5 besten erkundeten 40-Watt-Verstärkerschaltungen

In diesem Beitrag werden wir über 5 herausragende, einfach zu bauende, verzerrungsarme Hi-Fi-40-Watt-Verstärkerschaltungen sprechen, die durch einige geringfügige Änderungen auf eine höhere Leistung aufgerüstet werden können.

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Obwohl möglicherweise mehrere Hybrid-Ausgangsmodule verfügbar sind, kann kaum eines davon Einfachheit mit Erschwinglichkeit bei gleichzeitig hoher Gesamtleistung verbinden.

Einer von ihnen ist der SGS-Chip TDA2030, der in dem vorliegenden Verstärker verwendet wird. Das Layout des Verstärkers ist unkompliziert: Ein Leistungsverstärker, der von zwei brückengebundenen Ausgangstransistoren begleitet wird. Das Audiosignal wird über die Buchse K1 und den Kondensator C1 an den nicht invertierenden Eingang des Leistungsverstärkers lC1 abgegeben.

Der Versorgungsstrom zum IC schwingt entsprechend dem Eingangssignal.

Aufgrund dessen zeigt es einen sich gleichermaßen ändernden Spannungsabfall um die Widerstände R6, R7. R8 und R9, vorausgesetzt, diese befinden sich in den Quellleitungen zum Operationsverstärker. Solange der Strom unter 1 A liegt, reicht der Spannungsabfall über den Widerständen nicht aus, um die Transistoren T1 und T2 einzuschalten. Dies bedeutet, dass die Ausgangsleistung von bis zu 2 W in 4-Ohm-Lautsprecher vollständig vom Operationsverstärker geliefert wird.

Sobald der Ausgangsstrom einen Pegel von 1 A überschreitet, werden die Transistoren eingeschaltet und verstärken die Ausgangsleistung des Verstärkers.

Wenn das Eingangssignal niedrig ist, führt dies zu einem unzureichenden Ruhestrom durch den Transistor. Da dies jedoch über das Opamp-Crossover-Netzwerk geschieht, werden Probleme schließlich umgangen.

Der IC liefert zusätzlich eine Wärmekompensation und sorgt so für garantierte Stabilität des Betriebspunktes.

Die Versorgungsspannung kann zwischen 12 V und einem absoluten Maximum von 44 V liegen. Der Aufbau des Verstärkers auf der Leiterplatte muss einfach sein.

Die Transistoren sollten zusammen mit dem IC installiert und auf einem Kühlkörper von ungefähr 2 k W-1 isoliert werden. Tragen Sie viel wärmeleitenden Verbund auf. Die Versorgungsleitung muss durch eine 3,15-A-Sicherung geschützt werden. Die Leitung sollte durch eine 3,15-A-Sicherung geschützt werden.

Schaltplan

PCB Design

Liste der Einzelteile

Widerstände, alle 1/4 Watt 5%, sofern nicht anders angegeben

• R1 bis R4 = 100K
• R5 = 8k2
• R6 bis R9 = 1,4 Ohm 1%
• R10 = 1 Ohm

Kondensatoren

• C1 = 470 nF
• C2 = 10 uF, 63 V radial
• C3 = 4,7 uF, 63 V radial
• C4, C5, C7 = 220 nF MKT oder Keramik
• C6 = 2200 uF, 50 V radial

Halbleiter

• D1, D2 = 1N4007
• T1 = BD712
• T2 = BD711
• IC1 = TDA2030

Verschiedenes

• K1 = Audio-Buchse oder Buchse
• Kühlkörper = 2K W ^ -1
• Isolierscheiben usw. für IC1, T1, T2

Technische Spezifikationen

Betriebsspannung: Maximal 44V

Ausgangsleistung = 22 Watt im 8-Ohm-Lautsprecher und 40 Watt im 4-Ohm-Lautsprecher mit THD = 0,1%

Harmonische Verzerrungstabelle

• 1 kHz bei 8 Ohm bei 11 Watt = 0,012%
• 1 kHz bei 4 Ohm bei 20 Watt = 0,032%
• 20 kHz bei 8 Ohm bei 11 Watt = 0,074%
• 1 kHz bei 8 Ohm bei 1 Watt = 0,038%
• 1 kHz bei 4 Ohm bei 1 Watt = 0,044%
• Strom = 38mA ungefähr ruhig
• Wirkungsgrad = 8 Ohm 62,5%
• Maximale Last = 4 Ohm 64%

2) 40-Watt-Verstärker mit IC LM391

Dieses zweite Design ist ein leistungsstarker, schnörkelloser Verstärker mittlerer Leistung, der speziell für die Verwendung in tragbaren Verstärkern vom Typ „Combo“ entwickelt werden kann, die bei Gitarristen und Jazzmusikern beliebt sind.

Der Verstärker ist eine effiziente Mischung aus einem eingebauten Audiotreiber-IC, dem LM391-80, und einer Push-Pull-Ausgangsstufe mit Bipolartransistoren.

Einige einzigartige Aspekte des Designs werden im Folgenden beschrieben.

Der NTC, der in physischem Kontakt mit den Leistungstransistoren steht, ermöglicht es dem LM391, die Leistungsstufe abzuschalten, wenn diese überhitzt. Der Ausgangspunkt dieser Wärmesicherheit liegt bei einem NTC-Strom von ca. 200 pA.

Der den NTC erdende Elektrolytkondensator sorgt für einen „sanften Start“, dh ein lautes Klicken oder andere verwirrende Geräusche des Lautsprechers beim Einschalten des Verstärkers.

Es scheint, dass der Schutz viel zu empfindlich ist, und daher ist möglicherweise ein Versuch und Irrtum für den Wert von R4 oder den des NTC erforderlich. Es ist einfach, eine Rückkopplung im Verstärker anzuwenden, indem R23 an das Leitungsnetz C5-R7 angeschlossen wird.

Die anderen Komponenten bestimmen zusammen mit R10 den Frequenzgang des Verstärkers, der möglicherweise eine Feinabstimmung erfordert, um bestimmte Anforderungen zu erfüllen. Die in diesem Artikel angegebenen Komponentennummern sind möglicherweise für die meisten Anwendungen in Ordnung.

Das Ergebnis des Experimentierens mit verschiedenen Werten von C5 und R7 ist leicht zu bestimmen (oder zu hören), indem R23 kurz kurzgeschlossen wird. Bei 4-Ohm-Lautsprechern muss R23 auf 0,18 Ohm reduziert werden. Leider ist der LM391-80 anfällig für Schwingungen, die durch die Komponenten RX, C6, C8 und C9 unter Kontrolle gehalten werden müssen (in vielen Fällen könnte C6 entfernt werden).

Der Widerstand RX minimiert speziell die Verstärkung im offenen Regelkreis. Wenn RX verwendet wird, muss Ry angeschlossen werden, um die resultierende Offset-Spannung zu kompensieren. Die Komponenten R22 und C12 bilden ein Boucherot-Netzwerk, das den Verstärker bei hohen Frequenzen stabilisiert. Der Eingang des Verstärkers muss von einer niederohmigen Quelle betrieben werden, die Audiosignale mit Leitungspegel (0 dB) liefern kann.

Das Netzwerk R1-C1 dämpft Amplituden über 50 kHz oder so. Der Ruhestrom des Verstärkers wird durch die Voreinstellung P1 definiert. Stellen Sie diesen Regler am Anfang auf 0 Ohm ein und stellen Sie ihn fein ein, bis ein Ruhestrom von 50 mA hergestellt ist.

Sie können diesen Wert auf 400 mA erhöhen, wenn Sie nach einer geringen Verzerrung suchen. Die Leistungstransistoren sind alle im selben Abschnitt der Leiterplatte positioniert, damit sie zusammen mit dem NTC auf einen gemeinsamen Kühlkörper geklemmt werden können.

Der Kühlkörper muss ziemlich groß sein und einen Wärmewiderstand von 1 K Wsl oder weniger haben. Beachten Sie, dass L1 aus 20 Windungen mit einem Durchmesser von 0,8 mm besteht. emaillierter Kupferdraht um R21 gewickelt. C9 ist ein Keramikkondensator.

Schaltplan

Technische Daten

Schauen wir uns nun einige getestete Daten an:

Mit Versorgungsspannung: 35 V R23 kurzgeschlossen:

3-dB-Bandbreite (8 Q]: ca. 11 Hz bis 20 kHz

THD (transiente harmonische Verzerrung) bei 1 kHz :. 1 W in 8 Ohm: 0,006% (Iq = 400 mA) 1 W in 8 Ohm: 0,02% (Iq = 50 mA) 65 W in 8 Ohm: 0,02% (Um = 873 mV) 80 W in 4 Ohm: 0,2% ( Um = 700 mV Beginn der Stromgrenze).

Leiterplatten- und Komponentenlayout

Liste der Einzelteile

3) 40-Watt-Leistungsverstärker mit IC LM2876 von Texas Instruments

Das dritte Design ist eine weitere coole HiFi-40-Watt-Leistungsverstärkerschaltung, die einen Einzelchip LM2876 verwendet, um die angegebene Menge an Musikleistung über einen 8-Ohm-Lautsprecher zu liefern.

Der IC LM2876 ist ein hochwertiger Audioverstärkerchip, der für eine kontinuierliche Leistung von 40 Watt über einen 8-Ohm-Lautsprecher mit einem THD von 0,1% und einem Frequenzbereich von 20 Hz bis 20 kHz ausgelegt ist.

Die Leistung dieses ICs ist weitaus besser als bei anderen Hybrid-ICs aufgrund seiner integrierten Funktion, die als Self Peak Instantaneous Temperature-Steuerschaltung bezeichnet wird Spitze.

Das 'SPiKe' beinhaltet einen vollständigen Schutz des Chips gegen Ausgangsüberspannung, Unterspannung, Überlast und versehentliche Kurzschlüsse.

Der IC LM2876 weist ein hervorragendes Signal-Rausch-Verhältnis über 95 dB auf und garantiert eine hervorragende Klangqualität und -wiedergabe mit HiFi-Pegel.

Pinbelegung des LM2876

Schaltplan

Das vollständige Schaltbild dieses 40-Watt-Verstärkers auf LM2876-Basis ist nachstehend aufgeführt:

Für weitere Informationen besuchen Sie bitte die Datenblatt des IC

4) 40-Watt-Stereoverstärkerschaltung mit IC TDA7292

Bisher haben wir Verstärker mit Mono-40-Watt-Leistung diskutiert. Diese vierte Schaltung in der Liste bietet jedoch eine Stereo-40 + 40-Watt-Leistung über einen Einzelchip-IC TDA7292. Wenn Sie also nach einer Stereoversion eines 40-Watt-Verstärkers suchen, wird dieses Design Ihre Anforderungen sehr einfach erfüllen.

Dieser herausragende Single-Chip-Stereoverstärker wird von hergestellt ST Mikroelektronik .

Die Schaltung benötigt kaum Komponenten und kann schnell mit einer gut ausgestatteten Leiterplatte konfiguriert werden, die im Datenblatt selbst angegeben ist.

Haupteigenschaften

• Breiter Versorgungsspannungsbereich (von +/- 12 V ± 33 V)
• Arbeitet mit doppelter Versorgung für optimale Ausgangsleistung
• Entwickelt, um die volle Ausgangsleistung von 40 W + 40 W bei 8 Ω mit einer Versorgungsspannung von ± 26 V und einer harmonischen Gesamtverzerrung von nicht mehr als = 10% zu liefern
• Intern eliminierter Pop-Sound beim Ein- und Ausschalten
• Verfügen Sie über eine Stummschaltoption, die ebenfalls ('pop' -frei) ist.
• Wenn der Mute-Pin geerdet ist, geht der IC mehr in einen Standby-Modus mit geringem Verbrauch.
• Intern ist der IC kurzschlussgeschützt, was bedeutet, dass der IC nicht brennt oder beschädigt wird, wenn der Ausgang versehentlich kurzgeschlossen oder überlastet wird.
• Außerdem verfügt der IC über einen eingebauten thermischen Überlastschutz, sodass eine Überhitzung den IC nicht beschädigt.

Vollständiger Schaltplan

Absolut beste Bewertung

Die folgenden absoluten Höchstwerte des IC TDA7292 sollten nicht überschritten werden, um zu verhindern, dass der IC dauerhaft beschädigt wird:

• DC-Versorgungsspannung ± 35 V.
• (ICH_ODER) Ausgangsspitzenstrom (intern begrenzt) 5 A.
• (P._bis) Verlustleistung Tcase = 70 ° C 40 W.
• (T._auf) Betriebstemperatur -20 bis 85 ° C.
• (T._j) Sperrschichttemperatur -40 bis 150 ° C.
• (T._stg) Lagertemperatur -40 bis 150 ° C.

Referenz: Weitere Informationen und das vollständige PCB-Design finden Sie in der Originaldatenblatt des IC.

5) 40 Watt Verstärker mit nur Transistoren

Alle oben erläuterten Designs sind abhängig von integrierten Schaltkreisen, und wir alle wissen, wie leicht diese ICs zu jedem Zeitpunkt veraltet sein können. Der vielleicht beste Weg, ein universelles immergrünes Verstärkerdesign zu haben, besteht darin, es in Form einer diskreten transistorisierten Version zu haben, wie in diesem fünften endgültigen Design gezeigt:

Dies ist eigentlich die verkürzte Version des beliebten 100-Watt-Verstärkers von dieser Website. Es wurde vereinfacht, indem einige Mosfets entfernt und der Versorgungseingang auf 24 V reduziert wurden.

Die in der obigen Transistor-40-Watt-Verstärkerschaltung angegebenen Teile sehen etwas unkonventionell aus und sind möglicherweise nicht ohne weiteres auf dem Markt erhältlich. Das Schöne an solchen Transistorversionen ist jedoch, dass die aktiven Komponenten leicht durch äquivalente Werte ersetzt werden können. Auch für dieses Design können wir die entsprechenden Äquivalente finden und hier ersetzen, um die gleichen fehlerfreien Ergebnisse zu erzielen.

Der Verstärker wurde von den Hitachi-Ingenieuren hervorragend entwickelt, um herausragende Klarheit bei minimalen Verzerrungen zu erzielen. Ich habe es getestet und war ziemlich begeistert von seinem riesigen einstellbaren Leistungsbereich und seiner außergewöhnlichen Ausgabequalität.

Die gesamte Teileliste finden Sie unter Dieser Beitrag.