webdonsk.ruУнч на мосфетах своими руками схемы
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 18.09.2024
Усилители для наушников менее популярны чем полноценные УНЧ к АС, но многие аудиофилы всё-же интересуются такими конструкциями на основе полевых транзисторов и радиоламп. Среди многих классов аудиоусилителей, большинство работают в классе AB, который характеризуется относительно высокой энерго эффективностью и низким уровнем искажений.
Класс A характеризуется более низким КПД, потому что через элементы силового каскада (лампа, транзистор), независимо от того подается сигнал или нет, постоянно течет высокий ток покоя, что приводит к большим потерям мощности. Как следствие высвобождается большое количество тепла, которое необходимо отводить за пределы корпуса.
Но усилители класса А, несмотря на свои недостатки, пользуются интересом среди меломанов благодаря своим многочисленным преимуществам: более мягкий звук, хорошая динамика и малые искажения. Усилители для наушников имеют гораздо меньшую мощность, чем обычные усилители звука для колонок, поэтому отличаются более простой конструкцией. Для питания типичных 32-омных наушников достаточно УНЧ мощностью 100-200 милливатт, так что несмотря на работу в классе A, не возникает серьезных проблем с отводом тепла.
Усилитель для наушников - варианты схем
Усиление тут не должно быть большим - 2-5 достаточно для питания наушников от магнитофона или другого источника с высоким уровнем сигнала. Например DVD-проигрыватели имеют высокий уровень выходного сигнала (2 В), поэтому возможно питание наушников с коэффициентом усиления 1 (то есть без усиления). Будем использовать это свойство для построения простейшего усилителя, состоящего из одного активного элемента (транзистор или лампа).
В простейших усилителях для обеспечения адекватной эффективности тока и низкого выходного сопротивления, в качестве выходных элементов используется транзистор или лампа, работающая в конфигурации повторителя. Схема следовательно работает без усиления.
УНЧ с одним транзистором. Это самый простой усилитель, построенный на одном транзисторе типа MOSFET. Можете использовать любой транзистор, например дешевые и легкодоступные IRF 530-540, IRF 630-640 или BUZ10, BUZ11.
Делитель напряжения, состоящий из резисторов R1 и R2, обеспечивает правильную полярность затвора G транзистора. Напряжение смещения должно быть около 10 В. Ток смещения, протекающий через транзистор, настраивается с помощью резистора R4. Ток, достаточный для питания популярных наушников мощностью до 100 мВт, должен составлять около 100 мА. Значение тока можно увеличить, например, до 150-300 мА, помня, однако, что с увеличением тока потери мощности возрастают как на транзисторе T1, так и на резисторе R4.
Поскольку на резисторе R4 будет выделяться много тепла, его мощность должна быть не менее 5 Вт. Значение сопротивления следует подбирать экспериментально. Это будет зависеть от напряжения питания и значения выходного тока, которого хотите достичь, как правило оно будет меньше 30 Ом.
Питание усилителя от 12-15 В постоянного тока вполне достаточно. Напряжение должно быть стабилизировано, например с помощью стабилизатора 7812, 7815 или LM317 (плюс 2 резистора для установки напряжения). Оба канала могут питаться от одного источника питания.
На транзисторах и на стабилизаторе следует размещать небольшие радиаторы, например, из алюминиевой пластины. Более высокий ток требует большего по размерам радиатора.
Чтобы улучшить параметры усилителя, стоит добавить источник тока в цепь питания транзистора T1, то есть просто стабилизатор (как в этом УНЧ). Источник тока обеспечивает неизменный базовый ток протекающий через транзистор, что делает его независимым от рабочей температуры транзистора, а нелинейные искажения также уменьшаются. Источником тока может быть включенный стабилизатор напряжения LM317. Регулирование осуществляется с помощью резистора R4 со значением несколько Ом. Его следует выбирать так, чтобы получить желаемое значение тока схемы.
Более удобным способом стабилизировать ток является использование второго полевого транзистора, идентичного T1. Регулировка тока осуществляется путем изменения напряжения смещения затвора G транзистора T2, то есть с помощью регулировки потенциометра P2. Из-за различных потенциалов на транзисторах T1 и T2 их нельзя размещать на общем радиаторе, используйте шайбы и винты с изоляцией.
Конечно, усилитель также должен питаться от стабилизированного напряжения 12-15 В. Как видите, для построения такого усилителя для наушников не нужно много радиоэлементов. Данный усилитель может быть построен на универсальной печатной плате или даже навесным монтажом.
Добавим в схему предусилитель
Все схемы усилителей, представленные выше, имели коэффициент усиления менее 1, поэтому необходимо запитать их звуковым сигналом высокой амплитуды. Чтоб сделать усилитель более универсальным, в котором музыкальный сигнал усиливается в несколько раз, предварительный усилитель добавляется к усилителю мощности - на основе одного или нескольких транзисторов или на лампе. Усиления напряжения в 2-5 раз достаточно, потому что обычно наушники характеризуются высокой эффективностью (обычно более 90 дБ) и небольшим уровнем сигнала, необходимого для управления ими.
Вот схема для создания полноценного усилителя для наушников на основе полевых транзисторов, работающих также в классе A. Питание однополярное, сам УНЧ требует +15 В (с учётом падения напряжения на стабилизаторе берем 17-20 вольт.
Форум по обсуждению материала УСИЛИТЕЛЬ ДЛЯ НАУШНИКОВ КЛАСС А
Про использование технологии беспроводного питания различных устройств.
Что такое OLED, MiniLED и MicroLED телевизоры - краткий обзор и сравнение технологий.
Микрофоны MEMS - новое качество в записи звука. Подробное описание технологии.
В каком направлении течет ток - от плюса к минусу или наоборот? Занимательная теория сути электричества.
Простой усилитель на N-канальных MOSFET
Схема образовалась практически случайно.
В симуляторе показывает неплохие картинки.
Сегодня собрал на макетке, запустилось довольно легко. Ток покоя в железе немного меньше расчетного, нужно с номиналами источника тока поиграться.
Измерять нечем пока, на слух один канал приятно играет.
Модель прилагается.
VK_mosfet10_audio_MAKET.CIR
Подправил номиналы обратной связи, выровнял резисторы в коллекторах первого дк и в затворах выходников. Ушла постоянка на выходе, ток покоя выставил 50мА.
Играет красиво.
В симуляторе вот.
Вложение 341329
В железе R51 состоит из 2.2кОм + подстроечник на 10кОм.
Транзисторы биполярные 2N5551, 2N5401, полевые IRF9540, IRFP240.
Питание +-36В, в фильтрах 4700+1000мкф в каждое плечо.
В окончательном варианте, возможно, имеет смысл поставить ограничение тока выходников, хотя я последнее время этого не делаю почему-то. Может потому что громко не слушаю.
В статье: 1 видео (посмотреть) и
публиковали мы Ранее схему УМЗЧ с выходной мощностью 1 тот. Но кВт усилитель мощности, хотя и крайне изготовлении в прост, имеет существенные недостатки. Они, перечеркивают, пожалуй все имеющиеся плюсы. Во-первых, тип интегральный существенно ухудшает качественные характеристики мощности усилителя. Во-вторых, микросхема PA03 совсем многим, и недешева радиолюбителям она просто не по карману. для Ведь радиолюбителя очень важна стоимость и входящих доступность в электронное устройство радиодеталей. В-третьих, того кроме, что микросхема дорогая, так её непросто ещё найти.
недорого схемы представляют собой частные классической варианты схемы усилителя мощности на MOSFET. такое Что MOSFET? – спросят некоторые начинающие Это. радиолюбители английская аббревиатура. В полном виде это – MOSFET metall-oxide-semiconductor field transistor effect. А если по-русски, то это МОП-иначе, а транзистор полевой транзистор с изолированным затвором. На показаны рисунках строение MOSFET и их графическое обозначение. Ну так это, для полноты картины и расширения кругозора радиотехнического.
Кстати, в качестве неплохого справочного полевым по материала MOSFET ознакомьтесь с подборкой буклетов с возможными и характеристиками заменами.
Общее описание мощности усилителя
Итак, как мы обозначили, схемы четыре будет. Все они типичные двухтактные мощности усилители на полевых транзисторах в оконечном каскаде. мощных Применение ключей на выходе является весомым При. аргументом огромной выходной мощности схемы показывают усилителя отличные результаты по коэффициенту нелинейных уровню и искажений шума. Качество собранных УМЗЧ КНИ. высокое не превышает 0,26% при 1000 ватт на при. А выходе 300 Вт составляет вообще 0,008%. отлично Просто! Усилитель мощности практически один и Изменяется же. тот только количество транзисторов в оконечном Однако. каскаде применение MOSFET требует высокого питания напряжения. В нашем случае питается усилитель двуполярного от мощности источника напряжением +/-95, +/-70 и +/-50 вольт.
Усилитель 1000 мощности ватт
Что ж, перейдём к самому Начнем. интересному рассматривать схемы усилителя в порядке мощности их уменьшения. На повестке мощность в 1 кВт. Данный больше вариант подходит в качестве сценического, но точно не Усилитель. домашнего мощности рассчитан на нагрузку 4 Ом при питании напряжении до 100 вольт в плечо, но не более. сети Напряжение в 220 вольт не позволяет поднять выше его. Пожалуй, единственный минус усилителя и питании в кроется. Для разгона УМЗЧ на полную нужен мощность трансформатор минимум в 1250…1300 Такой! ватт источник питания получится в разы всех дороже радиодеталей и монтажа самого усилителя. конечно, Хотя, разумнее использовать импульсный блок Авторский .
питания вариант схемы усилителя мощности на ватт 1000 выглядит так:
Но есть ещё вариант модернизированный:
Нетрудно заметить изменения как во каскаде входном, так и в оконечном. Также из последней усилителя схемы мощности, по опыту радиолюбителей, можно диод убрать 1N4007. Но этот совет необходимо эмпирически проверять.
В выходных каскадах стоят мощные IRFP240 MOSFET .
Купить MOSFET IRFP240 вы можете Максимальные .
здесь силовые характеристики их впечатляют. Максимально напряжение допустимое сток-исток и сток-затвор до вольт 200. Сила тока на стоке 20 ампер, ампер до 80 пиковая. Но сильно зависит от нагрева. Поэтому требует IRFP240 хорошего, лучше принудительного, отвода Напряжение. тепла затвор-исток до +/-20 В. Максимальная рассеиваемая 150 до мощность ватт.
Вот практически фото готового усилителя мощности. Вид стороны со платы монтажа:
Усилитель в сборе и радиатор:
платы экземпляр на тестовом стенде:
А вот вариант другой печатной платы:
Усилитель мощности ватт 500
Уменьшаем количество полевиков в каскаде до 12 (по 6 плечо на штук) и, соответственно, понижаем мощностные характеристики. Но питания напряжение по-прежнему +/-95 В. Мощность усилителя остается КНИ, а немалой уменьшается до 0,18%. Схема тоже не совсем Если. однозначная по накатанной применять MOSFET IRFP240, то 500 получите ватт.
Однако, опять же по советам при, радиолюбителей использовании вместо IRFP240 IRFP260 этой и из можно схемы усилителя выжать 1000 Вт. что Так вопрос остается дискуссионным. Хотя, характеристикам по судя полевика, при идентичном напряжении исток-сток и сток-затвор до 200 вольт, тока сила на стоке уже 46 ампер, пиковая до ампер 184! А рассеиваемая мощность транзистора 280 Вт.
MOSFET Купить IRFP260 вы можете здесь .
На схеме именно указаны IRFP260.
Также стоит позаботиться о конденсаторе шунтирующем 220 пФ на MJE15035 и попробовать убрать 1N4007 диод. В авторском варианте нагружается усилитель 8 Ом судя. Но, динамиком по отзывам, УМЗЧ хорошо ведет при и себя 4 Ом динамике.
Печатная плата для имеет него вид:
В итоге должно получиться Усилитель:
следующее мощности 250 ватт
Спустимся земле к ближе. Выходная мощность в 250 ватт так не уже режет ухо. Думаем, что радиолюбители многие предпочтут именно этот вариант усилителя транзисторного.
В нем применены 8 MOSFET IRFP240. питания Напряжение понижено до +/-70 В. Номинальная нагрузка 8 Ом. Радует КНИ уровень и шумов в 0,12% при номинальной выходной 250 в мощности Вт. Частотный диапазон предостаточно широк. забываем не Также про диод. Эксперимент вам в Печатная. помощь плата для рассматриваемого усилителя имеет мощности топологию:
монтажа После получается красивая конструкция:
А вот печатной фото платы с радиаторами для транзисторов каскада предоконечного:
Усилитель мощности 125 ватт
подошли мы Вот к более приемлемой для большинства ценителей и радиолюбителей качественных акустических систем схеме мощности усилителя. Здесь применяются всего 4 MOSFET Конечно. IRFP260 же, можно установить и IRFP240. Более базовом в того варианте усилителя именно эти применяются и МОПы. Так что, если будут запуском с проблемы УМЗЧ на IRFP260, то смело ставьте Стандартная. IRFP240 нагрузка без каких-либо Напряжение 8 Ом. последствий понижаем до +/-50 вольт, что, естественно, не радовать не может. Т.е. 125 ваттный усилитель мощности приземленный более и реальный. А вот качественные показатели выше ещё. Даже при полной мощности равен КНИ 0,1%, а при 100 ваттах – 0,018%. усилителя Схема мощности на 125 Вт:
А вот монтаж платы печатной является частным случаем предыдущей. неё из Просто выкинуты четыре транзистора конечного Вот. каскада что получилось в итоге:
А вот, сказано как выше, базовая схема усилителя MOSFET на мощности IRFP240:
Обратите внимание на замену BD139 биполярного на полевой IRF510 и некоторые изменения в радиодеталей номиналах.
Купить IRF510 вы можете здесь .
А печатная и вот плата для нее:
Это надёжный очень и простой усилитель мощности. Показывает результаты отличные даже при сложных условиях Подведение.
эксплуатации итогов
Итак, мы имеем четыре схемы типовых одно и того же усилителя мощности частоты звуковой на мощных полевиках. В их конструкциях существенных нет отличий. В качественных показателях, в частности КНИ+имеются, шумы небольшие девиации. Но зато по мощностным соответственно и, характеристикам, энергозатратам различие солидное. Стоит что, отметить собрав входной каскад единожды и для повесив начала по одному или по два дальнейшем, в МОПа вы сможете легко изменять выходные усилителя характеристики мощности добавлением полевых транзисторов в каскад оконечный.
В базовых схемах применяются MOSFET Однако. IRFP240 многие радиолюбители рационализаторы пытаются этот модернизировать усилитель мощности, поставив IRFP250, убирая, IRFP260 и заменяя некоторые радиодетали. Также что, указывается с IRFP260 могут возникнуть проблемы, т.к. у повышенная него ёмкость перехода. Но это можно лишь проверить опытным путем. Надеемся, что материал изложенный поможет вам собрать заветный мощности усилитель.
Продолжаем пополнять подборку самых интересных легенд, мифов, сказаний и тостов для детей и учащихся всех классов.
Сегодня у нас на очереди легенда самурайского фэн-шуя - усилитель-монстр из золотой эры аудио: УМЗЧ HITACHI 70-ых годов выпуска.
Давным-давно, в стародавние времена, жил-был мелкий, но трудолюбивый народ-японцы, тогда ещё не одержимый идеей технологического перфекционизма, имеющий большой практический опыт и знания и являющий на свет божий большие 20-ти килограммовые усилительные ящики с отдельными на каждый канал силовыми трансами, здоровенными банками электролитов и мощными спаренными полевиками собственного замеса.
А если поковыряться в архивах рунета, то можно найти и схему принципиальную электрическую данного творения ума и рук человеческих.
Схема сопровождается небольшим, располагающим к себе описанием:
Скромненько и со вкусом!
Что ещё скажешь про усилитель, воссозданный несколькими поколениями радиолюбителей и сочетающий в себе простоту и качество звучания, которому могут позавидовать владельцы многих современных ресиверов?
Схема по своей структуре очень напоминает схемотехнику простейших операционных усилителей, на прямой вход которого подаётся звуковой сигнал, а на инвертирующий - напряжение отрицательной обратной связи. Отношение значений резисторов обратной связи R14/R15 определяет коэффициент передачи усилителя по напряжению. В нашем случае Кu = 27.
При попытке самостоятельного изготовления данного УНЧ в качестве выходных транзисторов, в идеале, следует применять указанные на схеме, либо любые другие комплементарные полевики, специально разработанные для аудиоаппаратуры. Достаточно широкий перечень таких полупроводников приведён в верхней таблице на странице - ссылка на страницу.
В качестве биполярных можно применить любые транзисторы соответствующих структур с характеристиками, близкими к используемым японскими коллегами.
Но, а для людей, далёких от буржуазно-дворянских признаков снобизма - вполне сгодятся и массовые и недорогие мощные MOSFETы, изначально предназначенные для коммутационных целей. Финансы не пострадают, а ништяк останется.
Для интересующихся, приведу схему усилителя, построенную на бюджетных полевиках, проверенную временем и привередливыми ушами меломанов.
Отличия от оригинальной схемы усилителя HITACHI здесь минимальны.
С целью автоматического поддержания нулевого постоянного уровня на выходе УНЧ для различных типов применяемых транзисторов - глубина отрицательной обратной связи по постоянному току увеличена до 100%. Сделано это при помощи конденсатора С4, который никак не влияет на работу схемы по переменному току, а для постоянного отключает делитель, образованный резисторами R10 и R12.
Фильтры R14C6C7 и R15C5C8 в цепях питания каскадов предварительного усиления добавлены для повышения устойчивости работы усилителя.
Подстроечный резистор R7 желательно применить многооборотный.
Настройка схемы очень проста и сводится к установке тока покоя выходных транзисторов посредством R7 в пределах 100-150мА. Для предотвращения пробоя полевиков следует установить крутилку этого резистора в начальное положение, соответствующее нулевому сопротивлению.
Читайте также: