κύκλωμα. Το προτεινόμενο τροφοδοτικό για τον ενισχυτή 45W HEXFET είναι αυτό που φαίνεται στο πιο πάνω σχήμα. Έχει διαχωρισμένη τροφοδοσία για τα διάφορα σταδία τροφοδοσίας , στάδιο εξόδου, στάδιο οδήγησης, τροφοδοσία προενισχυτή και στάδιο προστασίας. Όποιος θέλει μπορεί να καταργήσει τμήματα ή να προσθέσει ένα τροφοδοτικό για κάθε κανάλι, διαχωρίζοντας πλήρως τα κανάλια μεταξύ τους. Προσοχή πρέπει να δοθεί στους βρόχους γείωσης . Για όποιον δεν χρησιμοποιήσει το κύκλωμα ή προενίσχυσης και προστασίας μπορεί να καταργήσει το ανάλογο τύλιγμα. Στην είσοδο του υπάρχει το κύκλωμα μαλακής έναρξης που συνεργάζεται με το κύκλωμα καθυστέρησης και προστασίας από DC.

Supply Output Voltages
+V1=+32V -V1=-32V
+V2=+12V -V2=-12V
+V3=+32V -V3=-32V

Power Supply Part List

T1=2X22Vac 3A //2X15Vac 0.5A C5-8=1000uF 25V IC2=7912 Regulator
T2=2X22Vac 3A C6-9=100nF 100V MKT F1=FUSE 2A slow block
BR1-3=400V 35A Bridge Rectifier C7-10=10uF 25V S1=2X2 switch 10A
BR2=4 X 1N4002 C15=33nF 630V Class X2 JF1=3 pole male plug
C1...4-11...14=10000uF 63V IC1=7812 Regulator

SPECIFICATION

Power [rms] 45W in 8 ohm
75W in 4 ohm
T.H.D 0.2% in 40W
Frequency Response 5-20KHZ   ±1dB
Input Impedanse 47K
.

power_amp_45w_hexfet_pcb1.gif (28922 bytes)

 

Sam Electronic Circuits 6/02