วงจรขยายกำลัง 100 ถึง 160 วัตต์ใช้ IC เดี่ยว OPA541

สำหรับใครที่กำลังมองหาเครื่องขยายเสียงที่มีกำลังขับขนาดใหญ่เรียงลำดับตั้งแต่ 100 วัตต์ถึง 200 วัตต์โดยใช้เครื่องขยายเสียงแบบสัมบูรณ์ จำนวนชิ้นส่วนขั้นต่ำ วงจรเฉพาะนี้จะทำให้สำเร็จ

วงจรทำงานอย่างไร

IC OPA541 จาก Burr-Brown เป็นพาวเวอร์โอแอมป์ที่ได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อให้ทำงานจากแหล่งจ่ายไฟได้ถึง± 40 V และให้กระแสเอาต์พุตที่ต่อเนื่องสูงถึง 5 A และ 10 A สูงสุด

นั่นหมายความว่าหาก IC ระบายความร้อนอย่างเพียงพอโดยใช้ฮีทซิงค์และพัดลมระบายความร้อนเอาต์พุตการขยายที่น่าจะเป็นไปได้อาจสูงกว่าเครื่องหมาย 160 วัตต์

คุณสมบัติการ จำกัด กระแสในตัวของอุปกรณ์สามารถตั้งโปรแกรม (ตั้งไว้ล่วงหน้า) โดยผู้ใช้ผ่านตัวต้านทานภายนอกแบบแยกเดี่ยวซึ่งสามารถป้องกันเครื่องขยายเสียงและโหลดจากสถานการณ์เอาต์พุตที่ผิดพลาดได้

แม้ว่าโดยทั่วไปแล้ว OPA541 ได้รับการออกแบบมาสำหรับการขับมอเตอร์แอมพลิฟายเออร์เซอร์โวและอุปกรณ์จ่ายไฟที่ตั้งโปรแกรมได้ ฯลฯ ตามแหล่งที่มาของ Burr-Brown แต่ก็สามารถทำงานได้ดีอย่างน่าอัศจรรย์เมื่อใช้เป็นเครื่องขยายเสียงกำลังสูง

แผนผังที่กล่าวถึงในบทความนี้จะส่งมอบประมาณ 60 วัตต์ถึง 160 วัตต์ในโหลด 4 โอห์ม สิ่งนี้ทำได้โดยใช้แรงดันไฟฟ้าที่สมมาตร± 40 V.

ตัว จำกัด กระแสไฟฟ้าในตัวของชิปได้รับการแก้ไขให้เป็นสวิตช์เปิดที่เกณฑ์ประมาณ 8.5 A ผ่านตัวต้านทานแบบเชื่อมโยงแบบขนาน R6 / R7

การเขียนโปรแกรมกระแสไฟขาออก

ขีด จำกัด ปัจจุบันนี้ทำให้แน่ใจว่าระยะขอบของไดรฟ์ที่เหมาะสมสามารถทำได้แม้ว่าจะใช้ลำโพง 4 โอห์มก็ตาม แต่จำไว้ว่าแม้ว่า R6 และ R7 จะ จำกัด กระแสให้ต่ำกว่าเกณฑ์การโอเวอร์โหลด แต่ก็ไม่ได้ทำให้เครื่องขยายเสียงป้องกันการลัดวงจรเพราะอาจเรียกเกณฑ์ปัจจุบันที่ 1.8 A หากเราพิจารณาการทำงาน 1C ภายใน SOA ( พื้นที่ปฏิบัติการที่ปลอดภัย)

ค่าของตัวต้านทาน Rcl (R6 + R7) ซึ่งให้สวิตช์ จำกัด กระแสหรือจุดเปิดใช้งานสามารถกำหนดได้โดยใช้สูตร:

Rcl = (0.813 / Iabs) - 0.02 [Ω]

ในการดำเนินการจริงครึ่งรอบบวกของกระแสเอาต์พุตจะถูก จำกัด ไว้ค่อนข้างเร็วที่ประมาณ 10% ในระดับที่ต่ำกว่าเกณฑ์ที่ตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้า

ในทางตรงกันข้ามอาจเกิดขึ้นสำหรับกระแสลบซึ่งอาจมากกว่าค่าที่กำหนดไว้ล่วงหน้าประมาณ 10%

ความผิดเพี้ยนของฮาร์มอนิกทั้งหมด

เอาต์พุตความผิดเพี้ยนของเครื่องขยายเสียงต่ำมาก ค่า THD ยังคงต่ำกว่า 0.5% ภายในสเปกตรัมเสียงทั้งหมดโดยมีเงื่อนไขที่อัตราขยาย x6 คงที่ (R5 จะอยู่ที่ประมาณ 5 kΩ) และแรงดันไฟฟ้า± 35 V.

เนื่องจาก IC ทำงานที่กระแสไฟนิ่งที่แทบจะไม่ถึง 20 mA การบิดเบือนแบบข้ามอาจเริ่มต้นได้ค่อนข้างเร็ว

เพื่อให้ THD อยู่ในระดับต่ำสุดแบนด์วิดท์ที่สมมติขึ้นให้ จำกัด ไว้ที่ประมาณ 22 kHz ผ่านตัวเก็บประจุ C3

เครือข่ายตัวกรองอินพุตที่ทำโดยใช้ R2-C2 ช่วยลด IMD (การบิดเบือนระหว่างการมอดูเลต) และลดแบนด์วิดท์ที่แท้จริงลงเหลือประมาณ 16.6 kHz

การโรลออฟความถี่ต่ำถูกกำหนดไว้ที่ 6.6 Hz โดย R1-C1 ควรติดตั้ง IC บนฮีทซิงค์ที่ค่อนข้างใหญ่ที่มีความต้านทานความร้อน 1.2 KW หรือสูงกว่า

การออกแบบ PCB

แผ่นข้อมูล