Trong bài đăng này, chúng ta sẽ nói về 5 mạch khuếch đại Hi-Fi 40 watt nổi bật, dễ xây dựng, độ méo thấp có thể được nâng cấp lên thành công suất cao hơn thông qua một số chỉnh sửa nhỏ.

Bài viết này được đóng góp cho tôi qua email bởi một người theo dõi chuyên dụng

Mặc dù bạn có thể tìm thấy một số mô-đun đầu ra kết hợp có sẵn, nhưng hầu như không có mô-đun nào trong số này có thể kết hợp sự đơn giản với khả năng chi trả cùng với hiệu suất tổng thể tuyệt vời.

Một trong số đó là chip TDA2030 của SGS được sử dụng trong bộ khuếch đại hiện nay. Cách bố trí của bộ khuếch đại không phức tạp: một opamp công suất đi kèm với hai bóng bán dẫn đầu ra gắn cầu. Tín hiệu âm thanh được cấp cho đầu vào không đảo ngược của opamp công suất lC1 thông qua ổ cắm K1 và tụ điện C1.

Dòng điện cung cấp cho IC dao động theo tín hiệu đầu vào.

Do đó, nó thể hiện sự sụt giảm điện áp thay đổi như nhau xung quanh các điện trở R6, R7. R8 và R9 cho rằng chúng nằm trong các đường nguồn tới opamp. Vì vậy, miễn là dòng điện dưới 1 A, điện áp giảm trên các điện trở sẽ không đủ để bật các bóng bán dẫn T1 và T2. Có nghĩa là đầu ra lên đến 2 W vào loa 4 Ohm được cung cấp hoàn toàn bởi opamp.

Ngay khi dòng điện đầu ra cao hơn mức 1 A, các bóng bán dẫn được bật và củng cố công suất đầu ra của bộ khuếch đại.

Nếu tín hiệu đầu vào thấp dẫn đến không đủ dòng điện tĩnh qua bóng bán dẫn, tuy nhiên vì điều này xảy ra thông qua mạng chéo opamp, các vấn đề cuối cùng được tránh.

IC bổ sung cung cấp bù nhiệt, và do đó đảm bảo sự ổn định được đảm bảo của điểm hoạt động.

Điện áp cung cấp có thể nằm trong khoảng từ 12 V đến tối đa tuyệt đối là 44 V. Việc xây dựng bộ khuếch đại trên PCB phải dễ dàng.

Các bóng bán dẫn cùng với IC phải được lắp đặt và cách điện trên bộ tản nhiệt có công suất khoảng 2 k W-1. Áp dụng nhiều composite dẫn nhiệt. Đường dây cung cấp cần được bảo vệ bằng cầu chì 3,15 A. đường dây phải được bảo vệ bằng cầu chì 3,15 A.

Sơ đồ mạch

Thiết kế PCB

Danh sách các bộ phận

Điện trở, tất cả 1/4 watt 5% trừ khi được chỉ định

R1 đến R4 = 100K
R5 = 8k2
R6 đến R9 = 1. 4 ohm 1%
R10 = 1 ohm

Tụ điện

C1 = 470 nF
C2 = 10uF, bán kính 63V
C3 = 4,7uF, bán kính 63V
C4, C5, C7 = 220 nF MKT hoặc Gốm
C6 = 2200uF, bán kính 50V

Chất bán dẫn

D1, D2 = 1N4007
T1 = BD712
T2 = BD711
IC1 = TDA2030

Điều khoản khác

“Sơ đồ mạch điều khiển tốc độ động cơ 12 volt ”

K1 = Ổ cắm âm thanh hoặc giắc cắm
Tản nhiệt = 2K W ^ -1
Vòng đệm cách điện, vv cho IC1, T1, T2

Thông số kỹ thuật

Điện áp hoạt động: Tối đa 44V

Công suất đầu ra = 22 watt ở loa 8 Ohm và 40 watt ở loa 4 Ohm với THD = 0,1%

Biểu đồ biến dạng hài

1 kHz trong 8 ohm ở 11 watt = 0,012%
1 kHz trong 4 ohm ở 20 watt = 0,032%
20 kHz trong 8 ohm ở 11 watt = 0,074%
1 kHz trong 8 ohm ở 1 watt = 0,038%
1 kHz trong 4 ohm ở 1 watt = 0,044%
Dòng điện = 38mA xấp xỉ Quiscent
Hiệu quả = 8 Ohm 62,5%
Tải tối đa = 4 Ohm 64%

2) Bộ khuếch đại 40 Watt sử dụng IC LM391

Thiết kế thứ hai này là một bộ khuếch đại công suất trung bình mạnh mẽ, không rườm rà, có thể được kết hợp đặc biệt để sử dụng trong loại bộ khuếch đại di động ‘kết hợp’ vốn phổ biến với các nghệ sĩ guitar và nghệ sĩ nhạc jazz.

Bộ khuếch đại là sự kết hợp hiệu quả giữa IC điều khiển âm thanh tích hợp sẵn LM391-80 và tầng xuất công suất đẩy kéo được xây dựng bằng bóng bán dẫn lưỡng cực.

Dưới đây là một số khía cạnh độc đáo của thiết kế.

NTC, tiếp xúc vật lý với các bóng bán dẫn đầu ra công suất, cho phép LM391 tắt giai đoạn nguồn khi điều này quá nóng. Điểm bắt đầu của an toàn nhiệt này nằm ở dòng NTC khoảng 200 pA.

Tụ điện tiếp đất NTC hoạt động để tạo ra một 'khởi động mềm', nghĩa là, để tránh tiếng nhấp ồn ào hoặc tiếng ồn kinh ngạc khác từ loa khi bộ khuếch đại được bật.

Có vẻ như biện pháp bảo vệ quá nhạy cảm và do đó có thể cần một số thử nghiệm và sai sót đối với giá trị của R4 hoặc của NTC. Có thể dễ dàng áp dụng phản hồi trong bộ khuếch đại bằng cách kết nối R23 với mạng đường dây C5-R7.

Các thành phần khác, cùng với R10 quyết định đáp ứng tần số của bộ khuếch đại có thể yêu cầu tinh chỉnh để đáp ứng các nhu cầu cụ thể. Tuy nhiên, các số thành phần được trình bày trong bài viết này có thể ổn đối với phần lớn các ứng dụng.

Kết quả của việc thử nghiệm với các giá trị khác nhau của C5 và R7 rất dễ xác định (hoặc nghe thấy) bằng cách rút gọn R23 một cách ngắn gọn. Đối với loa 4 Ohm, R23 cần giảm xuống 0,18 Ohm. Đáng buồn thay, LM391-80 dễ bị dao động, điều này phải được kiểm soát thông qua các thành phần RX, C6, C8 và C9 (trong nhiều trường hợp, C6 có thể bị loại bỏ).

“bộ khuếch đại hoạt động đảo ngược và không đảo ngược ”

Điện trở RX đặc biệt giảm thiểu độ lợi vòng hở. Nếu RX được sử dụng, Ry phải được gắn vào để bù lại điện áp đặt ra. Các thành phần R22 và C12 tạo thành mạng Boucherot có chức năng ổn định bộ khuếch đại ở tần số cao. Đầu vào của bộ khuếch đại phải được vận hành bởi nguồn trở kháng thấp có thể cung cấp tín hiệu âm thanh mức 'đường truyền' (0 dB].

Mạng R1-C1 giảm biên độ trên 50 kHz hoặc hơn. Dòng tĩnh của bộ khuếch đại được xác định bởi P1 đặt trước. Điều chỉnh điều khiển này về 0 Ohm lúc đầu và tinh chỉnh nó cho đến khi dòng điện tĩnh 50 mA được thiết lập.

Bạn có thể tăng mức này lên 400 mA nếu bạn đang tìm kiếm độ méo tiếng thấp. Tất cả các bóng bán dẫn nguồn đều được đặt ở cùng một phần của PCB để chúng có thể được kẹp vào một bộ tản nhiệt chung, cùng với NTC.

Tản nhiệt cần phải khá lớn với điện trở nhiệt từ 1 K Wsl trở xuống. Quan sát rằng L1 được làm bằng 20 vòng có đường kính 0,8 mm. dây đồng tráng men quấn quanh R21. C9 là tụ điện bằng gốm.

Sơ đồ mạch

Thông số kỹ thuật

Bây giờ chúng ta hãy kiểm tra, một vài dữ liệu đã được thử nghiệm:

Với điện áp cung cấp: 35 V R23 ngắn mạch:

Băng thông 3 dB (8 Q]: khoảng 11 Hz đến 20 kHz

THD (méo hài thoáng qua) ở 1 kHz :. 1 W thành 8 Ohm: 0,006% (Iq = 400mA) 1 W thành 8 Ohm: 0,02% (Iq = 50 mA) 65 W thành 8 Ohm: 0,02% (Um = 873 mV) 80 W thành 4 Ohm: 0,2% ( Um = 700 mV mức khởi động của giới hạn dòng điện).

Bố cục PCB và thành phần

Danh sách các bộ phận

3) Bộ khuếch đại công suất 40 watt sử dụng IC LM2876 của Texas Instruments

Thiết kế thứ ba là một mạch khuếch đại công suất Hi-Fi 40 watt mát mẻ khác sử dụng một chip đơn LM2876 để cung cấp lượng công suất âm nhạc cụ thể qua loa 8 ohm.

IC LM2876 là chip khuếch đại âm thanh cao cấp được thiết kế để xử lý liên tục công suất trung bình 40 watt trên loa 8 Ohm với THD 0,1% và dải tần từ 20 Hz đến 20 kHz.

Hiệu suất của vi mạch này tốt hơn nhiều so với các vi mạch lai khác do tính năng tích hợp của nó được gọi là mạch điều khiển nhiệt độ tức thời tự đạt đỉnh, hoặc Mũi nhọn.

'SPiKe' bao gồm khả năng bảo vệ hoàn toàn chip khỏi quá áp đầu ra, điện áp thấp, quá tải và ngắn mạch ngẫu nhiên.

IC LM2876 thể hiện tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu tuyệt vời trên 95 dB, đảm bảo độ rõ ràng và tái tạo âm thanh ở mức Hi-Fi tuyệt vời.

Sơ đồ sơ đồ chân của LM2876

Sơ đồ mạch

Sơ đồ mạch hoàn chỉnh của bộ khuếch đại 40 watt dựa trên LM2876 này được trình bày dưới đây:

Để biết thêm thông tin về điều này, vui lòng truy cập bảng dữ liệu của vi mạch

4) Mạch Khuếch đại Âm thanh nổi 40 watt sử dụng IC TDA7292

Cho đến nay chúng ta đã thảo luận về các bộ khuếch đại có đầu ra mono 40 watt, tuy nhiên mạch thứ tư trong danh sách này được thiết kế để cung cấp đầu ra 40 + 40 watt âm thanh nổi thông qua một chip IC TDA7292. Vì vậy, nếu bạn đang tìm kiếm một phiên bản âm thanh nổi của bộ khuếch đại 40 watt thì thiết kế này sẽ đáp ứng yêu cầu của bạn rất dễ dàng.

Bộ khuếch đại âm thanh nổi chip đơn nổi bật này được sản xuất bởi ST vi điện tử .

Mạch hầu như không yêu cầu bất kỳ thành phần nào và có thể được cấu hình nhanh chóng bằng cách sử dụng một PCB được thiết kế tốt được trang bị trong biểu dữ liệu của chính tôi.

Những đặc điểm chính

Dải điện áp cung cấp rộng (từ +/- 12 V ± 33 V)
Hoạt động với nguồn cung cấp kép cho công suất đầu ra tối ưu
Được thiết kế để cung cấp toàn bộ công suất đầu ra 40 W + 40 W thành 8 Ω với điện áp nguồn = ± 26 V và Tổng méo hài không quá = 10%
Loại bỏ âm thanh 'bật' bên trong khi bật / tắt nguồn
Tính năng tùy chọn Tắt tiếng cũng là (“pop” -free)
Khi chân Mute được nối đất, IC sẽ ở chế độ tiêu thụ thấp Chế độ chờ nhiều hơn.
Bên trong IC được bảo vệ ngắn mạch, nghĩa là IC sẽ không bị cháy hoặc bị hỏng khi ngõ ra vô tình bị đoản mạch hoặc quá tải.
Ngoài ra, vi mạch có tính năng bảo vệ quá tải nhiệt tích hợp, vì vậy quá nhiệt cũng sẽ không làm hỏng vi mạch.

Sơ đồ mạch hoàn chỉnh

Đánh giá tối đa tuyệt đối

Sau đây là định mức tuyệt đối tối đa của IC TDA7292, không được vượt quá để bảo vệ IC khỏi bị hỏng vĩnh viễn:

Điện áp cung cấp DC ± 35 V
(TÔI_{HOẶC LÀ}) Dòng điện đỉnh đầu ra (giới hạn bên trong) 5 A
(P_{cho đến khi}) Tcase tản điện = 70 ° C 40 W
(T_trên) Nhiệt độ hoạt động -20 đến 85 ° C
(T_j) Nhiệt độ mối nối -40 đến 150 ° C
(T_stg) Nhiệt độ bảo quản -40 đến 150 ° C

Tham khảo: Để biết thêm chi tiết và thiết kế PCB hoàn chỉnh, bạn có thể tham khảo bảng dữ liệu gốc của vi mạch.

5) Bộ khuếch đại 40 Watt chỉ với bóng bán dẫn

Tất cả các thiết kế được giải thích ở trên đều phụ thuộc vào các mạch tích hợp và chúng ta đều biết những vi mạch này có thể lỗi thời dễ dàng như thế nào tại bất kỳ thời điểm nào. Có lẽ cách tốt nhất để có một thiết kế bộ khuếch đại thường xanh phổ quát là có nó ở dạng phiên bản transistorized rời rạc, như thể hiện trong thiết kế cuối cùng thứ năm này:

Đây thực sự là phiên bản rút gọn của bộ khuếch đại 100 watt phổ biến từ trang web này. Nó đã được đơn giản hóa bằng cách loại bỏ một vài mosfet và giảm đầu vào nguồn cung cấp xuống 24V.

Các bộ phận được chỉ ra trong mạch khuếch đại bóng bán dẫn 40 watt ở trên trông hơi khác thường và có thể không có sẵn trên thị trường. Tuy nhiên, vẻ đẹp của các phiên bản transistorized như vậy là các thành phần hoạt động có thể dễ dàng thay thế bằng các giá trị tương đương. Đối với thiết kế này, chúng tôi cũng có thể tìm thấy các điểm tương đương thích hợp và thay thế chúng ở đây để có được kết quả hoàn hảo như nhau.

Bộ khuếch đại được thiết kế tuyệt vời bởi các kỹ sư của Hitachi để mang lại độ rõ nét vượt trội với độ méo tiếng tối thiểu. Tôi đã thử nghiệm nó và khá vui mừng với dải công suất có thể điều chỉnh lớn và chất lượng đầu ra đặc biệt.

Để biết danh sách toàn bộ bộ phận, vui lòng truy cập bài viết này.

Trước: H-Bridge Bootstrapping Tiếp theo: Bóng bán dẫn hiệu ứng trường (FET)