本文讨论了6种简单、廉价的a类功率放大电路,可用于任何小型音频放大应用。
: Dhrubajyoti Biswas
零负反馈放大器
下面的数据将详细说明如何建立一个具有零负反馈的放大器,这意味着建立一个零组件放大器。放大器将是单端和A类。
首先,让我们先列出所提议的放大器的电路设计,如下所示:
如何建立电路
为了建造电路,我们需要:A场效应晶体管,一些电容器和电阻和坚固的电源,必须适当地过滤使用大的过滤电容器。我们正在制造的放大器采用日立公司的2SK1058 n通道MOSFET器件。引脚示意图如下所示:
我们在这个实验中使用的电容器是斯普拉格的。这是用来耦合输入和输出一个大的电解伴随着10µF的聚酯旁路电容器。为了管理负载,我们使用了4个10W的无感绕线电阻。
然而,为了达到15欧姆的总电阻,电阻连接在两个系列,这使30欧姆,并进一步建立了平行的集合。请注意,该设备将是热的,并容易烧毁在空闲模式,因此谨慎是最重要的。
甲级对于一个高效率的放大器设计来说,从来都不是一个理想的选择,但是当我们在这个设置中应用这个想法时,我们不得不使用超过20瓦的功率来产生一个适度的4.8瓦特音频.mosfet的散热器为0.784°C/W。
电力供应
用于这个单一MOSFET的电源A类功率放大器电路是18VAC和160VA EI变压器连接到25安培的桥式整流器,产生24伏特的直流功率。
来过滤和光滑我们使用10000µF电容器和Hammond使10mH扼流圈5安培过pi滤波器设置[帽-扼流圈-帽]。偏置是通过100K的锅和1M的电阻。
只要有一半的直流电通过负载电阻和MOSFET,就应该小心地调整锅。
2)最简单的A类放大器
IRF511 (Q1)的布线就像一个最简单的a类音频放大器电路,如下图所示。由于采用了零门偏置,Q1的作用类似于处于关闭状态的开关。在这种情况下,没有电流从负载电阻R2移动。本质上,对于a类放大器的工作,Q1和负载电阻之间的电压必须相同。
一个100K的电位器(R3)和一个1M的固定电位器(R1)构成一个直接可调的栅极偏置电路。如果我们把一个电压表放在电路的Q1漏极和地面上,我们微调R3以获得电源电压的一半的仪表读数。
实际上,任何电阻都可以用来代替R2,只要FET的最大电流和功率额定值不超过。22到100欧姆之间的电阻值是测试的一个不错的选择。如果使用大电流电源,确保为FET使用合适的散热器。
3)使用bjt的A类放大器
在上面的段落中,我们学习了如何使用MOSFET构建a类放大器,现在我们将学习如何仅使用双极晶体管或bjt构建一个简单的a类放大器电路。
当功率输出,谐波,失真,频率响应被认为不是放大器的关键,例如在小型无线电接收机,应用a类放大器成为一个有利的选择。下图所示的电路仅使用3个晶体管,可以用输出变压器进行放大,输出功率在100 -200mW之间。它使用低至4.5V的电池供电。
RV1的工作原理类似于音量控制,通过C1与放大级连接。下面讨论的三个阶段是直接相连的。Q1的基偏置由电阻R2和R5实现。电阻R1和晶体管Q1的行为类似于Q2基的偏置电位分压器,同样地,电阻R3和晶体管Q2执行晶体管Q3的偏置基。
电阻R2和电阻R5的工作原理类似于整体负反馈回路的一部分,增强了BJT a类放大电路的频率响应,并最小化了其失真。通过适当选择R6和C3值来确定增益和质量之间的取舍。
C3被配置为去耦电容,R6值可以通过一些实验找到。(R6的最低可能值不应低于22k)。
4) A类功放电路
a类放大器的主要优点是工作时没有任何交叉失真。除了这个显著的优势,我们发现了一个大的缺点,永远热散热器和大瓦数电源。
上面显示的电路由许多良好的特性组成,并能够在8欧姆负载中提供5W的真正a类音频。Q1和Q2与连接部分一起工作,就像一个顶尖的电压放大器,通过R6从Q2集电极反馈到Q1发射极。
输出阶段真正包括Q6和Q7配置像发射器跟随达林顿对。这些晶体管由IC1驱动,IC1是一个741运放。这些bjt也可以被纳入741的反馈回路中。这三种元素一起构成了一个几乎理想的输出级,其输入阻抗为数兆欧,带宽范围从直流到100KHz以上。
由晶体管Q3、Q4、Q5、R9和R10形成的恒流源决定了电路的静态电流。在这个a级放大器设计中使用了恒流源,适当地隔离了输出级与电源波动和纹波的关系。
使用指示的部分值,电路得到的带宽在10Hz - 30KHz -3db之间,失真远低于0.1%之前的裁剪。该电路还提供了1.5M的输入阻抗和180mV的灵敏度的完整输出功率。
晶体管Q4到Q7应该连接到一个合适的散热片上,散热片的尺寸可以是5英寸× 4英寸,并且应该是翅片型。这些散热器应该垂直安装,并以这样的方式放置,使其暴露在足够的空气流动中。
5)另一个好的类放大电路
A类放大电路的问题是,与B类放大电路相比,其效率降低了。在这种特殊的布局下,应用一个44 V的电源,静态电流将在960 mA左右。
大约15 W的输出功率将直接供应到一个8欧姆的扬声器。谐波失真可以预期低于0.1%。
该设计的输入灵敏度可以在360 mV左右的功率输出,这可以在15 W左右进入8欧姆扬声器。输入阻抗大约是150k。
对于源阻抗为1 k的前置放大器,电容C2将为6n8,对于源阻抗为2 k的前置放大器可能为3n3。这类放大器提供了一个伟大的特点是短路proof;如果是短的,大概消耗1.6 a。
电位器P10用于实现对零件R18/R19交叉处无信号输出电压(约21 V)的偏置控制。
每个输出晶体管(T6和T7)必须安装在一个大的散热片上,热阻必须不低于3.3°C/W;驱动器晶体管T4和T5将需要一个夹式散热器。
6) 5瓦A类放大器电路
这个甲类放大器电路产生5瓦rms成8欧姆负载,但是它需要一个22到24伏在1安培的供应。这导致的最大效率在19%左右,低于1/3的典型的B类配置的效率。
Q1用于共发射极输入级,并通过发射极跟随器缓冲晶体管Q2直接连接到输出级。后者是必要的,因为输出级相当大的驱动电流。输出晶体管Q5用于共发射极模式。它的集电极负载由Q3、Q4和R7产生,是一个恒流源。后者固定电路的输出电流略低于1安培。
恒流发电机负载比普通负载电阻具有更高的效率和线性度。在直流时,R3向放大器提供近100%的负反馈,从而获得单位电压增益。R1和R2使输入偏置为1 / 2电源电压,同样使输出偏置为1 / 2电源电压的期望水平。
在音频频率,R5和C3消除了一些反馈,允许电路的最大输出灵敏度约380 mV rms。C1和C5对应地使输入和输出DC阻塞,C2和C4有助于稳定性。Q4和Q5需要放置在一个大的散热器上。
最小双晶体管设计
这个简单的双晶体管A类放大电路工作使用Tr1作为一个公共发射器驱动级配置直接操作Tr2;公共源输出阶段。R1到R3的位置使电路偏置,以确保我们通过LS1和Tr2有大约25mA的静态电流。输入信号在静态值的两侧修改这个电流,允许扬声器LSI进行所需的操作。
输出电流通过0到50mA左右的峰值输出,典型的电流消耗作为结果保持一致在25mA,并没有增加在更高的输出水平,如B类放大器的情况下。该电路的输出功率仅为23mW RMS左右,但对于多种应用(小型收音机、对讲机等)来说已经足够了。
该电路提供了相当不错的音频质量;对音频质量的主要限制是失真水平,并且限制了来自微小的高阻抗扬声器的频率响应。为了产生最优输出,输入信号的RMS值仅为80mV左右是必要的,但是这个值可以通过调整R5的值在一定程度上进行修改。
R5值的改变导致电路的输入灵敏度呈反比变化。在这个电路中不推荐使用低阻抗扬声器,因为这可能会导致大电流通过Tr2和扬声器,很可能导致其中一个或两个的故障。
改进上述设计
上述电路有一个小缺陷,由于扬声器中存在一个挥之不去的电流,导致锥体永远不会围绕其通常的休息位置来回移动,但会不断地偏移一个或另一个。因此,扬声器的性能可能会受到影响。
下面的改进设计消除了上述问题。
戴维斯Kakumba说
嗨,SWAGATAM,我的低音炮有两个扬声器,但内部底座坏了,如何解决这个问题,让我的内部底座再次播放
Swagatam说
对不起,我不太了解扬声器的结构细节,所以也帮不上忙……
محمدالسروري说
我有更多的碎片。这taip晶体管
我能有更多的权力吗?
Supun费尔南多说
我可以修改这个电路使用j162 mosfet吗?Schematic将是一个很大的帮助。
Swagatam说
也许通过反转所有相关参数的极性是可能的…但我不推荐使用p-通道fet来配置
ajith patteri说
你好,先生。我正在做这个项目。我不懂输入法。请帮助我。
Swagatam说
嗨Ajith,
输入将是您的音乐输入,需要被放大,例如从手机的耳机插座,DVD播放器的耳机插座或从ipod等....
Sujit Chatterjee说
我需要一个功率放大电路,工作到500KHz方波。你能建议一条线路吗?
Swagatam说
请谷歌搜索以下:
BTL功率放大电路
你会发现很多好的选择
youraj badgujar说
我需要你的帮助,
我想做电路驾驶自行车喇叭12v 3A。(音乐像mocc号)。
输入用的是一个3瓦输出的便携式mp3播放器。
任何晶体管mosfet电路都可以使用
Swagatam说
使用12V 7AH电池,通过3安培的ON/OFf开关切换喇叭
弗朗西斯说
你好先生
我有一个混合音频放大器B2200烧毁了一个通道,问题的原因我不知道,但我发现主保险丝可能是由用户桥接的。我测试了pcb上的组件,发现几个晶体管,保险丝和电阻烧毁。我替换了所有我认为不好的和功率放大器。有声音出来,但它的低功率和非常失真。我做了测试输出直流偏置-负探头到负极和正极,我得到-0.151vdc。现在我被困住了,不知道从哪里开始。
我知道对你们来说,在没有原理图的情况下进行故障排除是非常困难的,但我只是想,你们可能对问题可能存在的地方有初步的认识,所以我可以只关注那个区域。
你可以在这里找到一些它的照片
https://ibb.co/album/cEqsaa
赃物说
Francis你好,抱歉,由于设计看起来太复杂,有许多复杂的阶段,所以不可能找到故障,所以故障排除可能需要彻底的实际调查
安迪说
您好,先生。这个ckt的输出功率是多少?
Swagatam说
它大约5瓦,但消耗将是20瓦
佩德罗berrocal说
你想把两个mosfet平行放置吗?
Swagatam说
是的,你可以平行放置两个mosfet
Genadij说
你好,斯瓦格塔姆先生!
为什么20W的功耗需要160W的变压器
为什么通过33uF的负反馈可以改善声音?
我不是电子工程师。
谢谢你!
Swagatam说
Genadij先生,对不起,上面的电路是由别人贡献的,所以我还没有读它,所以不能提供你所需的信息
Kemi潘说
请问这里使用的场效应晶体管有什么特点
Swagatam说
请检查IC的数据表,你会在它的数据表中找到设备的所有特性。