UMZCH con una potenza di 320 watt sul chip STK4231. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Amplificatori di potenza a transistor

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Negli ultimi anni, i radioamatori hanno utilizzato sempre più amplificatori di potenza su microcircuiti. Per molte applicazioni diventa poco pratico assemblare un amplificatore su elementi separati; tali amplificatori nella maggior parte dei casi richiedono l'installazione di un dispositivo di protezione, l'impostazione della corrente di riposo dello stadio di uscita, ecc. principio “pronto”.

Varie versioni di tali amplificatori sono già state ripetutamente consigliate sulle pagine della rivista, tuttavia, la potenza di uscita massima (cioè con distorsione non lineare del 10%) degli amplificatori su un singolo chip è solitamente limitata a 100...120 W, almeno quando si utilizzano chip di una categoria di prezzo accessibile. Anche quando si utilizzano due microcircuiti TDA7294 in una connessione a ponte, la potenza di carico non supera i 200 W. E se avessi bisogno di assemblare un amplificatore più potente, ad esempio, per una discoteca? Qui viene descritto un amplificatore di potenza a circuito integrato che consente una potenza di uscita fino a 300 W per canale.

L'amplificatore utilizza un chip ibrido STK4231-II prodotto da SANYO. Questo chip è un chip a doppio canale, quindi è necessario un solo chip per l'opzione di connessione a ponte. Quando si assembla un amplificatore su un chip di questo tipo, sono necessarie alcune parti in più rispetto a un amplificatore sul TDA7294, ma presenta una serie di vantaggi e, soprattutto, consente di ottenere un amplificatore significativamente più potente. Il microcircuito è molto più semplice da collegare al dissipatore di calore, poiché il suo substrato non è collegato alla superficie termoconduttiva della custodia e può essere collegato direttamente al dissipatore di calore o alla custodia dell'amplificatore (per il microcircuito TDA7294, il meno della potenza l'alimentazione è collegata al substrato). Questo spesso può essere decisivo, dato che isolare il dissipatore di calore dal case a volte non è facile. Lo schema schematico dell'amplificatore di potenza basato su STK4231-II è mostrato in Fig. 1.

Riso. 1 (clicca per ingrandire)

Principali parametri tecnici dell'amplificatore

L'amplificatore è alimentato da una sorgente di tensione bipolare non stabilizzata di 2x(45...55) V. Il segnale di ingresso a uno degli amplificatori del microcircuito DA2 viene fornito direttamente al pin 3 e al secondo (pin 20) attraverso un Amplificatore buffer invertente sull'amplificatore operazionale DA1. L'amplificatore operazionale è alimentato da stabilizzatori di tensione +15 e -15 V, realizzati su microcircuiti DA3, DA4. Se necessario, gli stessi stabilizzatori possono alimentare anche un preamplificatore con controlli di tono o filtri crossover. Il guadagno dell'amplificatore di potenza può essere modificato selezionando i resistori di feedback R6 e R11. La loro resistenza in entrambi i bracci dell'amplificatore dovrebbe essere la stessa.

I transistor VT1 - VT4 hanno un'unità di protezione corrente che impedisce il guasto del microcircuito in caso di sovraccarico. All'aumentare della corrente attraverso uno dei resistori R18, R28, aumenta la caduta di tensione ai suoi capi, il che porta rispettivamente all'apertura del transistor VT2 o VT1. Ciò, a sua volta, porta al funzionamento dell'analogo tiristore sui transistor VT3, VT4 e il microcircuito viene bloccato. Per disattivare il blocco è necessario spegnere e riaccendere l'amplificatore. Se non è necessario un dispositivo di protezione, non è necessario saldare i transistor VT1 - VT4 e gli elementi correlati nella scheda: ciò non influirà sul funzionamento dell'amplificatore. È possibile utilizzare altri tipi di dispositivi di protezione con l'amplificatore, tenendo conto del fatto che quando i resistori R25, R31 sono collegati al filo comune, l'amplificatore viene bloccato.

Il microcircuito ha un'unità che impedisce i clic negli altoparlanti quando si accende e spegne l'alimentazione. Per fare ciò, il pin 8 del microcircuito DA2 riceve una tensione costante fornita attraverso il diodo VD2 e i circuiti di correzione dall'avvolgimento del trasformatore di potenza.

L'amplificatore viene testato funzionando con un carico reale con una resistenza di 5,3 Ohm; la potenza in uscita è leggermente inferiore con una resistenza di carico di 8 ohm.

Per l'amplificatore è stato sviluppato un circuito stampato su un solo lato, il cui disegno è mostrato in Fig. 2.

Riso. 2 (clicca per ingrandire)

Nella progettazione, è possibile utilizzare resistori C5-16 con una potenza di 5 W (R16-R18, R28-R30), MLT-1 (R22, R31, R38, R39), il resto - MLT-0,25 o MLT-0,5 . Condensatori all'ossido - K50-35 o importati per una tensione di 63 V. I restanti condensatori sono a film (gruppi K73) o ceramici (ad eccezione dei gruppi TKE H50 e H90).

L'amplificatore operazionale DA1 può essere sostituito con K140UD7, KR140UD17, TL071, ecc. I transistor KT502E possono essere sostituiti con 2SA1207, KT814G, VT3 - con 2SC2911, KT815G, VT4 - con 2SA1209, KT814G. Le bobine L1, L2 sono avvolte con un filo con un diametro di 1 mm sui resistori R17, R29 girano per girare in uno strato lungo la lunghezza del resistore.

Il microcircuito STK4231 ha due versioni: con indici II e V. Il circuito di connessione per STK4231-V differisce leggermente da quello consigliato per il microcircuito STK4231-II, in cui i pin 1, 2, 21 e 22 non vengono utilizzati. Per STK4231-V, ad essi sono collegati elementi aggiuntivi, come mostrato in Fig. 3; tutti gli altri terminali sono collegati allo stesso modo. Un amplificatore con STK4231-V ha un coefficiente di distorsione armonica inferiore - 0,08%.

Tale UMZCH può essere alimentato sia da un alimentatore di rete a trasformatore, sia da uno più moderno a impulsi. La potenza dell'alimentatore deve essere selezionata maggiore del 30...40% rispetto alla potenza massima dell'amplificatore stesso. Dovresti anche tenere conto della modifica a questo articolo: il pin 12 di DD3.2 (vedi schema in Fig. 2 nell'articolo) dovrebbe essere collegato al pin 3 di DD3.1, e non come mostrato nello schema. Inoltre, per limitare la prima corrente di spunto all'accensione dell'UPS, è utile introdurre un termistore nel circuito di rettifica primario.

Quando si utilizza un alimentatore switching nel circuito dell'amplificatore, invece del diodo KD226A (VD2), utilizzare KD212 e ridurre la capacità del condensatore C14 a 1000 pF.

Quando si monta l'amplificatore descritto, è necessario prestare particolare attenzione al collegamento dei microcircuiti al dissipatore di calore. L'introduzione di distanziatori in mica per l'isolamento a una tale potenza dell'amplificatore è inaccettabile. I microcircuiti possono riscaldarsi fino a 70 °C durante il normale funzionamento, ma è consigliabile non superare questa temperatura. Si consiglia di utilizzare il raffreddamento forzato con ventola. Il dissipatore di calore può essere installato a spillo (a forma di ago) o, in casi estremi, a coste, fungendo da parete posteriore o laterale della custodia dell'amplificatore. È possibile fissare il microcircuito con viti utilizzando pasta termoconduttiva su una piastra di rame di spessore 3...5 mm, e quindi una piastra con la stessa pasta su un dissipatore di calore dissipante. Le dimensioni della piastra dovrebbero essere 2...4 volte maggiori delle dimensioni del microcircuito utilizzato. In questo caso, l'efficienza del trasferimento di calore sarà massima.

Con un corretto assemblaggio e l'uso di parti di buona qualità, l'amplificatore descritto non richiede regolazioni. Quando si alimenta il preamplificatore dagli stabilizzatori DA3, DA4 (vedere Fig. 1), è necessario selezionare solo i resistori R38, R39 in modo che la tensione all'ingresso degli stabilizzatori DA3, DA4 sia compresa tra 20 e 30 V.

Autore: I. Korotkov; Pubblicazione: cxem.net

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