Leistungsverstärker auf Bipolartransistoren. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Transistor-Leistungsverstärker

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Der vorgeschlagene Verstärker weist eine geringe nichtlineare Verzerrung auf und kann eine Nennleistung von bis zu 70 W an eine 4-Ohm-Last liefern. Der Autor verzichtete auf den elektronischen Schutz leistungsstarker Transistoren und Lautsprecher und beschränkte sich auf die Einbeziehung von Sicherungseinsätzen in den Stromkreis, um den möglichen Betrieb des Schutzes bei einer komplexen Last auszuschließen. Um jedoch die Zuverlässigkeit und Leistung zu erhöhen, bietet die Platine Elemente für ein zusätzliches Paar leistungsstarker Transistoren.

Viele Menschen wissen, wie schwierig es sein kann, aus der großen Auswahl eine Leistungsverstärkerschaltung auszuwählen. Der hier angebotene UMZCH wurde für ein breites Spektrum an Funkamateuren entwickelt, verfügt über bemerkenswerte technische Eigenschaften und liefert einen natürlichen und detaillierten Klang. Es ist relativ einfach zu montieren und zu konfigurieren, stellt keine hohen Ansprüche an Details, ist stabil und zuverlässig.

Das Schaltbild eines Leistungsverstärkerkanals ist in Abb. dargestellt. 1. Die folgenden Parameter werden mit einer stabilisierten Stromversorgung gemessen.

Technische Eigenschaften

• Nennausgangsleistung, W, bei einer Last mit einem Widerstand von 4 Ohm.......70
• 8 Ohm......40
• Frequenzgangungleichmäßigkeit im Frequenzband 20...20000 Hz, dB.......±0,5
• Rauschen und Hintergrundspannung bei geschlossenem Eingang, mV, nicht mehr als .......1
• Harmonischer Verzerrungskoeffizient bei Nennausgangsleistung im Bereich 20...20000 Hz, %, nicht mehr als ....... 0,003
• Nenneingangsspannung, mV ......550
• Eingangsimpedanz, kOhm.......68
• Ausgangsimpedanz (mit R29L1-Schaltung), Ohm .......0,04

Das Eingangssignal wird über die Hochpassfilterschaltung C1R2 und den Tiefpassfilter R1C2 einer Differenzstufe an den Transistoren VT2, VT3 zugeführt, in deren Emitterkreis eine stabile Stromquelle am Transistor VT1 enthalten ist. In den Kollektorkreisen der Kaskade wird ein Stromspiegel an den Transistoren VT4, VT5 verwendet. Als nächstes gelangt das Signal zu einem Spannungsverstärker (VA) am Transistor VT8 mit einer Pufferlast in Form eines Emitterfolgers am Transistor VT9. In diesem Fall können Sie mit dem Puffer das Steuerungssystem entlasten und ein kompensatorisches Rückkopplungssystem einführen, das nichtlineare Verzerrungen reduziert. Anschließend wird das spannungsverstärkte Signal an die Ausgangsstufe gesendet.

Die auf den Transistoren VT10-VT15 aufgebaute Ausgangsstufe ist ein dreistufiger Emitterfolger. Der Transistor VT7 stellt seinen Ruhestrom ein und führt eine thermische Vorspannungskompensation für Leistungstransistoren durch. Der Transistor VT6 ist eine stabile Stromquelle für den Emitterfolger und die Vorspannungsschaltung von VT7. Der Schaltkreis R28C15 schützt den UMZCH vor Selbsterregung bei hohen Frequenzen. Die Schaltung L1R29 erhöht die Stabilität des Verstärkers bei kapazitiver Last. Die Dioden VD7, VD8 schützen die Ausgangstransistoren vor Spannung mit umgekehrter Polarität und die Widerstände R26, R27 erhöhen die thermische Stabilität des Modus. Der Kondensator C7 ist ein Phasenkorrekturkondensator; er gewährleistet die Stabilität des Verstärkers, wenn er von der allgemeinen Rückkopplung (FFE) abgedeckt wird.

Die folgenden Teile können im Verstärker verwendet werden. Widerstände R26, R27 – Keramik mit einer Leistung von 5 W, R28, R29 – MLT-1, der Rest – MLT-0,125 oder MLT-0,25. Die Widerstände R6, R7, R10, R11 sollten mit einer Abweichung von nicht mehr als ±2 % ausgewählt werden.

Reis. 1 (zum Vergrößern anklicken)

Kondensatoren C1, C5, C8, C11-C14 - K73-17; C4, C10, C15 – KM-5, KM-6 oder K10-47; C2, C7 – Keramik mit normalisiertem TKE, zum Beispiel Gruppen M75-M750. KD521V-Dioden können durch 1N4148 ersetzt werden. Möglicher Transistorersatz: BD139 - bis KT817G; BD140 - auf KT816G. Leistungstransistoren 2SC5200, 2SA1943 sind austauschbar durch KT8101, KT8102; In extremen Fällen ist es möglich, KT819GM, KT818GM zu verwenden. Die Spule L1 ist einlagig, mit einem Innendurchmesser von 10 mm und enthält 8 Windungen eines beliebigen Kupferdrahtes in Lackisolierung mit einem Kupferdurchmesser von 0,7 mm.

Reis. 2 (à,b)

Der Verstärker ist auf einer Leiterplatte mit den Maßen 125x110 mm montiert. Eine seiner Optionen ist in Abb. dargestellt. 2a, die entsprechende Anordnung der Teile ist in Abb. 2,6. Die Platine bietet Platz für ein zweites Paar Ausgangstransistoren. Dies kann beispielsweise bei einer Erhöhung der Ausgangsleistung oder bei der Verwendung leistungsschwächerer Transistoren erforderlich sein. Im Allgemeinen erfordert der Verstärker keine besondere Installation, Sie müssen lediglich die bekannten Regeln befolgen. Leitungen zur Verbindung von Stromversorgung und Last mit einem Querschnitt von mindestens 2,5 mm2 müssen über die gesamte Länge in Schritten von 10 ... 15 mm verdrillt werden, sie werden ohne Bündel montiert. Der Verstärkereingang ist mit einem abgeschirmten Kabel verbunden.

Auf einem Kühlkörper mit einer Fläche von ca. 800 cm2 (pro Kanal) werden durch Glimmer-Abstandshalter leistungsstarke Transistoren verbaut. Um die Wärmeleitfähigkeit zu erhöhen, sollten Sie Wärmeleitpaste verwenden. Auch die Transistoren VT12, VT13 müssen mit kleinen Kühlkörpern mit einer Fläche von 10...15 cm2 verbaut werden. Der Transistor VT7, der als thermisch abhängige Vorspannungsquelle verwendet wird, muss neben dem Körper eines der leistungsstarken Transistoren platziert werden und einen guten thermischen Kontakt mit diesem haben. Es empfiehlt sich, den Verstärker auf einem Chassis aus nichtmagnetischem Metall zu montieren und an einer Stelle mit einem gemeinsamen Kabel zu verbinden.

Nach Überprüfung der korrekten Installation wird der Verstärkereingang kurzgeschlossen, der Schieber des Trimmerwiderstands R17 gemäß Diagramm in die obere Position gebracht und ein Oszilloskop an den Ausgang angeschlossen. Anstelle von Sicherungseinsätzen sind strombegrenzende Widerstände mit einer Leistung von 1...2W und einem Widerstand von 30...50 Ohm eingelötet. Überprüfen Sie nach dem Anlegen der Spannung, dass am Ausgang des Verstärkers keine konstante Spannung anliegt (zulässiger Wert ±15 mV) und dass keine Selbsterregung vorliegt. Anschließend werden die Schutzwiderstände abgelötet und an ihrer Stelle die Schmelzsicherungen eingebaut. Anschließend wird der Ruhestrom der Ausgangstransistoren mithilfe des Trimmwiderstands R17 auf 100 mA gebracht, gesteuert durch den Spannungsabfall an den Widerständen R26, R27, der 20 mV entspricht. Nachdem Sie den Verstärker 10 Minuten lang aufgewärmt haben, stellen Sie den Ruhestrom ein. An diesem Punkt kann die Anpassung als abgeschlossen betrachtet werden.

Bei der Auswahl eines Netzteils ist zu bedenken, dass der Impulswandler im Gerät trotz geringerer Abmessungen und geringerem Gewicht eine starke Störquelle in einem breiten Frequenzband darstellt, deren Bekämpfung nicht immer gerechtfertigt ist. Daher ist es oft vorzuziehen, einen herkömmlichen Netztransformator mit Gleichrichter zu verwenden. Der Transformator muss eine Leistung von mindestens 150 W pro Kanal haben, dies trägt zu einem geringeren „Einbruch“ der Versorgungsspannung bei maximaler Leistung des Verstärkers bei. Dioden müssen für einen Gleichstrom von mindestens 10 A ausgelegt sein, zum Beispiel KD2999A, KD2999B. Sie haben einen geringen Vorwärtsspannungsabfall, was die Wärmeableitung reduziert und die Effizienz des Netzteils insgesamt erhöht.

Auf Wunsch kann dieser Verstärker mit einem Stromschutz der Ausgangstransistoren ausgestattet werden, wie beispielsweise im Artikel von P. Zuev „Verstärker mit Multi-Loop-Feedback“ (Radio, 1984, Nr. 11, S. 29-32; Nr. 12, S. 42, 43).

Autor: V. Gretschischkin

Siehe andere Artikel Abschnitt Transistor-Leistungsverstärker.

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