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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE UMZCH d'une puissance de 320 watts sur la puce STK4231. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Amplificateurs de puissance à transistors Ces dernières années, les radioamateurs ont de plus en plus utilisé des amplificateurs de puissance sur des microcircuits. Pour de nombreuses applications, il devient peu pratique d'assembler un amplificateur sur des éléments séparés : de tels amplificateurs nécessitent dans la plupart des cas la mise en place d'un dispositif de protection, le réglage du courant de repos de l'étage de sortie, etc. et prêt ». Diverses versions de ces amplificateurs ont déjà été recommandées à plusieurs reprises dans les pages du magazine, cependant, la puissance de sortie maximale (c'est-à-dire avec une distorsion non linéaire de 10 %) des amplificateurs sur une seule puce est généralement limitée à 100...120 W, du moins lorsque vous utilisez des puces d'une catégorie de prix abordable. Même lors de l'utilisation de deux microcircuits TDA7294 dans une connexion en pont, la puissance de charge ne dépasse pas 200 W. Mais que se passe-t-il si vous devez assembler un amplificateur plus puissant, par exemple pour une discothèque ? Un amplificateur de puissance à circuit intégré est décrit ici et permet une puissance de sortie allant jusqu'à 300 W par canal. L'amplificateur utilise une puce hybride STK4231-II fabriquée par SANYO. Cette puce est une puce à double canal, donc une seule puce est requise pour l'option de connexion pontée. Lors de l'assemblage d'un amplificateur sur une telle puce, un peu plus de pièces sont nécessaires que pour un amplificateur sur le TDA7294, mais cela présente de nombreux avantages et, surtout, vous permet d'obtenir un amplificateur nettement plus puissant. Le microcircuit est beaucoup plus facile à fixer sur un dissipateur thermique, puisque son substrat n'est pas connecté à la surface conductrice de chaleur du boîtier et peut être directement connecté au dissipateur thermique ou au boîtier de l'amplificateur (pour le microcircuit TDA7294, le moins de la puissance l'alimentation est connectée au substrat). Cela peut souvent s'avérer décisif, car isoler le dissipateur thermique du boîtier n'est parfois pas simple. Le diagramme schématique de l'amplificateur de puissance basé sur STK4231-II est présenté sur la Fig. 1.
Principaux paramètres techniques de l'amplificateur
L'amplificateur est alimenté par une source de tension bipolaire non stabilisée de 2x(45...55) V. Le signal d'entrée de l'un des amplificateurs du microcircuit DA2 est fourni directement à la broche 3 et à la seconde (broche 20) via un amplificateur tampon inverseur sur l'ampli-op DA1. L'ampli-op est alimenté par des stabilisateurs de tension +15 et -15 V, réalisés sur des microcircuits DA3, DA4. Si nécessaire, ces mêmes stabilisateurs peuvent également alimenter un préamplificateur doté de commandes de tonalité ou de filtres crossover. Le gain de l'amplificateur de puissance peut être modifié en sélectionnant les résistances de rétroaction R6 et R11. Leur résistance dans les deux bras de l’amplificateur doit être la même. Les transistors VT1 - VT4 disposent d'une unité de protection de courant qui empêche la défaillance du microcircuit en cas de surcharge. À mesure que le courant traversant l'une des résistances R18, R28 augmente, la chute de tension à ses bornes augmente, ce qui conduit respectivement à l'ouverture du transistor VT2 ou VT1. Ceci, à son tour, conduit au fonctionnement de l'analogue du thyristor sur les transistors VT3, VT4 et le microcircuit est bloqué. Pour désactiver le verrouillage, vous devez éteindre et rallumer l'amplificateur. Si un dispositif de protection n'est pas nécessaire, vous n'avez pas besoin de souder les transistors VT1 - VT4 et les éléments associés dans la carte - cela n'affectera pas le fonctionnement de l'amplificateur. Vous pouvez utiliser d'autres types de dispositifs de protection avec l'amplificateur, en tenant compte du fait que lorsque les résistances R25, R31 sont connectées au fil commun, l'amplificateur est bloqué. Le microcircuit dispose d'une unité qui empêche les clics dans les haut-parleurs lors de la mise sous et hors tension. Pour ce faire, la broche 8 du microcircuit DA2 reçoit une tension constante fournie via la diode VD2 et les circuits de correction depuis l'enroulement du transformateur de puissance. L'amplificateur est testé en fonctionnement avec une charge réelle avec une résistance de 5,3 Ohms ; la puissance de sortie est légèrement inférieure avec une résistance de charge de 8 ohms. Un circuit imprimé simple face a été développé pour l'amplificateur, dont le dessin est illustré à la Fig. 2.
Dans la conception, vous pouvez utiliser des résistances C5-16 d'une puissance de 5 W (R16-R18, R28-R30), MLT-1 (R22, R31, R38, R39), le reste - MLT-0,25 ou MLT-0,5 . Condensateurs à oxyde - K50-35 ou importés pour une tension de 63 V. Les condensateurs restants sont à film (groupes K73) ou en céramique (sauf pour les groupes TKE H50 et H90). L'ampli opérationnel DA1 peut être remplacé par K140UD7, KR140UD17, TL071, etc. Les transistors KT502E peuvent être remplacés par 2SA1207, KT814G, VT3 - par 2SC2911, KT815G, VT4 - par 2SA1209, KT814G. Les selfs L1, L2 sont enroulées avec un fil d'un diamètre de 1 mm sur les résistances R17, R29 tour à tour en une seule couche sur toute la longueur de la résistance. Le microcircuit STK4231 existe en deux versions - avec les indices II et V. Le circuit de connexion pour STK4231-V diffère légèrement de celui recommandé pour le microcircuit STK4231-II, dans lequel les broches 1, 2, 21 et 22 ne sont pas utilisées. Pour le STK4231-V, des éléments supplémentaires y sont connectés, comme indiqué sur la Fig. 3 ; tous les autres terminaux sont connectés de la même manière. Un amplificateur avec STK4231-V a un coefficient de distorsion harmonique inférieur - 0,08 %.
Un tel UMZCH peut être alimenté soit à partir d'une alimentation secteur par transformateur, soit à partir d'une alimentation pulsée plus moderne. La puissance de l'alimentation doit être sélectionnée de 30 à 40 % supérieure à la puissance maximale de l'amplificateur lui-même. Vous devez également prendre en compte la modification de cet article : la broche 12 du DD3.2 (voir schéma de la Fig. 2 dans l'article) doit être connectée à la broche 3 du DD3.1, et non comme indiqué sur le schéma. De plus, pour limiter le premier courant d'appel lors de la mise sous tension de l'onduleur, il est utile d'introduire une thermistance dans le circuit de redressement primaire. Lorsque vous utilisez une alimentation à découpage dans le circuit amplificateur, au lieu de la diode KD226A (VD2), utilisez KD212 et réduisez la capacité du condensateur C14 à 1000 XNUMX pF. Lors de l'assemblage de l'amplificateur décrit, une attention particulière doit être portée à la fixation des microcircuits au dissipateur thermique. L'introduction d'espaceurs en mica pour l'isolation avec une telle puissance d'amplificateur est inacceptable. Les microcircuits peuvent chauffer jusqu'à 70 °C en fonctionnement normal, mais il est conseillé de ne pas dépasser cette température. Il est conseillé d'utiliser un refroidissement forcé avec un ventilateur. Le dissipateur thermique peut être installé sous forme de broches (en forme d'aiguille) ou, dans les cas extrêmes, nervuré, faisant office de parois arrière ou latérales du boîtier de l'amplificateur. Il est possible de fixer le microcircuit avec des vis utilisant une pâte thermoconductrice sur une plaque de cuivre de 3...5 mm d'épaisseur, puis une plaque avec la même pâte sur un dissipateur thermique dissipant. Les dimensions de la plaque doivent être 2 à 4 fois plus grandes que les dimensions du microcircuit utilisé. Dans ce cas, l'efficacité du transfert de chaleur sera maximale. Avec un assemblage correct et l'utilisation de pièces connues, l'amplificateur décrit ne nécessite aucun réglage. Lors de l'alimentation du préamplificateur à partir des stabilisateurs DA3, DA4 (voir Fig. 1), il vous suffit de sélectionner les résistances R38, R39 de manière à ce que la tension à l'entrée des stabilisateurs DA3, DA4 soit comprise entre 20...30 V. Auteur : I. Korotkov ; Publication : cxem.net
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