12 V wzmacniacz mocy audio na tip35c - wzmacniacz klasy A.

Głośniki są dużymi obciążeniami i zwykle wymagają do napędzania dużego prądu, który jest dostarczany przez obwód zewnętrzny. Dzieje się tak, ponieważ czasami wytwarzany dźwięk, powiedzmy z mikrofonu lub cewek odbiorczych gitary, nie generuje wysokiego prądu o wysokiej amplitudzie, dlatego nie nadaje się do napędzania głośnika. Dlatego mamy coś, co nazywa się wzmacniaczami audio. Istnieje wiele klas wzmacniaczy, a wcześniej zbudowaliśmy wiele obwodów wzmacniaczy audio, od małych wzmacniaczy 10 W do ciężkich wzmacniaczy mocy 100 W. Wiemy również, że istnieje kilka typów wzmacniaczy w elektronice, niektóre popularne nazwy, z którymi można się spotkać, to wzmacniacz buforowy, przedwzmacniacz i wzmacniacz mocy.

Różnica między wzmacniaczem buforowym, przedwzmacniaczem i wzmacniaczem mocy:

Wzmacniacz buforowy wytwarza się z tego samego sygnału dokładnie w tej samej amplitudzie od słabego źródła dźwięku, natomiast wstępnie wzmacniacz wzmacnia sygnał w znacznie wyższym napięciu od źródła wejściowego. Sygnał wyjściowy z przedwzmacniacza jest dalej przekazywany do wzmacniacza mocy. Wzmacniacz źródło prądu do obciążenia w zależności od amplitudy sygnału wejściowego. Zatem wzmacniacz mocy jest urządzeniem elektronicznym, które dostarcza wymaganą moc (napięcie x prąd) do głośnika.

W tym projekcie będziemy napędzać głośnik za pomocą prostego i niedrogiego wzmacniacza mocy, do obwodu wzmocnienia mocy użyjemy tranzystora mocy TIP35C.

Wymagane składniki

W przypadku tego projektu wzmacniacza mocy audio wymagane są następujące elementy -

1. Tranzystor mocy TIP35C.
2. Radiator do TIP35C.
3. Rezystor 1k.
4. Kondensator 470uF 25V.
5. Gniazdo wejściowe audio (w zależności od wymaganego złącza źródła wejściowego).
6. Płytka prototypowa.
7. Zasilacz 12V
8. Głośnik

Schemat obwodu dla wzmacniacza klasy A używającego TIP35C

Schemat obwodu wzmacniacza mocy audio TIP35C pokazano poniżej.

Działanie wzmacniacza mocy audio TIP35C

Tranzystor działa jako wzmacniacz, wzmacniając sygnał wejściowy. Jeżeli napięcie polaryzacji prądu stałego jest przyłożone do złącza emiter-baza tranzystora, tranzystor pozostaje w stanie spolaryzowanym do przodu, który może być utrzymywany niezależnie od polaryzacji sygnału. To jest wzmacniacz klasy A. Dlatego tranzystor zawsze jest spolaryzowany w stanie ON. W ten sposób podczas pełnego cyklu sygnału wejściowego tranzystor wytwarza minimalne zniekształcenie maksymalnej amplitudy sygnału wyjściowego.

Ponieważ wzmacniacz klasy A wymaga zasilania dużej ilości prądu obciążenia, wartość znamionowa tranzystora musi być wystarczająca, aby skompensować wysoki prąd kolektora. Obciążenie, tj. Głośnik, jest połączone przez kolektor. Dlatego tranzystor musi mieć wysoki prąd kolektora. Jest to z powodzeniem dostarczane przez TIP35C, ponieważ jest to tranzystor mocy 100 V wraz z prądem kolektora 25 A. Jednak główną wadą powyższego obwodu jest ogólna sprawność wzmacniacza mocy. Ponieważ obwód jest podstawową konstrukcją wzmacniacza klasy A, prawie duża ilość prądu jest tracona w wyniku rozpraszania ciepła na tranzystorze mocy TIP35C. Konieczne jest podłączenie dużego radiatora, aby umożliwić odprowadzanie ciepła. Wydajność konwersji obwodu jest niska.

Szczegółowy schemat pinów TIP35C przedstawiono na poniższym obrazku

Rezystor R1 jest używany jako rezystor bazowy, który zapewnia wystarczający prąd bazowy do napędzania tranzystora w punkcie nasycenia. Kondensator C1 470uF jest istotnym elementem obwodu. Dzieje się tak, ponieważ kondensator służy dwóm celom. Po pierwsze, kondensator izoluje podstawę od wejściowego źródła zasilania, tak że napięcie lub prąd bazy nie może wpływać na źródło dźwięku, a innym celem jest działanie jako kondensator blokujący prąd stały od źródła wejściowego. Kondensator blokuje prąd stały i przepuszcza tylko prąd zmienny. Jest to skutecznie obsługiwane przez kondensator 470uF i przepuszcza tylko częstotliwość AC.

Dodatni zasilacz łączy się szeregowo z głośnikiem. Tranzystor dostarcza głośnik z GND. Dlatego niewielkie zmiany w podstawie mogą wpływać na obciążenie, czyli głośnik.

Testowanie wzmacniacza audio o mocy 12 V.

Obwód jest zbudowany w płytce stykowej. Moja konfiguracja płytki prototypowej wygląda mniej więcej tak poniżej. Jak widać obwód wymaga bardzo mniej elementów zewnętrznych, a przez to jest łatwy w budowie

Obwód jest testowany za pomocą 9-watowego głośnika, który pokazano na poniższym rysunku

Wybór odpowiedniego głośnika jest ważny dla każdego wzmacniacza mocy. Słaby głośnik może zepsuć dobrze skonstruowany wzmacniacz. Tak więc każdy, kto konstruuje tablicę aplikacji związaną z dźwiękiem, w której głośnik jest główną drogą, upewnij się, że masz dobrze działający głośnik. Do testowania tego obwodu wzmacniacza mocy używany jest powyższy głośnik. Ten głośnik ma ponad 60 lat i pochodzi ze starego wzmacniacza lampowego. Jednak ten głośnik został zrekonstruowany przeze mnie prawie trzy lata temu. Jest to głośnik 4 Ohm, który może dostarczyć prawie 9 W mocy wyjściowej, a średnica tego głośnika wynosi 6 cali średnicy.

Następna rzecz to wejście audio. Wejście audio jest podawane przez telefon komórkowy. Ponieważ telefon komórkowy ma już wbudowany przedwzmacniacz, można uznać, że testowanie odbywa się z podstawowym przedwzmacniaczem przed wzmacniaczem mocy w fazie testowania. Układ działał całkiem dobrze, a wydajność wyjściowa jest całkiem dobra. Pełne wideo testowe można znaleźć na dole tej strony.

Wniosek

Jest to podstawowy typ układu wzmacniacza mocy klasy A z wejściem 12 V i wykorzystujący minimum składowe, tylko trzy. Jednak nie jest tak dobry, jak tradycyjny wzmacniacz mocy dostępny na rynku. Można dokonać dalszej poprawy i zwiększyć ogólną wydajność.

Dalsze ulepszenia obwodu

Obwód można dodatkowo ulepszyć, dodając komplementarny tranzystor mocy PNP i konfigurując obwód jako wzmacniacz mocy przeciwsobnej. W takim przypadku można zastosować dodatkowy filtr lub przedwzmacniacze oparte na tranzystorach, aby skompensować napięcie o amplitudzie wymaganej dla obwodu. Ponadto można dodać obwód korektora, aby zapewnić prawidłowe działanie BASS, MID i TREBLE.