วงจรขยายกำลังไฟฟ้า 50 วัตต์อย่างง่าย

อธิบายวงจรเครื่องขยายเสียง 50 วัตต์อย่างง่ายด้านล่างมาเรียนรู้วิธีสร้างที่บ้านโดยใช้ชิปแอมพลิฟายเออร์เดี่ยวอเนกประสงค์ LM3876T

โดย: Dhrubajyoti Biswas

UPDATE: สำหรับวงจรเครื่องขยายเสียง 40 วัตต์โปรด ไปที่ลิงค์นี้ .

การวิเคราะห์วงจร

เพาเวอร์แอมป์ที่ดีเป็นสิ่งจำเป็นโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพูดถึงการฟังเพลง เครื่องขยายเสียงที่เพิ่มเข้ามาในระบบเสียงจะช่วยเพิ่มคุณภาพของเพลงได้อย่างแน่นอน โครงการนี้จะพยายามให้ข้อมูลเชิงลึกโดยละเอียดเกี่ยวกับการสร้างเพาเวอร์แอมป์ 50 วัตต์แบบธรรมดา

ระบบที่เราจะจัดการนั้นขึ้นอยู่กับข้อกำหนดทางเทคนิคที่วางไว้เป็นหลัก เซมิคอนดักเตอร์แห่งชาติ และจากนั้นผลลัพธ์ก็ออกมาดี ง่ายต่อการสร้างและเอาต์พุตที่ดีในแง่ของความผิดเพี้ยนและเสียงรบกวนส่วนต่อไปนี้จะให้รายละเอียดวิธีการสร้าง

ก่อนที่เราจะเริ่มการพัฒนานี้เราได้ทดสอบ PCB และผลลัพธ์ออกมาเป็นบวก เราได้รับคุณภาพเสียงที่ดีมากหากวงจรป้องกันไม่อยู่ในโหมดการทำงาน

บอร์ด ESP P19 (Rev-B) เวอร์ชันเสถียรล่าสุดมีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยเช่นการเชื่อมต่อกับมอนิเตอร์การด้อยค่าของเสียง [SIM] ถูกนำออกไป

รูปต่อไปนี้เป็นเค้าโครงของบอร์ดดั้งเดิม:

เค้าโครงบอร์ด

การทำงานของวงจร

ตามแผนภาพมีการเพิ่มตัวเก็บประจุบายพาสโพลีเอสเตอร์และวงจรปิดเสียงจะถูกปิดใช้งานเนื่องจากส่วนใหญ่มีประโยชน์เมื่อ การพัฒนาปรีแอมป์ . อย่างไรก็ตามเราได้ทำการปรับเปลี่ยนบางอย่างในบอร์ดเพื่อให้มีพื้นที่สำหรับขั้วต่อสายไฟและอินพุต

ตามรูปด้านบนค่าแรงดันไฟฟ้าตั้งไว้ที่ 27dB และสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการเพิ่มตัวต้านทานที่มีค่าต่างกันสำหรับเส้นทางของข้อเสนอแนะ

ตัวเหนี่ยวนำมีลวดทองแดงเคลือบ 10 รอบ 0.4 มม. และมีบาดแผลรอบตัวต้านทาน 10 โอห์ม ลวดบัดกรีอยู่ที่ส่วนท้ายของตัวต้านทานและควรปัดฉนวนที่ปลายแต่ละด้าน

คำแนะนำของเราคือให้ใช้ตัวต้านทานแบบ 10 โอห์มและ 2.7 โอห์ม 1 วัตต์ ส่วนที่เหลือควรเป็นฟิล์มโลหะ 1% นอกจากนี้ยังเหมาะอย่างยิ่งที่จะเก็บประจุไฟฟ้าไว้ที่ 50V

สำหรับแหล่งจ่ายควรวาง 100nF (0.1uF) ใกล้กับ IC เพื่อหลีกเลี่ยงการสั่น แรงดันไฟฟ้าที่จะรักษาเมื่อโหลดเต็มที่ควรอยู่ที่ประมาณ +/- 35 โวลต์ซึ่งจะให้กำลัง 56 วัตต์ (สูงสุด)

นอกจากนี้เพื่อให้ได้ความต้านทานความร้อนของฮีทซิงค์ต่ำที่สุดจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องใช้พลังงานสูงสุด สามารถทำได้โดยการติดตั้งเครื่องซักผ้าไมกาโดยไม่มีฉนวน อย่างไรก็ตามโปรดทราบว่าฮีทซิงค์จำเป็นต้องมีฉนวนกันความร้อนจากแชสซีเนื่องจากฮีทซิงค์รักษาแรงดันไฟฟ้าไว้ที่ –ve

แผนผังต่อไปนี้ในรูปแสดงการเปลี่ยนแปลงที่เราทำบนบอร์ดเดิม:

ตามรูปด้านบนบอร์ดที่ได้รับการแก้ไขจะคล้ายกับของเดิมมากยกเว้นการเปลี่ยนแปลงบางอย่างโดยการถอดส่วนประกอบบางอย่างออกพร้อมกับซิม

การแยกชิ้นส่วนออนบอร์ดในปัจจุบันให้ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม ใช้อิเล็กโทรไลต์ 100nF Polyester และ 220uF electrolytic

หรือคุณสามารถใช้ตัวเก็บประจุเซรามิกเสาหินบนรางทุกราง ในขณะที่ C1 และ C2 เรียกว่าชนิดอิเล็กโทรไลต์โพลาไรซ์คุณสามารถใช้อิเล็กโทรสที่ไม่มีโพลาไรซ์ได้

อีกทางเลือกหนึ่งคือใช้กับ C1 a 1uF polyester cap หาก C1 มีวัตถุประสงค์เพื่อใช้เป็นทวีตเตอร์คุณสามารถใช้ค่าขนาดเล็ก 100nF ซึ่งเป็นสิ่งที่ดีในการดำเนินการต่อ

หากคุณกำลังสร้างวงจรแอมพลิฟายเออร์กำลังขับ 50 วัตต์ที่นำเสนอเพื่อใช้สำหรับทวีตเตอร์ระบบไบแอมป์ / ไตรแอมป์หรือระดับกลางค่า C1 จะต้องลดลงเป็น 100nF (3dB @ 72Hz)

นอกจากนี้คุณสามารถใช้โพลีเอสเตอร์ 1uF ที่อัตรา -3dB @ 7.2Hz ในกรณีที่ใช้งานทั่วไป อย่างไรก็ตามการปรับแต่งนี้จะเพิ่มประสิทธิภาพของเบสและคุณยังสามารถใช้ค่าใดก็ได้จนถึง 10uF (โดยประมาณ) ใน C1 หากจำเป็นต้องทำเช่นนั้น

การออกแบบใหม่ของ PCB ช่วยอำนวยความสะดวกในการใช้แอมป์เป็นดูอัลโมโน คุณสามารถแยกแทร็ก PCB ในขณะที่แต่ละคนมีแหล่งจ่ายไฟของตัวเอง

ในขณะที่ IMO มีจุดน้อยกว่า แต่สิ่งนี้ช่วยให้สามารถตัด PCB ได้ครึ่งหนึ่งโดยแต่ละส่วนจะมีอุปทาน บอร์ดให้สิ่งอำนวยความสะดวกในการเชื่อมต่อเอาต์พุตกับพิน PCB หรือโดยใช้ตัวดึงจอบยึด PCB

การอัพเกรดการออกแบบ

ตามการออกแบบของบอร์ดที่แสดงในรูปคุณสามารถใช้ LM3886 มันเหมือนกันมากและยิ่งไปกว่านั้นสเปคยังสูงกว่า

PCB ยังมีข้อกำหนดในการเชื่อมต่อพินหมายเลข 1 และ 5 นอกจากนี้คุณยังสามารถใช้บอร์ดเป็นสะพานในกรณีของ LM3886 เพื่อให้ได้ 120W เป็น 8 โอห์ม คำแนะนำของเราคือการใช้ P87B เพื่อเปิดใช้งานสัญญาณนอกเฟสที่จำเป็นในการใช้งาน BTL

ในการเรียกใช้แอมป์เนื่องจากการกลับด้านเป็นเรื่องปกติ แต่การทำเช่นนั้นจะลงเอยด้วยความต้านทานต่อปรีแอมป์ต่ำซึ่งอาจทำให้เกิดปัญหาเนื่องจากคุณอาจพบความผิดเพี้ยนหรือปัญหาในการโหลด ดังนั้นจึงปลอดภัยเสมอที่จะขับเครื่องขยายเสียงเนื่องจาก P87B สามารถขับแอมป์ทีละตัวได้

ในขณะที่การดำเนินการแบบขนานมักเป็นข้อเสนอแนะทั่วไปเมื่อสร้างระบบนี้ประสบการณ์ของเราในโดเมนนี้ไม่แนะนำเหมือนกัน

ข้อกำหนดสำหรับความทนทานต่อการรับระหว่างการทำงานแบบขนานนั้นเข้มงวดมากเนื่องจากคุณต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าแอมพลิฟายเออร์ตรง 0.1% หรือเก็บไว้เหนือแบนด์วิดท์ทั้งหมด

ตอนนี้เนื่องจากอิมพีแดนซ์ของ IC มีเอาต์พุตต่ำดังนั้นแม้กระทั่ง 100mV ก็อาจสร้างกระแสหมุนเวียนสูงผ่าน IC ได้ เนื่องจาก0.1Ωเป็นข้อเสนอแนะตามปกติความไม่ตรงกันของ 100mV อาจทำให้กระแสหมุนเวียน 0.5A ซึ่งจบลงด้วยความร้อนสูงเกินไป

แผนภาพ Pinout

รูปด้านบนแสดง IC pinouts สำหรับ LM3876 ที่พินถูกเซเพื่อให้แทร็ก PCB วิ่งเข้าไปในพินของ IC ในทางกลับกัน LM3886 นั้นเหมือนกันมากกับรุ่นก่อน ๆ และสามารถใช้งานได้โดยเพิ่มพลังงานอีกเล็กน้อยหากจำเป็น

อย่างไรก็ตามข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวที่อยู่ระหว่างทั้งสองอยู่ใน LM3886 จำเป็นสำหรับพิน 5 ในการเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ +

PCB ที่ใช้สำหรับแอมป์นี้มีไว้สำหรับเครื่องขยายเสียงสเตอริโอเป็นหลัก เป็นด้านเดียวพร้อมตำแหน่งของฟิวส์จ่ายใน PCB บอร์ดสเตอริโอประกอบด้วยฟิวส์สี่ตัวขนาดเล็ก (115 มม. x 40 มม.)

โดยรวมแล้วบอร์ดที่ได้รับการแก้ไขดังในรูปที่ 1.1 มีขนาดเท่ากับของเดิม (ดังแสดงในรูปที่ 1.0) และเราได้ใช้ระยะห่างที่ใกล้เคียงกันระหว่าง IC เพื่อให้ง่ายต่อการติดตั้งย้อนยุคหากจำเป็น

อย่างไรก็ตามข้อควรระวังในการใช้ฮีตซิงก์สำหรับโปรเจ็กต์นี้เนื่องจากระบบร้อนขึ้นภายในเวลาอันสั้นซึ่งอาจทำลายสิ่งต่างๆจากความร้อนสูงเกินไป

ใช้ TDA7492 IC

เอกสารข้อมูล TDA7492

เครื่องขยายเสียง BTL คลาส D สเตอริโอ 50 + 50 วัตต์ที่ดีมากอีกตัวหนึ่งสามารถสร้างโดยใช้ IC TDA7492 ตัวเดียว

แผนภาพวงจรที่สมบูรณ์สำหรับวงจรนี้สามารถดูได้ด้านล่าง:

คะแนนสูงสุดแน่นอนของ IC TDA7492

• VCC DC แรงดันสำหรับ IC ไม่เกิน = 30 V
• VI ขีด จำกัด แรงดันไฟฟ้าสำหรับขาอินพุต STBY, MUTE, INNA, INPA, INNB, INPGAIN0, GAIN1 ควรอยู่ภายใน = -0.3 - 3.6 V
• อุณหภูมิเคส IC สูงสุดที่ต้องไม่เกินคือ = -40 ถึง +85 ° C
• อุณหภูมิ Tj Junction สูงสุดของ IC ไม่เกิน = -40 ถึง 150 ° C
• Tstg อุณหภูมิในการจัดเก็บต้องอยู่ระหว่าง = -40 ถึง 150 ° C

ข้อกำหนดทางไฟฟ้าหลัก