Мостовой УМЗЧ с БСИТ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Усилители мощности транзисторные

 Комментарии к статье

В конструкциях радиолюбителей мощные транзисторы, называемые БСИТ и предназначенные в основном для переключательных устройств (импульсных блоков питания, блоков строчной развертки, мощных выключателей), пока применяются не так уж часто.

Предлагаем вниманию читателей описание одного из вариантов стоваттного УМЗЧ с применением именно таких транзисторов. Ссылаясь на метрологические показатели, а также результаты многократных экспертных прослушиваний, автор довольно высоко оценивает свою разработку.

Полемика среди радиолюбителей и разработчиков, обсуждающих вопрос "лучшего звучания" ламповых усилителей, продолжается до сих пор [1]. Следует признать, что в УМЗЧ на ламповых триодах малые искажения даже при работе на комплексную нагрузку обусловлены, в частности, внутренней обратной связью, присущей этим приборам. Но достоинства вакуумного триода свойственны и полевому транзистору с управляющим переходом, получившем название транзистора со статической индукцией СИТ [1]. Другой модификацией таких приборов является биполярный транзистор со статической индукцией БСИТ. работающий со значительным током затвора и имеющий выходную характеристику, как у генераторной лампы в режиме работы с сеточными токами. Входная его характеристика практически такая же. как у биполярного.

Время спада тока прибора с вертикальным нормально закрытым каналом n-ти-па - мощного БСИТ КП958А [2] - составляет Tсл = 60 нс, что примерно того же порядка, что и у обычных мощных биполярных транзисторов, однако напряжение насыщения (зависит от степени насыщения транзистора) в несколько раз меньше. Применение БСИТ оказалось достаточно эффективным в УМЗЧ. выполненных по мостовой схеме (3).

Предлагаемая здесь схема стоваттного мостового УМЗЧ на БСИТ приведена на рисунке.

Основные технические характеристики

• Номинальное входное напряжение, В......1
• Номинальная выходная мощность, Вт, на Rн = 8 Ом......100
• Неравномерность АЧХ в диапазоне частот 10...100 000 Гц, дБ, не более......1
• Коэффициент гармоник на частоте 1000 Гц, %, не более......0.02
• Ток покоя, мА, не более......500
• Относительный уровень помех, дБ, не более......80
• Скорость нарастания выходного напряжения, В/мкс, не менее......50

УМЗЧ содержит два практически идентичных усилителя, один из которых по отношению ко входному сигналу является инвертирующим. Нагрузка включена между выходами усилителей. Благодаря тому, что выходное напряжение усилителей прикладывается к нагрузке в противофа-зе. напряжение на выходе удваивается. ОУ является усилителем напряжения, и для верхнего по схеме каскада с ООС коэффициент усиления Кu = R3/R1 + 1, а для нижнего он определяется отношением R18/R16. При указанных номиналах резисторов усиление обоих усилителей в схеме моста одинаково.

Кроме ОУ. усилитель содержит фазо-инверсные каскады на транзисторах разной структуры VT4, VT5. Вместе с ними транзисторы VT6 - VT9 выполняют функцию усилителей тока, работающих в классе АВ. Верхний по схеме усилитель охвачен последовательной ООС: она подается с выхода на инвертирующий вход ОУ (вывод 2 микросхемы DA1) через делитель R3R1; нижний по схеме усилитель охвачен параллельной ООС через резистор R18.

Выходное напряжение мостового усилителя определяется суммой выходного напряжения двух ОУ (падением напряжения на переходах затвор - исток можно пренебречь). Для увеличения выходного напряжения применено "следящее" питание ОУ. изменяющееся синхронно с его выходным сигналом. При отсутствии входного сигнала напряжение в точке соединения стабилитронов VD1 и VD2 равно нулю. При этом на выводах 7 и 4 микросхемы DA1 напряжение питания поддерживается равным 15 В благодаря стабилизаторам, выполненным на транзисторах VT1, VT2. Появление на выходе усилителя сигнала приводит к синфазному смещению питающих напряжений ОУ. в связи с чем ограничения сигнала ОУ не происходит. Таким образом происходит увеличение выходного напряжения ОУ примерно вдвое.

Резистор R7 соединяет стабилитроны VD1, VD2 с выходом усипителя, его сопротивление при необходимости подбирают при настройке, заменив его переменным (сопротивлением 3 - 5 кОм). Подавая на вход УМЗЧ сигнал от генератора звуковой частоты, устанавливают максимально возможное неискаженное напряжение на выходах обоих плеч усилителя (контроль по осциллографу). При этом надо помнить, что чрезмерное уменьшение сопротивления может нарушить устойчивость усилителя.

Резисторы R6, R8, R9 и транзистор VT3 создают начальное смещение на затворах транзисторов усилителя тока. Изменяя положение подстроечного резистора R8. можно регулировать значение тока покоя выходного каскада в широких пределах. Транзистор VT3 служит для термостабилизации режима, ему необходимо обеспечить тепловой контакт с теплоотводами транзисторов.

Для достижения малых искажений транзисторы VT4 - VT9 желательно подобрать попарно, для чего снимают зависимость тока стока при различных значениях тока затвора при Uси = 10 В. Желательно провести измерения в нескольких точках. В одном каскаде устанавливают транзисторы с близкими характеристиками.

Резисторы R1, R3, R16, R18 - С2-29В с допуском 1% (можно до 2%). Остальные резисторы - любого типа с допуском не более 10%. Микросхему К140УД11 можно заменить на К154УДЗА без каких-либо изменений в схеме, но, возможно, потребуется соответствующая высокочастотная коррекция. ОУ К154УДЗА по своим частотным свойствам более предпочтителен, хотя не исключено, что уменьшится максимальная выходная мощность УМЗЧ.

Выходные транзисторы нужно установить на теплоотводы с поверхностью не менее 600 см2 для каждого транзистора. Автор использовал в своей конструкции игольчатые радиаторы с принудительным охлаждением от небольшого вентилятора. В этом случае оказалось достаточным использовать радиатор небольших размеров.

Правильно собранный усилитель начинает работать сразу, нужно только выставить токи покоя обоих плеч усилителя около 200...250 мА и максимально возможную амплитуду выходного сигнала подбором резистора R7.

Достаточно просто можно увеличить мощность усилителя вдвое - до 200 Вт - удвоением числа транзисторов выходных каскадов (VT8. VT9). Для равномерного распределения токов в эмиттерные цепи этих транзисторов надо включить уравнивающие резисторы сопротивлением 0.1...0,2 Ом.

Литература

1. Схемотехника устройств на мощных полевых транзисторах. Справочник. Под ред. В. П. Дьяконова. - М: Радио и связь, 1994.
2. chip-dip.ru/catalog/index.html
3. Корзинин М. Схемотехника усилителей мощности звуковой частоты высокой верности. - Радио. 1997. № 3. с. 15 - 17.

Автор: Н.Рекунов, г.Тольятти Самарской обл.

Смотрите другие статьи раздела Усилители мощности транзисторные.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Технология SmartPower HDR 14.01.2026

Ноутбуки стремительно развиваются в плане графики и мультимедийных возможностей, но яркие дисплеи с высоким динамическим диапазоном (HDR) часто становятся серьезной нагрузкой для аккумуляторов. Длительная работа с видео высокого качества или играми в HDR приводит к быстрой разрядке батареи, что ограничивает мобильность пользователей и снижает комфорт работы. Решить эту проблему призвана новая технология SmartPower HDR, разработанная совместно компаниями Samsung Display и Intel. Суть технологии заключается в динамическом управлении напряжением OLED-панелей. Чипсет ноутбука в реальном времени анализирует пиковую яркость каждого кадра и передает эти данные контроллеру дисплея, который оптимизирует подачу напряжения в зависимости от количества активных пикселей. В отличие от традиционных режимов HDR, где яркость часто фиксируется на максимальном уровне, SmartPower HDR адаптируется к конкретному контенту, что снижает энергопотребление без потери качества изображения. Технология позвол ...>>

Недосып существенно сокращает жизнь 13.01.2026

Сон является одной из самых фундаментальных потребностей человека. Он влияет на обмен веществ, работу сердца и мозга, иммунитет и общее самочувствие. Современный ритм жизни часто заставляет людей жертвовать сном ради работы, учебы или развлечений, но ученые предупреждают: регулярный недосып может иметь далеко идущие последствия для здоровья и долголетия. Исследователи из Орегонского университета здравоохранения и науки пришли к выводу, что сон менее семи часов в сутки связан с сокращением продолжительности жизни. По данным специалистов, хроническая нехватка сна не только вызывает усталость и снижение работоспособности, но и постепенно сказывается на здоровье органов и систем, увеличивая риски развития различных заболеваний. Для анализа ученые использовали обширную национальную базу данных США, сопоставляя показатели ожидаемой продолжительности жизни на уровне штатов с результатами опросов Центров контроля и профилактики заболеваний за период с 2019 по 2025 годы. Они учитывали мно ...>>

Случайная новость из Архива Хороший холестерин защищает от сепсиса 01.04.2022 "Хорошим холестерином" называют липопротеины высокой плотности, или ЛПВП - большие молекулярные комплексы из липидов и белков. Чем их больше, тем меньше в крови "плохого холестерина", то есть липопротеинов низкой и очень низкой плотности. "Плохой холестерин" повышает вероятность атеросклероза, "хороший" - снижает, собственно, поэтому их так и называют. Липопротеины переносят липиды с места на место, от ткани к ткани, и в таком качестве они влияют на различные физиологические процессы - не только на метаболизм липидов, но и, например, на иммунитет. Сотрудники Университета Кентукки и Мичиганского университета заметили, что у больных сепсисом уровень "хорошего холестерина" обычно ниже, чем у здоровых, и чем он ниже, тем хуже клинический прогноз. Сепсисом, или заражением крови, называют воспалительную реакцию на бактериальное заражение. Воспаление может быть настолько сильным, что выведет из строя некоторые органы и приведет к смерти. Эксперименты с мышами подтвердили, что уровень ЛПВП связан с септическим воспалением: животные, у которых их было заведомо мало, с большей вероятностью получали сепсис при бактериальном заражении. Вероятно, ЛПВП каким-то образом помогают контролировать воспалительную реакцию, чтобы она не обернулась ущербом. Повышая уровень "хорошего холестерина", можно справиться с уже начавшимся сепсисом. У липопротеинов высокой плотности есть синтетические аналоги, которые действуют так же, как настоящие ЛПВП; клинические исследования говорят, что такие аналоги достаточно эффективны в предотвращении сердечно-сосудистых заболеваний. Один из этих аналогов вводили мышам с сепсисом, после чего воспаление у них слабело, внутренние органы (например, почки) начинали лучше работать, и в целом мыши с большей вероятностью выживали. Вполне возможно, что аналоги "хорошего холестерина" можно будет использовать и у людей.

Другие интересные новости:

▪ Органические перезаряжаемые бытовые батареи

▪ Из нанотрубочек плетут сети

▪ 14-нанометровая память DRAM DDR5

▪ Матричные коммутаторы Mindspeed со скоростями 12,5 Гбит/с

▪ Яд против яда

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Ограничители сигнала, компрессоры. Подборка статей

▪ статья Есть такая партия! Крылатое выражение

▪ статья Когда один момент был равен полутора минутам? Подробный ответ

▪ статья Чуфа. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Схема электроизгороди. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Волшебный стакан. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026