5 bästa 40 Watt förstärkarkretsar utforskade

I det här inlägget kommer vi att prata om 5 enastående, enkla att bygga, Hi-Fi 40 watt förstärkarkretsar med låg förvrängning som kan uppgraderas ytterligare till högre watt genom några mindre justeringar.

Den här artikeln bidrog till mig via e-post av en dedikerad följare

Även om du kan hitta flera hybridutgångsmoduler tillgängliga, kan knappast några av dessa blanda enkelhet med överkomliga priser tillsammans med bra totalprestanda.

En av dem är SGS chip TDA2030 som används i den nuvarande förstärkaren. Förstärkarens layout är okomplicerad: en power-opamp åtföljd av två brobundna utgångstransistorer. Ljudsignalen ges till den icke-inverterande ingången till power opamp lC1 genom uttaget K1 och kondensatorn C1.

Matningsströmmen till IC-enheten oscillerar enligt insignalen.

På grund av detta uppvisar den lika förändrade spänningsfall runt motstånden R6, R7. R8 och R9 med tanke på att dessa ligger i källraderna till opamp. Så länge strömmen är under 1 A kommer spänningsfallet över motstånden att vara otillräckligt för att slå på transistorerna T1 och T2. Vilket innebär att utgångar upp till 2 W till 4 Ohm-högtalare levereras helt av opampen.

Så snart utgångsströmmen blir högre än en nivå på 1 A slås transistorerna på och förstärker förstärkarens effekt.

Om insignalen är låg resulterar det i otillräcklig viloström genom transistorn, men eftersom detta händer via opamp crossover-nätverket, undviks problem så småningom.

IC ger dessutom termisk kompensation och säkerställer därför garanterad stabilitet i arbetspunkten.

Matningsspänningen kan variera mellan 12 V och ett absolut maximum på 44 V. Det är enkelt att bygga förstärkaren på kretskortet.

Transistorerna tillsammans med IC bör installeras och isoleras på en kylfläns på cirka 2 k W-1. Applicera mycket värmeledande komposit. Matningsledningen måste skyddas av en 3,15 A-säkring. ledningen bör skyddas av en 3,15 A-säkring.

Kretsschema

PCB-design

Dellista

Motstånd, alla 1/4 watt 5% om inte annat anges

• R1 till R4 = 100K
• R5 = 8k2
• R6 till R9 = 1. 4 ohm 1%
• R10 = 1 ohm

Kondensatorer

• Cl = 470 nF
• C2 = 10uF, 63V radiell
• C3 = 4.7uF, 63V radiell
• C4, C5, C7 = 220 nF MKT eller keramik
• C6 = 2200uF, 50V radiell

Halvledare

• D1, D2 = 1N4007
• T1 = BD712
• T2 = BD711
• IC1 = TDA2030

Diverse

• K1 = Ljuduttag eller uttag
• Kylfläns = 2K W ^ -1
• Isolerande brickor etc för IC1, T1, T2

Tekniska specifikationer

Driftspänning: maximalt 44V

Uteffekt = 22 watt i 8 Ohm högtalare och 40 watt i 4 Ohm högtalare med THD = 0,1%

Harmonisk distorsionsschema

• 1 kHz i 8 ohm vid 11 watt = 0,012%
• 1 kHz i 4 ohm vid 20 watt = 0,032%
• 20 kHz i 8 ohm vid 11 watt = 0,074%
• 1 kHz i 8 ohm vid 1 watt = 0,038%
• 1 kHz i 4 ohm vid 1 watt = 0,044%
• Ström = 38mA ungefär Quiscent
• Effektivitet = 8 Ohm 62,5%
• Maximal belastning = 4 Ohm 64%

2) 40 W förstärkare med IC LM391

Denna andra design är en kraftfull, utan krusiduller medium effektförstärkare som kan anpassas specifikt för att användas i 'combo' -typ bärbara förstärkare som är populära bland gitarristar och jazzmusikartister.

Förstärkaren är en effektiv blandning av en inbyggd ljuddrivrutin IC LM391-80, och ett push-pull-uteffektsteg byggt med bipolära transistorer.

Några unika aspekter av designen granskas nedan.

NTC, som är i fysisk kontakt med utgångstransistorerna, gör att LM391 kan stänga av strömsteget när detta överhettas. Utgångspunkten för denna värmesäkerhet ligger vid en NTC-ström på cirka 200 pA.

Den elektrolytiska kondensatorn som jordar NTC fungerar för att presentera en 'mjuk start', det vill säga för att undvika ett bullrigt klick på eller annat förvirrande ljud från högtalaren när förstärkaren slås på.

Det kan tyckas att skyddet är alldeles för känsligt, och det kan därför krävas en del försök och fel för värdet R4 eller NTC. Det är enkelt att använda feedback i förstärkaren genom att ansluta R23 till linjenätverket C5-R7.

De andra komponenterna tillsammans med R10 bestämmer förstärkarens frekvensrespons som kan kräva finjustering för att uppfylla specifika krav. Komponentnumren som presenteras i den här artikeln kan ändå vara okej för de flesta ansökningar.

Resultatet av att experimentera med olika värden på C5 och R7 är lätt att bestämma (eller höra) genom att korta ut R23. För 4 Ohm-högtalare måste R23 reduceras till 0,18 Ohm. Tyvärr är LM391-80 sårbar för svängningar, som måste hållas under kontroll genom komponenterna RX, C6, C8 och C9 (i många fall kan C6 tas bort).

Motstånd RX minimerar specifikt öppen slingförstärkning. Om RX används måste Ry vara ansluten för att kompensera den resulterande förskjutna spänningen. Komponenterna R22 och C12 utgör ett Boucherot-nätverk som fungerar för att stabilisera förstärkaren vid höga frekvenser. Ingången på förstärkaren måste drivas av en lågimpedanskälla som kan leverera ljudsignaler på linjenivå (0 dB).

Nätverk R1-C1 dämpar amplituder över 50 kHz eller så. Förstärkarens vilande ström definieras av förinställd P1. Justera denna kontroll till 0 Ohm i början och finjustera den ända tills en viloström på 50 mA upprättas.

Du kan öka detta till 400 mA om du letar efter låg distorsion. Krafttransistorerna är alla placerade vid samma sektion av kretskortet för att de ska kunna klämmas fast på en gemensam kylfläns, tillsammans med NTC.

Kylflänsen måste vara ganska stor med ett termiskt motstånd på 1 K Wsl eller mindre. Observera att L1 är gjord av 20 varv med en diameter på 0,8 mm. emaljerad koppartråd lindad runt R21. C9 är en keramisk kondensator.

Kretsschema

Teknisk data

Låt oss nu kolla in några testade data:

Med matningsspänning: 35 V R23 kortslutning:

3-dB bandbredd (8 Q]: cirka 11 Hz till 20 kHz

THD (övergående harmonisk distorsion) vid 1 kHz:. 1 W till 8 Ohm: 0,006% (Iq = 400 mA) 1 W till 8 Ohm: 0,02% (Iq = 50 mA) 65 W till 8 Ohm: 0,02% (Um = 873 mV) 80 W till 4 Ohm: 0,2% ( Um = 700 mV startnivå för strömgräns).

PCB och komponentlayout

Dellista

3) 40 W effektförstärkare med IC LM2876 från Texas Instruments

Den tredje designen är ännu en cool Hi-Fi 40 watt effektförstärkarkrets som använder ett enda chip LM2876 för att leverera den specificerade mängden musikeffekt över en 8 ohm högtalare.

IC LM2876 är ett högkvalitativt ljudförstärkarkrets som är utformat för att kontinuerligt hantera 40 watt medeleffekt över en 8 Ohm högtalare med en THD på 0,1% och ett frekvensområde från 20 Hz till 20 kHz.

Prestanda för denna IC är mycket bättre än andra hybrid-IC på grund av dess inbyggda funktion som kallas Self Peak Instantaneous Temperature Control Circuit, eller Spika.

'SPiKe' inkluderar ett fullständigt skydd av chipet mot utspänning, underspänning, överbelastning och oavsiktlig kortslutning.

IC LM2876 uppvisar ett utmärkt signal / brusförhållande över 95 dB, vilket garanterar utmärkt ljudkvalitet och återgivning på Hi-Fi-nivå.

Pinout-diagram över LM2876

Kretsschema

Det fullständiga kretsschemat för denna LM2876-baserade 40 watt förstärkare presenteras nedan:

För mer information om detta, besök datablad för IC

4) 40 watt stereoförstärkarkrets med IC TDA7292

Hittills har vi diskuterat förstärkare med mono 40 watt utgång, men den här fjärde kretsen i listan är utformad för att erbjuda en stereo 40 + 40 watt utgång via ett enda chip IC TDA7292. Så om du letar efter en stereoversion av 40 watt förstärkare så kommer denna design att uppfylla dina krav mycket enkelt.

Denna enastående stereo förstärkare med en chip tillverkas av ST-mikroelektronik .

Kretsen kräver knappast några komponenter och kan snabbt konfigureras med ett välutvecklat kretskort som finns i databladet själv.

Huvuddrag

• Brett matningsspänningsområde (från +/- 12 V ± 33 V)
• Fungerar med dubbel matning för optimal uteffekt
• Utformad för att leverera full uteffekt 40 W + 40 W till 8 Ω med matningsspänning = ± 26 V och total harmonisk distorsion inte mer än = 10%
• Internt eliminerat “pop” -ljud när strömmen slås på / av
• Har ett Mute-alternativ som också är ('pop' -fritt)
• När Mute-stiftet är jordat går IC mer i standby med låg förbrukning.
• Internt är IC kortslutningsskyddad, vilket betyder att IC inte kommer att brinna eller skadas när utdata av misstag kortsluts eller överbelastas.
• IC har också ett inbyggt termiskt överbelastningsskydd, så överhettning kommer inte heller att skada IC.

Komplett kretsschema

Absolut maximalt betyg

Följande är den maximala absoluta värdena för IC TDA7292, som inte bör överskridas för att skydda IC: n från att bli permanent skadad:

• DC matningsspänning ± 35 V.
• (Jag_ELLER) Utgångstoppström (internt begränsad) 5 A
• (S_{fram tills}) Effektförlust Tcase = 70 ° C 40 W
• (T_på) Arbetstemperatur -20 till 85 ° C
• (T_j) Kopplingstemperatur -40 till 150 ° C
• (T_stg) Lagringstemperatur -40 till 150 ° C

Referens: För mer information och den kompletta PCB-designen kan du hänvisa till ursprungligt datablad för IC.

5) 40 W förstärkare med endast transistorer

Alla design som förklaras ovan är beroende av integrerade kretsar, och vi vet alla hur lätt dessa IC kan bli föråldrade när som helst. Det bästa sättet att ha en universell vintergrön förstärkarkonstruktion är kanske att ha den i form av diskret transistoriserad version, som visas i denna femte slutkonstruktion:

Detta är faktiskt den förkortade versionen av den populära 100 watt förstärkaren från denna webbplats. Det har förenklats genom att ta bort ett par myggor och minska ingången till 24V.

Delarna som anges i ovanstående transistoriserade 40 watts förstärkarkrets ser lite okonventionella ut och kanske inte är tillgängliga på marknaden. Skönheten i sådana transistoriserade versioner är dock att de aktiva komponenterna lätt kan ersättas med motsvarande värden. För denna design kan vi också hitta lämpliga motsvarigheter och ersätta dem här för att få samma felfria resultat.

Förstärkaren är utmärkt designad av Hitachi-ingenjörerna för att ge enastående klarhet med minimala snedvridningar. Jag har testat det och var ganska nöjd med sitt enorma justerbara effektområde och exceptionella utskriftskvalitet.

Besök hela listan över delar Denna artikel.