Усилитель мощности с нулевым током покоя выходного каскада. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Усилители мощности транзисторные

 Комментарии к статье

От прототипа, с которым читатели журнала познакомились еще в 1988 г., этот усилитель отличается повышенной выходной мощностью и защитой выходного каскада от короткого замыкания. Усилитель в режиме покоя потребляет очень малый ток, но при усилении сигнала переходит в режим класса АВ с динамическим смещением.

Усилитель мощности, схема которого показана на рисунке, во многом напоминает опубликованный ранее автором этой статьи в журнале [1], однако новый гораздо мощнее. Повышение напряжения питания оказалось возможным благодаря применению высоковольтных микросхем. Устройство дополнено защитой мощных транзисторов от короткого замыкания нагрузки.

Основные технические характеристики

• Номинальное входное напряжение, В......0,5
• Номинальная выходная мощность, Вт, на нагрузке 8 Ом, не менее......35
• Номинальный диапазон частот, Гц......20...20000
• Коэффициент гармоник, %, при номинальной мощности на частоте 1 кГц, не более......0,1

Немного о работе усилителя. Входной сигнал поступает на неинвертирующий вход ОУ DA1, усиливается им примерно в 40 раз и с его выхода подается на выходной транзистор VT3, а через конденсатор C3 - на неинвертирующий вход ОУ DA2. Для напряжения сигнала на базе транзистора VT3 выходного каскада ОУ DA2 действует как повторитель напряжения (вследствие наличия конденсатора обратной связи С4). Одновременно DA2 служит для слежения за током покоя выходного каскада, контролируя падение напряжения на резисторах R10, R11. Это напряжение усиливается ОУ и совместно с сигналом поступает на базу транзистора VT4 выходного каскада, приводя в паузах звукового сигнала к уменьшению его тока к я практически до нуля. Это закрывание транзистора VT4 могло бы вызвать изменение выходного напряжения усилителя, однако напряжение обратной связи (по постоянному току) через резистор R3, поступая с выхода DA1 на базу транзистора VT3, вызывает соответствующее снижение и его тока, поддерживая на выходе усилителя среднее напряжение, близкое к нулю.

При усилении звуковых сигналов конденсаторы C3-С5 подзаряжаются пульсирующим напряжением, действующим на переходах база-эмиттер мощных транзисторов. Поэтому сквозной ток выходного каскада при нулевых значениях напряжения сигнала фактически отличается от нуля и, в зависимости от уровня звуковых сигналов, достигает 100... 150 мА. При отсутствии сигнала диоды VD1-VD3 ускоряют процесс перехода в экономичный режим покоя, когда мощные транзисторы практически закрыты.

Транзисторы VT1, VT2 защищают выходной каскад от короткого замыкания нагрузки за счет обратной связи по току, используя напряжение, снимаемое с резисторов R10, R11 в цепях эмиттеров мощных транзисторов. В результате выходной ток мощного каскада ограничивается на уровне около 6 А.

Питание УМЗЧ возможно и от "однополярного" выпрямителя (без средней точки). Так, выход усилителя, установленного на АТС и питающегося от источника питания напряжением -60 В, подключен к нагрузке через оксидный разделительный конденсатор емкостью 2200 мкФ на 100 В. Цепь питания VT3 и DA1 соединяют с общим проводом, а на нижний вывод резистора R1 напряжение, примерно равное половине напряжения питания, подают от делителя из двух резисторов сопротивлением по 100 кОм с блокировочным оксидным конденсатором емкостью 200 мкФ на 50 В.

С нагрузкой сопротивлением 4 Ома выходная мощность УМЗЧ немного меньше 100 Вт, поэтому размеры теплоотвода должны быть не менее 35x100x200 мм. Максимальный ток выпрямителя БП (лучше стабилизированного) должен быть не менее 6 А.

Монтаж усилителя очень прост, и соединения между элементами, установленными на плате и теплоотводе, выполнены гибким проводом. Для подключения транзисторов выходного каскада рекомендуется использовать провод сечением не менее 0,75 мм2.

В выходном каскаде можно также использовать составные транзисторы комплементарной структуры КТ829А и КТ853А или аналогичные импортные либо включать отдельные высокочастотные транзисторы средней и большой мощности, соединив их как составные транзисторы (по схеме Дарлингтона). Вместо указанных на схеме транзисторов в позициях VT1, VT2 можно установить КТ315Б и КТ361Б соответственно. Конденсаторы С1 - С6 - К73-17. При использовании микросхемы К1408УД1 (зарубежный аналог - LM343) в корпусе 301.8-1 следует иметь в виду отличия в цоколевке [2].

В налаживании усилитель практически не нуждается. При работе усилителя на удаленную нагрузку, подключаемую через длинный кабель, рекомендуется выход усилителя подключить к нему через параллельную LR-цепь, выполненную из резистора МЛТ-2 сопротивлением 10 Ом, на котором намотана катушка проводом ПЭВ-2 диаметром 0,38 мм в один слой до заполнения.

Литература

1. Компаненко Л. УМЗЧ с автоматической стабилизацией тока покоя выходных каскадов. - Радио, 1988, № 4, с. 50.
2. Мячин Ю. А. 180 аналоговых микросхем. - М.: Патриот, 1993, с. 45.

Автор: Л.Компаненко,  г.Москва

Смотрите другие статьи раздела Усилители мощности транзисторные.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Первый GaN силовой модуль 0,6-5,5 вольт, 30 ампер, 3 МГц 28.07.2010 Компания International Rectifier объявила о серийном выпуске силовых модулей IP2010 и IP2011, предназначенных для универсальных сильноточных многофазных синхронных понижающих преобразователей. Каждый мини-блок выполнен в корпусе LGA размерами 7,7х6,5 мм по технологии многокристального корпусирования на базе новой платформы GaNPowIR и содержит все необходимые элементы (силовые транзисторы, драйвер и пассивные компоненты) для построения одной фазы многофазных конвертеров. Новая платформа стала результатом опытноконструкторских работ компании IR в течение последних пяти лет по созданию эпитаксиальных технологий GaN-on-Si. Преимуществами реализации преобразователей на базе IP20xx являются низкое выходное напряжение, программируемая частота переключения, возможность параллельного подключения, высокий КПД, а также широкая область безопасной работы. Областью применения данных силовых модулей являются понижающие преобразователи для питания центральных процессоров в серверах и рабочих станциях, сетевое оборудование хранения и обработки данных, маршрутизаторы и коммутаторы. Мини-модули IP201x имеют частоту переключения до 5 МГц, что более чем в два раза больше частоты переключения обычных кремниевых приборов. Таким образом, это позволяет разработчикам существенным образом уменьшить габариты конденсаторов и дросселей на выходе. Эти приборы также можно настроить на меньшую частоту для схем, где требуется получить максимально возможный КПД.

Другие интересные новости:

▪ Квантовый процессор на 127 кубитов

▪ Умные бытовые приборы с доступом к сети Интернет

▪ Трехкнопочная клавиатура

▪ Нанопровода диаметром в три атома

▪ Конфеты, восстанавливающие зубную эмаль

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Моделирование. Подборка статей

▪ статья Новый рецепт горючего. Советы моделисту

▪ статья Правда ли, что консерватория - это приют для беспризорников? Подробный ответ

▪ статья Топовый узел. Советы туристу

▪ статья Живая вода для рассады. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Широкополосный усилитель на транзисторе КТ3115А. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026