Портал радиоэлектроники

Усилитель мощности звуковой частоты УМ Хамелеон
  • Автор:
  • Категория: Усилители на VT
  • Создано: 06 октября 2015

Усилитель мощности звуковой частоты УМ Хамелеон

Принципиальная схема усилителя мощности показана на рисунке 1 (так приведена схема рекомендуемого источника питания), для более понятного изложения принципа работы и технологических особенностей усилитель будет описан поблочно.

Принципиальная схема усилителя мощности.
Рисунок 1 УВЕЛИЧИТЬ

УСИЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

      Усилитель напряжения выполнен по симметричной схеме, базой для усилителя послужил довольно популярный усилитель "УМ ЛАНЗАР", а проведенные иследованияпозволили получить более качественный усилитель лишь немного увеличив себестоимость. Так собственно и появился усилитель приведенныей на рисунке 1, позволяющий при использовании не сильно дорогой комплектации получить довольно впечатляющий звук, а своей универсальностью оставляющий далеко позади услители со схожей схемотехникой.
      Кроме этого усилитель прекрасно работает как в типовом включении, так и в инверсном, что еще больше расширяет его возможности, поскольку для мостовых вариантов построения усилителей не нужен фазоинвертор, а инвертирующее включени само по себе дольно сильно подавляет синфазные помехи.
      Отличительной чертой усилителя напряжения является плавающее питание, которое формируетс выходным сигналом. Это позволило серьезно увеличить КПД усилителя и как следствие снизить нагрев оконечных транзисторов на максимальных мощностях, поскольку напряжение питание усилителя напряжения может быть больше напряжения питания оконечных каскадов и это без дополнительных источников питания. Плавающее питание так же позволило уменьшить изменение протекающего через предпоследний каскад тока, что так же снизило уровень THD. 
      В усилителе напряжения так же предусмотрена регулировка тока покоя предпоследнего каскада (резистор R8) , что позволяет использовать ОЧЕНЬ широкий диапазон питающих напряжений практически без потери качества звучания, а это дает возможность на базе этого усилителя напряжения строить усилители мощностью от 100 до 800 Вт (на нагрузку 4 Ома) в классе AB лишь добавляя количество оконечных транзисторов. Четверка же диодов включенных последовательно с резистором R8 обеспечивает дополнительную термостабильность тока покоя предпоследнего каскада.
      При использовании типового включения инверсный вход следует соеденить с массой, при использовании инверсного включения не инвертирующий вход следует соеденить с массой.
      При использовании инверсного включения не следует забывать о том, что входное сопротивление усилителя менее 500 Ом, поэтому следует использовать соответсвующие выходные каскады на предварительном усилителе.

УСИЛИТЕЛЬ ТОКА.

      Оконечный каскад выполнен в виде повторителей на полевых транзисторах IRFP240-IRFP9240, хорошо зарекомендовавших себя в усилителях Холтона и позволяющих получить довольно приятный звук не смотря на приемлемую цену.
      Чуть выше было сказано, что на базе этого усилителя можно строить усилители мощностью до 800 Вт. Разумеется, что построение усилителя на мощности свыше 600 Вт в классе AB довольно не благодарное занятие - слишком большое тепловыделение, некоторые утверждают, что на мощности выше даже 300 Вт необходим переход на двухуровневое питание. Логика в подобных утверждениях конечно есть, однако далеко не всегда есть возможность организовавать 4 источника питания вместо двух. Именно поэтому мы считаем что усилители класса AB имеют право жить и в диапазоне мощностей до 800 Вт, хотя производим только до 600Вт.
      Приницпиальная схема усилителя мощностью до 400 Вт приведена на рисунке 2, мощностью до 600 Вт - на рисунке 3. Следует отметить, что на рисунках так же приведены рекомндуемые емкости конденсаторов фильтров питания, а так же максимальные напряжения для нагрузки 4 Ома и 8 Ом.

Принципиальная схема услителя мощности до 400 Вт.
Рисунок 2 УВЕЛИЧИТЬ

Принципиальная схема услителя мощности до 600 Вт.
Рисунок 3 УВЕЛИЧИТЬ

ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА.

      Печатная плата в формате lay в архиве лежит тут (вид со стороны деталей), те, кто не пользуется этой программой может взять чертежи печатной платы в формате jpg (вид со стороны деталей) в масштабе 1:1. Расположение деталей приведено на рисунке 4, однако распечатав этот рисунок мы пришли к выводу, что читаемость элементов довольно низкая, поэтому в этом архиве лежит чертеж расположения деталей на двух листах формата А4, которые не трудно склеить.

Расположение деталей на печатной плате
Рисунок 4 УВЕЛИЧИТЬ

     Так же следует отметить, что в усилитель введена защита от перегрузки. Защита организованна по приципу тиристора, т.е. в критическом режиме происходит не ограничение тока через оконечный каскад а его полная разгрузка и напряжение на выходе не превышает 3...5 вольт даже на макисмальной громкости. Блокировка сигнала на выходе происходит до окончания положительной или отрицательной полуволны и как только причина перегрузки будет устранена усилитель автоматически переходит в типовой режим работы. Поскольку диапазон выходных мощностей довольно высок, то и защиту пришлось сделать регулируемой. За порог срабатывания защиты отвечает резистор R44 - в крайнем левом положении движка защита выключена, в крайнем правом - минимальный порог. Защита немного "перемудреная" - от установки оптронов можно было бы и воздержаться. Однако именно оптроны позволяют наглядно контролировать состояние защиты, т.е при ее сработке появляется свечение светодиода VD7
      Технические зарактеристики усилителя мощности УМ Хамелеон для нагрузки 4 Ома приведены в таблице:
     

Наименование параметра
Значение
Напряжение питания, В
±25...±90
Максимальна выходная мощность:
УМ Хамелеон 200


УМ Хамелеон 400


УМ Хамелеон 600

на 4 Ома 200 Вт при питании ±45 В
на 8 Ом 200 Вт при питании ±65 В

на 4 Ома 400 Вт при питании ±65 В
на 8 Ом 400 Вт при питании ±85 В

на 4 Ома 600 Вт при питании ±75 В
на 8 Ом поднимать питание выше ±90 не рекомендуется
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 при коф усиления 36 дБ и выходной мощности 580 Вт не более 
THD при коф усиления 31 дБ и выходной мощности 190 Вт не более
0,02%
0,01%
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 (резистор R29) на реальной АС подключив параллельно АС сопротивление 6 Ом и добиваясь устойчивого свечения светодиода VD7 при 75 % от максимальной мощности

    На фотографиях ниже приведен внешний вид усилителей "Хамелеон" мощностью 600 Вт:




    На нижнем рисунке видно, что на транзисторы установлены теплоотводы. Необходимость в них появляется при напряжении питания выше ±80 В,

    Однако 600 и даже 800 Вт для этого усилителя не предел, но это уже при использовании двухуровневого питания, а это тема отдельного разговора и вести его мы будем yже на этой странице.

Комментарии

  • Саша

    Саша 08 июня 2016

    К Блоку питания на Рисунку 1 нужна система софт старта???

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