Усилитель мощности LM3886, двойной или мостовой (улучшенный): 11 ступеней (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Компактный двухмощный (или мостовой) усилитель легко построить, если у вас есть некоторый опыт работы с электроникой. Требуется всего несколько деталей. Конечно, еще проще собрать моноусилитель. Важнейшие вопросы - это блок питания и охлаждение.

С компонентами, которые я использовал, усилитель может выдавать около 2 x 30-40 Вт на 4 Ом, а в мостовом режиме 80-100 Вт на 8 Ом. Ток трансформатора является ограничивающим фактором.

В настоящее время (17.10.2020) усилитель модернизирован, и оба канала неинвертируются в двойном режиме. Это также позволяет при необходимости иметь вход с высоким импедансом.

Шаг 1: Электронный дизайн

История такая; В Швеции есть муниципальные станции по переработке и переработке мусора. Здесь вы оставляете все, от чего хотите избавиться (не пищевые отходы). Итак, в контейнере для электроники я нашел что-то похожее на домашний усилитель. Я его порубил (потому что брать нельзя, только оставить). Вернувшись домой, я проверил, что это было, и обнаружил, что ИС усилителя мощности была действительно популярной LM3875. Я начал собирать на нем свой собственный гитарный усилитель, но ножки микросхемы были короткими и несколько поврежденными, поэтому в конце концов мне пришлось отказаться. Я пытался купить новый, но в продаже был только его преемник - LM3886. Я купил два и начал всерьез. Идея заключалась в том, чтобы создать компактный гитарный усилитель мощности, используя два LM3886: s, либо для двух каналов, либо по мостовой схеме. В моей куче металлолома у меня был радиатор процессора и вентилятор для ПК, поэтому идея заключалась в том, чтобы использовать радиатор и вентилятор для создания усилителя без внешнего радиатора.

Шаг 2: Электронный дизайн (усилитель мощности)

Конструкция усилителя мощности действительно проста и соответствует примеру из таблицы данных в абсолютно превосходной заметке по применению AN-1192 от Texas Instruments, которая должна стать вашей библией, если вы хотите использовать LM3886.

Верхний контур представляет собой неинвертирующий усилитель с коэффициентом усиления 1 + R2 / R1. Нижний усилитель инвертирует с коэффициентом усиления R2 / R1 (где R2 - резистор обратной связи). Уловка для конструкции моста состоит в том, чтобы получить такие значения резистора, чтобы обе схемы имели одинаковое усиление. Используя в основном стандартные резисторы (некоторые резисторы с металлической пленкой) и измерив точное сопротивление, я смог найти комбинации, которые работают. Коэффициент усиления неинвертирующей схемы составляет 1+ 132, 8/3, 001 = 45, 25, а коэффициент усиления инвертирующего сигнала равен (132, 8 + 3, 046) / 1, 015 = 45, 27. Я ввел переключатель усиления (SW1). чтобы иметь возможность увеличить прирост. Он уменьшает значение R1, чтобы получить в четыре раза большее усиление.

Неинвертирующая схема: 1, 001 кОм параллельно с 3, 001 кОм дает (1 * 3) / (1 + 3) = 0, 751 Ом. Прирост = 1+ 132, 8/0, 75 = 177, 92 = 178

Коэффициент инвертирования 179, 1 = 179, приемлемо!

Небольшое (и бесплатное) приложение Rescalc.exe может помочь вам с расчетами сопротивления (последовательными и параллельными).

Я хотел иметь возможность использовать два усилителя по отдельности, поэтому потребовался переключатель (SW2) для переключения между стерео и мостом.

Переключатель SW2 управляет двойным / мостовым режимом. В положении «мост» усилитель B настроен на инвертирование, положительный вход заземлен, а выход усилителя A заменяет землю на выходе B.

В двойном режиме оба усилителя работают в непереводном режиме. SW1C снижает усиление, так что усилители A и B имеют равное усиление.

Входные телевизионные гнезда подключены таким образом, что, когда в гнездо A нет штекера, сигнал отправляется как на усилитель A, так и на усилитель B (двойное моно).

В режиме 1 с низким коэффициентом усиления входное напряжение от пика до пика 6 В дает максимальный выходной сигнал (70 В размах), а в режиме высокого усиления требуется 0,4 В.

Шаг 3: Электронный дизайн (источник питания)

Блок питания представляет собой простую конструкцию с двумя большими электролитическими конденсаторами, двумя фольговыми конденсаторами и мостовым выпрямителем. Выпрямитель - MB252 (200В / 25А). Он установлен на том же радиаторе, что и усилители мощности. И выпрямитель, и LN3686 электрически изолированы, поэтому дополнительная изоляция не требуется. Трансформатор - это трансформатор Toroid 120VA 2x25V от усилителя, который я нашел в свалке металлолома. Он может подавать 2,4 А, что на самом деле немного мало, но я могу с этим смириться.

В разделе 4.6 стандарта AN-1192 указана выходная мощность для различных нагрузок, напряжений питания и конфигураций (одиночная, параллельная и мостовая). Причина, по которой я решил реализовать конструкцию моста, заключалась в основном в том, что у меня был трансформатор, который нельзя было использовать в параллельной схеме из-за низкого напряжения. (Параллельная схема 100 Вт требует 2x37 В, но конструкция моста работает с 2x25 В).

Небольшое приложение «PSU Designer II» от Duncan Amps настоятельно рекомендуется, если вы хотите произвести серьезный расчет значений трансформатора.

Шаг 4: Электронная конструкция (понижающий регулятор и управление вентилятором)

Требование вентилятора на полной скорости составляет 12В 0,6А. Блок питания обеспечивает 35В. Быстро выяснил, что штатный регулятор напряжения 7812 не подойдет. Входное напряжение слишком высокое, а рассеиваемая мощность (примерно) 20 В, 0,3 А = 6 Вт требует большого радиатора. Поэтому я разработал простой понижающий стабилизатор с 741 в качестве контроллера и PNP-транзистором BDT30C, работающим как переключатель, заряжающим конденсатор 220 мкФ до напряжения 18 В, что является разумным входом для регулятора 7812, который обеспечивает питание вентилятора. Я не хотел, чтобы вентилятор работал на полной скорости, когда он не нужен, поэтому я разработал схему с регулируемым рабочим циклом (широтно-импульсная модуляция) с микросхемой таймера 555. Я использовал резистор NTC 10 кОм от аккумуляторной батареи ноутбука, чтобы контролировать рабочий цикл таймера 555. Он установлен на радиаторе силовой ИС. Поток 20k используется для регулировки низкой скорости. Выход 555 инвертируется NPN-транзистором BC237 и становится управляющим сигналом (ШИМ) для вентилятора. Рабочий цикл изменяется от 4,5% до 9% от холода к теплу.

BDT30 и 7812 установлены на отдельном радиаторе.

Обратите внимание, что на рисунке написано PTC вместо NTC (отрицательный температурный коэффициент), в данном случае от 10k до 9,5k, когда я кладу на него палец.

Шаг 5: радиатор

Усилители мощности, выпрямитель и резистор PTC установлены на медной пластине радиатора. Я просверлил отверстия и сделал резьбу для крепежных винтов с помощью резьбового инструмента. Небольшая вертикальная плата с компонентами для усилителя мощности устанавливается наверху усилителей мощности, чтобы обеспечить как можно более короткие кабели. Соединительные кабели: розовый, коричневый, сиреневый и желтый. Силовые кабели большего сечения.

Обратите внимание на небольшую металлическую подставку у красного кабеля в левом нижнем углу. Это единственная центральная точка заземления усилителя.

Шаг 6: Механическая конструкция 1

Все основные части установлены на основу из оргстекла толщиной 8 мм. Причина в том, что она у меня была, и я подумал, что было бы неплохо увидеть детали. Также легко сделать резьбу в пластике для крепления различных компонентов. Забор воздуха находится под вентилятором. Воздух проходит через радиатор процессора и выходит через щели под радиатором. Прорези посередине были ошибочными и заполнены пластиком из клеевого пистолета.

Шаг 7: усилитель без футляра

Шаг 8: Механическая конструкция 2

Лицевая панель состоит из двух слоев; тонкая стальная пластина от ПК и кусок мятно-зеленого пластика, который остался, когда я сделал новую накладку для своего Telecaster.

Шаг 9: Передняя панель изнутри

Шаг 10: Деревянный корпус

Обшивка сделана из древесины ольхи, упавшего во время шторма. Я сделал несколько досок на плотницком рубанке и склеил их, чтобы получить необходимую ширину.

Вырезы в обшивке выполняются электрическим фрезером по дереву.

Боковые стороны, верх и передняя часть склеены вместе, но я также закрепил конструкцию винтами через небольшие детали по углам.

Чтобы можно было снять деревянную обшивку, задняя сторона отдельно удерживается на месте двумя винтами.

На серых пластиковых деталях есть резьба для 4-миллиметровых винтов в нижней и задней части.

Маленькая серая деталь в углу - это маленькое «крылышко», которое фиксирует переднюю панель, чтобы она не загибалась внутрь при подключении тележек.

Шаг 11: задняя сторона усилителя

На задней панели находится сетевой ввод, выключатель питания и (не используемый) разъем для питания предусилителя.