wzmacniacz klasy d

background image

Dane techniczne:
Napiêcie zasilania

– 30 V

symetryczne
Zakres napiêæ zasilania – 25÷35V
Moc wyjœciowa

– 25 W

Rezystancja obci¹¿enia – 8

W

Zniekszta³cenia –

3%

nieliniowe
Czu³oœæ

– 0,5 V

Rezystancja wejœciowa – 47 k

W

Pasmo czêstotliwoœci

– 20÷15000 Hz

Czêstotliwoœæ

– 150 kHz

prze³¹czania
Wyjœciowe napiêcie

– 1,5 V

pp

têtnieñ (150 kHz)

Technika cyfrowa a wraz z ni¹ impul-

sowa wkraczaj¹ w dziedziny zarezerwowa-
ne do niedawna dla techniki analogowej.
Zasilacze impulsowe przyjê³y siê ju¿ daw-
no i nie stanowi¹ nowoœci. Ich najwa¿niej-
sz¹ zalet¹ jest du¿a sprawnoœæ, dziêki cze-
mu nie wydzielaj¹ du¿ej iloœci ciep³a i mo-
g¹ posiadaæ ma³e wymiary. Zasada modu-
lacji szerokoœci impulsów PWM (

Pulse

Width Modulation) wykorzystywana w zasi-
laczach pr¹du sta³ego mo¿e byæ wykorzy-

stana do przetwarzania napiêæ zmiennych.
Jak uzyskuje siê modulacjê szerokoœci im-
pulsów prezentuje rysunek 1.

Uk³adem pozwalaj¹cym na uzyskanie

modulacji szerokoœci impulsów jest kom-
parator. Na wejœcie nieodwracaj¹ce poda-
wane jest napiêcie pi³okszta³tne w.cz. –
narastaj¹ce i opadaj¹ce liniowo. Na wej-
œcie odwracaj¹ce podawane jest napiêcie
moduluj¹ce m.cz. – sinusoida. Napiêcie
wyjœciowe komparatora zale¿y od ró¿nicy
napiêæ wejœciowych i dlatego na przebie-
gach sygna³ów wejœciowych WE odwróco-
no fazê sinusoidy. Dziêki bardzo du¿emu
wzmocnieniu komparatora, na jego wyj-
œciu uzyskuje siê przebieg prostok¹tny.
Szerokoœæ impulsów tego przebiegu zale¿y
od relacji miêdzy sygna³ami wejœciowymi.
Wartoœæ œrednia impulsów odpowiada sy-
gna³owi moduluj¹cemu o zgodnej fazie.

Aby uzyskaæ jak najwierniejsze od-

twarzanie sygna³u zmiennego czêstotli-
woœæ impulsów powinna byæ wielokrot-
nie wiêksza od czêstotliwoœci sygna³u
m.cz. Praktycznie dobiera siê j¹
w przedziale 100÷500 kHz. Wa¿na jest
tak¿e liniowoœæ przebiegu pi³okszta³tnego
wp³ywaj¹ca bezpoœrednio na zniekszta³-
cenia nieliniowe szerokoœci impulsów.
Dalsze cz³ony pracuj¹ce impulsowo nie
wp³ywaj¹ na zniekszta³cenia nieliniowe
wartoœci œredniej.

Sygna³ PWM nale¿y teraz dostarczyæ

do obci¹¿enia. Wykorzystaæ mo¿na do te-
go celu tranzystory pracuj¹ce jako prze-
³¹czniki. Sposób doprowadzenia sygna³u
mocy PWM do obci¹¿enia i jednoczeœnie
dzia³anie wzmacniacza mocy klasy D ilu-
struje rysunek 2.

Prze³¹czniki K1 i K2 pod³¹czaj¹ na

przemian napiêcia zasilania +U

z

i –U

z

do

obci¹¿enia R

o

przez filtr LC. Je¿eli czasy

w³¹czenia K1 i K2 s¹ takie same wartoœæ
œrednia napiêcia wyjœciowego jest równa
0 V. Zadaniem filtru LC jest zredukowanie
sk³adowej o czêstotliwoœci napiêcia prze³¹-
czania. Na wejœciu filtru mamy przebieg
prostok¹tny o wartoœci miêdzyszczytowej
równej 2 U

z

. Zastosowanie filtru redukuje

sk³adow¹ zmienn¹ do poziomu pojedyn-
czych V. Samo uœrednianie sygna³u wyj-
œciowego zachodzi w obci¹¿eniu reaguj¹-
cym na ograniczone pasmo czêstotliwoœci.
Takim obci¹¿eniem jest g³oœnik lub silnik
pr¹du sta³ego. Zwiêkszenie czasu do³¹cze-
nia +U

z

do obci¹¿enia przy jednoczesnym

zmniejszeniu czasu do³¹czenia –U

z

spowo-

duje wzrost wartoœci œredniej napiêcia wyj-
œciowego. W sytuacji odwrotnej nast¹pi
zmniejszenie wartoœci œredniej, która od-
powiada sygna³owi moduluj¹cemu m.cz.

Sam uk³ad wyjœciowy jest prosty ale

nie mo¿na zapominaæ o modulatorze sze-
rokoœci impulsów, generatorze napiêcia
pi³okszta³tnego i uk³adzie steruj¹cym klu-
czami. Skomplikowanie przemawia prze-
ciwko wzmacniaczowi klasy D w technice
dyskretnej. Jakie s¹ wiêc jego atuty? Naj-
wa¿niejszym s¹ niskie straty mocy w tran-

Opis dzia³ania i budowy wzmacniacza mocy wykonanego w technice
przysz³oœci. Wykorzystuje tranzystory mocy DMOS jako prze³¹czniki do-
prowadzaj¹ce impulsy o modulowanej szerokoœci do obci¹¿enia. War-
toœæ œrednia impulsów odpowiada przebiegowi ma³ej czêstotliwoœci. Po-
mimo skomplikowanego uk³adu (w technice dyskretnej) zapewnia on
sprawnoœæ rzêdu 90%.

Wzmacniacz mocy klasy D

0

+

WY

WY

WE

WE

Rys. 1 Modulacja szerokoœci impulsów

Zasada dzia³ania
wzmacniacza mocy klasy D

4

1/2001

Elektroakustyka

background image

zystorach prze³¹czaj¹cych. Pracuj¹ one na-
przemiennie jako otwarte lub zamkniête.
Straty mocy w tych stanach s¹ minimalne.
Najwiêksze straty mocy wystêpuj¹ w mo-
mentach prze³¹czania przy niedostatecz-
nej stromoœci zboczy sygna³u wyjœciowe-
go. SprawnoϾ wzmacniacza mocy klasy
D mo¿e siêgn¹æ nawet 95%. Przypomnij-
my, ¿e maksymalna teoretyczna wartoœæ
sprawnoœci wzmacniacza klasy B wynosi
78%. Praktycznie osi¹ga siê 60% i to tyl-
ko przy maksymalnej mocy wyjœciowej.

Maksymaln¹ moc wyjœciow¹ wzmac-

niacza klasy D oblicza siê tak samo jak dla
wzmacniacza klasy B. Przyjmuj¹c, ¿e ma-
ksymalna amplituda napiêcia wyjœciowe-
go bêdzie równa napiêciu zasilania
(z uwzglêdnieniem spadku napiêcia przy
obci¹¿eniu zasilacza) otrzymamy:

Do obliczenia sprawnoœci mo¿emy

pos³u¿yæ siê nastêpuj¹cym wzorem:

gdzie:
R

k

– rezystancja klucza.

Niestety obliczona z tego wzoru

sprawnoœæ jest wartoœci¹ teoretyczn¹ i ma-
ksymaln¹. Praktycznie bêdzie ona mniej-
sza wskutek strat mocy przy prze³¹czaniu.
Uwzglêdniæ nale¿y tak¿e straty mocy uk³a-
du steruj¹cego. Co ciekawe to sprawnoœæ
nie zale¿y od wspó³czynnika wype³nienia
czyli mocy wyjœciowej. Pogorszenie spraw-
noœci nastêpuje przy ma³ych mocach wyj-
œciowych wskutek strat w uk³adzie steruj¹-
cym. Nie gra to jednak wiêkszej roli dziê-
ki ma³ej mocy pobieranej.

Szczególnie korzystnymi w³aœciwo-

œciami jako klucz impulsowy charakteryzu-
j¹ siê tranzystory mocy DMOS. Posiadaj¹
one niewielk¹ rezystancjê dren–Ÿród³o
w stanie przewodzenia (0,1÷0,2

W) oraz

poprawnie pracuj¹ przy wysokich czêsto-
tliwoœciach. Wad¹ tranzystorów DMOS
du¿ej mocy jest du¿a pojemnoœæ wejœcio-
wa wymagaj¹ca sterowania ze Ÿród³a
o ma³ej rezystancji i du¿ym pr¹dem.

Pomimo dobrze znanych teoretycznie

w³aœciwoœci wzmacniacza mocy klasy D,
dopiero niedawno i to z pewn¹ nieœmia³o-
œci¹ zaczêto produkcjê i stosowanie scalo-
nych wzmacniaczy w klasie D. Nale¿y
spodziewaæ siê ich stosowania pocz¹tkowo
w sprzêcie z ograniczonymi mo¿liwoœciami
zasilania. Dotyczy to g³ównie odbiorników

telewizyjnych, które pobieraj¹ w dalszym
ci¹gu zbyt du¿o energii. W przysz³oœci po-
winny stanowiæ gro wzmacniaczy mocy
w sprzêcie powszechnego u¿ytku.

Na rysunku 3 przedstawiono sche-

mat blokowy opisywanego wzmacniacza
klasy D, który pos³u¿y do wyjaœnienia
koncepcji jego budowy.

Wzmacniacz sk³ada siê z kilku podsta-

wowych bloków – wzmacniacza wejœcio-
wego W, komparatora modulatora szeroko-
œci impulsów K, generatora pi³y, uk³adu ste-
ruj¹cego kluczami i samych kluczy K1, K2.

Generator pi³y dostarcza napiêcie pi-

³okszta³tne do wejœcia nieodwracaj¹cego
komparatora. Do wejœcia odwracaj¹cego
podawany jest sygna³ z wyjœcia wzmacnia-
cza wejœciowego W. Istotne s¹ sk³adowe sta-
³a i zmienna tego sygna³u. Sk³adowa zmien-
na to wzmocniony sygna³ wejœciowy. Sk³a-
dowa sta³a pobierana z wyjœcia wzmacnia-
cza po odfiltrowaniu i wzmocnieniu, jako
sygna³ ujemnego sprzê¿enia zwrotnego s³u-
¿y do utrzymywania 0 V na wyjœciu wzmac-
niacza bez wysterowania. Uk³ad nie posiada
ujemnego sprzê¿enia zwrotnego dla sk³ado-
wej zmiennej (sygna³u). Amplituda sygna³u
na wejœciu komparatora nie powinna prze-
kroczyæ 1/2 wartoœci miêdzyszczytowej na-
piêcia pi³okszta³tnego. Wartoœæ ta jednocze-
œnie wyznacza czu³oœæ wzmacniacza, czyli
napiêcie wejœciowe przy jakim osi¹gana jest
maksymalna moc wyjœciowa.

Na wyjœciu komparatora uzyskuje siê

sygna³ PWM, który podawany jest do
uk³adu sterowania kluczami. Zadaniem
tego uk³adu jest naprzemienne w³¹czanie
i wy³¹czanie tranzystorów kluczy. Uk³ad

ten powinien charakteryzowaæ siê du¿¹
szybkoœci¹ dzia³ania dla uzyskania po-
prawnej pracy kluczy a zw³aszcza dla
zmniejszenia strat mocy. Szczególnie
istotne jest uzyskanie tzw. czasu martwe-
go miêdzy wy³¹czeniem jednego a w³¹-
czeniem drugiego klucza. Sygna³ wyjœcio-
wy po odfiltrowaniu sk³adowej prze³¹cza-
j¹cej przez filtr LC podawany jest do wyj-
œcia (obci¹¿enia).
Na rys. 4 przedstawiono przebiegi w charak-
terystycznych punktach wzmacniacza uzyska-
ne w wyniku symulacji komputerowej. Pre-
zentuj¹ one ustalanie siê warunków pracy
wzmacniacza w ci¹gu 500

ms po w³¹czeniu

zasilania. Przebieg oznaczony jako „we”, to
przebieg na wejœciu odwracaj¹cym (–) kom-
paratora K. Przebieg „wep” jest przebiegiem
na wejœciu nieodwracaj¹cym (+) kompara-
tora. Przebieg „wy” to przebieg na wyjœciu
wzmacniacza (po filtrze) przy obci¹¿eniu re-
zystancj¹ 8

W. Przebieg „wyt” jest przebie-

giem na wejœciu filtru LC, ilustruj¹cym prze³¹-
czanie tranzystorów kluczy K1 i K2.

Jako generator napiêcia pi³okszta³tne-

go wykorzystano generator funkcyjny NE
566. Napiêcie wyjœciowe na wyprowadze-
niu 4 (US1) ma kszta³t symetrycznej pi³y

–Uz

C

Ro

K2

L

K1

+Uz

Rys. 2 Dzia³anie wzmacniacza mocy klasy D

–15V

S

–30V

K

UK£AD

STERUJ¥CY

S

W

KLUCZAMI

G

D

WY

WE

K2

C

L

D

+15V

G

K1

PI£Y

+30V

+15V

GENERATOR

Rys. 3 Schemat blokowy wzmacniacza

P

U

R

wy

z

o

=

×

2

2

h =

+

R

R

R

o

o

k

Schemat blokowy
i koncepcja wzmacniacza

Schemat ideowy i dzia³anie

5

1/2001

Wzmacniacz mocy klasy D

background image

o wartoœci miêdzyszczytowej 2 V i linio-
woœci 0,5 %. Czêstotliwoœæ sygna³u wyj-
œciowego ustala siê przez dobór rezystora
R13 i kondensatora C6 na 150 kHz. Przez
kondensator sprzêgaj¹cy C7 napiêcie pi-
³okszta³tne podawane jest na wejœcie nie-
odwracaj¹ce uk³adu US2B pracuj¹cego ja-
ko komparator modulatora szerokoœci im-
pulsów. Dziêki temu napiêcie to jest syme-
tryczne wzglêdem 0 (masy).

Sygna³ wejœciowy przez dzielnik napiê-

cia R1, R2 podawany jest do wejœcia nieod-
wracaj¹cego komparatora US2A wykorzy-
stanego jako wzmacniacz. Eksploatacja

komparatora jako wzmacniacza wymaga
miêdzy innymi do³¹czenia du¿ej pojemno-
œci C21 (100 nF) do jego wyjœcia w celu zre-
dukowania mo¿liwych oscylacji. Wzmoc-
nienie tego wzmacniacza wynosi 5 V/V i za-
daniem dzielnika napiêcia jest uzyskanie
zak³adanej czu³oœci, która wynika z zakresu
zmian napiêcia pi³okszta³tnego.

Na wejœcie odwracaj¹ce US2A za po-

œrednictwem rezystorów R10 i R9 poda-
wana jest sk³adowa sta³a sygna³u wyjœcio-
wego – filtrowana kondensatorem C4.
Napiêcie wyjœciowe US2A zale¿y wiêc od
sk³adowej zmiennej – sygna³u wejœciowe-

go i sk³adowej sta³ej sprzê¿enia zwrotne-
go. Przez rezystor R5 podawane jest na
wejœcie odwracaj¹ce komparatora US2B.

Na wyjœciu komparatora uzyskuje siê

napiêcie prostok¹tne, którego wspó³czynnik
wype³nienia dostosowuje siê do uzyskania
napiêcia zbli¿onego do 0 V na wyjœciu (bez
sterowania napiêciem zmiennym). Dziêki
ujemnemu sprzê¿eniu zwrotnemu dla sk³a-
dowej sta³ej kompensuje siê niesymetriê na-
piêæ zasilania i rezystancji kluczy.

Tranzystor T1 pracuj¹cy w uk³adzie OB

i sterowany sygna³em wyjœciowym kompa-
ratora w obwodzie emitera s³u¿y do za-
miany symetrycznego wzglêdem masy sy-
gna³u wyjœciowego komparatora na sygna³
niesymetryczny wzglêdem –U

z

. Na jego

kolektorze pojawiaj¹ siê dodatnie impulsy
o wartoœci miêdzyszczytowej oko³o 12 V.
Impulsy te podawane s¹ do pary komple-
mentarnej T2 i T3 pracuj¹cej jako syme-
tryczny wtórnik emiterowy w klasie B.

Zadaniem wtórnika jest wysterowanie

bramek tranzystorów T6 i T8. Specyficzne
po³¹czenie rezystorów R26 i R27 umo¿liwia
uzyskanie minimalnego czasu martwego po
wy³¹czeniu T7 przed w³¹czeniem T8. W³¹-
czenie tranzystora T6 powoduje obni¿enie
napiêcia na jego drenie i wy³¹czenie tranzy-
stora T7. Nastêpnie w³¹czony zostaje tran-
zystor T8. Spadek napiêcia na bramce T8

–40,0V

+40,0V

wyt

–25,0V

+25,0V

wy

–1,0V

+2,0V

wep

–0,5V

+1,5V

we

0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

300,0

350,0

400,0

450,0

500,0 [ms]

Rys. 4 Przebiegi w charakterystycznych punktach wzmacniacza

C12

470W

C18

10uH

C17

2200mF

/50V

100n

100n

R25

R24

0,1W

BC548B

T5

L2

–30V

T2

BC327-25

R23

100mF

/25V

15V

D2

R29

2,2k

10W

C13

1k

T6

G

R27

R26

T8

G

22W

IRF530

R28

S

S

IRF

520

33W

3

2,2k

4

1n

10k

4,7k

D

D

T3

BC337-25

470n

WE

R2

R3

C21

100n

LM393

US2

C22

4,7n

557B

BC

T1

470n

C19

WY

C2

1k

R8

8

5

22k

US2B

6

7

39k

R1

C1

R5

2

1

US2A

3,3W

R22

3,6k

4,7mF

C4

R10 33k

R9 10k

R7

2,2k

L3

BC548B

R21

330p

0,1W

100n

10OmH

C20

R6

R4

S

33W

D3

IRF530

4

5

US1

LM566

C6

R12

10k

7

1

10n

10k

R14

R18

750W

C14

47n

1k

R20

T4

9V1

1n

C3

C23

1mF

100n

15V

/25V

100mF

/50V

100n

220W

/16V

100n

5,6k

1,5k

C5

1n

6

8

C7

D4

D

1N4148

T7

R19

G

L1

R11

R13

C8

R15 390W

C9

10mF

R17

C15

C16

2200mF

+30V

10mH

C11

D1

C10

R16

470W

Rys. 5 Schemat ideowy wzmacniacza

6

1/2001

Wzmacniacz mocy klasy D

background image

powoduje jego wy³¹czenie. Nieco póŸniej
zostaje zablokowany tranzystor T6. Wysokie
napiêcie na jego drenie powoduje otwarcie
tranzystora T7. Poprawê sterowania bramki
T7 zapewnia kondensator C14 na³adowany
w poprzednim stanie. Jest to tzw. bootstrap.

Rezystory R21 i R29 wraz z tranzy-

storami T4 i T5 tworz¹ uk³ady ogranicza-
nia pr¹du dla tranzystorów wyjœciowych
T7 i T8. Przy podanych wartoœciach R21
i R29 maksymalny pr¹d wynosi oko³o
7 A. Dioda Zenera D3 zabezpiecza bram-
kê T8 przed przekroczeniem dopuszczal-
nego napiêcia. Sygna³ wyjœciowy, przez
filtr sk³adaj¹cy siê z d³awika L3 i pojem-
noœci C19 podawany jest do wyjœcia
wzmacniacza. Uk³ad C20, R22 s³u¿y do
zmniejszenia zmian obci¹¿enia dla ró¿-
nych czêstotliwoœci wynikaj¹cych z induk-
cyjnego charakteru impedancji g³oœnika.
Zasilanie uk³adu realizowane jest napiê-
ciem symetrycznym ±30 V o obci¹¿alno-
œci 2÷3 A. Pobór pr¹du bez wysterowa-

nia wynosi oko³o 100 mA. Zadaniem d³a-
wików L1 i L2 jest zredukowanie zak³óceñ
przekazywanych do zasilacza. Napiêcie
zasilania wzmacniacza operacyjnego US2
jest stabilizowane diodami Zenera D1
i D2 (15 V). Generator US1 zasilany jest
napiêciem niesymetrycznym +12 V uzy-
skanym po filtracji przez rezystor R15.

Zacz¹æ trzeba od skompletowania

elementów. Generator LM 566 mo¿e
ukrywaæ siê pod oznaczeniem SE 566 lub
NE 566. Tranzystory T1, T3 i T2 powinny
posiadaæ maksymalne napiêcie U

CE

wyno-

sz¹ce co najmniej 45 V. Szczególnie pole-
cam tu tranzystory prze³¹czaj¹ce 2N4400
(npn) i 2N4403 (pnp) – s¹ one jednak
trudne do zdobycia. Tranzystory T6, T7
i T8 mog¹ byæ tego samego typu np. IRF
530. D³awiki L1 i L2 powinny byæ dosto-
sowane do œredniego pr¹du sta³ego rzêdu

1,5 A. D³awik L3 powinien byæ natomiast
dostosowany do wartoœci skutecznej pr¹-
du rzêdu 2,5 A. Rezystory R21 i R29 mo¿-
na uzyskaæ przez równoleg³e po³¹czenie
dwóch rezystorów 0,22

W o mocy 1 W.

Do uruchamiania zamontowaæ tylko po
jednym rezystorze 0,22

W (R21 i R29).

D³awik L3 mo¿na wykonaæ korzystaj¹c

z rdzenia ferrytowego U15x11x6 z ferrytu
F-807 lub F-814 i odpowiedniego karkasu
z tworzywa sztucznego. Nale¿y nawin¹æ na
karkasie 15 zwojów drutu nawojowego
w emalii o

f 1 mm. Po³ówki rdzenia skleiæ

bez szczeliny. Mo¿na wykorzystaæ rdzenie
pierœcieniowe z podanego gatunku ferrytu,
odpowiednio dobieraj¹c iloœci zwojów dla
uzyskania wymaganej indukcyjnoœci.

Po skompletowaniu elementów nale¿y

dostosowaæ œrednice otworów w p³ytce dru-
kowanej do œrednicy wyprowadzeñ. Zw³a-
szcza dotyczy to d³awików i otworów pod
ko³ki lutownicze. Tranzystory T1÷T5 po-
winny byæ zamontowane na wysokoœæ 5

ARTKELE 569

mm

ARTKELE 569

C21

ARTKELE 569

+30V

T

–30V

C2

T

R2

D2

C4

R9

C3

R7

C6

R12

566

LM

C5

C7

R14

C11

C10

C1

WE

R1

C12

C13

393

LM

C22

R5

R6

R3

R4

R10

R22

US2

US1

R11

R13

D1

R23

R24

R8

T

L3

C9

C8

R15

R16

T6

T1

T3
T2

R25

R26

R18

C16

D4

R17

C14

34

C20

C19

WY

C18

1000

mF

1000

mF

C15

T4

R21*

R21*

R20

R19

R27

R28

T5

R29*

R29*

C17

C23

L1

D3

T7

T8

2

1

L2

Rys. 6 P³ytka drukowana i rozmieszczenie elementów

Monta¿ i uruchomienie

7

1/2001

Wzmacniacz mocy klasy D

background image

mm nad powierzchni¹ p³ytki. Na wysokoœci
3 mm zamontowaæ rezystory R16, R17,
R18, R21, R22, R23, R29 i R30 (mog¹ siê
nagrzewaæ). Tranzystor T6 powinien byæ za-
montowany na wysokoœci 10 mm (d³ugoœæ
wyprowadzeñ). Wyprowadzenia i wysokoœæ
monta¿u tranzystorów T7 i T8 powinny byæ
dostosowane do zamocowania ich na radia-
torze. Tranzystory te zamontujemy jednak
dopiero po sprawdzeniu poprawnoœci dzia-
³ania pozosta³ych uk³adów wzmacniacza.

Pokryæ grub¹ warstw¹ spoiwa (pocyno-

waæ) œcie¿ki masy od punktu pod³¹czenia
masy zasilania do kondensatorów C16 i C18
oraz do masy wyjœciowej wzmacniacza.

Jako radiator mo¿na wykorzystaæ ty-

pow¹ kszta³tkê aluminiow¹ u¿ebrowan¹
jednostronnie. Powinna wystarczyæ p³a-
ska p³ytka z aluminium o gruboœci 2 mm
i wymiarach 100×60 mm. Do monta¿u
tranzystorów T7 i T8 wykorzystaæ pod-
k³adki izolacyjne posmarowane smarem
silikonowym i tulejki izolacyjne. Radiator
nale¿y po³¹czyæ z mas¹ wzmacniacza.

Wstêpne uruchomienie wzmacniacza

dokonujemy przed zamontowaniem tran-
zystorów T7 i T8. Do uruchamiania nie-
zbêdny bêdzie zasilacz sieciowy napiêcia
symetrycznego ±30 V o obci¹¿alnoœci 2 A.
Zasilacz taki mo¿na wykonaæ korzystaj¹c
z transformatora sieciowego o napiêciach
2×22 V (np. TS 90/16), mostka prostow-
niczego 3 A/80 V i dwóch kondensatorów
elektrolitycznych 4700

mF/50 V. Oczywiœcie

– pamiêtajmy o zabezpieczeniu obwodów
sieciowych 220 V, aby unikn¹æ pora¿enia
napiêciem sieci energetycznej. Potrzebne
bêd¹ tak¿e, multimetr i oscyloskop.

Po sprawdzeniu poprawnoœci monta¿u

i braku zwaræ mo¿na pod³¹czyæ zasilanie.
Sprawdziæ multimetrem napiêcia sta³e: za-
silanie ±30 V, zasilanie ±15 V (US2), zasi-
lanie +12 V (US1). W razie koniecznoœci
skorygowaæ wartoœci rezystancji R16, R23.

Wy³¹czyæ zasilanie i zewrzeæ kondensa-

tor C4 w celu podania 0 V na wejœcie od-
wracaj¹ce US2A i tym samym na wejœcie
komparatora US2B. W³¹czyæ zasilanie i ko-
rzystaj¹c z oscyloskopu sprawdziæ pracê ge-
neratora napiêcia pi³okszta³tnego. Napiêcie
to o wartoœci miêdzyszczytowej 2 V i czêsto-
tliwoœci oko³o 150 kHz (okres 6,6

ms) po-

winno wystêpowaæ na rezystorze R14 i wej-
œciu 5 US2. Napiêcie pi³okszta³tne powinno
byæ symetryczne wzglêdem 0 V. Ewentual-
nie skorygowaæ wartoœæ rezystancji R13 dla
uzyskania zak³adanej czêstotliwoœci.

Pod³¹czyæ sondê oscyloskopu do wej-

œcia 6 US2. Powinno byæ tam napiêcie sta-

³e zbli¿one do 0 V. Pod³¹czyæ sondê do wyj-
œcia 7 US2. Powinien wystêpowaæ tu prze-
bieg prostok¹tny o wartoœci miêdzyszczyto-
wej 20 V, wype³nieniu 50% i czêstotliwoœci
150 kHz. Po prze³¹czeniu sondy oscylosko-
pu do kolektora T1 zaobserwowaæ prze-
bieg prostok¹tny o wartoœci miêdzyszczyto-
wej oko³o 12 V wzglêdem zasilania –30 V.
Przebieg o zbli¿onym kszta³cie i wartoœci
miêdzyszczytowej powinien wystêpowaæ
na bramce tranzystora T6 i w miejscu prze-
widzianym do pod³¹czenia bramki T8.

Pod³¹czyæ masê oscyloskopu do wyj-

œcia wzmacniacza od strony wejœcia filtru
L3. Sondê pod³¹czyæ do miejsca planowa-
nego pod³¹czenia bramki T7. Powinien wy-
stêpowaæ tu przebieg prostok¹tny o warto-
œci miêdzyszczytowej oko³o 10 V i czasie
trwania bêd¹cym uzupe³nieniem do po-
przednio obserwowanego przebiegu.

Wy³¹czyæ zasilanie, usun¹æ zwarcie C4

i pod³¹czyæ tranzystory T7 i T8 pamiêtaj¹c
o ich przykrêceniu do radiatora (podk³adki,
tulejki, smar itp.). W³¹czyæ zasilanie, dotyka-
j¹c tranzystory T7 i T8 sprawdziæ, czy nie na-
grzewaj¹ siê zbytnio. Jeœli ich temperatura
wzrasta wy³¹czyæ zasilanie. Sprawdziæ uk³ad
i ewentualnie usun¹æ przyczynê. Jeœli nie wi-
daæ usterek to mo¿na zwiêkszyæ rezystancjê
R26 na 33÷47

W i sprawdziæ efekt spadku

temperatury po w³¹czeniu. Temperatura po-
winna spaœæ tak¿e po pod³¹czeniu obci¹¿e-
nia – rezystor lub g³oœnik 8

W. Zasadnicz¹

przyczyn¹ wzrostu temperatury jest ograni-
czona stromoœæ przebiegu steruj¹cego tran-
zystorami mocy i brak tzw. czasu martwego.

Po ustabilizowaniu siê temperatury

mo¿na przyst¹piæ do sprawdzenia funkcjo-
nowania kluczy. Sprawdziæ oscyloskopem
wystêpowanie przebiegu prostok¹tnego
(150 kHz) o wartoœci miêdzyszczytowej
60 V i wspó³czynniku wype³nienia zbli¿onym
do 50% na wejœciu filtru (d³awik L3 od stro-
ny tranzystorów T7, T8. Na wyjœciu wzmac-
niacza sprawdziæ poziom têtnieñ o czêstotli-
woœci prze³¹czania 150 kHz. Nie powinien
przekraczaæ 1,5 V

ss

. Multimetrem sprawdziæ

napiêcie sta³e na wyjœciu wzmacniacza – nie
powinno byæ wiêksze od 150 mV.

Ostatecznego sprawdzenia dzia³ania

wzmacniacza dokonamy podaj¹c na wej-
œcie sygna³ z generatora m.cz. lub innego
Ÿród³a (radio, CD itd.). Sygna³ ten nale¿y
stopniowo zwiêkszaæ obserwuj¹c przebieg
wyjœciowy na oscyloskopie lub s³uchowo.
Na przebieg wyjœciowy nak³ada siê sinuso-
ida o czêstotliwoœci 150 kHz i wartoœci
miêdzyszczytowej oko³o 1,5 V. Dla uzyska-
nia ¿¹danej czu³oœci wzmacniacza dobraæ

rezystancje dzielnika R1, R2. Suma tych re-
zystancji powinna wynosiæ oko³o 50 k

W.

P³ytki drukowane wysy³ane s¹ za zalicze-
niem pocztowym. P³ytki mo¿na zama-
wiaæ w redakcji PE.
Cena:

p³ytka numer 569 – 11,50 z³
+ koszty wysy³ki (10 z³).

à R.K.

US1

– LM 566

US2

– LM 393

T1

– BC 557B

T2

– BC 327-25

T3

– BC 337-25

T4, T5

– BC 548B

D1, D2

– BZP 683 C15

D3

– BZP 683 C9V1

D4

– 1N4148

R21, R29

– 0,22

W/1 W (4 szt.)

R22

– 3,3

W/0,5 W

R25

– 10

W/0,25 W

R26

– 22

W/0125 W

R19, R27

– 33

W/0,125 W

R17

– 220

W/0,5 W

R15

– 390

W/0,125 W

R16, R23

– 470

W/0,25 W

R18

– 750

W/0,5 W

R8, R20, R28

– 1 k

W/0,125 W

R11

– 1,5 k

W/0,125 W

R5, R7, R24

– 2,2 k

W/0,125 W

R6

– 3,6 k

W/0,125 W

R3

– 4,7 k

W/0,125 W

R13

– 5,6 k

W/0,125 W

R2, R9, R12, R14 – 10 k

W/0,125 W

R4, R10

– 22 k

W/0,125 W

R1

– 39 k

W/0,125 W

C6

– 330 pF/63 V KSF-020

C2, C3, C5

– 1 nF/50 V ceramiczny

C22

– 4,7 nF/50 V ceramiczny

C7

– 10 nF/50 V ceramiczny

C14

– 47 nF/63 V MKSE-20

C8, C10, C12, C15,
C17, C20, C21

– 100 nF/63 V MKSE-20

C1, C19

– 470 nF/63 V MKSE-20

C23

– 1

mF/63 V MKSE-20

C4

– 4,7

mF/25 V

C9

– 10

mF/16 V

C11, C13

– 100

mF/25 V

C16, C18

– 2200

mF/50 V

L1, L2

– d³awik 10

mH /1,5 A

L3

– d³awik 100

mH/3 A

p³ytka drukowana

numer 569

Wykaz elementów

Pó³przewodniki

Rezystory

Kondensatory

Inne

8

1/2001

Wzmacniacz mocy klasy D


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
2356 Wzmacniacz klasy A
wzmacniacz klasy A,B,AB
Microsoft Word Wzmacniacz klasy D docx(1)
Wzmacniacz klasy D(3)
Wzmacniacz klasy D(2)
2661 Wzmacniacz klasy D
Wzmacniacz klasy D(1)
Wzmacniacz klasy D
Kopia Wzmacniacz klasy D
Klasy wzmacniaczy mocy i interpretacja graficzna
KONCERTY (Dibox71), klasy wzmacniaczy, Każdy sygnał muzyczny, jeżeli chcemy go słuchać przez głośnik
Spraw - wzmacniacz mocy klasy ab, 1. Cel ˙wiczenia:
w2 klasy(1)
C i c++ wykłady, klasy
Lekcja Przysposobienia Obronnego dla klasy pierwszej liceum ogólnokształcącego

więcej podobnych podstron