Како дизајнирати кругове појачала снаге МОСФЕТ - објашњени параметри

У овом посту расправљамо о различитим параметрима који се морају узети у обзир приликом дизајнирања МОСФЕТ кола појачавача снаге. Такође анализирамо разлику између биполарних спојних транзистора (БЈТ) и МОСФЕТ карактеристика и схватамо зашто су МОСФЕТ-ови погоднији и ефикаснији за примену појачала снаге.

Допринео Даниел Сцхултз

Преглед

При пројектовању појачавача снаге узима се у обзир опсег 10 до 20 вати , обично се преферирају дизајни засновани на интегрисаним колима или ИЦ-у због њихове елегантне величине и малог броја компонената.

Међутим, за веће опсеге излазне снаге, дискретна конфигурација се сматра много бољим избором, јер нуде већу ефикасност и флексибилност дизајнеру у погледу избора излазне снаге.

Раније су појачала снаге која су користила дискретне делове зависила од биполарних транзистора или БЈТ-а. Међутим, појавом софистицирани МОСФЕТ-ови , БЈТ-ови су полако замењивани овим напредним МОСФЕТ-овима за постизање изузетно велике излазне снаге и невероватно ограниченог простора и смањених ПЦБ-а.

Иако МОСФЕТ-ови могу изгледати претјерано за дизајнирање појачавача снаге средње величине, они се могу ефикасно применити за било које спецификације појачала величине и снаге.

Мане употребе БЈТ-а у појачивачима снаге

Иако биполарни уређаји изузетно добро раде у врхунским аудио појачалима снаге, они укључују неколико недостатака који су заправо довели до увођења напредних уређаја попут МОСФЕТ-ова.

Можда је највећи недостатак биполарних транзистора у излазним фазама класе Б феномен који се назива одбегла ситуација.

БЈТ-ови укључују позитиван температурни коефицијент, што посебно доводи до појаве која се назива термални одбег, узрокујући потенцијалну штету енергетских БЈТ-ова услед прегревања.

Горња лева слика приказује основну поставку стандардног покретачког програма и излазне фазе класе Б, користећи ТР1 као уобичајени ступањ драјвера емитора и Тр2 заједно са Тр3 као комплементарну излазну фазу сљедбеника емитора.

Поређење конфигурације излазног нивоа БЈТ и МОСФЕТ појачала

Функција излазне фазе појачала

Да бисте дизајнирали радно појачало снаге, важно је правилно конфигурисати његову излазну фазу.

Циљ излазне фазе је првенствено да обезбеди појачање струје (појачање напона не остаје веће од јединице) како би коло могло да напаја велике излазне струје од суштинског значаја за управљање звучником веће јачине звука.

1. Позивајући се на леви бочни БЈТ дијаграм, Тр2 ради као извор излазне струје током позитивних излазних циклуса, док Тр3 даје излазну струју током негативних излазних полуциклуса.
2. Основно оптерећење колектора за ступањ возача БЈТ дизајнирано је са константним извором струје, који пружа побољшану линеарност за разлику од ефеката постигнутих једноставним отпорником оптерећења.
3. Ово се дешава због разлика у појачању (и пратећих изобличења) које се дешавају кад год БЈТ ради у широком опсегу колекторских струја.
4. Примена отпорника оптерећења унутар заједничког емитерског степена са великим колебањем излазног напона несумњиво може покренути изузетно велики опсег струје колектора и велика изобличења.
5. Примена константног струјног оптерећења не уклања се у потпуности изобличења, јер напон колектора природно флуктуира, а појачање транзистора може донекле зависити од напона колектора.
6. Ипак, како су флуктуације појачања услед варијација напона колектора обично прилично мале, сасвим је могуће постићи ниска изобличења која су много нижа од 1 процента.
7. Коло за пристраност повезано између база излазних транзистора је неопходно да би се излазни транзистори довели у положај у којем су тик на проводном прагу.
8. У случају да се то не догоди, мале варијације напона колектора Тр1 можда неће моћи довести излазне транзисторе у проводљивост и можда неће допустити било какво побољшање излазног напона!
9. Велике варијације напона на колектору Тр1 могу генерисати одговарајуће промене у излазном напону, али ово би вероватно пропустило почетни и завршни део сваког полуциклуса фреквенције, што би довело до озбиљних „унакрсних изобличења“ како се то обично назива.

Питање изобличења крижања

Чак и ако су излазни транзистори одведени до прага проводљивости, не уклањају у потпуности изобличења укрштања, јер излазни уређаји представљају релативно малу количину појачања док функционишу са смањеним струјама колектора.

Ово пружа умерену, али непожељну врсту цроссовер изобличења. Негативне повратне информације могле би се користити за природно надвладавање изобличења укрштања, међутим за постизање изврсних резултата заправо је неопходно применити релативно високу мирну пристраност у односу на излазне транзисторе.

Управо ова велика струја пристраности узрокује компликације са термичким бекством.

Струја пристрасности узрокује загревање излазних транзистора, а због њиховог позитивног коефицијента температуре то доводи до повећања струје пристрасности, генеришући још више топлоте и резултујуће даље повишење струје пристраности.

Ова позитивна повратна информација омогућава постепени пораст пристраности све док се излазни транзистори не прегреју и на крају изгоре.

У настојању да се заштити од овог, склопни склоп је олакшан уграђеним системом за осетљивост температуре, који успорава пристрасност у случају откривања више температуре.

Због тога, како се излазни транзистор загрева на пристрански круг, утиче генерисана топлота, која то детектује и зауставља сваки последични пораст преднапонске струје. Практично, стабилизација пристрасности можда није идеална и можда ћете пронаћи мало варијација, међутим, правилно конфигурисани круг може нормално показивати сасвим довољно стабилну пристрасност.

Зашто МОСФЕТ-ови раде ефикасније од БЈТ-ова у појачивачима снаге

У следећој дискусији покушаћемо да схватимо зашто МОСФЕТ-ови раде боље у дизајну појачала снаге у поређењу са БЈТ-овима.

Слично БЈТ-овима, ако се користе у излазној фази класе Б, МОСФЕТ-ови такође захтевају а пристрасност унапред да би се превазишло изобличење крижања. Имајући то у виду, јер МОСФЕТ-ови снаге имају коефицијент негативне температуре при струјама од близу 100 милиампера или више (и благи позитивни температурни коефицијент у нижим струјама), омогућава мање компликовани покретач класе Б и излазни ступањ, као што је приказано на следећој слици .

Термички стабилизовани склопни круг могао би бити замењен отпорником, јер температурне карактеристике МОСФЕТ-ова снаге укључују уграђену термичку контролу струје пристрасности при око 100 милиампера (што је приближно најприкладнија струја пристраности).

Додатни изазов с којим се суочавају БЈТ-ови је прилично низак струјни добитак од само 20 до 50. То може бити сасвим недовољно за појачала средње и велике снаге. Због тога је потребна изузетно моћна степеница возача. Типичан приступ решавању овог проблема је коришћење а Дарлингтон Паирс или еквивалентан дизајн који обезбеђује адекватно велико струјно појачање, тако да омогућава запошљавање степена покретача мале снаге.

Снажни МОСФЕТ-ови, као и било који други ФЕТ уређај , имају тенденцију да буду напонски уређаји, а не струјни.

Улазна импеданса МОСФЕТ-а снаге је обично врло висока што омогућава занемарљиво повлачење улазне струје са ниским радним фреквенцијама. Међутим, при високим радним фреквенцијама улазна импеданса је много нижа због релативно високог улазног капацитета од приближно 500 пф.

Чак и са овим високим улазним капацитетом, радна струја од једва 10 милиампера постаје сасвим довољна кроз фазу покретача, иако би вршна излазна струја могла бити око хиљаду пута већа од ове величине.

Додатни проблем код биполарних уређаја за напајање (БЈТ) је њихово помало споро време пребацивања. То тежи стварању различитих проблема, као што је изобличење изазвано убијањем.

То је случај када снажни високофреквентни сигнал може захтевати преклопни излазни напон од, рецимо, 2 волта по микросекунди, док БЈТ излазни ступањ можда омогућава брзину пораста од само волта по микросекунди. Природно, излаз ће се борити да пружи пристојну репродукцију улазног сигнала, што доводи до неизбежних изобличења.

Лоша брзина пораста може такође појачалу дати нежељени пропусни опсег снаге, при чему највећа достижна излазна снага значајно опада на вишим аудио фреквенцијама.

Фазно заостајање и осцилације

Друга брига је фазно кашњење које се одвија преко излазног ступња појачавача са високим фреквенцијама и које би могло довести до тога да повратне информације преко негативног система повратних информација постану позитивне, а не негативне на изузетно високим фреквенцијама.

Ако појачало поседује довољно појачања на таквим фреквенцијама, појачало може прећи у осцилирајући режим, а недостатак стабилности ће и даље бити приметан чак и ако појачање кола није довољно да покрене осцилацију.

Овај проблем би се могао исправити додавањем елемената за одвијање високофреквентног одзива кола и укључивањем елемената фазне компензације. Међутим, ова разматрања смањују ефикасност појачала на високим фреквенцијама улазног сигнала.

МОСФЕТ-ови су бржи од БЈТ-ова

Приликом дизајнирања појачала снаге морамо имати на уму да брзина пребацивања снаге МОСФЕТ-ови је обично око 50 до 100 пута бржи од БЈТ-а. Стога се компликације са инфериорном високофреквентном функционалношћу лако превазилазе применом МОСФЕТ-ова уместо БЈТ-а.

Заправо је могуће креирати конфигурације без икаквих фреквенцијска или фазна компензација делови и даље одржавају одличну стабилност и укључују ниво перформанси који се задржава за фреквенције далеко изнад високофреквентног аудио ограничења.

Још једна потешкоћа са биполарним транзисторима снаге је секундарни слом. Ово се односи на неку врсту специфичног термичког одбега који ствара „врућу зону“ унутар уређаја што резултира кратким спојем преко његових пинова колектора / емитора.

Да би се осигурало да се то не догоди, БЈТ мора радити искључиво унутар одређених опсега колекторске струје и напона. Било коло појачавача звука ова ситуација обично подразумева да су излазни транзистори присиљени да добро раде у оквиру својих топлотних ограничења, а оптимална излазна снага која се добија из снаге БЈТ је тако значајно смањена, много нижа од њихове највеће вредности расипања које стварно дозвољавају.

Захваљујући МОСФЕТ-ов коефицијент негативне температуре при високим одводним струјама ови уређаји немају проблема са секундарним пробојем. За МОСФЕТ-ове, максимално дозвољене спецификације одводне струје и напона одвода практично су само ограничене њиховом функционалношћу одвођења топлоте. Стога ови уређаји постају посебно погодни за апликације јачих аудио појачала.

МОСФЕТ недостаци

Упркос горе наведеним чињеницама, МОСФЕТ такође има неколико недостатака, који су релативно мањег броја и безначајни. У почетку су МОСФЕТ-ови били скупи у поређењу са одговарајућим биполарним транзисторима. Међутим, разлика у трошковима у данашње време је постала много мања Када узмемо у обзир чињеницу да МОСФЕТ-ови омогућавају да сложена кола постану много једноставнија и индиректно значајно смањење трошкова, чини БЈТ-ов колега прилично тривијалним чак и са својим ниским трошковима ознака.

МОСФЕТ-ови снаге често имају повећан изобличење отворене петље него БЈТ. Међутим, због високог појачања и брзе брзине пребацивања, МОСФЕТ-ови снаге омогућавају употребу високог нивоа негативних повратних информација у целом спектру аудио фреквенција, нудећи неуспоредиву изобличење затворене петље ефикасност.

Додатни недостатак који се односи на МОСФЕТ-ове снаге је њихова нижа ефикасност у поређењу са БЈТ-има када се користе у излазним фазама стандардног појачала. Разлог за ово је фаза следиоца одашиљача велике снаге која генерира пад напона од око 1 волта између улаза и излаза, иако постоји губитак од неких волти на улазу / излазу фазе следбеника извора. Не постоји лак приступ решавању овог проблема, али чини се да је ово мало смањење ефикасности, које не би требало узети у обзир и могло би се занемарити.

Разумевање практичног дизајна МОСФЕТ појачала

На доњој слици приказан је дијаграм кола функционалног склопа МОСФЕТ појачавач снаге 35 вати струјно коло. Осим примјене МОСФЕТ-а у излазном ступњу појачала, све у основи изгледа прилично попут врло уобичајеног дизајна МОСФЕТ појачала.

• Тр1 је намештен као а заједнички улазни ступањ емитера , директно повезан са степеном драјвера заједничког одашиљача Тр3. Обе ове фазе нуде укупно појачање напона појачала и укључују изузетно велико укупно појачање.
• Тр2 заједно са прикљученим деловима ствара једноставан генератор константне струје који има граничну излазну струју од 10 милиампера. Ово делује као главно оптерећење колектора за Тр3.
• Р10 се користи за утврђивање тачног струја мировања пристрасности преко излазних транзистора, а као што је претходно дискутовано, термичка стабилизација за пристрасну струју заправо није остварена у пристрасном колу, већ је испоручују сами излазни уређаји.
• Р8 пружа практично 100% негативне повратне информације од излаза појачавача до емитера Тр1, омогућавајући круг само око појачања напона јединице.
• Отпорници Р1, Р2 и Р4 раде попут потенцијалне разделне мреже за одступање улазног степена појачала, а тиме и излаза, на приближно половину напона напајања. Ово омогућава највиши достижни ниво излаза пре исецања и почетка критичног изобличења.
• Р1 и Ц2 се користе попут филтарског кола које поништава фреквенцију зујања и друге облике потенцијалних шумова на доводним водовима од улаза у појачало преко склопног круга.
• Р3 и Ц5 се понашају као РФ филтер што спречава пробијање РФ сигнала право од улаза до излаза, узрокујући звучне сметње. Ц4 такође помаже у решавању истог проблема тако што ефективно помера високофреквентни одзив појачала преко горње границе аудио фреквенције.
• Да би се осигурало да појачало добије добар напон на звучним фреквенцијама, постаје неопходно раздвојите негативне повратне информације донекле.
• Ц7 испуњава улогу кондензатор за одвајање , док Р6 отпорник ограничава количину повратних информација које се очисте.
• Кола појачање напона приближно се одређује дељењем Р8 са Р6 или око 20 пута (26дБ) са додељеним вредностима дела.
• Максимални излазни напон појачала биће РМС од 16 волти, што омогућава улазну осетљивост од око 777мВ РМС за постизање пуног излаза. Улазна импеданса може бити већа од 20к.
• Ц3 и Ц8 се користе као улазни и излазни кондензатори за повезивање. Ц1 омогућава раздвајање за напајање једносмерном струјом.
• Р11 и Ц9 служе искључиво за олакшавање и контролу стабилности појачала радећи попут популарног Мрежа Зобел , који се често налазе око излазних степени већине дизајна полупроводничких појачала снаге.

Анализа учинка

Чини се да прототипски појачавач ради невероватно добро, посебно када приметимо прилично једноставан дизајн јединице. Приказани склоп дизајна МОСФЕТ појачала ће са задовољством издати 35 В РМС под оптерећењем од 8 ома.

• Тхе Укупна хармонична дисторзија неће бити више од око 0,05%. Прототип је анализиран само за фреквенције сигнала око 1 кХз.
• Међутим круг је добитак отворене петље утврђено је да је практично константна у читавом опсегу аудио фреквенција.
• Тхе фреквенцијски одзив затворене петље измерено је на -2 дБ са приближно 20 Хз и 22 кХз сигнала.
• Појачало однос сигнал / шум (без прикљученог звучника) била виша од цифре од 80 дБ, мада заправо може постојати могућност мале количине руке брује из напајања које се детектује на звучницима, али ниво може бити премали да би се чуо у нормалним условима.

Напајање

Горња слика приказује одговарајуће конфигурисано напајање за дизајн МОСФЕТ појачала од 35 вати. Напајање може бити довољно моћно за руковање моно или стерео моделом јединице.

Напајање се заправо састоји од ефикасних неколико двосмерних исправљачких и заглађујућих кругова којима су излази прикључени серијски како би се обезбедио укупни излазни напон који одговара двоструком потенцијалу примењеном од појединачног исправљачког и капацитивног круга филтера.

Диоде Д4, Д6 и Ц10 чине један одређени део напајања, док други део испоручују Д3, Д5 и Ц11. Свака од њих нуди нешто мање од 40 волти без прикљученог терета и укупног напона од 80 В без напона.

Ова вредност може пасти на приближно 77 волти када је појачало оптерећено стерео улазним сигналом у стању мировања и на само око 60 волти када два канала појачала раде пуном или максималном снагом.

Савјети за изградњу

Идеалан изглед ПЦБ-а за МОСФЕТ појачавач од 35 вати приказан је на доњим сликама.

Ово је намењено једном каналу круга појачала, тако да, наравно, две такве плоче морају бити састављене када стерео појачало постане неопходно. Излазни транзистори сигурно нису уграђени на ПЦБ, већ преко великог ребрастог типа.

Није неопходно користити комплет за изолацију лискуна за транзисторе док их причвршћујете на хладњак. То је зато што су МОСФЕТ извори директно повезани са својим металним језичцима, а ови пинови извора ионако морају остати повезани.

Међутим, с обзиром да нису изоловани од хладњака, можда је заиста неопходно осигурати да хладњаци не дођу у електрични контакт са разним другим деловима појачала.

Такође, за стерео имплементацију, појединачним хладњацима који се користе за пар појачала не би требало дозволити да међусобно уђу у електричну близину. Увек се побрините за употребу краћих каблова од највише око 50 мм за повезивање излазних транзистора са ПЦБ-ом.

Ово је посебно кључно за водове који се повезују са терминалима гејта излазних МОСФЕТ-ова. Због чињенице да МОСФЕТ-ови снаге имају велико појачање на високим фреквенцијама, дужи водичи могу озбиљно утицати на одзив стабилности појачала или чак покренути РФ осцилацију што заузврат може проузроковати трајну штету на МОСФЕТ-овима снаге.

Рекавши то, практично ћете можда наћи потешкоће у припреми дизајна како бисте осигурали да се ови каблови ефикасно држе краће. Можда ће бити важно напоменути да су Ц9 и Р11 постављени изван ПЦБ-а и једноставно су серијски повезани преко излазне утичнице.

Савети за изградњу напајања

Круг напајања је направљен применом ожичења типа тачка-тачка, као што је приказано на доњој слици.

Ово у ствари изгледа прилично саморазумљиво, али осигурано је да се кондензатори Ц10 и Ц11 оба типа састоје од лажне плочице. У случају да нису, може бити пресудно користити траку за ознаке како би се омогућило неколико портова за повезивање. Ознака за лемљење је причвршћена на један одређени монтажни вијак Т1, који нуди тачку прикључка на шасију за мрежни кабл наизменичне струје.

Подешавање и подешавања

1. Обавезно испитајте свеобухватне везе ожичења пре укључивања напајања, јер грешке у ожичењу могу проузроковати скупа разарања и сигурно бити опасне.
2. Пре него што укључите струјно коло, обавезно подрежите Р10 да бисте постигли минималан отпор (ротирајте у смеру супротном од кретања казаљке на сату).
3. Са тренутним вађењем ФС1 и монтираним мултиметером за мерење 500мА ФСД преко држача осигурача, на мерачу се мора видети очитавање од око 20мА док је појачало укључено (ово може бити 40мА када се користи двоканални стерео).
4. У случају да утврдите да се очитавање бројила битно разликује од овог, одмах искључите напајање и преиспитајте цело ожичење. Супротно томе, ако је све у реду, полако померите Р10 да максимализујете очитавање мерача до вредности од 100мА.
5. Ако се жели стерео појачало, Р10 преко оба канала мора се подесити да би тренутна снага била до 120мА, а затим Р10 у другом каналу мора бити фино подешен како би се тренутна употреба повећала на 200мА. Једном када се то постигне, ваш МОСФЕТ појачавач је спреман за употребу.
6. Водите рачуна да не додирујете ниједан мрежни прикључак док изводите поступке подешавања појачала.
7. Сва непокривена ожичења или кабловске везе које могу бити наизменичног напајања треба да буду правилно изоловане пре повезивања уређаја на електричну мрежу.
8. Непотребно је рећи да би, као и код сваког круга са наизменичном струјом, требало да буде затворен у чврсти ормар који се може одврнути само уз помоћ наменског одвијача и другог сета инструмената, како би се осигурало да не постоје брза средства за досезање опасних мрежно ожичење и незгоде се безбедно уклањају.

Списак делова за МОСФЕТ појачало снаге од 35 вати

Склоп за примену појачала МОСФЕТ појачала од 120 В

У зависности од спецификација напајања, практично МОСФЕТ појачало од 120 вати Коло је способно да понуди излазну снагу у опсегу од око 50 и 120 вати РМС у звучник од 8 ома.

Овај дизајн такође укључује МОСФЕТ-ове у излазној фази како би пружио врхунски ниво укупних перформанси чак и уз велику једноставност кола

Укупна хармонијска изобличења појачавача нису већа од 0,05%, али само када коло није преоптерећено, а однос сигнал / шум је бољи од 100 дБ.

Разумевање фаза МОСФЕТ појачала

Као што је приказано горе, ово коло је дизајнирано у односу на Хитацхи распоред. Супротно последњем дизајну, ово коло користи једносмерну спрегу за звучник и садржи двоструко уравнотежено напајање са средњом 0В и уземљеном шином.

Ово побољшање се ослобађа зависности од великих излазних спојних кондензатора, као и лоших перформанси у нискофреквентним перформансама које овај кондензатор генерише. Даље, овај распоред такође омогућава кругу пристојну могућност одбијања мрешкања напајања.

Поред карактеристике једносмерне спреге, дизајн кола се прилично разликује од оног коришћеног у ранијем дизајну. Овде и улазни и покретачки степени укључују диференцијална појачала.

Ступањ уноса конфигуриран је помоћу Тр1 и Тр2, док ступањ покретачког програма овиси о Тр3 и Тр4.

Транзистор Тр5 је конфигурисан као константно оптерећење колектора струје за Тр4. Путања сигнала помоћу појачавача започиње коришћењем улазног спојног кондензатора Ц1, заједно са РФ филтером Р1 / Ц4. Р2 се користи за одступање улаза појачала на централном 0В напајању.

Тр1 је ожичен као ефикасан а појачало заједничког емитера који има свој излаз директно повезан са Тр4 који се примењује као заједнички ступањ драјвера емитора. Од ове фазе надаље аудио сигнал је повезан са Тр6 и Тр7 који су монтирани као комплементарни излазни ступањ сљедбеника комплементарног извора.

Тхе негативне повратне информације извлачи се из излаза појачала и повезује са базом Тр2, и упркос чињеници да нема инверзије сигнала кроз базу Тр1 на излаз појачала, постоји инверзија преко базе Тр2 и излаза. То је зато што Тр2 који ради као пратилац емитора савршено покреће емитер Тр1.

Када се улазни сигнал примени на одашиљач Тр1, транзистори успешно делују као а заједничка основна фаза . Према томе, иако се инверзија не одвија помоћу Тр1 и Тр2, инверзија се дешава кроз Тр4.

Такође, промена фазе се не дешава преко излазног степена, што значи да појачало и база Тр2 имају тенденцију да буду ван фазе да би извршили тражене негативне повратне информације. Вредности Р6 и Р7, као што је предложено на дијаграму, дају појачање напона од приближно 28 пута.

Као што смо сазнали из наших претходних расправа, мали недостатак МОСФЕТ-ова снаге је што они постају мање ефикасни од БЈТ-ова када се повежу кроз традиционални излазни ниво класе Б. Такође, релативна ефикасност МОСФЕТ-ова снаге постаје прилично лоша са круговима велике снаге који захтевају да напон капије / извора буде неколико напона за струје високог извора.

Може се претпоставити да је максимално колебање излазног напона једнако напону напајања умањеном за максимални напон од извора до извора појединачног транзистора, а то сигурно омогућава колебање излазног напона које може бити знатно ниже од примењеног напона напајања.

Једноставан начин за постизање веће ефикасности био би у основи инкорпорирање неколико сличних МОСФЕТ-ова паралелно прикачених на сваком од излазних транзистора. Тада ће се највећа количина струје којом рукује сваки излазни МОСФЕТ-ови преполовити, а максимални напон извора до гејта сваког МОСФЕТ-а се на одговарајући начин смањује (заједно са пропорционалним растом њихања излазног напона појачала).

Међутим, сличан приступ не функционише када се примењује на биполарне уређаје, а ово је у основи због њихових позитиван температурни коефицијент карактеристике. Ако један одређени излазни БЈТ почне да црта прекомерну струју од другог (јер ниједна два транзистора неће имати потпуно идентичне карактеристике), један уређај почиње да се загрева више од другог.

Ова повећана температура доводи до смањења прага напона емитер / база БЈТ, што као резултат почиње да троши много већи део излазне струје. Ситуација тада доводи до тога да се транзистор загрева и овај процес се наставља бесконачно све док један од излазних транзистора не почне да рукује свим оптерећењем, док други остаје неактиван.

Овакав проблем се не може видети код МОСФЕТ-ова снаге због њиховог коефицијента негативне температуре. Када један МОСФЕТ почне да се загрева, због негативног температурног коефицијента, надолазећа топлота почиње да ограничава проток струје кроз његов одвод / извор.

Ово преусмерава вишак струје ка другом МОСФЕТ-у који сада почиње да постаје све топлији, а на сличан начин топлота доводи до тога да се струја кроз њега пропорционално смањује.

Ситуација ствара уравнотежен удео и расипање струје на уређајима што чини појачало ефикасним и поузданим. Овај феномен такође дозвољава МОСФЕТ-ови који се паралелно повезују једноставно спајањем капија, извора и одвода без много калкулација или недоумица.

Напајање за МОСФЕТ појачало од 120 вати

Изнад је назначен одговарајуће дизајниран круг напајања за МОСФЕТ појачавач од 120 вати. Ово личи на коло напајања за наш ранији дизајн.

Једина разлика је што се напајање централног славине трансформатора на споју два кондензатора за заглађивање у почетку није занемаривало. У овом примеру је ово навикнуто да обезбеди средње напајање од 0 В, док се мрежно напајање такође прикључује на овом споју уместо на негативну шину за напајање.

Осигурачи се уграђују и на позитивну и на негативну шину. Излазна снага коју испоручује појачало у великој мери зависи од спецификација мрежног трансформатора. За већину захтева тороидни мрежни трансформатор од 35 - 0 - 35 волти од 160ВА заправо треба да буде сасвим довољан.

Ако стерео операција пожељно је да трансформатор треба заменити тежим трансформатором од 300 ВА. Алтернативно, изоловане јединице за напајање могу да се изграде помоћу по 160ВА трансформатора за сваки канал.

То омогућава напон напајања од приближно 50 В у мирним условима, иако при пуном оптерећењу овај ниво може пасти на знатно нижи ниво. Ово омогућава постизање снаге од око 70 вати РМС кроз звучнике оцењене на 8 ома.

Кључна ствар коју треба приметити је да 1Н5402 диоде које се користе у исправљачу моста имају максималну подношљиву струју од 3 ампера. Овога може бити довољно за једноканални појачавач, али то можда неће бити довољно за стерео верзију. За стерео верзију диоде морају бити замењене диодама од 6 ампера или 6А4.

Распоред ПЦБ-а

Можете пронаћи пуноправни ПЦБ за изградњу сопственог МОСФЕТ круга појачала од 120 вати. Наведена 4 МОСФЕТ уређаја треба да буду причвршћена великим ребрастим хладњацима, који морају бити оцењени на најмање 4,5 степени Целзијуса по вату.

Предострожности ожичења

• Обавезно држите МОСФЕТ стезаљке што је могуће краће, које не смеју бити дуже од око 50 мм.
• Ако их желите задржати мало дуже од овога, обавезно додајте отпор мале вредности (може бити 50 охма 1/4 вата) са капијом сваког од МОСФЕТ-ова.
• Овај отпор ће реаговати са улазним капацитетом МОСФЕТ-а и понашати се као нископропусни филтер, обезбеђујући бољу стабилност фреквенције за високофреквентни улазни сигнал.
• Међутим, код улазних сигнала високе фреквенције, ови отпорници могу произвести одређени утицај на перформансе излаза, али ово може бити заправо премало и тешко приметно.
• Транзистор Тр6 се заправо састоји од два паралелно повезана н-канална МОСФЕТ-а, исто као и за Тр7, који такође паралелно има неколико п-каналних МОСФЕТ-ова.
• Да би се спровела ова паралелна веза, капија, одвод, извор одговарајућих МОСФЕТ парова једноставно се спајају, то је све што је тако једноставно.
• Такође, имајте на уму да су кондензатор Ц8 и отпорник Р13 инсталирани директно на излазну утичницу, а не склопљени на ПЦБ.
• Можда је најефикаснији начин изградње напајања чврстим ожичењем, као и за напајање као и за претходни појачавач. Ожичење је приближно исто као и за овај претходни круг.

Подешавања и подешавања

1. Пре укључивања завршеног круга појачала, пажљиво прегледајте неколико ожичења неколико пута.
2. Прецизно проверите ожичење напајања и одговарајуће међусобне везе на МОСФЕТ-овима излазне снаге.
3. Кварови око ових веза могу брзо довести до трајног оштећења јединице појачала.
4. Такође, мораћете да извршите неколико претходних подешавања пре укључивања завршене плоче.
5. Почните окретањем унапред подешене поставке Р11 у смеру супротном од кретања казаљке на сату и у почетку немојте прикључивати звучник на излаз јединице.
6. Даље, уместо звучника, повежите сонде мултиметра (подешене на нисконапонски једносмерни опсег) преко излазних тачака појачала и уверите се да показује да је доступан излазни напон ниског мирног стања.
7. Можда ћете наћи да мерач показује делимични напон или га уопште нема, што је такође у реду.
8. У случају да мерач покаже велики једносмерни напон, одмах морате искључити појачало и поново проверити могуће грешке у ожичењу.

Закључак

У горњем чланку смо свеобухватно разговарали о многим параметрима који играју пресудну улогу у обезбеђивању исправног и оптималног рада појачавача снаге.

Сви ови параметри су стандардни и стога се могу ефикасно користити и применити приликом пројектовања било ког круга појачала снаге МОСФЕТ-а, без обзира на спецификацију снаге и напона.

Различите карактеристике детаљне у вези са БЈТ и МОСФЕТ уређајима дизајнер може користити за имплементацију или прилагођавање жељеног кола појачавача снаге.