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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK UMZCH mit einer Leistung von 320 Watt auf dem STK4231-Chip. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Transistor-Leistungsverstärker In den letzten Jahren haben Funkamateure zunehmend Leistungsverstärker auf Mikroschaltungen eingesetzt. Für viele Anwendungen erweist sich der Aufbau eines Verstärkers aus einzelnen Elementen als unpraktisch; in den meisten Fällen ist bei solchen Verstärkern die Errichtung einer Schutzeinrichtung, die Einstellung des Ruhestroms der Endstufe usw. erforderlich. Integrierte Verstärker sind eigentlich nach dem Prinzip „eingelötet“ aufgebaut und fertig“-Prinzip. Auf den Seiten der Zeitschrift wurden bereits mehrfach verschiedene Ausführungen solcher Verstärker empfohlen, allerdings ist die maximale Ausgangsleistung (d. h. bei nichtlinearer Verzerrung von 10 %) auf einem Chip meist auf 100...120 W begrenzt, Zumindest bei der Verwendung von Chips aus einer erschwinglichen Preisklasse. Selbst bei Verwendung von zwei TDA7294-Mikroschaltungen in einer Brückenschaltung überschreitet die Lastleistung 200 W nicht. Was aber, wenn Sie beispielsweise für eine Disco einen leistungsstärkeren Verstärker zusammenbauen müssen? Hier wird ein Leistungsverstärker mit integrierter Schaltung beschrieben, der eine Ausgangsleistung von bis zu 300 W pro Kanal ermöglicht. Der Verstärker verwendet einen STK4231-II-Hybridchip von SANYO. Da es sich bei diesem Chip um einen Dual-Channel-Chip handelt, ist für die Bridged-Verbindungsoption nur ein Chip erforderlich. Beim Zusammenbau eines Verstärkers auf einem solchen Chip werden etwas mehr Teile benötigt als für einen Verstärker auf dem TDA7294, aber es hat eine Reihe von Vorteilen und ermöglicht vor allem einen deutlich leistungsstärkeren Verstärker. Der Mikroschaltkreis lässt sich viel einfacher an einem Kühlkörper anbringen, da sein Substrat nicht mit der wärmeleitenden Oberfläche des Gehäuses verbunden ist und direkt mit dem Kühlkörper oder dem Verstärkergehäuse verbunden werden kann (beim TDA7294-Mikroschaltkreis das Minus der Leistung). Versorgung ist mit dem Untergrund verbunden). Dies kann oft entscheidend sein, da die Isolierung des Kühlkörpers vom Gehäuse manchmal nicht einfach ist. Das schematische Diagramm des Leistungsverstärkers basierend auf STK4231-II ist in Abb. dargestellt. 1.
Technische Hauptparameter des Verstärkers
Der Verstärker wird von einer unstabilisierten bipolaren Spannungsquelle von 2x(45...55) V gespeist. Das Eingangssignal zu einem der Verstärker der DA2-Mikroschaltung wird direkt an Pin 3 und an den zweiten (Pin 20) über einen angelegt invertierender Pufferverstärker am Operationsverstärker DA1. Der Operationsverstärker wird von Spannungsstabilisatoren +15 und -15 V gespeist, die auf DA3- und DA4-Mikroschaltungen basieren. Bei Bedarf können dieselben Stabilisatoren auch einen Vorverstärker mit Klangregelung oder Crossover-Filtern versorgen. Die Verstärkung des Leistungsverstärkers kann durch Auswahl der Rückkopplungswiderstände R6 und R11 geändert werden. Ihr Widerstand in beiden Armen des Verstärkers sollte gleich sein. Die Transistoren VT1 - VT4 verfügen über eine Stromschutzeinheit, die bei Überlastung den Ausfall der Mikroschaltung verhindert. Wenn der Strom durch einen der Widerstände R18, R28 zunimmt, nimmt der Spannungsabfall an ihm zu, was zum Öffnen des Transistors VT2 bzw. VT1 führt. Dies wiederum führt zum Betrieb des Thyristoranalogs an den Transistoren VT3, VT4 und die Mikroschaltung wird blockiert. Um die Sperre zu deaktivieren, müssen Sie den Verstärker aus- und wieder einschalten. Wenn kein Schutzgerät erforderlich ist, müssen Sie die Transistoren VT1 - VT4 und zugehörige Elemente nicht in die Platine einlöten – dies hat keinen Einfluss auf den Betrieb des Verstärkers. Sie können mit dem Verstärker andere Arten von Schutzvorrichtungen verwenden, wobei zu berücksichtigen ist, dass der Verstärker blockiert ist, wenn die Widerstände R25, R31 an die gemeinsame Leitung angeschlossen sind. Die Mikroschaltung verfügt über eine Einheit, die Klickgeräusche in den Lautsprechern beim Ein- und Ausschalten verhindert. Zu diesem Zweck erhält Pin 8 der DA2-Mikroschaltung eine konstante Spannung, die über die VD2-Diode und Korrekturschaltungen von der Wicklung des Leistungstransformators geliefert wird. Der Verstärker wird im Betrieb mit einer realen Last mit einem Widerstand von 5,3 Ohm getestet; Bei einem Lastwiderstand von 8 Ohm ist die Ausgangsleistung etwas geringer. Für den Verstärker wurde eine einseitige Leiterplatte entwickelt, deren Zeichnung in Abb. dargestellt ist. 2.
Im Design können Sie Widerstände C5-16 mit einer Leistung von 5 W (R16-R18, R28-R30), MLT-1 (R22, R31, R38, R39) und den Rest MLT-0,25 oder MLT-0,5 verwenden . Oxidkondensatoren - K50-35 oder importiert für eine Spannung von 63 V. Die übrigen Kondensatoren sind aus Folie (Gruppen K73) oder Keramik (außer den Gruppen TKE H50 und H90). Der Operationsverstärker DA1 kann durch K140UD7, KR140UD17, TL071 usw. ersetzt werden. Die Transistoren KT502E können durch 2SA1207, KT814G, VT3 – durch 2SC2911, KT815G, VT4 – durch 2SA1209, KT814G ersetzt werden. Die Drosseln L1, L2 werden mit einem Draht mit einem Durchmesser von 1 mm auf die Widerstände R17, R29 gewickelt, wobei die Windungen in einer Schicht über die Länge des Widerstands gewickelt werden. Die Mikroschaltung STK4231 hat zwei Versionen – mit den Indizes II und V. Die Anschlussschaltung für STK4231-V unterscheidet sich geringfügig von der für die Mikroschaltung STK4231-II empfohlenen, bei der die Pins 1, 2, 21 und 22 nicht verwendet werden. Bei STK4231-V werden zusätzliche Elemente daran angeschlossen, wie in Abb. 3; Alle anderen Terminals werden auf die gleiche Weise angeschlossen. Ein Verstärker mit STK4231-V hat einen niedrigeren harmonischen Verzerrungskoeffizienten – 0,08 %.
Ein solcher UMZCH kann entweder über ein Transformator-Netzteil oder über ein moderneres gepulstes Netzteil mit Strom versorgt werden. Die Leistung des Netzteils sollte 30...40 % größer gewählt werden als die maximale Leistung des Verstärkers selbst. Sie sollten auch die Änderung dieses Artikels berücksichtigen: Pin 12 von DD3.2 (siehe Diagramm in Abb. 2 im Artikel) sollte mit Pin 3 von DD3.1 verbunden werden und nicht wie im Diagramm gezeigt. Um den ersten Einschaltstrom beim Einschalten der USV zu begrenzen, ist es außerdem sinnvoll, einen Thermistor in den primären Gleichrichterkreis einzubauen. Wenn Sie in der Verstärkerschaltung ein Schaltnetzteil verwenden, verwenden Sie anstelle der KD226A-Diode (VD2) KD212 und reduzieren Sie die Kapazität des Kondensators C14 auf 1000 pF. Beim Zusammenbau des beschriebenen Verstärkers muss besonderes Augenmerk auf die Befestigung der Mikroschaltungen am Kühlkörper gelegt werden. Die Einführung von Glimmer-Abstandshaltern zur Isolierung bei einer solchen Verstärkerleistung ist inakzeptabel. Mikroschaltungen können sich im Normalbetrieb auf bis zu 70 °C erwärmen, es wird jedoch empfohlen, diese Temperatur nicht zu überschreiten. Es empfiehlt sich eine Zwangskühlung mit Ventilator. Der Kühlkörper kann stiftförmig (nadelförmig) oder im Extremfall gerippt installiert werden und als Rück- oder Seitenwand des Verstärkergehäuses fungieren. Es ist möglich, die Mikroschaltung mit Schrauben unter Verwendung von Wärmeleitpaste an einer 3...5 mm dicken Kupferplatte und anschließend mit einer Platte mit derselben Paste an einem Ableitungskühlkörper zu befestigen. Die Abmessungen der Platte sollten 2...4 mal größer sein als die Abmessungen des verwendeten Mikroschaltkreises. In diesem Fall ist die Effizienz der Wärmeübertragung maximal. Bei ordnungsgemäßer Montage und Verwendung bekanntermaßen funktionstüchtiger Teile ist für den beschriebenen Verstärker keine Einstellung erforderlich. Bei der Speisung des Vorverstärkers über die Stabilisatoren DA3, DA4 (siehe Abb. 1) müssen Sie nur die Widerstände R38, R39 so wählen, dass die Spannung am Eingang der Stabilisatoren DA3, DA4 innerhalb von 20...30 V liegt. Autor: I. Korotkov; Veröffentlichung: cxem.net
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