Litar penguat kuasa 100 Watt menggunakan mosfet

Penguat kuasa adalah bahagian elektronik audio. Ia direka untuk memaksimumkan kekuatan kuasa isyarat yang diberikan. Dalam elektronik bunyi, penguat operasi meningkatkan voltan isyarat, tetapi tidak dapat memberikan arus, yang diperlukan untuk mendorong beban. Dalam tutorial ini, kita akan membina litar penguat kuasa output RMS 100W menggunakan MOSFET dan transistor dengan pembesar suara impedans 4 Ohms disambungkan kepadanya.

Topologi Pembinaan untuk Penguat

Dalam sistem rantai penguat, penguat kuasa digunakan pada peringkat terakhir atau terakhir sebelum beban. Secara amnya, sistem Sound Amplifier menggunakan topologi di bawah yang ditunjukkan dalam rajah blok

Seperti yang anda lihat dalam gambarajah blok di atas, Power Amplifier adalah tahap terakhir yang secara langsung disambungkan ke beban. Secara amnya, sebelum Power Amplifier, isyarat diperbaiki menggunakan Pre Amplifier dan Voltage control amplifier. Juga, dalam beberapa kes, di mana kawalan nada diperlukan, litar kawalan nada ditambahkan sebelum Power Amplifier.

Ketahui Beban Anda

Sekiranya sistem Penguat Audio, kapasiti penguat beban dan beban penguat adalah aspek penting dalam pembinaan. The beban utama bagi kuasa Amplifier adalah Speaker Loud. Output penguat daya bergantung pada impedans beban, jadi menghubungkan beban yang tidak tepat dapat membahayakan kecekapan penguat Daya dan juga kestabilan.

Pembesar Suara Loud adalah beban besar yang bertindak sebagai beban Induktif dan Tahan. Penguat kuasa memberikan output AC, kerana ini impedans pembesar suara adalah faktor penting untuk pemindahan daya yang betul.

Impedance adalah rintangan efektif litar elektronik atau komponen untuk arus ulang-alik, yang timbul daripada kesan gabungan yang berkaitan dengan rintangan dan reaktansi ohmik.

Dalam elektronik Audio, pelbagai jenis pembesar suara tersedia dalam watt yang berbeza dengan impedans yang berbeza. Impedansi pembesar suara dapat difahami dengan lebih baik menggunakan hubungan antara aliran air di dalam Paip. Anggap saja loudspeaker sebagai paip air, air yang mengalir melalui paip adalah isyarat audio bergantian. Sekarang, jika paip menjadi lebih besar diameternya, air akan mudah mengalir melalui pipa, isipadu air akan lebih besar, dan jika kita menurunkan diameternya, semakin sedikit air akan mengalir melalui pipa, maka volume air akan menjadi lebih rendah. Diameter adalah kesan yang diciptakan oleh rintangan dan reaktansi ohmik. Sekiranya paip menjadi lebih besar diameternya, impedansnya akan rendah, jadi pembesar suara dapat memperoleh lebih banyak watt dan penguat memberikan senario perpindahan daya yang lebih banyak dan jika impedans semakin tinggi maka Amplifier akan memberikan lebih sedikit daya kepada pembesar suara.

Terdapat pilihan yang berbeza dan segmen pembesar suara yang berbeza terdapat di pasaran, biasanya dengan 4 ohm, 8 ohm, 16 ohm, dan 32 ohm, di mana pembesar suara 4 dan 8 ohm banyak tersedia dengan harga murah. Juga, kita perlu memahami bahawa, penguat dengan 5 Watt, 6 Watt atau 10 Watt atau lebih adalah watt RMS (Root Mean Square), yang dihantar oleh penguat ke beban tertentu dalam operasi berterusan.

Jadi, kita perlu berhati-hati dengan penilaian pembesar suara, penilaian penguat, kecekapan pembesar suara, dan impedans.

Pembinaan Litar Penguat Audio 100W Mudah

Dalam tutorial sebelumnya, kami membuat penguat kuasa 10W, penguat kuasa 25W dan penguat kuasa 50W. Tetapi dalam tutorial ini, kami akan merancang penguat kuasa output RMS 100 Watt menggunakan MOSFET.

Dalam pembinaan Amplifier 100 Watt, Multiple Transistor dan MOSFET digunakan. Mari lihat spesifikasi dan gambarajah pin MOSFET dan transistor penting. Pada tahap penguat penguat, kami menggunakan transistor voltan tinggi MPSA43. Ia adalah transistor NPN voltan tinggi yang bertindak sebagai Penguat. Pin keluar dari transistor MPSA43 NPN adalah-

Kami menggunakan dua Transistor Daya Sederhana pelengkap MJE350 dan MJE340. MJE350 adalah transistor PNP 500 mA dalam paket TO-225 dan transistor pasangan NPN yang serupa adalah MJE340. MJE340 mempunyai spesifikasi yang sama dengan MJE350, tetapi ia adalah transistor kuasa sederhana NPN.

Gambar rajah Pinout untuk kedua-duanya diberikan di bawah-

Pada peringkat akhir, dua Power MOSFET IRFP244 dan IRFP9240 digunakan. Gabungan kedua-duanya memberikan output kuasa RMS 100 Watt merentasi Beban 4 Ohms.

Komponen yang diperlukan untuk Litar Penguat Daya

Papan Vero (semua orang bertitik atau tersambung boleh digunakan)
Besi pematerian
Kawat pateri
Alat Nipper dan Wire stripper
Wayar
Penyambung audio mengikut keperluan
Singki haba aluminium halus dengan ketebalan 5mm dan dimensi 90 mm x 45mm.
Bekalan kuasa 40V Rail to Rail dengan output landasan kuasa + 40V GND -40V
Pembesar suara 4 Ohms 100 Watt
Perintang 1/4 ^th Watt (39R, 390R, 1k, 1.5K, 4.7K, 15k, 22k, 33K, 47k, 150k) - 1nos.
330R perintang 1/4 ^th Watt - 3 pcs
Perintang 10R 10 Watt
0.33R - 7 Watt - 2 keping
0.22R - 10 Watt
Kapasitor 100nF 100V - 2 pcs
Kapasitor 47uF 100V
470pF 100V
470nF 63V
10pF 100V
1n4002 Diod
IRFP244
IRF9240
MJE350
MJE340
BC546 - 2 keping
MPSA43 - 3 keping

Gambarajah dan Penjelasan Litar Penguat Audio 100W

Skema untuk Penguat Audio 100 watt ini mempunyai beberapa tahap. Pada permulaan tahap pertama penguatan, bahagian penapis menyekat suara frekuensi yang tidak diingini. Bahagian penapis ini dibuat menggunakan R3, R4, dan C1, C2.

Pada tahap kedua litar, Q1 dan Q2, yang merupakan transistor MPSA43, berfungsi sebagai penguat pembezaan dan memberi isyarat ke tahap penguatan selanjutnya.

Seterusnya, penguatan Daya dilakukan di dua MOSFET, IRFP244N, dan IRF9240. Kedua-dua MOSFET ini adalah bahagian penting dalam litar. Kedua-dua MOSFET ini bertindak sebagai pemacu push-pull (Topologi atau seni bina penguat yang banyak digunakan). Untuk menggerakkan kedua MOSFET Q5 dan Q7 ini, transistor MJE350 dan MJE340 digunakan. Kedua-dua transistor kuasa ini memberikan arus gerbang yang mencukupi untuk menggerakkan MOSFET. R15 dan R14 adalah perintang limiter semasa untuk melindungi pintu MOSFET daripada arus masuk. Perkara yang sama berlaku untuk R12 dan R13 untuk melindungi beban output dari pemacu arus masuk. R18 adalah perintang watt tinggi yang bertindak sebagai litar pengapit dengan kapasitor 100nF. R16 juga memberikan perlindungan arus lebihan.

Menguji Litar Penguat 100 watt

Kami menggunakan alat simulasi Proteus untuk memeriksa output litar; kami mengukur output dalam osiloskop maya. Anda boleh menyemak Video demonstrasi lengkap yang diberikan di bawah

Kami menghidupkan litar menggunakan +/- 40V dan isyarat sinusoidal input disediakan. Saluran osiloskop A (Kuning) disambungkan di seluruh output dengan beban 4 ohm dan isyarat input disambungkan ke saluran B (Biru).

Kita dapat melihat perbezaan output antara isyarat input dan output yang diperkuat dalam video: -

Juga, kami memeriksa output watt, Amplifier watt sangat bergantung pada banyak perkara, seperti yang telah dibincangkan sebelumnya. Ia sangat bergantung pada impedansi pembesar suara, kecekapan pembesar suara, kecekapan penguat, topologi pembinaan, penyimpangan harmonik total, dll. Kami tidak dapat mempertimbangkan atau mengira semua kemungkinan faktor yang menjadi pergantungan dalam watt penguat. Litar kehidupan sebenar berbeza daripada simulasi kerana banyak faktor perlu dipertimbangkan semasa memeriksa atau menguji output.

Pengiraan Watt Amplifier

Kami menggunakan formula mudah untuk mengira watt penguat-

Watt Penguat = V ² / R

Kami menghubungkan multi-meter AC di seluruh output. Voltan AC yang ditunjukkan dalam meter multi adalah voltan AC puncak ke puncak.

Kami memberikan isyarat sinusoidal frekuensi rendah 25-50Hz. Seperti pada frekuensi rendah, penguat akan mengalirkan arus lebih banyak ke beban dan multimeter akan dapat mengesan voltan AC dengan betul.

Multimeter menunjukkan + 20.9V AC. Jadi, mengikut formula, output penguat kuasa pada beban 4 Ohms adalah

Amplifier Wattage = 20.9 ² /4 penguat Wattage = 109.20 (lebih daripada 100W anggaran)

Perkara yang Perlu Diingat semasa Membuat Amplifier audio 100w

Semasa membina litar, MOSFET diperlukan untuk dihubungkan dengan heatsink dengan betul pada tahap Penguat kuasa. Heatsink yang lebih besar memberikan hasil yang lebih baik. Transistor kuasa Q5 dan Q7 perlu diserap haba dengan betul dengan heatsink aluminium bentuk U kecil.
Adalah baik untuk menggunakan kapasitor jenis kotak dinilai kelas audio untuk hasil yang lebih baik.
Selalu merupakan pilihan yang baik untuk menggunakan PCB untuk aplikasi berkaitan Audio.
Buat jejak penguat pembezaan pendek, dan sedekat mungkin dengan jejak input.
Jauhkan garis isyarat audio daripada saluran kuasa yang bising.
Berhati-hati dengan ketebalan jejak. Oleh kerana ini adalah reka bentuk 100 Watt, jalan arus yang lebih besar diperlukan, jadi memaksimumkan lebar jejak. Lebih baik menggunakan papan tembaga 70 mikron dalam susun atur dua sisi dengan nilai maksimum untuk aliran arus yang lebih baik.
Pesawat darat perlu dibuat melintasi litar. Jauhkan jalan kembali tanah sesingkat mungkin.

Capai Hasil yang Lebih Baik

Dalam reka bentuk 100 Watt ini, sedikit penambahbaikan dapat dilakukan untuk output yang lebih baik.

Tambahkan kapasitor pemutusan 4700uF dengan penarafan sekurang-kurangnya 100V di landasan kuasa positif dan negatif.
Gunakan perintang MFR berkadar 1% untuk kestabilan yang lebih baik.
Tukar dioda 1N4002 dengan UF4007.
Tukar R11 dengan potensiometer 1k untuk mengawal arus senyap merentasi MOSFET kuasa.
Tambahkan Fuse di seluruh output, Ia akan melindungi litar pada overdrive pembesar suara atau keadaan litar pintas keluaran.

Juga, periksa litar penguat audio lain:

Penguat Audio 40 Watt menggunakan TDA2040
Litar Penguat Audio 25 Watt
Penguat Audio 10 Watt menggunakan Op-Amp
Litar Penguat Daya 50 Watt menggunakan MOSFET