Портал радиоэлектроники

Усилитель Хамелеон класс G H
  • Автор:
  • Категория: Усилители на VT
  • Создано: 07 октября 2015

Усилитель Хамелеон класс G H

      На предыдущей странице было оговорено, что на мощности свыше 600 Вт лучше использовать двухуровневое питание, которое позволяет довольно серьезно разгрузить выходной каскад и на меньшем количестве оконечных транзисторов получить большую мощность. Для начала стоит пояснить что же есть такое - двухуровневое питание.
      Надеемся не надо пояснять что такое двуполярный источник питания, этот же вариант можно назвать "четырехполярным", поскольку относительно общего провода имеется 4 различных напряжения. Принципиальная схема такого источника приведена на рисунке 1.

Принципиальная схема источника питания для усилителя с двухуровневым питанием.
Рисунок 1.

      Однако напряжение питания необходимо подавать на оконечный каскад усилителя, а как быть, если этих напряжений 2? Правильно - необходима дополнительная схема управления этим самым питанием. По принципу управления различают 2 основных класса - G и H. Отличаютс они между собой прежде всего тем, что класс G изменяет напряжение питания на оконечном каскаде плавно, т.е. силовые транзисторы системы управления питания работают в усилительном режиме, а в классе H силовые ключи системы управления питанием подают ступечато, т.е. они либо полностью закрыты, либо полностью открыты...
      Временные диаграммы приведены на рисунке 2 и 3, на рис.2 - класс G, на рис.3 - класс H. Синяя линия - выходной сигнал, красная и зеленая - напряжение питания оконечного каскада усилителя мощности.

Изменение напряжения питания на оконечных транзисторах усилителя мощности класса G.
Рисунок 2.
Изменение напряжения питания на оконечных транзисторах усилителя мощности класса H.
Рисунок 3.

      Как должно подаваться питание на оконечный каскад вроде разобрались, осталось выяснить каким набором элементов это сделать...
      Для начала рассмотрим класс H. На рисунке 5 приведена принципиальная схема усилителя мощности работающег в класе H.

Принципиальная схема усилителя мощности 600 Вт класс H.
Рисунок 4 УВЕЛИЧИТЬ.

      Синим прописано напряжение и мощностьна нагрузку 4 Ома, красны для нагрузки 8 Ом, на рисунке так же показан рекомендуемый источник питания. Как видно из схемы ее костяк состоит из типовго класаа AB, однако питание на усилитель напряжение подается уже с более высоковольной "ветки" питания, причем влияние выходного сигнала на напряжение питания усилителя напряжение снижено (уменьшено сопротивление R36, R37, иногда номинал этих резисторов приходится снижать вплоть до 68 Ом, особенно на мощностях выше 1 кВт), поскольку при подключении "второго этажа" питания на выходном сигнале наблюдается небольшой всплеск, которй ухом уловит не каждый, а вот на устойчивость схемы он влияет довольно серьезно...
      Управление питанием, подаваемым на оконечные каскады осуществляется компораторами LM311, порог срабатывания которых регулируется подстроечными резисторами R73 и R77. Для правильной настройки потребуется или ОЧЕНЬ хороший слух или, что предпочтительней - осцилограф.
      После компораторов стоят транзисторные драйвера, которые работают уже непосредственно на затворы мосфитов разной структуры. Поскольку силовые мосфиты управления питанием работаю к лючевом режиме, то выделяемое на них тепло довльно низкое, для них гораздо важнее максимальный ток, протекающий по открытому переход сток-исток. Мы используем для этих целей транзисторы IRFP240-IRFP9240 для усилителей до 700 Вт, их же, но уже по 2 в параллель для мощностей до 1 кВт и IRF3710-IRF5210 для мощностей свыше 1 кВт.
      На рисунке 5 приведена принципиальная схема усилителя мощности на 1400 Вт класса H. Отличается схема от предыдущего варианта тем, что в оконечном каскаде используется уже 6 пар транзисторов (для усилителя на 1000 Вт необходимо 4 пары), а силовые ключи управления питания IRF3710-IRF5210.

Принципиальная схема усилителя мощности на 1400 Вт класса H.
Рисунок 5. УВЕЛИЧИТЬ

      На рисунке 6 приведена принципиальная схема усилителя "Хамелеон 600 G", работающий в классе G ну и с выходной мощность до 600 Вт, причем как на нагрузку как 4 Ома, так и 8 Ом. По сути управление "вторым этажом" питания осуществляется повторителями напряжения выходного сигнала, только на них предварительно подается дополнительное опорное напряжени в 18 вольт и как только напряжение на выходе приближается к величине напряжения "первого этажа" более чем на 18 вольт повторители начинаю подавать напряжение со "второго этажа". Плюсом данной схемотехники является то, что остутствуют коммутационные помехи, характерные для класса H, однако улучшение качества звука требует довольно серьезных жертв - количество транзисторов в упрвлении напряжением питания оконечного каскада должно быть равно количеству самих оконечных транзисторов и это будет практически на предел ОБР, т.е. требуется довольно хорошее охлаждение.

Принципиальная схема усилителя мощности до 600 Вт класса G.
Рисунок 6 УВЕЛИЧИТЬ

      На рисунке 7 приведена схему усилителя на мощность до 1400 Вт касса G, в которой используется 6 пар как оконечных, так и управляющих транзисторов (для мощностей до 1000 Вт используетс по 4 пары)

Принципиальная схема усилителя мощности до 1400 Вт класса G.
Рисунок 7 УВЕЛИЧИТЬ

      Чертежи печатных плат - полная версия - лежат тут. Чертежи в формате lay, в jpg будут несколько позже...

      Технические характеристики усилетелей сведены в таблицу:     

Наименование параметра
Значение
Напряжение питания, В, двухуровневое не более
±60 -±100
Максимальна выходная мощность на нагрузку 4 Ома:
УМ ХАМЕЛЕОН 600 H

УМ ХАМЕЛЕОН 1000 H

УМ ХАМЕЛЕОН 1400 H

УМ ХАМЕЛЕОН 600 G

УМ ХАМЕЛЕОН 1000 G


600 Вт

1000 Вт

1400 Вт

600 Вт

1000 Вт

Входное напряжение регулируется подбором резистора R22 и может быть уложено в стандартные 1 В. Однако следует заметить, что чем выше собственный коф усиления, тем выше уровень THD и вероятность возбуждения.
***
THD для класса H и выходной мощности 1400 Вт не более
THD для класса G и выходной мощности 1400 Вт не более
При выходной мощности до включения "второго этажа" питания
уровень THD для обоих усилителей не превышает
0,1 %
0,05 % 

0,02 %
Рекомендуемый ток покоя препоследнего каскада
на резисторе R32 или R35 устанавливается напряжение в 0,2 В резистором R8
20 мА
Рекомендуемый ток покоя оконечных транзисторов
на любом из резисторов 0,33 Ома устанавливается напряжение в 0, 25 В резистором R29
75 мА
Регулировку защиты рекомендуется производить на реальной АС подключив параллельно АС сопротивление 6 Ом и добиваясь устойчивого свечения светодиода VD7 при 75 % от максимальной мощности

      К сожалению у данного усилителя выявился один недостаок - при высоких напряжениях питания дифкаскад начинает смопроизвольно греться из за слишком большого протекающего тока через него. Снизить ток - увеличить искажения, что весьма не желательно. Поэтому было применено использование теплоотводов на транзисторы диф каскада:


 

ПРОЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ ВЕСЬ МАТЕРИАЛ О СЕММЕТРИЧНОМ УСИЛИТЕЛЕСТРОЕНИИ

Есть вопрос или хотите оставить комментарий?

Зарегистрируйтесь или войдите в аккаунт
Последние статьи
Комментарии

На сайте собранно ОЧЕНЬ много материала посвященного звукотехнике - предварительные усилители, усилители мощности и источники питания. Это принципиальные схемы, описания, чертежи печатных плат (правда далеко не на все схемы), а так же обзоры печатных изданий. Здесь вы можете найти более десятка предварительный усилителей с регуляторами тембра и эквалайзерами, около ста схем усилителей мощности от 2 до 2000 Вт, около 40 схем ламповых усилителей, чуть больше десятка схем импульсных источников питания, как автомобильных (до 600Вт), так и сетевых (до 2000Вт), разжована схемотехника компьтерных блоков питания, дюжина описаний акустических систем, а так же довольно много материала раскрывающего секреты качественного воспроизведения звука, начиная от используемой элементной баазы, схемотехники и заканчивая теорией распространения звуковых колебаний.

Подробнее о сайте

Яндекс.Метрика