Главная Контакт Ссылки
Усилитель класса D для сабвуфера Версия для печати
Написал Е. Савельев   
вторник, 23 Сентябрь 2003

Рисунок печатной платы исправлен.

Дополнения автора статьи из переписки на форуме журнала Радио:

Здравствуйте, коллеги!

Приношу свои извинения за ошибку, допущенную в рисунке печатной платы.

С удовольствием отвечу на ваши вопросы, касающиеся публикации.

По поводу сгорания предоконечных транзисторов. Как правильно отметил А. Соколов, транзисторы работают на почти на пределе своих возможностей. Поэтому не стоит уменьшать сопротивление эмиттерного резистора. Более того, при указанных номиналах резисторов не стоит и увеличивать напряжение питания оконечного каскада. Выбор номиналов резисторов был продиктован, с одной стороны, требованиями максимального быстродействия мощного ключа, отсутствием сквозного тока через него. С другой стороны, возможностями маломощных транзисторов КТ315 и КТ361.

Наилучший режим работы транзисторов предоконечного каскада - режим неглубокого насыщения, когда в открытом состоянии напряжение К-Б близко к нулю. При этом выделяющаяся на них мощность минимальна. Работа выхода ОУ в режиме ограничения тока автоматически подстраивает и режим предоконечных транзисторов.

К сожалению, я не учёл, что разброс параметров ОУ может привести к чрезмерной мощности, выделяющейся на предоконечных транзисторах. К сожалению, при питании выходного каскада от источника 30В и более выполнение условия насыщения приводит к нарастанию амплитуды импульсов на затворах силовых транзисторов до опасных значений (20В и даже больше), а также к увеличению номиналов резисторов R4 и R6, соответственно, к увеличению времени выключения полевых транзисторов, что чревато возникновением сквозного тока.

Номиналы резисторов были подобраны , исходя из параметров конкретной реализации схемы, поэтому могут быть не совсем оптимальными в другом случае. К сожалению, ограниченный объём журнальной статьи не позволяет осветить все тонкости, а подготовкой серийного производства изделия я не занимался, иначе все огрехи всплыли бы обязательно.

В случае с усилителем dihic транзисторы явно выходят из строя от перегрева. Рекомендации А. Соколова совершенно верны.

Радикальный вылечить болезнь можно, поставив в разрыв цепи коллектор-затвор балластные резисторы (51 Ом, 0.5 Вт). При этом можно не увеличивать сопротивление резисторов R3, R4 и R6, что благотворно скажется на быстродейсвии.

Такую модификацию можно провести и не изменяя рисунка печатной платы, а просто вытащив из неё выводы коллекторов.

Главное - амплитуда импульсов на затворе должна быть не менее 6-7 вольт, что достаточно для надёжного открывания транзистора при работе на нагрузку 4 Ома.

Не следует увеличивать это напряжение свыше 10-ти вольт. Измерить можно следующим образом.

  1. выпаять силовые транзисторы.
  2. соединить выход усилителя с источником -30В.
  3. замерить напряжение на резисторе R4. Если напряжение менее 6В, то нужно посмотреть, находится ли транзистор VT1 в насыщении, замерив напряжение К-Б. Если транзистор насыщен, то нужно уменьшить сопротивление дополнительного балластного резистора, если же не насыщен, то нужно увеличить сопротивление дополнительного балластного резистора до насыщения транзистора VT1, а затем увеличением номинала резистора R4 добиться нужного напряжения на нём.
  4. Изменить номиналы резисторов в отрицательном плече на одинаковые с положительным плечом и обязательно проверить напряжение открывания второго полевого транзистора, т. к. выход ОУ нередко бывает асимметричен. В принципе, один раз измерив напряжения на резистора, несложно рассчитать требуемые номиналы и обойтись без подстройки и подбора.

ОУ AD817 обладает гораздо более мощным выходом, поэтому предоконечные транзисторы могут входить в глубокое насыщение, кроме того, при напряжении питания ОУ +/-15В он заметно греется.

Схема усилителя задумывалась наиболее простой, поэтому цепи защиты от к.з. в нагрузке не предусмотрены. Как показывает практика, полевые транзисторы весьма устойчивы к токовым перегрузкам, поэтому можно попробовать защитить их от выхода из строя плавкими предохранителями по питанию. Номинал предохранителя должен быть около Uпит/Rн.

По поводу ШИ-модуляторов. В настоящее время существует масса интегральных схем ШИ-модуляторов, в основном предназначенных для управления источниками питания. К сожалению, сочетание высокой тактовой частоты и высокой линейности - большая редкость.

Я уже некоторое время занимаюсь следующим вариантом схемы с постоянной тактовой частотой, где подобный модулятор используется. Пока что достигнутые результаты не оправдывают существенного усложнения схемы.

Евгений Савельев.



up Главная | Новости | Усилители мощности | Предусилители | Акустика | Источники сигнала | FAQ | Форум | Карта сайта up
 

Mambo is Free Software released under the GNU/GPL License.