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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK 300-W-Verstärker für Subwoofer. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Transistor-Leistungsverstärker
Niederfrequenz-Hochleistungsverstärker sind nicht den konventionellen Bauformen zuzuordnen, da sie naturgemäß immer recht aufwändig in der Herstellung sind. Der kleinste Fehler im Montageprozess führt dazu, dass alles von vorne beginnen muss, und das wird zu einem sehr teuren Vergnügen. Der beschriebene Verstärker ist trotz seiner offensichtlichen Einfachheit und geringen Größe ein ziemlich seriöses Design. Der Verstärker kann von einem erfahrenen Funkamateur in wenigen Stunden zusammengebaut werden. Es wird empfohlen, beim Zusammenbau dieses Verstärkers eine Leiterplatte zu verwenden. Versuchen Sie nicht, diesen Verstärker zu bauen, wenn dies Ihr erster ernsthafter Bau ist. Die Gleichspannung im Stromkreis erreicht 110 V, was zu einem schweren Stromschlag führen kann. Die Verlustleistung der Ausgangstransistoren erreicht sehr hohe Werte, daher müssen bei der Installation sorgfältig Maßnahmen zur Gewährleistung eines guten thermischen Kontakts mit dem Kühler beachtet werden. Der Verstärker ist für den kurzzeitigen Betrieb an einer Last mit einem Widerstand von 4 Ohm ausgelegt, wie er üblicherweise bei Subwoofern üblich ist. Bei längerem Betrieb des Verstärkers im Nennleistungsmodus ist es erforderlich, den Verstärker mit einem Widerstand von mindestens 8 Ohm auf die Lautsprecher zu laden. Gleichzeitig kann der Verstärker lange Zeit effizient arbeiten und eine Leistung von etwa 150 W liefern. Um im Dauerbetrieb bei Nennleistung für eine Last mit einem Widerstand von 4 Ohm zu arbeiten, ist die zusätzliche Installation von 4 weiteren Ausgangstransistoren erforderlich (2 in jedem Zweig des Verstärkers). Der Verstärker schützt die Ausgangstransistoren nicht vor Ausgangskurzschlüssen. Ein Kurzschluss am Ausgang führt zur sofortigen Beschädigung der Ausgangstransistoren. Konstruktiv befindet sich der Verstärker im Subwoofergehäuse. Der Verstärker behält seine Leistungsmerkmale bei, wenn sich die Versorgungsspannung um nicht mehr als ±5 V ändert. Beschreibung Das Schaltbild des Verstärkers ist in Abb. 1.
Der Verstärker ist nach einer Schaltung aufgebaut, die für die meisten modernen Niederfrequenzverstärker traditionell geworden ist: mit bipolarer Stromversorgung und einer Differenzkaskade am Eingang. Die Kette R1, C2 dient zum Filtern von Hochfrequenzstörungen. Das Signal wird dem Eingang über einen unpolaren Kondensator C1 mit einer Kapazität von 4,7 μF zugeführt. Die gesamte komplexe Impedanz dieser Kapazität sorgt für einen geringen Abfall des Frequenzgangs bei sehr niedrigen Frequenzen. Wenn Sie einen Kondensator mit einem Polystyrol- oder Fluorkunststoff-Dielektrikum mit einer Kapazität von 1 μF verwenden, beträgt der Rolloff bei einer Frequenz von 22 Hz bei einem nominalen Eingangswiderstand von 7,2 kOhm etwa -3 dB. Die Differentialkaskade wird mit den Transistoren VT2 und VT3 hergestellt. Der Transistor VT1 fungiert als Stromquelle. Die Basis des Transistors VT3 ist über den Widerstand R12 mit dem Ausgang des Verstärkers verbunden. Sobald am Ausgang des Verstärkers eine Gleichspannung ungleich Null auftritt, fließt das durch die Differenzkaskade verstärkte Fehlanpassungssignal zu den nachfolgenden Stufen und ändert ihren Modus, sodass die Gleichspannung am Ausgang Null wird. Wenn die Parameter der Transistoren VT2 und VT3 identisch sind, fließt kein Gleichstrom durch die Last und daher kann kein Trennkondensator im Lastkreis verwendet werden. Das vom Transistor VT2 verstärkte Niederfrequenzsignal wird vom Lastwiderstand R5 entfernt und der Basis des Transistors VT4 zugeführt. Anschließend wird das verstärkte Niederfrequenzsignal mithilfe der Transistoren VT5...VT8 einem Gegentaktverstärker zugeführt. Die Dioden VD2 und VD3 sorgen für die anfängliche Vorspannung der Ausgangsstufentransistoren und sind ebenfalls auf dem Strahler platziert. Sie müssen einen guten thermischen Kontakt mit dem Kühlkörper des Verstärkers haben. Ein Verstoß gegen diese Regel führt dazu, dass die Temperaturbedingungen der Ausgangstransistoren außer Kontrolle geraten und die Ausgangstransistoren aufgrund von Temperaturüberhitzung ausfallen. Die Ausgangsstufe verwendet die Transistoren 2SC3856 und 2SA1492. Sie können durch günstigere MJ21193/MJ21194 bzw. 2SC3281/2SA1302 ersetzt werden. Als LED VD1 kann jedes grüne Licht mit geringem Stromverbrauch verwendet werden (Abb. 1). Die Widerstände R10, R11 und R22 sind Schichtwiderstände mit einer Leistung von 1 W, R16...R21 sind Drahtwiderstände mit einer Leistung von mindestens 5 W, der Rest sind Schichtwiderstände - 0,25 W. Da die Ausgangsstufe im Klasse-B-Modus arbeitet, weist der Verstärker eine erhöhte Verzerrung im Hochfrequenzbereich auf. Durch tiefes OOS im Niederfrequenzbereich können Sie bei einer Frequenz von 1 kHz eine Verzerrung von etwa 0,04 % erzielen. Bei einer Ausgangsleistung von 250 W kann die Spitzentransientenleistung über 300 W erreichen. Durch den Einsatz eines leistungsstarken Transformators im Netzteil und großer Filterkapazitäten kann ein stabiler Betrieb des Verstärkers mit einer Ausgangsleistung von bis zu 350 W gewährleistet werden. In diesem Fall muss die Endstufe gemäß der in Abb. gezeigten Schaltung aufgebaut werden. 3, Hinzufügung von 4 leistungsstarken Transistoren VT13...VT16 und niederohmigen Widerständen R23...R26.
Trotz der großen Bandbreite des Verstärkers sind die Verzerrungen bei Frequenzen über 10 kHz erheblich. Bei der Messung der Spitzenleistung sank die Versorgungsspannung von 56 V auf 50,7 V bei 8 Ohm und auf 47.5 V bei 4 Ohm. Auf Abb. 2 ist ein Diagramm eines Spitzenüberlastungsindikators. Labormessungen der Verstärkerparameter ergaben die folgenden Ergebnisse.
Die Überlastungsanzeige dient zur Überwachung des Betriebsmodus des Verstärkers. Die Eingänge a und b des Anzeigegeräts sind mit den Basisstromkreisen der Differenzstufe des Verstärkers verbunden. Im linearen Betriebsmodus des Verstärkers sind die Spannungen an den Punkten a und b gleich. Wenn der Verstärker überlastet ist, weicht das verzerrte Rückkopplungssignal, das an der Basis des Differenzstufentransistors VT3 ankommt, vom Eingangssignal ab und an Pin 1 des DA1.1-Chips erscheint eine Fehlerspannung, die vom Verstärker an DA1.2 verstärkt wird .2.1 und dem Spitzendetektor DA2.2 zugeführt. .DA3. Die Überlastanzeige ist die rote LED VD1, die an den Kollektorkreis des Transistorschalters VT3 angeschlossen ist. Die Zeitdauer, in der die LED auch bei einem kurzzeitigen Fehlersignal aufleuchtet, wird durch die Zeitkonstante der C12R5-Kette bestimmt. Die Einstellung der Anzeige besteht darin, die Schieberegler der Potentiometer R9 und R3 auf eine Position zu stellen, in der die VDXNUMX-LED bei nichtlinearen Verzerrungen des Ausgangssignals aufleuchtet. Блок питания Das Stromversorgungsdiagramm ist in Abb. dargestellt. 4. Der Transformator muss mit einer Leistung von mindestens 400 W und einer Ausgangsspannung von 2 x 40 V betrieben werden.
Kondensator C1 muss für eine Spannung von mindestens 240 V ausgelegt sein, Brückengleichrichter - für einen Strom von 35 A, Filterkondensatoren - für eine Betriebsspannung von mindestens 63 V, Filterkondensatorkapazität - 4700...10000 µF. Autor: ELLIOTT SOUND PRODUCTS, PO Box 233, Thornleigh NSW 2120, Australien
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