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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA UMZCH com potência de 320 watts no chip STK4231. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Amplificadores de potência a transistor Nos últimos anos, os rádios amadores têm usado cada vez mais amplificadores de potência em microcircuitos. Para muitas aplicações, torna-se impraticável montar um amplificador em elementos separados, na maioria dos casos, tais amplificadores requerem o estabelecimento de um dispositivo de proteção, ajuste da corrente quiescente do estágio de saída, etc. e pronto". Várias versões de tais amplificadores já foram repetidamente recomendadas nas páginas da revista, no entanto, a potência de saída máxima (ou seja, com distorção não linear de 10%) dos amplificadores em um único chip é geralmente limitada a 100 ... 120 W, pelo menos ao usar chips de uma categoria de preço acessível. Mesmo ao usar dois chips TDA7294 em ponte, a potência na carga não excede 200 watts. Mas e se você precisar montar um amplificador mais potente, por exemplo, para uma discoteca? Isto descreve um amplificador de potência em um circuito integrado que permite obter potência de saída de até 300 watts por canal. O amplificador usa um chip híbrido STK4231-II fabricado pela SANYO. Este microcircuito é de canal duplo, portanto, apenas um microcircuito é necessário para a opção de comutação em ponte. Ao montar um amplificador em tal microcircuito, são necessárias um pouco mais de peças do que um amplificador no TDA7294, no entanto, ele tem uma série de vantagens e, o mais importante, permite obter um amplificador muito mais potente. O microcircuito é muito mais fácil de montar no dissipador de calor, pois seu substrato não está conectado à superfície condutora de calor do gabinete e pode ser conectado diretamente ao dissipador de calor ou gabinete do amplificador (para o microcircuito TDA7294, o menos do fonte de energia está conectada ao substrato). Muitas vezes, isso pode ser crítico, pois isolar o dissipador de calor do chassi às vezes pode ser complicado. O diagrama esquemático do amplificador de potência no STK4231-II é mostrado na fig. 1.
Principais parâmetros técnicos do amplificador
O amplificador é alimentado por uma fonte não estabilizada de tensão bipolar 2x (45 ... 55) V. O sinal de entrada para um dos amplificadores do chip DA2 vai diretamente para o pino 3, e para o segundo (pino 20) - através de um amplificador buffer inversor no amplificador operacional DA1. O amplificador operacional é alimentado por reguladores de tensão de +15 e -15 V, feitos em microcircuitos DA3, DA4. A partir dos mesmos estabilizadores, se necessário, você também pode alimentar um pré-amplificador com controles de tom ou filtros de crossover. O ganho do amplificador de potência pode ser alterado selecionando os resistores de feedback R6 e R11. A resistência deles em ambos os braços do amplificador deve ser a mesma. Nos transistores VT1 - VT4 é feita uma unidade de proteção de corrente que evita que o microcircuito falhe em caso de sobrecarga. Com o aumento da corrente através de um dos resistores R18, R28, a queda de tensão nele aumenta, o que leva à abertura do transistor VT2 ou VT1, respectivamente. Isso, por sua vez, leva à operação de um tiristor analógico nos transistores VT3, VT4 e o microcircuito é bloqueado. Para desabilitar o bloqueio, é necessário desligar e ligar novamente o amplificador. Se não houver necessidade de um dispositivo de proteção, você não poderá soldar os transistores VT1 - VT4 e elementos relacionados à placa - isso não afetará o funcionamento do amplificador. Outras variantes do dispositivo de proteção podem ser utilizadas com o amplificador, levando em consideração a propriedade de que quando conectado ao fio comum dos resistores R25, R31, o amplificador fica bloqueado. O microcircuito possui um nó que evita cliques nos alto-falantes quando a energia é ligada e desligada. Para isso, o pino 8 do microcircuito DA2 recebe uma tensão constante fornecida através do diodo VD2 e dos circuitos corretivos do enrolamento do transformador de potência. O amplificador foi testado em operação com carga real com resistência de 5,3 ohms; a potência de saída é um pouco menor com uma resistência de carga de 8 ohms. Para o amplificador foi desenvolvida uma placa de circuito impresso unilateral, cujo desenho é mostrado na Fig. 2.
No projeto, você pode usar resistores C5-16 com potência de 5 W (R16-R18, R28-R30), MLT-1 (R22, R31, R38, R39), o restante - MLT-0,25 ou MLT-0,5 . Capacitores de óxido - K50-35 ou importados para tensão de 63 V. Os demais capacitores são de filme (grupos K73) ou cerâmicos (exceto os grupos TKE H50 e H90). O amplificador operacional DA1 pode ser substituído por K140UD7, KR140UD17, TL071, etc. Os transistores KT502E podem ser substituídos por 2SA1207, KT814G, VT3 - por 2SC2911, KT815G, VT4 - por 2SA1209, KT814G. Os indutores L1, L2 são enrolados com um fio com diâmetro de 1 mm nos resistores R17, R29, volta por volta em uma camada ao longo do comprimento do resistor. O microcircuito STK4231 possui duas versões - com índices II e V. O circuito de comutação do STK4231-V difere um pouco daquele recomendado para o microcircuito STK4231-II, no qual os pinos 1, 2, 21 e 22 não são utilizados. Para STK4231-V, elementos adicionais são conectados a eles, conforme mostrado na fig. 3; todas as outras conclusões estão conectadas da mesma maneira. O amplificador com STK4231-V possui um coeficiente harmônico inferior - 0,08%.
Tal UMZCH pode ser alimentado tanto por uma fonte de alimentação de transformador quanto por uma fonte pulsada mais moderna. A potência da fonte de alimentação deve ser escolhida 30...40% a mais que a potência máxima do próprio amplificador. Uma alteração a este artigo também deve ser levada em consideração: a saída 12 DD3.2 (ver diagrama da Fig. 2 do artigo) deve ser conectada à saída 3 DD3.1, e não conforme mostrado no diagrama. Além disso, para limitar a primeira corrente de partida quando o UPS é ligado, é útil introduzir um termistor no circuito de retificação primário. Ao usar uma fonte de alimentação chaveada no circuito amplificador, em vez do diodo KD226A (VD2), use KD212 e reduza a capacitância do capacitor C14 para 1000 pF. Ao montar o amplificador descrito, atenção especial deve ser dada à fixação dos microcircuitos ao dissipador de calor. A introdução de juntas de mica para isolamento com tal potência de amplificador é inaceitável. Os microcircuitos permitem aquecer até 70 ° C durante o funcionamento normal, mas é aconselhável não ultrapassar esta temperatura. É aconselhável utilizar resfriamento forçado por ventilador. O dissipador de calor pode ser instalado em pino (agulha), em casos extremos, nervurado, atuando como parede traseira ou lateral da caixa do amplificador. É possível fixar o microcircuito com parafusos utilizando pasta condutora de calor em uma placa de cobre de 3 ... 5 mm de espessura e depois uma placa com a mesma pasta em um dissipador de calor dissipador. As dimensões da placa devem ser 2...4 vezes maiores que as dimensões do microcircuito utilizado. Neste caso, a eficiência da transferência de calor será máxima. Com montagem adequada e uso de peças em boas condições, o amplificador descrito não requer ajuste. Ao alimentar o pré-amplificador a partir dos estabilizadores DA3, DA4 (ver Fig. 1), é necessário apenas selecionar os resistores R38, R39 para que a tensão na entrada dos estabilizadores DA3, DA4 esteja na faixa de 20 ... 30 V. Autor: I. Korotkov; Publicação: cxem.net
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