Kostkê TDA7294 zna chyba ka¿dy audio-

elektronik. Dla przypomnienia, jest to mono-

lityczny wzmacniacz mocy oferuj¹cy maksy-

malna moc ci¹g³¹ 70W przy stosunkowo nis-

kiej cenie i prostocie uk³adowej. Dlatego jest

tak popularny wœród m³odych elektroników

i prze¿ywa tym samym swoj¹ kolejn¹ m³o-

doœæ. Bardziej doœwiadczeni znaj¹ ten uk³ad

od prawie 10 lat i nie jest ju¿ dla nich tak at-

rakcyjny. Wszystkim, którzy poznali mo¿li-

woœci tej kostki, proponujê wzmacniacz tran-

zystorowy na tranzystorach N-MOSFET

w porównywalnej cenie, a przy tym nawet

o wiêkszej mocy. Czy prezentowany uk³ad

jest lepszy? – o tym zadecydujcie ju¿ sami.

Topologia uk³adowa

Na rysunku 1 mo¿na zobaczyæ podrêczniko-

w¹ topologiê uk³adow¹ wzmacniacza mocy

z tranzystorami N-MOSFET w stopniu wyj-

œciowym. Od klasycznego wzmacniacza

z komplementarnym wtórnikiem na wyjœciu

ró¿ni siê ona zastosowaniem drugiego stopnia

w postaci wzmacniacza ró¿nicowego.

Ale po kolei. Na wejœciu znajduje siê

wzmacniacz ró¿nicowy z³o¿ony z tranzysto-

rów T4, T5, punkt pracy ustala Ÿród³o pr¹do-

we I2. Sygna³ wejœciowy trafia do bazy T4,

a sygna³ sprzê¿enia zwrotnego do bazy T5.

Z wyjœcia tego stopnia (R1, R2) sygna³ w po-

staci symetrycznej jest kierowany na kolejny

wzmacniacz ró¿nicowy (T1, T2). Pr¹d Ÿród³a

pr¹dowego I1, rozdzielaj¹c siê w T1, T2 traf-

ia na rezystory R6, R7, wywo³uj¹c na nich

napiêcie polaryzacji bramek tranzystorów

mocy T3, T6 i ustala tym samym pr¹d spo-

czynkowy. Aby w pe³ni wysterowaæ tranzys-

tory wyjœciowe (chodzi o T3), zasilanie stop-

nia steruj¹cego powinno byæ wy¿sze od zasi-

lania g³ównego. Takie dodatkowe napiêcie

(Ug) jest doϾ niewygodne w realizacji, dla-

tego te¿ konstruktorzy kompromisowo zasi-

laj¹ ca³y uk³ad tym samym napiêciem. Ma to

powa¿n¹ wadê ograniczaj¹c¹ dodatni¹ am-

plitudê napiêcia wyjœciowego. Wtedy ujem-

ne napiêcie wyjœciowe jest tylko nieco

mniejsze od napiêcia zasilania, za to dodat-

nie jest pomniejszone czêsto o ponad 10V.

Zmniejsza to drastycznie moc wyjœciow¹

wzmacniacza i jego sprawnoϾ. Dodatkowo

pogarsza parametry wzmacniacza, zmusza-

j¹c do pracy Ÿród³o pr¹dowe I1 oraz T1, T2

na bardzo ma³ych napiêciach, co powoduje

ich nieliniow¹ pracê. Bardzo dobrze zdaj¹

sobie sprawê z tego konstruktorzy kostki

TDA7294 i rozwi¹zali problem, stosuj¹c

prosty uk³ad bootstrap. Dziêki temu kostka

ta jest w stanie „wyprodukowaæ” na wyjœciu

napiêcie równe zasilaniu, ale tylko bez ob-

ci¹¿enia. Przy pe³nym obci¹¿eniu napiêcie to

jest ju¿ o ok. 4V mniejsze, co wynika z pew-

nej rezystancji tranzystora MOSFET. Nieste-

ty rezystancja ta zwiêksza siê wraz z tempe-

ratur¹, dlatego wzmacniacz „traci” moc wraz

z rozgrzewaniem. Oba tranzystory mocy pra-

cuj¹ w uk³adzie wspólnego Ÿród³a, co jest

doœæ niekorzystne ze wzglêdu na du¿e po-

jemnoœci wejœciowe.

Opis uk³adu

Schemat pe³nego uk³adu wzmacniacza poka-

zano na rysunku 2. Na wejœciu znajduje siê

kondensator C7 oddzielaj¹cy sk³adow¹ sta³¹

oraz filtr dolnoprzepustowy R24, C5. Dalej

sygna³ trafia na bazê T10, która wraz z T11

tworzy wejœciowy wzmacniacz ró¿nicowy.

Do bazy T11 doprowadzony jest sygna³ sprzê-

¿enia zwrotnego przez elementy R26, R25,

C9, takie same jak w kostce TDA7294, które

ustalaj¹ wzmocnienie napiêciowe na ok. 33x

(30dB). Pr¹d pary wejœciowej ustala R31 do-

³¹czony do stabilnego napiêcia uzyskiwanego

na diodzie Zenera DZ3. Wartoœæ tego pr¹du

jest ma³a i wynosi ok. 1,1mA, co daje bardzo

ma³e wydzielanie siê ciep³a z tranzystorów

T10, T11. Na rezystorach R12, R13 panuje

wtedy napiêcie 5,5V. Przek³ada siê to na ok.

4V napiêcia na T4, zapewniaj¹c mu komfor-

towe warunki pracy jako Ÿród³o pr¹dowe.

O pr¹dzie tego Ÿród³a decyduje suma napiêæ

uzyskiwanych na D2, D3 i T3 oraz rezystancji

R7+P1. T3 pracuje jako dioda i jest umiesz-

czony na radiatorze, pe³ni¹c rolê stabilizacji

termicznej pr¹du spoczynkowego, którego

wartoœæ regulujemy P1. Pr¹dy kolektorów pa-

ry ró¿nicowej T6, T7 trafiaj¹ na rezystory

R19, R32, a dalej w postaci napiêcia przez

R20, R28 na bramki wyjœciowych tranzysto-

rów MOSFET T8, T13. Dodatkowym ele-

mentem jest tu tranzystor T9 s³u¿¹cy tylko za

odci¹¿enie T6. Bez niego T6 wytraca³by dwa

razy wiêcej ciep³a, ni¿ jego „kolega” z pary

ró¿nicowej T7. Powodowa³oby to pewn¹ nie-

symetrycznoœæ termiczn¹ i mog³o przegrzaæ

T6. W takim uk³adzie jako T6, T7, T9 wystar-

czy zastosowanie ma³ych tranzystorów

w obudowach TO92. Moc strat ka¿dego

z nich nawet przy zasilaniu ±60V nie przekro-

czy 0,25W, z czym sobie doskonale poradz¹.

Tranzystory T12, T14 wraz z rezystorami

R21-32, R35-37 pe³ni¹ rolê zabezpieczenia

W

W

W

W

zz

zz

m

m

m

m

aa

aa

cc

cc

nn

nn

ii

ii

aa

aa

cc

cc

zz

zz

nn

nn

aa

aa

tt

tt

rr

rr

aa

aa

nn

nn

zz

zz

yy

yy

ss

ss

tt

tt

oo

oo

rr

rr

aa

aa

cc

cc

hh

hh

NN

NN

--

--

M

M

M

M

OO

OO

SS

SS

FF

FF

EE

EE

TT

TT

- alternatywa dla TDA7294

13

Projekty AVT

Elektronika dla Wszystkich

00

00

00

Rys. 1

22

22

77

77

66

66

22

22

pr¹dowego, ich wartoœæ jest dobrana do

maksymalnego pr¹du wyjœciowego. W tym

przypadku jest to równoleg³e po³¹czenie

trzech rezystancji 0,22Ω daj¹ce wynikowo

rezystancjê tylko ok. 0,07Ω, ustalaj¹c tym

maksymalny pr¹d wyjœciowy równy 10A

(Imax=0,7V/R). Tak ma³a rezystancja oraz

rozbicie jej na trzy rezystory umo¿liwi³a za-

stosowanie rezystorów ma³ej mocy. Reduku-

je to znacznie wielkoœæ p³ytki monta¿owej,

ale jest niestety okupione trudnoœci¹ w ich

zakupie. Dalsz¹ czêœci¹ zabezpieczenia s¹

rezystory R16, R20 oraz R30, R33 tworz¹ce

ogranicznik pr¹du z charakterystyk¹ „pod-

ciêt¹”. Dziêki temu zabiegowi pr¹d zwarcio-

wy jest o ok. po³owê mniejszy ni¿ pr¹d mak-

symalny, co zabezpiecza tranzystory wyj-

œciowe przed przekroczeniem maksymalnej

mocy strat. Aby uk³ad by³ niezawodny, zo-

sta³ wyposa¿ony w dodatkowe zabezpiecze-

nia. Ich zadaniem jest ciche w³¹czenie/wy³¹-

czenie wzmacniacza przy w³¹czaniu/wy³¹-

czaniu zasilania sieciowego, tak jak w przy-

padku zwarcia wyjœcia, na które wzmacniacz

jest ca³kowicie odporny. Jak prosty mo¿e

byæ uk³ad takich zabezpieczeñ, mo¿na zoba-

czyæ w lewym górnym rogu rysunku 2. Tran-

zystory T1, T2 pracuj¹ w uk³adzie kompara-

tora z histerez¹, R1, R2, R4, R5 ustalaj¹ pro-

gi napiêæ. Dzia³a on w ten sposób, ¿e po zasi-

leniu uk³adu zaczyna ³adowaæ siê C1 g³ów-

nie przez pr¹d bazy T2 oraz rezystor R6. Po

przekroczeniu napiêcia progowego T2 zosta-

je zatkany, a T3 zaczyna przewodziæ. Pr¹d

przep³ywa przez diodê Zenera DZ1, uaktyw-

niaj¹c Ÿród³o pr¹dowe na tranzystorze T5.

W³¹cza ono g³ówne Ÿród³o pr¹dowe T4, czy-

li ca³y wzmacniacz. Podczas zwarcia wyjœcia

w pierwszej chwili pr¹d jest ograniczany

przez T12, T14. Po pewnej chwili roz³ado-

wany jest C1 dziêki pod³¹czeniu go za po-

moc¹ R8, D4 do tranzystora T12. Spadek na-

piêcia na C1 wy³¹cza wzmacniacz, a ponow-

ne w³¹czenie nastêpuje po chwili, gdy C1

znów zostanie na³adowany. Jeœli zwarcie nie

zosta³o usuniête, proces wy³¹czenia powtó-

rzy siê, a po usuniêciu zwarcia wzmacniacz

przejdzie do normalnej pracy. Dodatkowy

uk³ad DZ2, R3, D1 ma za zadanie roz³ado-

waæ C1, czyli wy³¹czyæ wzmacniacz w przy-

padku spadku napiêcia zasilania uniemo¿li-

wiaj¹cego poprawn¹ jego pracê. R10, R11,

R14, R18 oraz C2 tworz¹ uk³ad bootstrap

podnosz¹cy dynamicznie (w rytm sygna³u)

napiêcie zasilania stopnia steruj¹cego. Dziê-

ki niemu i wydajnym tranzystorom wyjœcio-

wym wzmacniacz przy maksymalnej mocy

charakteryzuje siê wyjœciowym napiêciem

nasycenia o wartoœci ok.2V i jest to jeden

z najlepszych wyników we wzmacniaczach

mocy. Przek³ada siê to na wysok¹ spraw-

noœæ, a w porównaniu z kostk¹ TDA7294

daje do 25% wiêcej mocy z tego samego

Ÿród³a zasilania.

Monta¿ i uruchomienie

Monta¿ uk³adu mo¿na wykonaæ na p³ytce

przedstawionej na rysunku 3. Zaczynamy od

dwóch zworek, które wykonujemy cienkim

przewodem lub srebrzank¹, koñcz¹c na ele-

mentach wy¿szych i tranzystorach mocy.

Miêdzy punktami oznaczonymi A-A wykonu-

jemy po³¹czenie przewodem w izolacji

o przekroju ok. 1mm

2

. Tranzystory mocy T8,

T13 przykrêcamy do radiatora przez odpo-

wiednie podk³adki izolacyjne. Pod T3 mo¿na

wywierciæ w radiatorze otwór o œrednicy

5mm. Uruchomienie dla bezpieczeñstwa naj-

lepiej przeprowadziæ pod³¹czaj¹c zasilanie

przez szeregowe rezystory ma³ej mocy

22-47Ω. Posiadacze oscyloskopów powinni

obserwowaæ, co siê dzieje na wyjœciu wzmac-

niacza. Dla bezpieczeñstwa mo¿na te¿ pod³¹-

czyæ g³oœnik przez szeregowy rezystor o war-

toœci kilkuset omów. Do wejœcia pod³¹czamy

generator lub dowolne Ÿród³o sygna³u audio

za poœrednictwem potencjometru. Przed w³¹-

czeniem zasilania P1 skrêcamy w lewe skraj-

ne po³o¿enie. Szeregowo z ujemn¹ szyn¹ zasi-

lania w³¹czamy amperomierz. Po w³¹czeniu

zasilania powinien p³yn¹æ niewielki pr¹d

o wartoœci kilku mA, a po kilku sekundach

wzmacniacz powinien siê uruchomiæ. W³¹-

czenie mo¿na poznaæ po pojawieniu siê na-

piêcia 12V na diodzie Zenera DZ1, a pr¹d

zasilania nieznacznie powinien wzrosn¹æ.

Jeœli uruchomienie przebieg³o prawid³owo,

14

Projekty AVT

Elektronika dla Wszystkich

Rys. 2 Schemat ideowy

po podaniu sygna³u na wejœcie w g³oœniku po-

winniœmy go us³yszeæ. Nie nale¿y za bardzo

rozkrêcaæ wzmocnienia, bo w zasilaniu znaj-

duj¹ siê rezystory ograniczaj¹ce pr¹d. Po kil-

ku minutach pracy ustal¹ siê warunki termicz-

ne i mo¿emy przyst¹piæ do regulacji pr¹du

spoczynkowego. W tym celu obracamy P1

w prawo do momentu zaobserwowania na

amperomierzu wartoœci ok. 50mA. Mierzymy

jeszcze napiêcie sta³e (bez sygna³u) na wyj-

œciu. W przypadku takiej topologii uk³adu jest

ono bardzo ma³e i nie powinno przekroczyæ

±20mV. Na koniec zostaje usuniêcie rezysto-

rów z zasilania i sprawdzenie uk³adu przy pe³-

nej mocy. Odwa¿niejsi mog¹ wykonaæ test

zwarcia wyjœcia do masy, najlepiej przy graj¹-

cej g³oœno muzyce. Bêdzie wtedy s³ychaæ wy-

³¹czenie wzmacniacza i po chwili jego po-

nowne w³¹czenie. Mo¿na te¿ sprawdziæ po-

prawne dzia³anie ograniczników pr¹du, zwie-

raj¹c wyjœcie do masy przez rezystor ok. 1Ω.

Pomiar wykonujemy na sinusoidzie o du¿ej

amplitudzie, obserwuj¹c sygna³ na oscylosko-

pie. Powinno byæ widoczne symetryczne ob-

cinanie wierzcho³ków sinusoidy, wzmacniacz

nie wy³¹czy siê, a pomiar wykonujemy przez

ok. 1sekundê. Po tych czynnoœciach pozostaje

ju¿ tylko rozkoszowanie siê dŸwiêkiem.

100W, 200W

a mo¿e... wiêcej

W stopniu mocy zastosowano popularne tran-

zystory N-MOSFET typu IRF540 (100V,

30A, 100W), wersja N ma wiêksz¹ moc wy-

nosz¹c¹ 130W. Mo¿e siê wydawaæ, ¿e ich

maksymalny pr¹d jest nieco na wyrost, jednak

zastosowanie tych tranzystorów wi¹¿e siê

z ich bardzo du¿¹ moc¹ strat. Tak du¿¹ moc

mimo ma³ej obudowy (TO220) osi¹gniêto

dziêki maksymalnej temperaturze struktury

175

o

. Przez to wzmacniacz dysponuje moc¹

wyjœciow¹ rzêdu 100W RMS. A mo¿na j¹

uzyskaæ na 4Ω b¹dŸ 8Ω dziêki dopuszczalne-

mu napiêciu zasilania ±50V. Ograniczeniem

jest tu maksymalne napiêcie pracy tranzysto-

rów IRF540, zastosowanie w ich miejsce

IRF640 (200V,18A, 125W) pozwala na zasi-

lanie uk³adu do ±60V. Wzmacniacz modelo-

wy przeszed³ d³ugotrwa³e testy na zasilaczu,

z którym uzyskiwa³ 140W/4Ω. Uk³ad po-

cz¹tkowo zaprojektowany by³ z myœl¹ o mocy

wyjœciowej rzêdu 200W/

4Ω. Wi¹¿e siê to z napiê-

ciem zasilania bliskim

±60V, do którego jest przy-

stosowany. Jako tranzystory

mocy nale¿y wtedy zastoso-

waæ potê¿ne IRFP240 lub

IRFP250. Konieczna jest

zmiana progu ogranicznika

pr¹dowego przez wymianê

rezystorów R21-32, R35-37

na wartoœæ 0,15Ω. Du¿y

radiator i zastosowanie bar-

dzo cienkich podk³adek mi-

kowych wraz z silnym dociskiem tranzysto-

rów mocy jest niezbêdne. Testy modelu na za-

silaczu daj¹cym moc wyjœciow¹ 225W/4Ω

potwierdzi³y niezawodnoœæ konstrukcji. Lu-

bi¹cym eksperymenty i wra¿enia proponujê

zabawê z tranzystorami IRFP 264N, które

dziêki maksymalnej mocy strat siêgaj¹cej

400W (!) teoretycznie s¹ w stanie wycisn¹æ

z tego niepozornego uk³adu moc wyjœciow¹

ponad 300W. Zastosowanie cienkich podk³a-

dek z tlenku aluminium i wentylowanego rad-

iatora wydaje siê wtedy niezbêdne. Dla takich

eksperymentów powsta³ nieco bardziej rozbu-

dowany uk³ad pokazany na fotografii, a maj¹-

cy zabezpieczenia na przekaŸniku dziêki nie-

mu g³oœnik jest chroniony równie¿ przed sk³a-

dow¹ sta³¹. Dodatkowo na p³ytce znalaz³ siê

stabilizator ±12V do zasilania przedwzmac-

niacza subwoofera. Tak silne tranzystory mo-

cy maj¹ du¿e pojemnoœci bramek i ca³y

wzmacniacz niezbyt dobrze radzi sobie

z szybkimi sygna³ami, dlatego tak du¿e moce

polecam do zasilania g³oœnika subwoofera.

Dla dociekliwych

Bardzo rzadko w opisach konstrukcji wzmac-

niaczy mocy poruszany jest temat charakte-

rystyki stabilizacji termicznej pr¹du spoczyn-

kowego. Teoretycznie pr¹d spoczynkowy po-

winien byæ niezmienny w funkcji temperatu-

ry. Wzmacniacz na tranzystorach MOSFET

nawet bez stabilizacji jest doϾ stabilny, a jego

pr¹d spoczynkowy wzrasta wraz z temperatu-

r¹ co najwy¿ej kilka razy. Do jego stabilizacji

czêsto wykorzystuje siê niewygodne termisto-

ry. W przedstawionym uk³adzie w tej roli za-

stosowano jedno z³¹cze pó³przewodnikowe

(T3). Podczas wzrostu temperatury napiêcie

z³¹cza spada, zmniejszaj¹c pr¹d Ÿród³a pr¹do-

wego zrealizowanego na T4, a tym samym

pr¹d spoczynkowy. Dziêki temu prostemu

uk³adowi stabilizacja jest doœæ dobra. W prak-

tyce wraz ze wzrostem temperatury radiatora

pr¹d spoczynkowy nieco maleje. Pomiary wy-

kaza³y najmniejsze zniekszta³cenia wzmac-

niacza przy pr¹dzie spoczynkowym ok. 50mA

i tyle powinien wynosiæ w temperaturze po-

kojowej po ustabilizowaniu siê warunków ter-

micznych. Wa¿n¹ cech¹ jest jego wiêksza

wartoϾ podczas uruchomienia i w temperatu-

rze pokojowej – wynosi ok. 100mA. Test uru-

chomienia wzmacniacza po wyjêciu z lodów-

ki (ok. 5

o

C) wykaza³ jego wartoœæ na pozio-

mie 160mA. Za ten stan rzeczy odpowiedzial-

ne s¹ g³ównie elementy D2, D3 i T4, od któ-

rych temperatury równie¿ zale¿y pr¹d spo-

czynkowy. Mo¿na przyjaæ, ¿e D3 kompensuje

z³¹cze BE tranzystora T4 i dlatego jest

umieszczona blisko niego. Druga dioda pra-

cuje jako paso¿ytniczy regulator pr¹du spo-

czynkowego reaguj¹cy na temperaturê oto-

czenia. Pocz¹tkowo w uk³adzie by³a stosowa-

na tylko dioda D3, ale wyst¹pi³y problemy z

p³ynnym ustawianiem pr¹du i jego nadmiern¹

kompensacj¹. Z tych wzglêdów wzmacniacz

nadaje siê do stosowania w pomieszczeniach

zamkniêtych, gdzie nie wystêpuj¹ du¿e waha-

nia temperatur. Mi³oœnikom CAR-AUDIO

proponujê zamiast D2 wstawienie stabilnej

diody referencyjnej np. LM285-1.2, co pomo-

¿e rozwi¹zaæ ten problem. Nale¿y wtedy pa-

miêtaæ o zwiêkszeniu wartoœci rezystora R7

do 220Ω.

Ci¹g dalszy na stronie 25.

15

Projekty AVT

Elektronika dla Wszystkich

Rys. 3 Schemat monta¿owy

Wykaz elementów
RReezzyyssttoorryy
R1,R3,R5,R9,R12,R13,R31,R34 . . . . . . . . 10kΩ
R2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100kΩ
R4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220kΩ
R6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1MΩ
R7,R15,R20,R28,R33 . . . . . . . . . . . . . . . . 100Ω
R8,R10,R11,R19,R24,R32. . . . . . . . . . . . . . 1kΩ
R14,R18. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270Ω
R16,R17,R26,R30 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22kΩ
R21-R23,R35-R37. . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,22Ω
R25. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 680Ω
R27,R29 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22Ω
P1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100Ω
KKoonnddeennssaattoorryy
C1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10µF
C2,C9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22µF
C3,C11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10µF
C4,C6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100pF
C5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1nF
C7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470nF
C8. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33pF
C10,C12,C13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100nF
PPóó³³pprrzzeewwooddnniikkii
D1-D5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1N4148
DZ1-DZ3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C12V
T1,T2,T4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . BC556
T3,T5,T10-T12,T14 . . . . . . . . . . . . . . . . . BC546
T6,T7,T9. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . MPSA92
T8,T13. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IRF540
PPoozzoossttaa³³ee
ARK3

KKoom

mpplleett ppooddzzeessppoo³³óóww zz pp³³yyttkk¹¹

jjeesstt ddoossttêêppnnyy ww ssiieeccii hhaannddlloowweejj AAVVTT

jjaakkoo kkiitt sszzkkoollnnyy AAVVTT--22776622..

25

Odœwie¿amy kity AVT

Elektronika dla Wszystkich

W takim uk³adzie pr¹d spoczynkowy jest bar-

dzo stabilny, a uruchomienie wzmacniacza

och³odzonego za oknem w zimowy dzieñ (-5

o

C)

da³o pr¹d spoczynkowy o wartoœci ok. 40mA.

Pomiar pr¹du spoczynkowego mo¿e du¿o

powiedzieæ o szybkoœci wzmacniacza. Wyko-

nujemy go bez obci¹¿enia, podczas wystero-

wania wzmacniacza ró¿nymi czêstotliwoœcia-

mi z ró¿n¹ amplitud¹. Oka¿e siê wtedy, jak

bardzo pobór pr¹du wzrasta wraz ze wzros-

tem czêstotliwoœci i amplitudy wysterowania.

Taki pomiar sygna³em prostok¹tnym o du¿ej

amplitudzie i du¿ej czêstotliwoœci mo¿e do-

prowadziæ nawet do uszkodzenia wzmacnia-

cza. W prezentowanym uk³adzie doprowadza

tylko do wy³¹czenia wzmacniacza przez sys-

tem zabezpieczeñ. Odpowiedzialne za ten

stan rzeczy s¹ du¿e pojemnoœci wejœciowe

tranzystorów MOSFET i ma³y pr¹d steruj¹cy.

Omówienia wymaga zastosowany uk³ad

bootstrapu. Nie jest to klasyczny uk³ad stoso-

wany we wzmacniaczach mocy w roli dyna-

micznego Ÿród³a pr¹dowego.

Konfiguracja elementów R10, R11, R14,

R18, C2 tworzy pewnego rodzaju „pompê ³a-

dunkow¹”, dziêki której zasilanie wstêpnego

stopnia wzmacniacza jest wy¿sze od napiêcia

zasilania. Stopieñ podbicia tego napiêcia jest

zale¿ny g³ównie od rezystancji R14, R18

i czym mniejsza wartoœæ tych rezystorów, tym

wiêksze podbicie. Nie nale¿y jednak przesa-

dzaæ, bo podczas dodatniej po³ówki sygna³u

napiêcie zasilania jest podbijane, ale niestety

podczas ujemnej jest w takim samym stopniu

obni¿ane. Rezystory te zosta³y dobrane do ty-

powych warunków pracy w zakresie napiêæ za-

silaj¹cych ±30-50V. Aby uk³ad bootstrapu

dzia³a³ efektywnie, nale¿y dla niskich napiêæ

zmniejszyæ wspomniane rezystory do 220Ω, a

przy napiêciach wysokich zwiêkszyæ do 330Ω.

Warto jeszcze wspomnieæ o elementach

sprzê¿enia zwrotnego, które s¹ takie same jak

typowa aplikacja TDA7294. Z tego wzglêdu

uk³ad odziedziczy³ cechy, ¿eby nie powie-

dzieæ – wady tego rozwi¹zania. Jest to g³ów-

nie ma³e wzmocnienie napiêciowe i ma³a re-

zystancja wejœciowa oraz doœæ wysoko le¿¹ca

dolna czêstotliwoœæ graniczna. Bez k³opotów

mo¿na sobie z tym poradziæ, zmniejszaj¹c

R25 do 330Ω – otrzymujemy dwa razy wiêk-

sze wzmocnienie. Konieczne jest wtedy

zwiêkszenie pojemnoœci C9, aby zachowaæ

lub obni¿yæ doln¹ czêstotliwoœæ graniczn¹.

Warto powiêkszyæ te¿ C7 oraz C2. Zwiêksze-

nie rezystancji wejœciowej rzadko jest ko-

nieczne. Ja tylko dodam, ¿e pierwsze prototy-

py prawid³owo pracowa³y na rezystancji wej-

œciowej i sprzê¿enia o wartoœci 100kΩ.

Wspomnê jeszcze o uk³adzie szeregowej

cewki z rezystorem, stosowanej na wyjœciu,

którego to uk³adu nie ma w tym wzmacnia-

czu. G³ównie dlatego, ¿e wzmacniacz pocz¹t-

kowo projektowany by³ do wspó³pracy z g³oœ-

nikiem niskotonowym w subwooferze, gdzie

nie jest on konieczny. Taka cewka zajmuje

sporo miejsca i w zasadzie nie jest konieczna.

Standardowy test na sygnale prostok¹tnym

z do³¹czonym równolegle kondensatorem

0,47-1µF do obci¹¿enia wykaza³ dobr¹ stabil-

noϾ wzmacniacza.

Zasilacz

Dobór zasilacza do wzmacniacza mocy nie

powinien sprawiæ wiêkszego problemu. Po-

cz¹tkuj¹cym przypomnê tylko, ¿e moc wyj-

œciowa wzmacniacza jest zale¿na g³ównie od

napiêcia zasilania pod obci¹¿eniem. Dlatego

wysokie zasilanie wzmacniacza na s³abych

tranzystorach np. IRF530 spowoduje osi¹g-

niêcie du¿ej mocy np. 200W, jednak tylko

przez krótk¹ chwilê. Nie zalecam stosowania

oddzielnych bezpieczników na zasilanie do-

datnie i ujemne. W uk³adzie bez zabezpiecze-

nia DC uszkodzenie wzmacniacza przepala

jeden bezpiecznik, co powoduje pojawienie

siê napiêcia sta³ego na wyjœciu i uszkodzenie

drogiego g³oœnika. Bezpiecznik po stronie

pierwotnej transformatora zasilaj¹cego jest

wystarczaj¹cy. Nie warto te¿ przep³acaæ za

transformator zasilaj¹cy. Ze wzglêdu na im-

pulsowy charakter sygna³u muzycznego oraz

œredni¹ impedancjê kolumny g³oœnikowej

wiêksz¹ od znamionowej, moc transformatora

mo¿e byæ równa mocy wyjœciowej wzmacnia-

cza. Taki „s³abszy” zasilacz charakteryzuje

siê wiêkszym przysiadaniem napiêcia pod ob-

ci¹¿eniem, co jednak nie wp³ywa niekorzyst-

nie na pracê wzmacniacza. A paradoksalnie

nawet zwiêksza jego moc muzyczn¹.

Ireneusz Powirski