- Загальний опис підсилювача потужності
- Підсилювач потужності на MOSFET 1 кВт
- Підсилювач розрахований на 500 Вт
- Підсилювач на 250 Вт
- Підсилювач потужності 125 Вт
Підсилювач потужності 1кВт - тут представлені гарантовано робочі схеми підсилювачів 1000, 500, 250, 125 Вт, кінцевий каскад яких реалізований на польовиком MOSFET. У цій статті будемо розглядати апарати починаючи з найбільшою потужністю - 1000 Вт, який призначений в основному для професійного використання, тобто озвучування великих заходів, наприклад: весіль, різних сімейний урочистостей, концертних заходів, студіях звукозапису і т.д. Для будинку він звичайно не підійде.
Тут можна завантажити архів з печатками в форматі .lay на вихідну потужність 1000, 500, 400, 250, 125 Вт.
Завантажити: printed circuit boards.zip
Раніше теж були публікації на різних сайтах, де описувався підсилювач потужності 1кВт, та й можливо і зараз такі є, але в основному з дуже простою схемою реалізований на мікросхемі. Такий варіант побудови УМЗЧ на мій погляд має серйозні недоліки, які зводять нанівець всі позитивні сторони підсилювача. Одним з таких недоліків є сама інтегральна схема, яка не відрізняється високим рівнем характеристик. Другий аспект - використаний там операційний підсилювач APEX PA03 варто дуже пристойних грошей, до того ж знаходиться в дефіциті і більшості радіоаматорів він просто буде недоступний. Оскільки для тих хто збирається повторити схему своїми руками в домашніх умовах, принципово важливо дешевизна і разом з тим якісні і доступні електронні компоненти.
Виходячи з цього я пропоную любителям високоякісного і потужного звуку чотири схеми підсилювачів зібраних із застосуванням польових транзисторів MOSFET. Всі комплектуючі в представлених помічників доступні у вільному продажі і досить популярні в радіоелектроніці. Тому збірка таких апаратів буде вам цілком по кишені, ну може бути трохи дорогувато обійдеться трансформатор на 1 кВт якщо купувати готовий або робити на замовлення, але якщо у вас є в наявності хоча б старе залізо (сердечник) і емаль-провід, то і він нічого не буде коштувати для вас, намотайте самостійно - тільки й того!
Показання тут схеми є вдосконаленим варіантом типової схеми, а саме підсилювач потужності 1кВт реалізований на польовиком.
Загальний опис підсилювача потужності
Як було написано вище, сьогодні ми публікуємо чотири схеми, які є класичними двотактними підсилювачами з вихідним трактом зібраним на MOSFET. Використання потужних полевиков в крайовому тракті вважається істотним аргументом. Володіючи колосальним потужністю на виході, апарат наочно демонструє чудові значення з низьким рівнем коефіцієнта спотворень. Правильно виготовлені УМЗЧ мають КНІ не більше 0,24% при потужності на виході 1 кВт. А ось при 250 Вт на виході буде взагалі 0,007%. Це чудово! Сама структура підсилювача фактично залишається однією і теж, змінюється тільки кількість ключів в вихідному тракті. Разом з тим для використання потужних польових транзисторів необхідно високе живить їх напруга. Зокрема підсилювач потужності 1кВт вимагає для себе Двуполярность блок живлення з вихідними напругами 95v, 70v, 50v.
Підсилювач потужності на MOSFET 1 кВт
Пора вже приступати до безпосереднього вивчення схеми підсилювача в порядку від великої потужності до меншої. Варіант підсилювача з вихідною потужністю 1000 Вт, як я писав вище не для домашнього використання, а наприклад: для турових поїздок або сценічної інсталяції в концертних залах. Даний апарат розрахований на роботу з акустикою 4 Ом при напрузі +/- 100v, більше подавати не можна. Напевно як і у кожній техніці, так і в цьому апараті є свій «мінус» пов'язаний якраз з харчуванням. Для того, щоб отримати вихідну потужність 1 кВт необхідний трансформатор принаймні в межах 1300 Вт. Саме так він є найдорожчим елементом у всій конструкції. Є звичайно варіант застосування імпульсного джерела живлення, але і з таким трансформатором є свої специфічні заморочки, ну це вже зовсім інша історія. Так, що дивіться самі, що вам зручніше застосувати трансформаторний блок живлення або імпульсного побудови.
Тут показана схема підсилювача на 1000 Вт в первинному варіанті:
Тут вдосконалена схема підсилювача:
Навіть при побіжному погляді на дану принципову схему можна побачити відмінності вхідного і вихідного тракту. До того ж, як показує тестування, з модернізованого варіанту можна вилучити випрямний діод 1N4007. Але цю необхідність слід як слід ще раз перевірити в дослідному порядку.
В кінцевих каскадах підсилювач потужності 1кВт має потужні ключі MOSFET IRFP240.
Параметри цих силових ключів вражають. Ось подивіться на їх характеристики, хоча ці значення можуть суттєво змінюватися в залежності від температури, в зв'язку з цим польовики необхідно встановлювати на радіатори охолодження з достатньою площею розсіювання тепла і додатково поставити систему примусового охолодження у вигляді вентилятора.
Присутній кілька варіантів виконання друкованих плат підсилювача, наприклад: одна з них має форму прямокутника в загальному стандартна форма, а інша з формою квадрата, у якій вхідний каскад знаходиться по центру плати. Так що використовуйте печатку, яка найбільше відповідає вашій конструкції корпусу.
Малюнок друкованої плати і місця установки електронних компонентів на ній можна завантажити за цим посиланням - розмір 300х75 мм.
Завантажити: 1000Watt.zip
На цьому фото показана друкована плата майже закінченого підсилювача потужності:
Зібраний підсилювач потужності на 1кВт з радіатором:
На цій фотографії зібраний підсилювач з використанням вище показаного малюнка друкованої плати:
Тут уже готовий зразок на етапі тестування:
На цьому малюнку зображено ще один альтернативний варіант:
За цим посиланням знаходиться файл цієї печатки в форматі PDF:
Завантажити: 1000.zip
Підсилювач розрахований на 500 Вт
Тут просто потрібно скоротити кількість полевиков в крайовому тракті, тобто встановити всього дванадцять штук по шість в кожне плече, ну і природно потрібно знизити потужності характеристики. Напруга харчування залишаємо теж, що і підсилювачі 1000 Вт, тобто 95v по плюса і 95v по мінуса, так як вихідна потужність апарату все ще залишається досить великий, а коефіцієнт нелінійних спотворень знизиться до 0,17%. Дана схема теж є не такою однозначною. Якщо як і в попередній схемі використовувати польовики IRFP240, то на виході отримаєте 500 Вт.
Транзистор MOSFET IRFP260
Разом з тим, якщо замість ключів IRFP240 застосувати IRFP260 то без проблем можна і на даній схемі помічників отримати ті самі 1000 Вт.
На цій принциповій схемі показані саме MOSFET IRFP260.
Також необхідно передбачити конденсатор 220pF виконує роль шунта в ланцюзі колектор-база транзистора MJE15035 і спробувати виключити зі схеми діод 1N4007. У первинному варіанті схеми підсилювач розрахований на роботу з навантаженням 8 Ом, але як показали випробування багатьма радіоаматорами зібрали цей апарат, він прекрасно працює і на навантаженні 4 Ом.
Тут показана друкована плата для цього УМЗЧ:
Завантажити плату в форматі .PDF 500.zip
В результаті має бути приблизно таке:
Підсилювач на 250 Вт
250 Вт вихідної потужності вже не дуже б'є по вухах і можливо для домашнього користування багато віддадуть переваги саме цим зразком.
У цьому екземплярі використані вісім ключів IRFP240. Напруга харчування встановлено 70v. Рекомендоване навантаження 8 Ом. Відмінний показує рівень коефіцієнта нелінійних спотворень в межах 0,11% при робочій потужності на виході 250 Вт. Дуже широкий діапазон частот. На цій схемі також потрібно спробувати експериментувати з діодом. Друкована плата для підсилювача 250 Вт має ось такий вигляд:
Тут її можна скачати в форматі .PDF завантажити
Після завершення монтажу виходить ось така конструкція:
На цьому фото показана друкована плата з тепловідведення призначеними для транзисторів перед- вихідного тракту:
Підсилювач потужності 125 Вт
У цьому варіанті використовуються тільки чотири польових ключа IRFP260. Природно можна застосовувати транзистори і IRFP240. Тим більше в первісної схемою ці польовики і були використані. Тому при виникненні будь-яких проблем в роботі підсилювача на IRFP260, замініть їх на IRFP240. Ефективною навантаженням для цього УМЗЧ є динамік 8 Ом. Напруга живлення для даного апарату робимо в межах 50v, для домашнього користування такої потужності цілком вистачає, до того ж якість звучання стає ще вище, а саме значення КНІ буде в районі 0,1%.
Принципова схема підсилювача потужності на 125 Вт:
Ця друкована плата є аналогом попередньої, тільки в ній зібрано чотири ключа з вихідного каскаду.
Нижче показана принципова схем базового варіанту підсилювача на польових транзисторах IRFP240, про що говорилося вище:
Звертаю вашу увагу на те, що в цій схемі був замінений біполярний транзистор на польовика IRF510, а також є деякі відмінності в номіналах електронних елементів.
А це ось печатка для цієї схеми:
Це підсилювач потужності відрізняється високою надійністю в роботі і простотою в обслуговуванні, здатний працювати навіть в екстремальних умовах експлуатації без зниження якості звучання.
І нарешті підведемо підсумки:
Отже у нас є чотири класні схеми однієї і тієї ж моделі підсилювача виконаного на потужних польових транзисторах. В їх конструктивних рішеннях принципових відмінностей немає, а ось по вихідний потужності і, що особливо важливо - собівартості, вони мають різницю пристойну. До речі хотілося б спеціально підкреслити такий момент: якщо один раз зібрати крайовий каскад і встановити на перший випадок пару або дві MOSFET-транзисторів, то при необхідності зміни потужності на виході ви без проблем зможете це робити шляхом збільшення кількості транзисторів в крайовому тракті.
Початкова схема в авторському варіанті реалізована на MOSFET-ключах IRFP240. Але незважаючи на це безліч радіоаматорів вносять свої зміни в конструкцію, замінюючи деякі деталі більш сучасними і якісними, наприклад використовують потужні польові ключі IRFP250, IRFP260.