Усилитель звука 100 ватт — на микросхеме LM3886
Усилитель звука 100 ватт — на микросхеме LM3886
Усилитель звука 100 ватт — предлагаю для повторения схему стерео усилителя мощности, с высококачественным звучанием, проверенным в работе. Конструкция собрана на четырех одноканальных усилителях низкой частоты LM3886, производства фирмы National Semiconductor. Микросхемы включены в параллельном варианте, по две на каждый канал. При сопротивлении нагрузки 8 Ом мощность на выходе оконечного каскада составляет около 50 Вт, а на 4 Ом будет 100 Вт.
Между прочим известная компания «Jeff Rowland Design Group» в своих усилителях класса Hi-Fi применяет УНЧ LM3886, при этом имеет отличные рецензии. Поэтому исходя из выше сказанного, бюджетные аппараты такого типа вполне могут обладать высоким качеством звучания!
LM3886 как не инвертирующий усилитель
Усилитель звука 100 ватт на LM3886 работает как не инвертирующий усилитель. Именно такая схема включения обладает устойчивым коэффициентом усиления при нулевой разности фаз относительно входных и выходных сигналов. Значение сопротивления входного тракта усилителя устанавливается подбором постоянного резистора R1-47 кОм. Высокочастотный фильтр установленный на входных коннекторах RCA, состоит из резистора R20-680 Ом и емкости С20-470pF. Для фильтрации звукового сигнала по ВЧ, во входных цепях микросхемы LM3886 предусмотрены конденсаторы C4 и С8 с номиналом 220pF.
В некоторых модулях конструкции были применены конденсаторы высокого качества зарубежных производителей, в частности фирмы Auricap (С1-1uF) и Black Gate. Например: в качестве фильтра постоянного напряжения используется С2, С6, С12, С16 (Black Gate).
На снимке ниже показана схема данного усилителя.
Разводка печатной платы
Разводка печатки выполнялась таким образом, чтобы силовая дорожка «корпус» и сигнальные шины располагаться как можно дальше друг от друга. В то же время сигнальная дорожка идущая на «корпус» расположена в центре, в окружении силовой шины «корпус». Рядом с конденсатором С5 они объединены одним проводника. Разводка печатки выполнялась с помощью PADS PowerPCB 5.0.
Если для кого – то сложно самому заниматься созданием печатных плат, то целесообразнее будет отдать эту работу специалистам. Хотя
Готовые печатные платы
Постоянные резисторы с номиналом 1 кОм и 20 кОм желательно устанавливать прецизионные с повышенной точностью ± 0.1%. Выходные резисторы в количестве шести штук нужно ставить однопроцентные с номинальным сопротивлением 1 Ом и мощностью пол-ватта. Так как резистор на три ватта с точностью 1 % найти сложно.
В этой конструкции была использована микросхема в изолированном корпусе LM3886 TF (корпус TO-220-11 Isolated), поэтому крепилась она к радиатору без изоляционной прокладки. Только нужно будет обязательно на нее нанести теплопроводную пасту, например: КПТ-8.
Разделяющий конденсатор
Чтобы исключить возможность появления в тракте переменного тока постоянной составляющей, в цепи установлен фирменный разделяющий конденсатор с номиналом 1uF — 450v. Это конденсатор должен быть высокого качества от зарубежного производителя, так как он применяется в основном сигнальном тракте.
В высокочастотном фильтре задействованы конденсаторы 47pF и 220pF фирмы Silver Mica.
В цепи напряжения питания в качестве фильтра реализована емкость 1000 uF x 50v Black Gate от фирмы Jelmax (Токио)
Повышение качества звучания
Электролитические конденсаторы C2 и C6 с номинальным значением 100uF x 50v также японские Black Gate. Однако для повышения качества звучания следует применить в этой цепи неполярные конденсаторы, если конечно позволяют размеры платы.
Цепочка фильтрующих элементов состоящая из R20-680 Ом и C20-470pF размещена непосредственно на RCA-коннекторе. Такой вариант монтажа компонентов дает возможность убрать высокочастотные шумы, прежде чем они появятся в схеме усилителя.
Также для лучшей фильтрации ВЧ искажений, разделительная емкость по питанию 0.1uF припаяна именно на выводы микросхемы LM3886, только со стороны контактных площадок платы.
УНЧ LM3886 закреплен на алюминиевом теплоотводе, а уже сам радиатор крепится непосредственно к корпусу усилителя. Для увеличения коэффициента рассеивания тепла от микросхем, с внешней стороны корпуса крепится еще добавочные три теплоотвода. В качестве таких теплоотводов использовались ненужные радиаторы охлаждения процессора компьютера. Для эффективного рассеивания тепла выделяемого микросхемами, не забываете везде применять тепло проводимую пасту.
При всех реализованных радиаторах охлаждения, выходной каскад усилителя на номинальной мощности нагревается вполне допустимо.
Блок питания собран с использованием положительного регулируемого стабилизатора LT1083 с низким падением напряжения. В цепи стабилизатора, перед микросхемой установлен конденсатор 1000uF, а после ее 100uF. Данная схема стабилизатора с возможностью регулировать напряжение, позволила практически полностью избавится напряжения пульсаций.
В блоке выпрямителя, диодные мосты собраны на ультра быстрых мощных диодах MUR860 с обратным напряжением 600v.
Модуль стабилизирующего напряжения LT1083 способен гарантировать ток в пределах 8А.
Задействованный трансформатор имеет габаритную мощностью 500В/А, напряжение на вторичных обмотках 2х25v. Выпрямленное напряжение составляет 30v.
В планах имеется вариант более мощного стабилизатора, который показан на снимке ниже. В дальнейшем планирую заменить стабилизатор на более мощный (см. схему ниже). Биполярный транзистор с максимально рассеиваемой мощностью 90 Вт может выдерживать постоянный ток коллектора 15А.
По окончании сборки аппарата было измерено постоянное напряжение. В итоге получилось смещение в пределах 7mv на клеммах громкоговорителя. На выходах обеих микросхем разница по напряжению составила менее 1mv. Тестирование усилителя показало очень чистое звучание. Не наблюдается явных искажений типа шума, гула или шипения.
Простой 100 или 200 ватный усилитель
Основные достоинства этого усилителя — это простота сборки, ненадобность настройки, доступность и низкая стоимость элементов, из которых он состоит. Из электрических параметров хочется отметить очень высокую линейность в рабочем диапазоне частот (20Гц-20кГц). Недостатки есть — куда без них — несколько повышенный уровень шума, однако этот недостаток можно немного компенсировать — ниже посмотрим как. Идеальный вариант для дачи, деревни, короче говоря, для тех ситуаций, где дорогую технику использовать нежелательно, а громкого звука ну уж очень хочется.
Схема:
Печять:
Как видите — проще уже некуда. Всего делов, что 5 транзисторов и несколько дополнительных компонентов.
Для уменьшения уровня шума на вход нужно поставить переменный резистор, сопротивлением 47 кОм. В этом случае, при малой громкости шума практически не будет, а при большой — он будет маскироваться полезным сигналом.
Усилитель способен выдать окало 100 Ватт на нагрузку 8 Ом или 150 на нагрузку 4 Ом. Но имеется еще одна схема этого усилителя, с исправленными всеми недостатками предыдущей схемы и способна выдать до 200 Вт на нагрузке 4 Ом!
Схема:
Печять:
Режим класса В транзисторов выходного каскада задается диодами, поэтому усилитель не требует налаживания. Транзисторы VT3-VT5 устанавливаются на радиатор, разумеется, через изолирующие прокладки. Термопаста приветствуется, поскольку при большой выходной мощности выходные транзисторы греются очень основательно.
Этот усилитель отлично подойдет для сабвуферов — низкие частоты он передает очень хорошо, а небольшие размеры позволят встроить его даже в небольшой ящик.
Похожие записи
Усилитель звука 100 ватт на транзисторах — проверенная схема
Вот проект стереофонического усилителя звука мощностью 2×120 Вт на 4 Ома. Он собран полностью на транзисторах и в отличии от микросхемных вариантов (например на TDA7294) выдаёт более чистое звучание. Для питания рекомендуется мощный источник 250 Вт 2×35 В с обычным трансформатором или ИБП. Особенности схемы:
- стерео УНЧ мощности,
- тихое включение/выключение (без применения реле),
- защита от короткого замыкания,
- тепловая защита.
Собранная плата усилителяТехнические характеристики усилителя
- мощностью 2×120 Вт на 4 Ом
- диапазон частот 4 Гц — 50 кГц
- THD 1 Вт 1 кГц <0,05%
- сигнал/шум 107-114dB в зависимости от уровня громкости
Принципиальная схема УМЗЧ — 1 версия
Список радиодеталей для сборки
Кол-во Тип Обозначение
==== ================== ======================================
13 1N4148 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D9 D10 D11 D12 D13 D14 D15
2 ZENER C12V DZ1 DZ2
—————————————————————
2 0R R21 R67
4 1R R8 R28 R55 R74
6 10R R1 R4 R13 R71 R84 R86
12 47R R6 R7 R9 R23 R24 R26 R56 R58 R60 R72 R76 R78
8 100R R3 R10 R27 R39 R53 R57 R75 R85
4 220R R12 R31 R59 R79
2 910R R20 R66
8 1K R5 R19 R25 R29 R54 R62 R69 R77
7 2K2 R14 R15 R34 R48 R61 R70 R81
6 3K3 R16 R18 R35 R63 R65 R80
5 4K7 R32 R38 R49 R50 R52
6 10K R30 R40 R41 R44 R45 R47
4 33K R2 R37 R51 R83
4 47K R11 R22 R68 R73
3 100K R33 R42 R43
1 1M R46
—————————————————————
2 1N4002 D7 D8
—————————————————————
2 18pF/50V C9 C27
4 47pF/100V C4 C11 C24 C31
2 470pF/50V C7 C29
8 100nF/63V C1 C2 C10 C14 C20 C26 C32 C34
—————————————————————
8 BC546B T8 T10 T12 T13 T21 T33 T34 T35
12 BC556B T1 T2 T4 T9 T11 T18 T19 T20 T25 T26 T27 T29
1 MPSA42 T17
—————————————————————
2 PR 220R P1 P2
—————————————————————
2 Предохранители 5A F1 F2
—————————————————————
2 ZLACZE 2pin ZL1 ZL3
1 ZLACZE 3pin ZL2
2 gold pin 2 INL INP
—————————————————————
1 1uF/25V C13
2 4u7/25V C6 C28
2 10uF/25V C17 C21
3 47uF/25V C8 C16 C25
4 47uF/63V C3 C15 C22 C33
—————————————————————
2 MJE340 T3 T22
2 MJE350 T14 T30
2 2SC5200 T15 T31
2 2SA1943 T5 T23
2 2SC4793 T16 T32
2 2SA1837 T6 T24
2 BC546B T7 T28
—————————————————————
1 NTC 100K TER1
1 6A 200V BR1
4 0R22 5W R17 R36 R64 R82
2 10.000uF/50V C18 C19
Принципиальная схема УМЗЧ — 2 версия
Во второй версии было изменено несколько деталей. Благодаря отказу от симметрии расположения элементов, источники тока были перемещены ближе друг к другу, что оказалось лучше для симметрия каналов. Снизились искажения на высоких частотах. Добавлены в ключевых местах конденсаторы по питанию. Изменились разъемы сигнала и изменен размер коннектора входного конденсатора. Кроме того, улучшилась разводка массы и питания. В высоком качестве можете посмотреть схемы в PDF файле.
Плата моно усилителя мощности AIYIMA 100 Вт
Для одного из текущих DIY проектов понадобилась плата моно УМЗЧ, номинальной мощностью 50-60 Вт для сабвуфера. По характеристикам и отзывам понравился ниже представленный усилитель от производителя AIYIMA. Цена очень даже устроила, заявленная номинальная мощности тоже, с учетом того, что производители обычно любят преувеличить.Посмотрим, что же он на самом деле из себя представляет, и действительно ли заявленная номинальная мощность соответствует действительности.
Характеристики УМЗЧ от производителя:
- УМЗЧ на базе транзисторов Toshiba 2SC5200 и ZSA1943;
- Напряжение питания: ± 10 В до ± 45 В (Рекомендуемое напряжение +35 -0- -35V
- Номинальная мощность: 100 Вт (4 Ом ±35 В)
- Максимальная мощность: 150 Вт (4 Ом ± 45 В) (высокая температура, к использованию не рекомендуется)
- Размеры: 80*50*38MM
- Расстояние между вводами клеммников: 5.08 мм
- Расстояние между центрами транзисторов: 47мм
Доставка товара до Московской области заняла 12 дней, что необычно быстро для товара с такой стоимостью, обычно такие вещи идут дольше.
УМЗЧ пришел упакованным в стретч-пленку и «пупырку», никаких картонных коробок, но всё дошло без повреждений.
Размеры и общий вид платы УМЗЧ:
Размеры платы соответствуют заявленным, пайка аккуратная, флюс отмыт:
Подготовка к тестированию:
Транзисторы действительно Toshiba 2SC5200 и ZSA1943, как и заявлял продавец — Б/У, похоже снятые с другой аппаратуры, видны потертости на обратной стороне корпусов.Для транзисторов необходим радиатор для рассеивания тепла, используем небольшой радиатор, который удалось достать из сгоревшего сварочного аппарата. Всего таких обнаружилось три штуки, один используем. Сверлим новые отверстия в радиаторе и через прокладки из теплопроводящего диэлектрического листа КПТД 2/1-0.20 винтом М3 крепим радиатор к транзисторам, при этом выгибаем транзисторы в вертикальное положение для более компактного монтажа в корпусе нового усилителя.
Тестовый стенд:
Для тестирования усилителя используем уже готовый БП, который был изготовлен для питания двух усилителей на МС TDA 7293, но так как отдельный БП для обозреваемого УМЗЧ еще не готов (жду конденсаторы 4700 uF 8шт.), то будем использовать его. Новый БП будет мало чем отличаться от уже существующего, и также рассчитан на Uп = ±36 В.
У самостоятельно намотанного тороидального трансформатора несколько вторичных обмоток, с отдельными выводами под разные напряжения, поэтому сможем протестировать УМЗЧ на Uп=±36 В и ±47 В.
Для контроля и определения амплитудного и действующего напряжения на выходе усилителя будем использовать осциллограф DSO138, сигнал подавать на вход УМЗЧ софтовым генератором частоты с ноутбука.
Нагрузка УМЗЧ для тестирования:
В качестве нагрузки выступят сборки из нескольких 2 Вт-ых резисторов с полученным сопротивлением сборок 4,6 Ом и 7,7 Ом (после вычета сопротивления щупов мультиметра). Сборки резисторов поместим в стакан с водой, будем греть, иначе они быстро сгорят.
Тестирование:
нагрузка 4,6 Ом, Uп = ±36В; Um = 25,37 В, U = 17,72 В:
нагрузка 4,6 Ом, Uп = ±47В; Um = 30,41 В, U = 21,75 В:
нагрузка 7,7 Ом, Uп = ±36В; Um = 28,39 В, U = 20,14 В:
нагрузка 7,7 Ом, Uп = ±47В; Um = 33,43 В, U = 23,76 В:
Результаты:
В итоге получаем следующие расчетные результаты номинальной мощности:
Нагрузка 4,6 Ом (±36 В и ±47 В):
- (Uп = ±36 В) 17,72 В * 17,72 В / 4,6 Ом = 68,26 Вт
- (Uп = ±47 В) 21,75 В * 21,75 В / 4,6 Ом = 102,84 Вт
Нагрузка 7,7 Ом (±36 В и ±47 В):
- (Uп = ±36 В) 20,14 В * 20,14 В / 7,7 Ом = 52,68 Вт
- (Uп = ±47 В) 23,76 В * 23,76 В / 7,7 Ом = 73,32 Вт
По первоначальным результатам можно сказать, что до заявленных 100Вт на 4Ом не дотягивает, но я наблюдал сильную просадку питания Uп на БП с 36 В до 30 В, и с 47 В до 40 В, что и понятно, трансформатор и БП и не считались на такие мощности. Думаю что если сдвоить обмотки и запитать по другому БП, то возможно снизится просадка и может и получится достигнуть заявленный показатель.
Проведу эксперимент, по результатам отпишусь.
В любом случае усилитель к покупке рекомендую, для моих задач он полностью подходит, как звучит еще предстоит отслушать, но только после полной сборки всего усилителя, на изготовление которого в ближайшее время тоже будет обзор (еще в ожидании доставки некоторых компонентов). Всё будем делать своими руками, с описанием что и как, будет полный DIY.
Спроектированная модель корпуса усилителя / мультимедийного центра для затравки:
Дополнительная информация
Это мой перый обзор, надеюсь получился.
Всем спасибо за внимание!
UPD:
В ходе коллективной работы было выявлено следующее:
— усилитель работает в классе B;
— имеется значительный уровень нелинейных искажений типа «ступенька»;
— звон на ВЧ и склонность к самовозбуждению;
дополнительные наглядные результаты испытаний и выявленных проблем:
Результаты испытаний
Всем большое спасибо за помощь с разбором особенностей работы устройства и советы!
Усилитель 100 Вт
Я большой поклонник объемного звучания. До того момента, как закончил этот УНЧ, использовал два двухканальных усилителя мощности с четырьмя АС. Это было очень неудобно, потому что надо было крутить одновременно два регулятора громкости в разных УМЗЧ. Следовательно баланс между передним и задним блоком был выключен. В общем решил построить четырехканальный усилитель мощности по 100 ватт на канал, а затем и предварительный усилитель. Вы можете спросить, почему бы не сделать сразу пять каналов. Всё потому, что не вижу смысла использования центрального канала. И четыре канала хватает для отличного объемного звука, не слабее чем 5.1. В качестве УМЗЧ обратил внимание на хороший и простой усилитель мощности 100 Вт. На печатные платы рисунок не привожу — можете разработать сами на свой вкус и под используемые детали.
Усилитель на 100 Вт — схема на транзисторах
Вся электросхема не уместилась, только уменьшенная копия, кликните на неё чтоб увидеть полноразмерную версию. Мощность усилителя 60 Вт на 8 ом нагрузку (±35В питание) или 100 Вт, 8 Ом (±42В питание). Решил построить ±35В версию, по двум причинам. Во-первых 60W более чем достаточно. А во-вторых ±42В версия не может питать динамики на 4 Ома.Электропитание усилителя — схема принципиальная
Питание состоит из 600 ВА 25-0-25 трансформатора, 35 ампер мостового выпрямителя и конденсаторов фильтра 4x 10.000 мкФ. Такой мощный блок питания требует использования мягкого старта, например отключаемые через реле балластные резисторы. Кроме того, поставил тепловой предохранитель, для дополнительной безопасности.Понравилась схема — лайкни!
ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УНЧ
Смотреть ещё схемы усилителей
УСИЛИТЕЛИ НА ЛАМПАХ УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ
УСИЛИТЕЛИ НА МИКРОСХЕМАХ СТАТЬИ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ
ПРОСТОЙ УСИЛИТЕЛЬ ЗВУКА 2 Х 100 ВАТТ
С небольшим паятельным навыком и нулевыми знаниями, даже ребенок может собрать такой усилитель. На китайских сайтах есть десятки готовых усилителей (наборов), работающих в классе D. Все что нужно сделать, это припаять соответствующие разъемы на вход, выход и питание. В общем рождается новый класс людей — Legotronik, что означает простую модульную сборку любых радиоэлектронных девайсов.
На сегодняшний день у молодого специалиста-электронщика нет разумных оснований для изучения работы ламп. Аналогичная ситуация и с транзисторами, которые в некоторых приложениях уже были заменены логическими микросхемами, а они, в свою очередь, микроконтроллерами. Вскоре транзисторы уйдут в прошлое и будут использоваться так же, как и лампами — в винтажной технике и специализированных решениях.
Далее как образец вышесказанного приведен простой проект портативного аудиоусилителя мощностью 2 по 100 Вт.
Основные характеристики УМЗЧ
- Выходная мощность: 2 х 100 Вт при 2 Ом нагрузке
- Питание: 11 — 24 В постоянного тока при токе до 20 А
- Встроенная защита от перегрузки, короткого замыкания, перегрева.
Ориентировочную мощность можно вычислить из сводной таблицы, например при 11 В питании для 4 Ом это 30 Вт. На 2 Ом будет 60 Вт.
Используемые детали и модули
- Модуль усилителя звука класса D на основе TPA3116
- Алюминиевый корпус 100 мм x 66 мм x 43 мм
- Разъем на динамики
- Разъем XT60
- Разъем RCA
- Термоусадка
- Резиновые ножки
Эти элементы можно купить на Banggood или AliExpress. Также понадобятся провода для соединения модулей, паяльник и дрель с набором сверл.
Отверстия на панелях
Аудиовход находится на разъемах RCA. Сначала просверлим отверстия тоньше (для точности попадания в центр разметки), например 3 мм, а затем увеличим их до необходимого размера.
Рядом с разъемами делаем отверстие для потенциометра регулировки громкости. В этом случае отверстие также было сделано с помощью сверла диаметром 3 мм и далее увеличено. Для схемы был выбран сдвоенный потенциометр с сопротивлением 22 кОм. Для аудиосистем обычно используются потенциометры с логарифмическими характеристиками.
Отверстия на задней панели под выходной сигнал на АС делаются аналогично. Рядом с аудиовыходом устанавливаем разъем питания — гнездо XT60. Этот соединитель монтируется в прямоугольное отверстие.
Сборка всех внутренних компонентов
Соединение всех элементов усилителя показано на схеме. Спаиваем отдельные элементы в соответствии с этим рисунком.
После монтажа всех элементов внутри и испытаний, можно собрать усилитель окончательно. Не забудьте прикрепить резиновые ножки к нижней части корпуса, чтобы он был устойчивым.
Сам УМЗЧ получается если и не миниатюрным, то по крайней мере портативным. Вот только источник питания 24 В с током 10-20 А будет совсем не портативный. Не говоря уже о 2-х АС 100W.
Форум по УМЗЧ
Обсудить статью ПРОСТОЙ УСИЛИТЕЛЬ ЗВУКА 2 Х 100 ВАТТ
САМОДЕЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ НА 100 ВАТТ
Это многократно проверенная схема самодельного 100 ваттного усилителя на популярной микросхеме TDA7294 усиленной парой мощных транзисторов на выходе. Схема эта предназначена для низкоомной нагрузки, но в ней бОльшая часть выходного тока снимается не с микросхемы, а поставляется в нагрузку дополнительными транзисторами. А микросхема ими только управляет. УМЗЧ предназначен для работы с низкоомной нагрузкой, мощностью от 100 ватт.
Понравилась схема — лайкни!
ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УНЧ
Смотреть ещё схемы усилителей
УСИЛИТЕЛИ НА ЛАМПАХ УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ
УСИЛИТЕЛИ НА МИКРОСХЕМАХ СТАТЬИ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ
