Litar penguat kuasa 50 Watt menggunakan mosfets

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, kami akan membina penguat kuasa output RMS 50 Watt menggunakan MOSFET dengan pembesar suara impedans 8 Ohms yang 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, impedans akan rendah,jadi pembesar suara boleh mendapat lebih banyak watt dan penguat memberikan senario pemindahan kuasa yang lebih banyak dan jika impedans semakin tinggi maka Amplifier akan memberikan kuasa yang lebih sedikit 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 Amplifier 50W Mudah

Dalam tutorial sebelumnya, kami membuat penguat kuasa 10 Watt, penguat kuasa 25 Watt dan penguat kuasa 40 Watt. Tetapi dalam tutorial ini, kami akan merancang penguat kuasa output RMS 50 Watt menggunakan MOSFET. Dalam tutorial sebelumnya, kami menggunakan IC penguat kuasa khusus, TDA2040 untuk 25 Watt dan untuk penguat 40 Watt, tetapi dalam reka bentuk ini, kami akan menggunakan MOSFET saluran N dan P pasangan percuma untuk mendapatkan output kuasa 50Watt. Keluarannya akan cukup stabil dan THD minimum. Kami akan memacu 8 ohm Beban dengannya.

Kami menggunakan dua pelengkap MOSFETs IRF530N dan IRF9530N yang banyak terdapat di kedai-kedai tempatan dan juga kedai dalam talian.

Dalam gambar di atas, yang kiri adalah IRF530N dan yang kanan adalah IRF9530N. Kedua-duanya adalah pakej TO-220AB.

Kedua-dua MOSFET membuat operasi push-pull untuk mendorong pembesar suara 8 Ohms 50 Watt RMS.

Komponen Diperlukan

Untuk membina litar, kita memerlukan komponen berikut:

Papan Vero (semua orang bertitik atau tersambung boleh digunakan)
Besi pematerian
Kawat pateri
Alat Nipper dan Wire stripper
Wayar
Singki haba aluminium halus dengan ketebalan 2mm dan dimensi 50 mm x 30mm.
Bekalan kuasa Rail to Rail 35V dengan output trek kuasa + 35V GND -35V
Pembesar suara 8 Ohms 50 Watt
Perintang (10R, 300R, 560R, 680R, 820R, 1.2k, 2.2k, 10k, 15k) - 1nos.
Perintang (2.7k, 4.7k, 47k) - 2nos.
Kapasitor 100uF 63V
Kapasitor 47uF 63V - 2 keping
68nF 100V
220pF 50V
1n4002 Diod
IRF530
IRF9530
.1uH Air core Inductor 5A dinilai
BC556 -2 pcs
BC546 - 2 keping

Rajah dan Penjelasan Litar

Skema untuk Amplifier Audio 50 watt ini mempunyai beberapa tahap. Pada permulaan penguatan, saringan lulus rendah menyekat kebisingan frekuensi tinggi. Penapis lulus rendah ini dibuat menggunakan R1, R2, dan C1. Perintang R1 dan R2 mempunyai dua operasi, pertama ia adalah bahagian penapis lulus rendah, kedua, ia adalah pembahagi voltan dan juga pembatas arus.

Pada tahap kedua litar, Q1, dan Q2, yang merupakan transistor BC556, berfungsi sebagai penguat pembezaan.

Seterusnya, penguatan Daya dilakukan di dua MOSFET, IRF530N dan IRF9530. Kedua-dua MOSFET ini adalah pasangan pelengkap dan sepadan. Dua MOSFET mempunyai spesifikasi yang sama, tetapi satu adalah N-Channel dan satu lagi adalah P-channel. Ini adalah bahagian penting dalam litar. Kedua MOSFET ini bertindak sebagai pemacu push-pull (Topologi atau seni bina penguat yang banyak digunakan). Untuk memandu kedua MOSFET ini, Q3 dan Q4, BC546 digunakan. Kedua-dua transistor ini menyediakan pemacu gerbang yang mencukupi untuk MOSFET. R15 adalah perintang watt tinggi yang berfungsi sebagai litar pengapit dengan kapasitor 68nF dan induktor 1uH ditambahkan untuk memberikan penguatan stabil pada 8 Ohms Loudspeaker.

Menguji Litar Penguat 50watt

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 +/- 35V dan isyarat sinusoidal input disediakan. Saluran osiloskop A (Kuning) disambungkan melintasi output terhadap beban 8 ohm dan isyarat input disambungkan melintasi 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 + 20.1V AC. Jadi, mengikut formula, output penguat kuasa pada beban 8 Ohms adalah

Amplifier Wattage = 20.1 ² /8 penguat Wattage = 50.50 (50W anggaran)

Perkara yang Perlu Diingat semasa Membuat Penguat Daya 50w

Semasa membina litar, MOSFET diperlukan untuk dihubungkan dengan heatsink dengan betul pada tahap Penguat kuasa. Heatsink yang lebih besar memberikan hasil yang lebih baik.
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 50 Watt, jalan arus yang lebih besar diperlukan, jadi memaksimumkan lebar jejak.
Pesawat darat perlu dibuat melintasi litar. Jauhkan jalan kembali tanah sesingkat mungkin.

Capai Hasil yang Lebih Baik

Dalam reka bentuk 50 Watt ini, sedikit penambahbaikan dapat dilakukan untuk output yang lebih baik.

Tambahkan kapasitor decupling 220uF dengan penilaian sekurang-kurangnya 63V di landasan kuasa positif dan negatif.
Gunakan perintang MFR berkadar 1% untuk kestabilan yang lebih baik.
Tukar dioda 1N4002 dengan UF4007.
Tukar R13 dengan potensiometer 1k untuk mengawal arus senyap merentasi MOSFET kuasa.
Gunakan toroidal Inductor dan bukannya Inti udara dengan.25uH 5A.
Tambahkan Fuse di seluruh output, ia akan melindungi litar pada overdrive pembesar suara atau keadaan litar pintas output.

Juga, periksa litar penguat audio lain:

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