Транзисторный биполярно-полевой УМЗЧ класса А (20 - 300 Вт)

Колин Вонфор, занимающийся проектированием ламповых одно-тактных УНЧ с начала 70-х, отмечая высокое качество звучания, все же пришел к выводу, что они не вполне соответствуют идеалу меломана.

Примечание. Основная причина этого— недостаточная выходная мощность, обычно не превышающая 20 Вт, что не позволяет в полной мере ощутить динамику звука, особенно при использовании акустических систем с чувствительностью менее 90 дБ.

Наращивание мощности упирается в огромные (даже по сравнению с трансформаторами аналогичной мощности, но двухтактных ламповых УНЧ) габариты и массу выходного трансформатора, а также довольно короткий ресурс ламп, загнанных для получения сколь-нибудь приемлемой выходной мощности в весьма напряженный режим.

Принципиальная схема

Пятнадцатилетние эксперименты позволили ему создать транзисторный биполярно-полевой УНЧ класса А (рис. 1), свободный от перечисленных недостатков и в то же время обеспечивающий по уверениям автора «просто фантастический» звук. Без изменения схемы 5 вариантов выходного каскада позволяют создавать ряд УНЧ мощностью от 20 до 300 Вт.

Первый каскад — дифференциальный на транзисторах ТгЗ, Тг4 с генератором тока Тг6, Тг8 в эмиттерной цепи. Второй каскад — усилитель напряжения на Tr1 — нагружен на усовершенствованное токовое зеркало Тг9—Tr11 и эмиттерный повторитель Тг2.

Tr11 и Тг10 одновременно выполняют функцию генератора стабильного тока для эмиттерной цепи Тг2, таким образом, все транзисторы работают в режиме класса А.

Выходной каскад также работает в классе А и выполнен на полевом транзисторе Тг1З с генератором стабильного тока на составном биполярном транзисторе Тг7 в цепи истока.

Транзистор Тг5 с сенсором тока R10 защищают Тг1З от токовых перегрузок при К.З. нагрузки, a Trl2-R15-R16 задают начальный ток выходного каскада.

В самом маломощном 20-ваттном варианте выходная ступень состоит из 5 соединенных параллельно выходных каскадов (каждый из них содержит «собственные» Тг5, Тг7, Тг12, ТгІЗ с соответствующим резисторным обрамлением), подключаемых к основной схеме в точках Lk3, Lk4, Lk5, Lk6, Lk7.

Схема транзисторного биполярно-полевого усилителя мощности класса А, 20-300 Ватт

Рис. 1. Схема транзисторного биполярно-полевого усилителя мощности класса А, 20-300 Ватт.

При этом ток каждого из 5 транзисторов ТгІЗ устанавливается индивидуальным резистором R15, а резистор R3 — общий для каждой пятерки выходных каскадов. После установки токов выходных каскадов и получасового прогрева резистором R11 устанавливают «О» на выходе.

Детали

Примечание. Как и любой усилитель класса А, устройство требует высококачественного блока питания.

Для 300-ваттного варианта суммарная емкость конденсаторов фильтра основного (+ѵе НТ и -ѵе НТ) выпрямителя должна быть не менее 120000 + 120000 мкФ, а отдельный выпрямитель для питания каскадов раскачки (НТ +15 В, здесь обозначение +15 В означает не 15-вольтовое напряжение, а превышение напряжения питания оконечной ступени на 15 В) — 10000 мкФ.

Режимы и количество мощных каскадов в выходной ступени указаны в табл. 1. Типы активных и номиналы пассивных элементов для 5 вариантов усилителя мощностью 20, 50,100, 200 и 300 Вт указаны в табл. 2.

Таблица 1. Режимы и количество мощных каскадов в выходной ступени.

Режимы и количество мощных каскадов в выходной ступени

Типы активных и номиналы пассивных элементов для 5 вариантов усилителя мощностью 20,50, 100,200 и 300 Вт

Вариант 20 Вт 50 Вт 100 Вт 200 Вт 300 Вт
Tr1 BD140 BD140 BD956 2SA968 MJE350
Тг9 BD139 BD139 BD955 2SC2238 MJE340
Тг2 TIP29C TIP29C 2SC2238C 2SC2238 ТІР47
Тг10 TIP29C TIP29C 2SC2238C 2SC2238 ТІР47
ТгЗ 2SC2547 2SC2547 2SC3467D 2SC3467D 2SC3467D
Тг4 2SC2547 2SC2547 2SC3467D 2SC3467D 2SC3467D
Тг6,8,11 2SC2547 2SC2547 2SC3467D 2SC3467D 2SC3467D
Тг12,5 ZTX450 ZTX450 ZTX450 ZTX450 ZTX450
R6 feedback 18к 28к 39к 47к 47к
Коэфф.усил. 19 29 40 48 48
R16 0.42 0.83 0.94 1.02 1.24
R10 0.21 0.42 0.48 0.52 0.63
R3 Зк9 6к2 9к1 12к 15к
R3 (Вт) 0.103 0.145 0.223 0.300 0.375

Каждая пятерка транзисторов (Тг7, Тг1З) выходного каскада установлена на индивидуальном пластинчатом радиаторе размером 300x300 мм, расположенном на расстоянии 40 мм от других. АЧХ усилителя линейна в диапазоне от 10 Гц до 65 кГц, коэффициент гармоник 0,01% .

Литература: Сухов Н. Е. - Лучшие конструкции УНЧ и сабвуферов своими руками.

19
1852
Обсуждение
#1 Тимофей 02-02-2015 17:56

Классная статья, спасибо, то что искал.

Добавить комментарий