100 Watt power amplifier circuit gamit ang mosfet

Ang power amplifier ay bahagi ng audio electronics. Ito ay dinisenyo upang i-maximize ang laki ng lakas f na ibinigay signal ng input. Sa tunog electronics, pinatataas ng pagpapatakbo ng amplifier ang boltahe ng signal, ngunit hindi maibigay ang kasalukuyang, na kinakailangan upang magmaneho ng isang pagkarga. Sa tutorial na ito, magtatayo kami ng isang 100W RMS output power amplifier circuit gamit ang MOSFETs at transistors na may isang 4 Ohms impedance speaker na konektado dito.

Topology sa Konstruksiyon para sa mga Amplifier

Sa isang sistema ng kadena ng amplifier, ang power amplifier ay ginagamit sa huling o huling yugto bago ang pagkarga. Pangkalahatan, ang system ng Sound Amplifier ay gumagamit ng mas mababa sa topology na ipinakita sa block diagram

Tulad ng nakikita mo sa diagram ng block sa itaas, ang Power Amplifier ay ang huling yugto na direktang konektado sa pagkarga. Pangkalahatan, bago ang Power Amplifier, ang signal ay naitama gamit ang Pre Amplifiers at Voltage control amplifiers. Gayundin, sa ilang mga kaso, kung saan kinakailangan ang pagkontrol ng tono, ang circuit control ng tone ay idinagdag bago ang Power Amplifier.

Alamin ang Iyong Load

Sa kaso ng Audio Amplifier system, ang pagkarga at ang kapasidad sa pagmamaneho ng load ng amplifier ay isang mahalagang aspeto sa konstruksyon. Ang pangunahing load para sa isang power Amplifier ay ang Malakas na Speaker. Ang output ng amplifier ng kuryente ay nakasalalay sa impedance ng pagkarga, kaya ang pagkonekta ng isang hindi tamang pag-load ay maaaring ikompromiso ang kahusayan ng Power amplifier pati na rin ang katatagan.

Ang Malakas na Tagapagsalita ay isang malaking pagkarga na kumikilos bilang isang Inductive at Resistive load. Ang power amplifier ay naghahatid ng output ng AC, dahil dito ang impedance ng speaker ay isang kritikal na kadahilanan para sa wastong paglipat ng kuryente.

Ang imppedance ay ang mabisang paglaban ng isang electronic circuit o sangkap para sa alternating kasalukuyang, na nagmumula sa mga pinagsamang epekto na nauugnay sa ohmic na pagtutol at reaktibo.

Sa Audio electronics, iba't ibang mga uri ng Loudspeaker ay magagamit sa iba't ibang wattage na may iba't ibang impedance. Ang impedance ng speaker ay maaaring mas maintindihan gamit ang ugnayan sa pagitan ng daloy ng tubig sa loob ng isang Pipe. Isipin mo lang ang loudspeaker bilang isang tubo ng tubig, ang tubig na dumadaloy sa pamamagitan ng tubo ay ang alternating audio signal. Ngayon, kung ang tubo ay naging mas malaki ang diameter, ang tubig ay madaling dumaloy sa pamamagitan ng tubo, ang dami ng tubig ay magiging mas malaki, at kung babawasan natin ang diameter, mas mababa ang tubig na dumadaloy sa pamamagitan ng tubo, kaya ang dami ng tubig ay magiging mas mababa Ang diameter ay ang epektong nilikha ng ohmic paglaban at reaktibo. Kung ang tubo ay lumalaki sa diameter, ang impedance ay magiging mababa, kaya ang nagsasalita ay maaaring makakuha ng mas maraming wattage at ang amplifier ay nagbibigay ng mas maraming sitwasyon sa paglipat ng kuryente at kung ang impedance ay makakakuha ng mataas sa gayon ang Amplifier ay magbibigay ng mas kaunting lakas sa nagsasalita.

Mayroong iba't ibang mga pagpipilian pati na rin ang iba't ibang mga segment ng mga nagsasalita ay magagamit sa merkado, sa pangkalahatan ay may 4 ohms, 8 ohms, 16 ohms, at 32 ohms, kung saan 4 at 8 ohms speaker ang malawak na magagamit sa murang mga presyo. Gayundin, kailangan nating maunawaan iyon, ang isang amplifier na may 5 Watt, 6 Watt o 10 Watt o higit pa ay ang wattage ng RMS (Root Mean Square), na inihatid ng amplifier sa isang tukoy na karga sa patuloy na pagpapatakbo.

Kaya, kailangan nating mag-ingat tungkol sa rating ng speaker, rating ng amplifier, kahusayan ng speaker, at impedance.

Pagtatayo ng Simpleng 100W Audio Amplifier Circuit

Sa mga nakaraang tutorial, gumawa kami ng 10W power amplifier, 25W power amplifier at 50W power amplifier. Ngunit sa tutorial na ito, magdidisenyo kami ng isang 100 Watt RMS output power amplifier gamit ang MOSFETs.

Sa pagtatayo ng 100 Watt Amplifier, Ginagamit ang Maramihang mga Transistor at MOSFET. Tingnan natin ang detalye at diagram ng pin ng mga mahahalagang MOSFET at transistor. Sa yugto ng pagpapalaki ng amplifier, ginamit namin ang mataas na boltahe transistor MPSA43. Ito ay isang mataas na boltahe NPN transistor na kumikilos bilang isang Amplifier. Ang pin sa transistor ng MPSA43 NPN ay-

Gumamit kami ng dalawang pantulong na Medium Power Transistors MJE350 at MJE340. Ang MJE350 ay isang 500 mA PNP transistor sa TO-225 na pakete at ang magkatulad na pares ng NPN na Transistor ay MJE340. Ang MJE340 ay may parehong pagtutukoy sa MJE350, ngunit ito ay isang NPN medium power transistor.

Ang mga diagram ng Pinout para sa pareho sa mga ito ay ibinibigay sa ibaba-

Sa huling yugto, ginagamit ang dalawang Power MOSFET na IRFP244 at IRFP9240. Ang kombinasyon ng dalawang ito ay nagbibigay ng 100 Watt RMS power output sa kabuuan ng 4 Ohms Load.

Mga Kinakailangan na Bahagi para sa Power Amplifier Circuit

Vero board (maaaring magamit ang tuldok o konektado kahit sino)
Panghinang
Wire ng panghinang
Nipper at Wire stripper tool
Mga wire
Mga konektor ng audio ayon sa mga kinakailangan
Pinong sink ng init ng Aluminium na may 5mm kapal at 90 mm x 45mm na sukat.
40V Rail to Rail power supply na may + 40V GND -40V output ng power track
4 Ohms 100 Watt speaker
Resistor 1/4 ^ika Watt (39R, 390R, 1k, 1.5k, 4.7k, 15k, 22k, 33k, 47k, 150k) - 1nos.
330R Resistor 1/4 ^ika Watt - 3 mga PC
10R Resistor 10 Watt
0.33R - 7 Watt - 2 mga PC
0.22R - 10 Watt
100nF 100V capacitor - 2 mga PC
47uF 100V Capacitor
470pF 100V
470nF 63V
10pF 100V
1n4002 Diode
IRFP244
IRF9240
MJE350
MJE340
BC546 - 2 mga PC
MPSA43 - 3 mga PC

100W Audio Amplifier Circuit Diagram at Paliwanag

Ang eskematiko para sa 100 watt Audio Amplifier na ito ay may ilang mga yugto. Sa simula ng unang yugto ng pagpapalakas, ang isang seksyon ng filter ay hinaharangan ang mga hindi nais na ingay ng dalas. Ang seksyon ng filter na ito ay nilikha gamit ang R3, R4, at C1, C2.

Sa pangalawang yugto ng circuit, ang Q1 at Q2, na mga transistor ng MPSA43, ay gumagana bilang kaugaliang amplifier at pakainin ang signal sa karagdagang yugto ng pagpapalaki.

Susunod, ang pagpapalakas ng Power ay tapos na sa dalawang MOSFETs, IRFP244N, at IRF9240. Ang dalawang MOSFET na ito ay ang mahalagang bahagi ng circuit. Ang dalawang MOSFET na ito ay kumikilos bilang isang driver ng push-pull (Isang malawakang ginamit na topology o arkitektura ng amplification). Upang himukin ang dalawang MOSFETs Q5 at Q7, ginagamit ang transistors MJE350 at MJE340. Ang dalawang power transistors na ito ay nagbibigay ng sapat na kasalukuyang gate upang himukin ang MOSFETs. Ang R15 at R14 ang kasalukuyang mga resistor ng limiter upang maprotektahan ang MOSFET gate mula sa kasalukuyang pag-inrush. Ang parehong bagay ang nangyayari para sa R12 at R13 upang maprotektahan ang output load mula sa kasalukuyang drive ng inrush. Ang R18 ay isang mataas na risistor ng wattage na gumaganap bilang clamping circuit na may capacitor na 100nF. Nagbibigay din ang R16 ng karagdagang proteksyon sa overcurrent.

Pagsubok ng 100 watt Amplifier Circuit

Gumamit kami ng mga tool ng simulate ng Proteus upang suriin ang output ng circuit; Sinukat namin ang output sa virtual oscilloscope. Maaari mong suriin ang kumpletong demonstrasyong Video na ibinigay sa ibaba

Pinapagana namin ang circuit gamit ang +/- 40V at ibinigay ang input sinusoidal signal. Ang channel A (Yellow) ng oscilloscope ay konektado sa buong output laban sa 4 ohms load at ang input signal ay konektado sa buong channel B (Blue).

Maaari nating makita ang pagkakaiba ng output sa pagitan ng input signal at ang pinalakas na output sa video: -

Gayundin, sinuri namin ang output wattage, ang Amplifier wattage ay lubos na nakasalalay sa maraming bagay, tulad ng tinalakay dati. Ito ay lubos na nakasalalay sa impedance ng speaker, kahusayan ng speaker, kahusayan ng Amplifier, topology ng konstruksyon, kabuuang distansya ng maharmonya atbp Hindi namin maaaring isaalang-alang o kalkulahin ang lahat ng mga posibleng kadahilanan na nilikha ng mga dependency sa amplifier wattage. Ang totoong circuit ng buhay ay naiiba kaysa sa simulation dahil maraming mga kadahilanan ang kinakailangan upang isaalang-alang habang sinusuri o sinusubukan ang output.

Pagkalkula ng Amplifier Wattage

Gumamit kami ng isang simpleng pormula upang makalkula ang wattage ng amplifier-

Wattage ng Amplifier = V ² / R

Ikinonekta namin ang isang multi-meter ng AC sa output. Ang AC boltahe na ipinapakita sa multi-meter ay rurok sa rurok ng AC boltahe.

Nagbigay kami ng napakababang dalas ng signal ng sinusoidal na 25-50Hz. Tulad ng sa mababang dalas, ang amplifier ay maghahatid ng higit pang kasalukuyang sa pag-load at ang multimeter ay maaaring tuklasin nang maayos ang boltahe ng AC.

Nagpakita ang multimeter ng + 20.9V AC. Kaya, ayon sa formula, ang output ng power amplifier sa 4 Ohms load ay

Amplifier Wattage = 20.9 ² /4 Amplifier Wattage = 109.20 (higit sa 100W ng humigit-kumulang)

Mga Bagay na Dapat Tandaan habang Bumubuo ng 100w audio Amplifier

Kapag nagtatayo ng circuit, ang mga MOSFET ay kinakailangan upang maiugnay sa heatsink nang maayos sa yugto ng Power amplifier. Ang mas malaking heatsink ay nagbibigay ng isang mas mahusay na resulta. Ang power transistor Q5 at Q7 ay kailangang ma-sink sink nang maayos na may maliit na U na hugis ng heatsink ng aluminium.
Mahusay na gumamit ng mga marka ng audio na naka-rate na rate ng kahon ng audio para sa isang mas mahusay na resulta.
Palaging isang mahusay na pagpipilian na gamitin ang PCB para sa application na nauugnay sa Audio.
Gawing maikli ang mga bakas ng kaugalian ng amplifier, at mas malapit hangga't maaari sa bakas ng pag-input.
Panatilihing pinaghiwalay ang mga linya ng audio signal mula sa maingay na mga linya ng kuryente.
Mag-ingat tungkol sa kapal ng mga bakas. Dahil ito ay 100 Watt na disenyo, kinakailangan ang isang mas malaking kasalukuyang landas, kaya i-maximize ang lapad ng bakas. Mas mahusay na gumamit ng 70-micron tanso board sa dobleng panig na layout na may maximum na vias para sa mas mahusay na kasalukuyang daloy.
Ang lupa sa eroplano ay kailangang nilikha sa buong circuit. Panatilihing maikli ang landas ng pagbalik sa lupa hangga't maaari.

Makamit ang Mas Mahusay na Mga Resulta

Sa disenyo ng 100 Watt na ito, ilang mga pagpapabuti ang maaaring gawin para sa mas mahusay na output.

Magdagdag ng 4700uF decoupling capacitor na may hindi bababa sa 100V na marka sa positibo at negatibong track ng kuryente.
Gumamit ng 1% na rate na resistors ng MFR para sa mas mahusay na katatagan.
Baguhin ang 1N4002 diode gamit ang UF4007.
Baguhin ang R11 gamit ang isang 1k potentiometer upang makontrol ang kasalukuyang pagsusulit sa mga MOSFET na kapangyarihan.
Magdagdag ng Fuse sa kabuuan ng output, Protektahan nito ang circuit sa speaker overdrive o output na kondisyon ng maikling circuit.

Gayundin, suriin ang iba pang mga circuit ng audio amplifiers:

40 Watt Audio Amplifier gamit ang TDA2040
25 Watt Audio Amplifier Circuit
10 Watt Audio Amplifier gamit ang Op-Amp
50 Watt Power Amplifier Circuit gamit ang MOSFETs