Wzmacniacz mocy LM3886, podwójny lub mostkowy (ulepszony): 11 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Kompaktowy wzmacniacz o podwójnej mocy (lub mostek) jest łatwy do zbudowania, jeśli masz trochę doświadczenia w elektronice. Potrzebnych jest tylko kilka części. Oczywiście jeszcze łatwiej jest zbudować wzmacniacz mono. Najważniejsze kwestie to zasilanie i chłodzenie.

Z zastosowanymi przeze mnie komponentami wzmacniacz może dostarczyć około 2 x 30-40 W przy 4 omach, a w trybie mostkowym 80-100 W przy 8 omach. Czynnikiem ograniczającym jest prąd transformatora.

Wzmacniacz jest teraz (2020-10-17) przeprojektowany z obydwoma kanałami nieodwracającymi w trybie podwójnym. Umożliwia to również, w razie potrzeby, zastosowanie wejścia o wysokiej impedancji.

Krok 1: Projekt elektroniczny

Historia jest taka; W Szwecji posiadamy miejskie stacje śmieci i ponownego wykorzystania. Tutaj zostawiasz wszystkie rzeczy, których chcesz się pozbyć (nie marnowanie żywności). Tak więc w pojemniku na elektronikę znalazłem coś, co wyglądało jak wzmacniacz zbudowany w domu. Zaciąłem go (bo nie wolno go brać, tylko wyjeżdżać). Po powrocie do domu sprawdziłem co to jest i stwierdziłem, że końcówką mocy IC był bardzo popularny LM3875. Zacząłem z niego budować swój własny wzmacniacz gitarowy, ale nogi układu scalonego były krótkie i nieco uszkodzone, więc w końcu musiałem się poddać. Próbowałem zdobyć nowy, ale jedyną rzeczą w sprzedaży był następca, LM3886. Kupiłem dwa i zacząłem na poważnie. Pomysł polegał na zbudowaniu kompaktowego wzmacniacza mocy gitary, używając dwóch LM3886: dla dwóch kanałów lub w układzie mostkowym. Na własnym hałdzie miałem radiator procesora i wentylator komputera, więc pomysł polegał na wykorzystaniu radiatora i wentylatora do zbudowania wzmacniacza bez żadnego zewnętrznego radiatora.

Krok 2: Projekt elektroniczny (wzmacniacz mocy)

Konstrukcja wzmacniacza mocy jest naprawdę prosta i podąża za przykładem arkusza danych w absolutnie doskonałej notatce aplikacyjnej AN-1192 firmy Texas Instruments, która powinna być twoją biblią, jeśli chcesz używać LM3886.

Górny obwód to wzmacniacz nieodwracający o wzmocnieniu 1+R2/R1. Niższy wzmacniacz odwraca się ze wzmocnieniem R2/R1 (gdzie R2 to rezystor sprzężenia zwrotnego). W przypadku projektu mostu sztuczka polega na tym, aby uzyskać wartości rezystorów, aby oba obwody miały takie samo wzmocnienie. Używając głównie standardowych rezystorów (niektóre rezystory z folii metalowej) i mierząc dokładną rezystancję, udało mi się znaleźć kombinacje, które działały. Wzmocnienie obwodu nieodwracającego wynosi 1+ 132, 8/3, 001 = 45, 25 a wzmocnienie odwracające wynosi (132, 8+3, 046)/1, 015 = 45, 27. Wprowadziłem przełącznik wzmocnienia (SW1) aby móc zwiększyć zysk. Zmniejsza wartość R1, aby uzyskać czterokrotnie wyższy zysk.

Obwód nieodwracający: 1 001 k równolegle z 3 001 k daje (1 * 3) / (1+3) = 0,751 omów. Zysk = 1+ 132, 8/0, 75=177, 92 = 178

Wzmocnienie odwracające wynosi 179, 1 = 179, dopuszczalne!

Mała (i bezpłatna) aplikacja „Rescalc.exe” może pomóc w obliczeniach rezystancji (szeregowej i równoległej)

Chciałem mieć możliwość używania obu wzmacniaczy oddzielnie, więc wymagany był przełącznik (SW2) do przełączania między stereo a mostem.

Przełącznik SW2 steruje trybem dual/bridge. W pozycji „most” wzmacniacz B jest ustawiony na odwracanie, dodatnie wejście jest uziemione, a wyjście wzmacniacza A zastępuje uziemienie na wyjściu B.

W trybie dualnym oba wzmacniacze pracują w trybie nieodwracającym. SW1C obniża wzmocnienie, aby wzmacniacze A i B miały równe wzmocnienie.

Wejściowe gniazda tele są połączone w taki sposób, że gdy w gnieździe A nie ma wtyczki, sygnał jest przesyłany zarówno do wzmacniacza A, jak i wzmacniacza B (podwójne mono).

W trybie niskiego wzmocnienia 1, napięcie międzyszczytowe 6 V daje maksymalną moc wyjściową (70 V pp), a 0,4 V jest wymagane w trybie wysokiego wzmocnienia.

Krok 3: Projekt elektroniczny (zasilanie)

Zasilacz ma prostą konstrukcję z dwoma dużymi kondensatorami elektrolitycznymi i dwoma kondensatorami foliowymi oraz mostkiem prostowniczym. Prostownik to MB252 (200V/25A). Jest montowany na tym samym radiatorze, co końcówki mocy. Zarówno prostownik, jak i LN3686 są izolowane elektrycznie, więc nie jest potrzebna dodatkowa izolacja. Transformator to transformator toroidalny 120VA 2x25V ze wzmacniacza, który znalazłem na śmietniku. Może dostarczyć 2, 4A, co w rzeczywistości jest trochę niskie, ale mogę z tym żyć.

W sekcji 4.6 AN-1192 moc wyjściowa jest podana dla różnych obciążeń, napięć zasilania i konfiguracji (pojedyncza, równoległa i mostkowa). Powodem, dla którego zdecydowałem się zaimplementować projekt mostka, był głównie fakt, że miałem transformator, który nie nadawał się do pracy równoległej ze względu na niskie napięcie. (Obwód równoległy 100W wymaga 2x37V, ale konstrukcja mostka działa przy 2x25V).

Mała aplikacja "PSU Designer II" firmy Duncan Amps jest wysoce zalecana, jeśli chcesz dokonać poważnych obliczeń wartości transformatora.

Krok 4: Konstrukcja elektroniczna (regulator obniżający napięcie i sterowanie wentylatorem)

Wymaganie wentylatora na pełnej prędkości to 12V 0,6A. Zasilanie zapewnia 35V. Szybko dowiedziałem się, że standardowy regulator napięcia 7812 nie zadziała. Napięcie wejściowe jest zbyt wysokie, a rozpraszanie mocy (w przybliżeniu) 20V 0,3A =6W wymaga dużego radiatora. Dlatego zaprojektowałem prosty regulator obniżający napięcie z 741 jako kontrolerem i tranzystorem PNP BDT30C pracującym jako przełącznikiem, ładującym kondensator 220uF do napięcia 18V, co jest rozsądnym wejściem dla regulatora 7812 zasilającego wentylator. Nie chciałem, aby wentylator pracował na pełnych obrotach, gdy nie był potrzebny, więc zaprojektowałem obwód o zmiennym cyklu pracy (modulacja szerokości impulsu) z układem scalonym 555 timera. Użyłem rezystora 10k NTC z akumulatora laptopa, aby kontrolować cykl pracy timera 555. Jest montowany na radiatorze power IC. Potencjometr 20k służy do regulacji niskiej prędkości. Wyjście 555 jest odwracane przez tranzystor NPN BC237 i staje się sygnałem sterującym (PWM) do wentylatora. Cykl pracy zmienia się od 4, 5% do 9% od zimnego do ciepłego.

BDT30 i 7812 są montowane na osobnym radiatorze.

Zauważ, że na rysunku jest napisane PTC zamiast NTC (ujemny współczynnik temperaturowy), w tym przypadku od 10k do 9,5k, gdy położę na nim palec.

Krok 5: Radiator

Końcówki mocy, prostownik i rezystor PTC są zamontowane na miedzianej płycie radiatora. Wywierciłem otwory i wykonałem gwinty pod śruby montażowe za pomocą narzędzia do gwintowania. Mały veroboard z komponentami do wzmacniacza mocy jest montowany na górze wzmacniaczy mocy, aby zapewnić jak najkrótsze okablowanie. Kable połączeniowe to kable różowy, brązowy, liliowy i żółty. Kable zasilające mają wyższy przekrój.

Zwróć uwagę na mały metalowy stojak przy czerwonym kablu w lewym dolnym rogu. To centralny punkt uziemienia wzmacniacza.

Krok 6: Konstrukcja mechaniczna 1

Wszystkie główne części są zamontowane na podstawie ze szkła plexi o grubości 8 mm. Powodem jest po prostu to, że ją miałem i pomyślałem, że fajnie byłoby zobaczyć części. Łatwo jest również wykonać gwinty w plastiku do montażu różnych komponentów. Wlot powietrza znajduje się pod wentylatorem. Powietrze przepływa przez radiator procesora i przez szczeliny pod radiatorem. Szczeliny w środku były błędem i są wypełnione plastikiem z pistoletu do kleju.

Krok 7: Wzmacniacz bez obudowy

Krok 8: Konstrukcja mechaniczna 2

Panel przedni składa się z dwóch warstw; cienka stalowa płytka z komputera i kawałek miętowego plastiku, który pozostał, gdy zrobiłem nową maskownicę do mojego Telecastera.

Krok 9: Panel przedni od wewnątrz

Krok 10: Drewniana obudowa

Obudowa wykonana jest z drewna olchowego z drzewa, które spadło podczas burzy. Kilka desek wykonałem za pomocą struga stolarskiego i skleiłem je ze sobą, aby uzyskać wymaganą szerokość.

Wycięcia w obudowie wykonuje się za pomocą elektrycznej frezarki do drewna.

Boki, góra i przód są sklejone, ale konstrukcję zabezpieczyłem też śrubami przez małe kawałki w rogach.

Aby można było zdjąć drewnianą obudowę, tylna strona jest oddzielnie mocowana za pomocą dwóch śrub.

Szare plastikowe elementy mają gwinty na 4 milimetrowe śruby na dole i z tyłu.

Mały szary element w rogu to małe „skrzydełko”, które blokuje przedni panel, aby nie wyginał się do wewnątrz po podłączeniu gniazd tele.

Krok 11: Tył wzmacniacza

Z tyłu gniazdo zasilania, włącznik i (nieużywane) złącze zasilania przedwzmacniacza