Усилитель "Green Lanzar" на N-канальных MOSFET-ах. Симметричный усилитель с квазикомплементарным выходом

Иметь мощный, высококачественный сабвуфер желание каждого автолюбителя, который ценит качественный и громкий звук и глубокие низкие частоты (басс). Проект был реализован летом 2012 года и отнял целых 3 месяца, такая задержка связана дефицитом многих компонентов, которые использовались в проекте. Устройство из себя представляет комплекс усилителей с суммарной мощностью порядка 750-800 ватт. В нескольких статьях я попытаюсь подробно пояснить конструкцию сабвуферного усилителя по схеме Ланзара.

Преобразователь напряжения, фильтр-сумматор, блок стабилизаторов и защита динамической головки - комплектующие блоки для работы такого усилителя. Преобразователь напряжения развивает мощность 500 ватт, и все эти 500 ватт направлены для запитки основного усилителя. Мощность ланзара может доходить до 360-390 ватт, хотя максимальная мощность получается с повышенным питанием и достаточно опасна для отдельных частей усилителя.

Такой усилитель питает мощный самодельный сабвуфер на основе динамической головки SONY XPLOD с номинальной мощностью 300-350 ватт, максимальная (кратковременная мощность) до 1000 ватт. В отдельной статье мы рассмотрим процесс изготовления ящика для сабвуфера и все тонкости связанные с ним. Корпус для использован от DVD-проигрывателя, он отлично подошел по размерам. Для охлаждения основного усилителя использован громадный теплоотвод от советского усилителя радиотехника. Имеется также высокоскоростной кулер от ноутбука для того, чтобы вывести теплый воздух из корпуса.

Начнем рассматривать конструкцию с преобразователя напряжения, поскольку именно его нужно будет сделать в первую очередь. От точной работы преобразователя зависит вся работа конструкции. Он обеспечивает на выходе двухполярное напряжение 60 вольт на плечо - именно столько нужно для обеспечивания указанной выходной мощности усилителя.

Преобразователь напряжения, не смотря на простую конструкцию развивает мощность в 500 ватт, в форс-мажорных ситуациях до 650 ватт. TL494 - двухканальный ШИМ контроллер, генератор прямоугольных импульсов настроенный на частоту 45-50кГц является двигателем этого преобразователя, именно с него и начинается все.

Для усиления выходного сигнала собран драйвер на маломощных биполярных транзисторах серии ВС556(557).

Предварительно усиленный сигнал через ограничительные резисторы подается на затворы мощных силовых ключей. В этой схеме использованы мощные N-канальные полевые транзисторы серии IRF3205, в схеме их 4.

Трансформатор преобразователя вначале был намотан на двух сердечниках (Ш-образных) от блока питания АТХ, но потом конструкция изменилась, и был намотан новый трансформатор. Кольцо от электронного трансформатора для питания галогенных ламп (мощность 150-230 ватт). Трансформатор содержит две обмотки. Первичная обмотка мотается сразу 10-ю жилами провода 0,5-0,7мм и содержит 2Х5 витков. Намотку делают так. Для начала берем пробный провод и мотаем 5 витков, витки растягиваем по всему кольцу. Отматываем провод и измеряем ее длину. Измерения делаем с запасом 5 см. Дальше берем 10 жил такого же провода - кончики проводов скручиваем. Делаем две такие заготовки - 2 шины по 10 жил. Дальше стараемся как можно равномерно мотать по всему кольцу, получится 5 витков. Затем нужно отделить шины, в итоге получим две равноценные половинки обмотки.

Начало одной обмотки присоединяем с концом второй обмотки или наоборот - конец первой с началом второй. Таким образом, мы сфазировали обмотки и схему можно проверить. Для этого подключаем трансформатор в схему, а на кольце мотаем пробную обмотку (вторичную). Обмотка может содержать любое количество витков, лучше мотать 2-6 витков провода 0,5-1мм.
Первый запуск преобразователя лучше всего сделать через лампу (галогенка) на 20-60 ватт.

После намотки пробной вторичной обмотки запускаем преобразователь. К пробной обмотке подключаем лампу накаливания с мощностью в пару ватт. Лампа должна светиться, при этом транзисторы (если пока без теплоотводов) должны незначительно греться в ходе работы.
Если все нормально, то можно намотать настоящую обмотку, если схема работает не должным образом или вообще не работает, то нужно отключить затворы транзисторов и осциллографом проверить наличие прямоугольных импульсов на выводах 9 и 10. Если генерация есть, то проблема скорее всего в транзисторах, если они тоже в норме, то неправильно сфазирован трансформатор, нужно поменять начало-конец обмоток (о фазировке говорилось во 2-ой части).

Вторичная обмотка мотается по тому же принципу, что и первичная, фазируется тоже так. Обмотка содержит 2Х18 витков и мотается сразу 8-ю жилами провода 0,5мм. Обмотку нужно растянуть по всему кольцу. Отвод средней точки будет корпусом, поскольку с нас требуется получить двухполярное напряжение. Выходное напряжение получается с повышенной частотой, поэтому мультиметр не способен измерять его.
Диодный выпрямитель в моем случае был собран из мощных отечественных диодов серии КД213А. Обратное напряжение диода 200Вольт, при токе до 10А, Эти диоды могут работать на частотах до 100кГц - отличный вариант для нашего случая. Можно также использовать и другие мощные импульсные диоды с обратным напряжением не менее 180 Вольт. Добрый вечер, господа радиолюбители! Всё началось с того, что в своём домашнем УМЗЧ давно хотел отказаться от дешевых ТДА-шек и перейти на более высокий уровень - приличный транзисторный усилитель звуковой частоты. Читал немало страниц самых разнообразных форумов, просматривал различные фотогалереи, пересматривал отзывы... и решил попробовать для себя собрать новику, выбор пал на весьма известный и хороший по характеристикам усилитель Ланзар. Дальше месяц ушел на изучение всех возможных разновидностей схем этого усилителя и выбор оптимальной и подходящей по характеристикам.

Принципиальная схема УНЧ Ланзар

Она показалась мне относительно легкой в повторении и настройке, хотя наибольшее внимание на всех форумах уделяют как раз ей! Ну что же, поехал на радиорынок, закупился деталями, по цене он мне обошелся в 110 грн - немало, как для студента, скажу я вам, но конечный результат того стоил, об этом чуть позже... Взялся за изготовление печатной платы, с протравливанием на это ушло полтора часа. Травил хлорным железом, к нему еще не привык так как пользуюсь в основном медным купоросом. После подготовки платы будущего Ланзара взялся за пайку, прежде всего были впаяны перемычки, далее резисторы, конденсаторы, транзисторы...

Спаяв плату, переходим к главному - настройка тока холостого хода УМЗЧ. Здесь все было для меня просто - выставил подстроечник на среднее значение, запаял, проверил плату на сопли и включил. Даже без предохранителей (не то что лампочек). Ланзар завелся сразу, погонял его 15 минут до нагрева ВК, но подстроечник не дергал, замерял спад напряжения на пятиватних резисторах - он не изменился, никаких шумов, и других заметных искажений не было обнаружено с осциллографом, что показало высокую повторяемость данной схемы!

Теперь о впечатлениях от звука: раньше при прослушивании тда7294 хотябы час и последующим исключением было ощущение, будто с головы сняли туго натянутую каску, потом я понял, что это из-за нехватки средних частот у тда7294 .

Теперь пришла очередь нагрузить ланзар парой маломощных АС, так как питание у меня тестовое +-22В, то небольшие 25-ваттные колонки для него были как раз.

Фото готового УМЗЧ

Как видно из картинок, силовые конденсаторы по питанию не очень жирные, всего 470 мкф, но по вольтажу они с большим запасом, так как планируется в будущем питать Ланзар от +- 65В! Такие колоночки были подключены к усилителю в процессе настройки.

Очередной летний проект. На сей раз захотелось создать супермощный усилительный комплекс для автомобиля. В моем распоряжении было несколько сотен долларов, поэтому можно было покупать новые компоненты, а не рыться в хламе из-за каждого резистора, как это сделал в прошлый раз.

Итак, новый усилитель должен был работать от 12 Вольт, решил собрать комплекс из усилителей разряда Hi-Fi. Первым был закончен сабвуферный усилитель лазнар, о нем мы сегодня и поговорим.

Схема ланзара полностью линейная — от входа до выхода. Максимальная мощность схемы по заявке составляет 390 ватт и схема вполне может развивать указанную мощность. Как и любой мощный усилитель, ланзар тоже питается от двухполярного источника. Верхних пик питающего напряжения составляет ±70 В, нижний ±30 В, хотя может быть и меньше, но если собираетесь питать усилитель от ±30 В, советую не делать этого, поскольку сам ланзар мощный и высококачественный усилитель и при таком питании могут нарушаться работа отдельных узлов схемы.

Ограничительные резисторы дифференциальных каскадов подбираются исходя от номинала питающего напряжения, подбор номинала приведен ниже (мощность резисторов 1 ватт, спасибо det за табличку).

Питание ±70 В	3,3 кОм…3,9 кОм
Питание ±60 В	2,7 кОм…3,3 кОм
Питание ±50 В	2,2 кОм…2,7 кОм
Питание ±40 В	1,5 кОм…2,2 кОм
Питание ±30 В	1,0 кОм…1,5 кОм

Усилитель ланзар печатная плата.lay

Стабилитроны предназначены для стабилизации питающего напряжения диффкаскадов. Следует использовать стабилитроны на 15 Вольт с мощностью 1-1.3 ватт.

Транзисторы желательно использовать те, которые использованы в схеме, хотя мне пришлось использовать аналоги.

Катушка — мотается проводом 0,8 мм на сверле с диаметром 10мм. Витки катушки склеиваются суперклеем для надежности.

Эмиттерные резисторы выходных транзисторов подбираются с мощностью 5 ватт, в ходе работы они могут перегреваться. Номинал этих резисторов можно подобрать в районе 0.22-0.30 Ом.

Резисторы 3.9 Ом подбираются с мощностью 2 ватт.

Усилитель работает в классе АВ, поэтому для охлаждения транзисторов выходного каскада нужен серьезный теплоотвод, в моем случае использовался радиатор от отечественного усилителя радиотехника У-101.

Подстроечный резистор 1кОм лучше брать многооборотный, им настраивают ток покоя выходного каскада, многооборотный резистор позволяет делать очень точную настройку.

Все транзисторы выходного каскада укрепляют к теплоотводу через изолирующие пластины и шайбы. Перед запуском тщательно проверяйте наличия замыканий выводов транзисторов на теплоотвод.

Входной конденсатор с емкостью 1 мкФ можно подобрать под свой вкус, но поскольку ланзар больше используют для питания канала сабвуфера, то емкость конденсатора желательно брать побольше.

Все пленочные конденсаторы на 63 и более Вольт, с ними не должны возникнуть проблемы, поскольку почти все пленочные конденсаторы делают на указанное напряжение. Конденсаторы могут быть заменены на керамические, но это может повлиять на качество звучания усилителя.

Таблица мощностей и основные параметры усилителя представлены ниже.

ПАРАМЕТР	НА НАГРУЗКУ
ПАРАМЕТР	8 Ом	4 Ома	2 Ома (мост на 4 Ома)
Максимальное напряжение питания, ± В	65	60	40
Максимальная выходная мощность, Вт при искажениях до 1% и напряжении питания:
±30 В	40	85	170
±35 В	60	120	240
±40 В	80	160	320
±45 В	105	210	НЕ ВКЛЮЧАТЬ!!!
±50 В	135	270	НЕ ВКЛЮЧАТЬ!!!
±55 В	160	320	НЕ ВКЛЮЧАТЬ!!!
±60 В	200	390	НЕ ВКЛЮЧАТЬ!!!
±65 В	240	НЕ ВКЛЮЧАТЬ!!!	НЕ ВКЛЮЧАТЬ!!!
Коф усиления, дБ		24
Не линейные искажения при 2/3 от максимальной мощности, %		0,04
Скорость нарастания выходного сигнала, не менее В/мкС		50
Входное сопротивление, кОм		22
Отношение сигнал/шум, не менее, дБ		90

Не советуется поднимать номинал питающего напряжения больше ±60 В, но поскольку я любитель форс-мажорных ситуаций, то подал на схему ±75 Вольт, снял при этом порядка 400 ватт, хотя на плате все стало греться, думаю не стоит повторять мой опыт, возможно мне просто повезло (резисторы диффкаскадов при этом заменил на 4кОм).

Ниже представлен список компонентов для сборки усилителя ланзар своими руками.

C3,C2 = 2 x 22µ0
C4 = 1 x 470p
C6,C7 = 2 x 470µ0 x 25V
C5,C8 = 2 x 0µ33C11,C9 = 2 x 47µ0
C12,C13,C18 = 3 x 47p
C15,C17,C1,C10 = 4 x 1µ0
C21 = 1 x 0µ15
C19,C20 = 2 x 470µ0 x 100V
C14,C16 = 2 x 220µ0 x 100V

L1 = 1 x

R1 = 1 x 27k
R2,R16 = 2 x 100
R8,R11,R9,R12 = 4 x 33
R7,R10 = 2 x 820
R5,R6 = 2 x 6k8
R3,R4 = 2 x 2k2
R14,R17 = 2 x 10
R15 = 1 x 3k3
R26,R23 = 2 x 0R33
R25 = 1 x 10k
R28,R29 = 2 x 3R9
R27,R24 = 2 x 0.33
R18 = 1 x 47
R19,R20,R22
R21 = 4 x 2R2
R13 = 1 x 470

VD1,VD2 = 2 x 15V
VD3,VD4 = 2 x 1N4007

VT2,VT4 = 2 x 2N5401
VT3,VT1 = 2 x 2N5551
VT5 = 1 x KSE350
VT6 = 1 x KSE340
VT7 = 1 x BD135
VT8 = 1 x 2SC5171
VT9 = 1 x 2SA1930
VT10,VT12 = 2 x 2SC5200
VT11,VT13 = 2 x 2SA1943

X1 = 1 x 3k3

Первое включение и настройка

Первый запуск усилителя нужно делать с ЗАКОРОЧЕННЫМ НА ЗЕМЛЮ ВХОДОМ, так меньше вероятности что-нибудь спалить, если усилитель собран неправильно или есть проблема с работой компонентов. Перед запуском ТЩАТЕЛЬНО ПРОВЕРЯЙТЕ МОНТАЖ. Соблюдайте полярность питания, цоколевку транзисторов и правильное подключение стабилитронов, при неверном включении, последние работают как полупроводниковый диод.

Блок питания — для начала можно использовать маломощный блок питания ватт на 1000. Питание желательно подавать в районе двухполярного 40 Вольт. При использовании сетевых трансформаторов советуется использовать блок конденсаторов с емкостью 15.000мкФ на плечо, а лучше до 30.000мкФ. При использовании импульсных блоков питания 5000мкФ будет достаточно.

В моем случае усилитель должен питаться от импульсного преобразователя напряжения, поэтому использовал блок из 5 конденсаторов с емкостью 1000мкФ (каждый), т.е. имеется рабочая емкость 5000мкФ в плече.

При использовании сетевого трансформатора, вторичную обмотку подключают к сети через последовательно соединенную лампу накаливания, это тоже дополнительная мера предосторожности.

Запускаем усилитель, если обошлось без взрывов и дымовых эффектов, то оставляем усилитель включенным 10-15 секунд, затем выключаем и на ощупь проверяем тепловыделение на транзисторах выходного каскада, если тепла не чувствуется, значит все ОК. Далее отсоединяем выходной провод от земли и включаем усилитель (заранее подключаем к выходу усилителя акустику). Пальцем дотрагиваемся входа усилителя, акустика должна реветь, если все так, значит усилитель заработал.

Далее можно прикрепить теплоотвод к выходникам и включить усилитель под музыку. Вообще, для усилителей такого типа нужен предусилитель, при подаче маломощных сигналов на вход (к примеру — от ПК, плеера или мобильного телефона) усилитель будет звучать не особо громко, поскольку номинала входного сигнала явно маловато для максимальной мощности. Во время опытов подавал сигнал от музыкального центра, и вам тоже советую.

СОБИРАЕМ ЛАНЗАР

Повторение одних и тех же вопросов на каждой странице обсуждения этого усилителя побудило меня написать этот небольшой набросок. Все написанное ниже является моим представлением того, что нужно знать начинающему радиолюбителю, решившему сделать этот усилитель, и не претендует на абсолютную истину.

Допустим, вы находитесь в поиске схемы хорошего транзисторного усилителя. Такие схемы, как например «УМ Зуева», «ВП», «Натали», и другие вам кажутся сложными, или мало опыта для их сборки, но хорошего звука хочется. Тогда вы нашли то, что искали! Ланзар представляет собой усилитель, построенный по классической симметричной схеме, свыходным каскадом работающий в классе АВ , и обладает довольно неплохим звучанием, при отсутствии сложной настройки и дефицитных комплектующих.

Схема усилителя:

Я счел нужным внести некоторые незначительные изменения в оригинальную схему: коэффициент усиления немного повышен – до 28 раз (изменен R14), изменены номиналы входного фильтра R1, R2, а также по совету MayBe I’m a Leo номиналы резисторов базового делителя транзистора термостабилизации (R15, R15’) для более плавной настройки тока покоя. Изменения не являются критическими. Нумерация элементов сохранена.

Питание усилителя

Источник питания усилителя – самое дорогостоящее звено в нем, поэтому начинать следует с него. Ниже несколько слов об ИП.

Исходя из сопротивления нагрузки и желаемой выходной мощности выбирается нужное напряжение питания (Таблица 1). Данная таблица взята с сайта-первоисточника (interlavka.narod.ru), однако , лично я настоятельно не рекомендовал бы эксплуатировать данный усилитель на мощностях более 200-220 Ватт.

ЗАПОМНИТЕ! Это не компьютер, никакое супер-охлаждение не нужно, конструкция не должна работать на пределе своих возможностей, тогда вы получите надежный усилитель, который будет работать долгие годы и радовать вас звуком. Мы ведь решили сделать качественное устройство, а не букет новогодних фейерверков, поэтому всякие «выжиматели» пускай идут лесом.

При напряжениях питания ниже ±45 В/8 Ом и ±35 В/4 Ом вторую пару выходных транзисторов (VT12, VT13) можно не ставить! При таких напряжениях питания получаем выходную мощность порядка 100 Вт, что для дома более чем достаточно. Замечу, что если при таких напряжениях все-таки установить 2 пары, то выходная мощность повысится совсем на незначительную величину порядка 3-5 Вт. Но если «жаба не душит», то с целью увеличения надежности можно и 2 пары поставить.

Мощность трансформатора можно рассчитать, используя программу «PowerSup» . Расчет, основанный на том, что примерный КПД усилителя равен 50-55%, а значит, мощность трансформатора равна: Pтранс=(Pвых*Nканалов*100%)/КПД применим только в том случае, если вы хотите долговременно слушать синусоиду. У реального же музыкального сигнала, в отличие от синуса, соотношение пикового и среднего значений гораздо меньше, поэтому нет смысла тратить деньги на лишние мощности трансформатора, которые все равно никогда не будут использованы.

В расчете рекомендую выбирать самый «тяжелый» пик-фактор (8 дБ), чтобы ваш БП незагнулся, если вдруг решите послушать музыку с таким п-ф. Кстати, выходную мощность и напряжение питания тоже рекомендую рассчитать с помощью этой программы. Для Ланзара dU можно выбрать порядка 4-7 В.

Более подробно о программе «PowerSup» и методике расчета написано на сайте автора (AudioKiller’а).

Все это особенно актуально, если вы решили купить новый трансформатор. Если же у вас в закромах он уже имеется, и вдруг оказался большей мощности, чем расчетная, то можно смело его использовать, запас – вещь хорошая, но фанатизма не нужно. Если же вы решили самостоятельно изготовить трансформатор, то на этой страничке Сергея Комарова есть нормальный метод расчета .

Непосредственно сама схема простейшего двуполярного БП выглядит так:

Сама схема и детали для ее построения хорошо описана Михаилом (D-Evil) в ФАКе по TDA7294.

Повторяться не буду, отмечу только поправку про мощность трансформатора, описанно выше, и про диодный мостик : так как у Ланзара напряжение питания может быть выше, чему TDA729х, то мостик должен «держать» соответственно большее обратное напряжение, не менее:

Uобр_мин = 1,2*(1,4*2*Uполуобмотки_трансформатора) ,

где 1.2 – коэффициент запаса (20%)

А при больших мощностях трансформатора и емкостях в фильтре с целью защиты трансформатора и мостика от колоссальных пусковых токов следует использовать т.н. схему «мягкого пуска» или «софтстарт».

Детали усилителя

Список деталей для одного канала приложен в архиве в

Некоторые номиналы требуют особых пояснений:

C1 – разделительный конденсатор, должен быть хорошего качества. По типам конденсаторов, используемых в качестве разделительных, существуют разные мнения, поэтому искушенные смогут сами выбрать для себя наилучший вариант оного. Для остальных рекомендую использовать пленочные полипропиленовые конденсаторы известных брендов типа Рифа PHE426 и т.п., но при отсутствии таковых широкодоступные лавсановые К73-17 вполне подойдут.

От емкости этого конденсатора также зависит нижняя граничная частота, которая будет усиливаться.

В печатной плате от interlavka.narod.ru в качестве С1 предусмотрено посадочное место для неполярного конденсатора, составленного из двух электролитов, включеннях «минусами» друг к другу и «плюсами» в цепь и зашунтированных пленочным конденсатором 1 мкФ:

Лично я бы выкинул электролиты и оставил бы один пленочный конденсатор выше указанных типов, емкостью 1,5-3,3 мкФ – такой емкости достаточно для работы усилителя на «широкую полосу». В случае работы на сабвуфер, емкость требуется по-больше. Тут то и можно было бы добавить электролиты емкостями 22-50 мкФ х 25 В. Однако, печатная плата накладывает свои ограничения, и пленочный конденсатор 2.2-3.3 мкФ туда вряд ли влезет. Поэтому ставим 2х22 мкф 25 В+1 мкФ.

R3, R6 – балластные. Хотя изначально эти резисторы выбраны 2,7 кОм, я бы пересчитал их на нужное напряжение питания усилителя по формуле:

R=(Uплеча – 15В)/Iст (кОм) ,

где Iст – ток стабилизации, мА (порядка 8-10 мА)

L1 – 10 витков провода 0,8 мм на 12 мм оправке, все смазывается суперклеем, и после высыхания внутрь вкладывается резистор R31.

Электролитические конденсаторы С8, С11, С16, С17 должны быть рассчитаны нанапряжение не ниже, чем напряжение питания с запасом 15-20%, например, при ±35 В подойдут конденсаторы на 50 В, а при ±50 В уже нужно выбирать на 63 Вольта. Напряжения других электролитических конденсаторов указано на схеме.

Пленочные конденсаторы (неполярные) обычно не делают рассчитанными менее чем на 63 В, так что тут проблем возникнуть не должно.

Подстроечный резистор R15 – многооборотный, тип 3296.

Под эмиттерные резисторы R26, R27, R29 и R30 – на плате предусмотрены посадочные места под проволочные керамические SQP резисторы мощностью 5 Вт. Диапазон приемлемых номиналов – 0,22-0,33 Ом. Хотя SQP – это далеко не самый лучший вариант, зато доступный.

Можно применить и отечественные резисторы C5-16. Я не пробовал, но возможно они даже будут лучше SQP.

Остальные резисторы – C1-4 (углеродистые) или С2-23 (МЛТ) (металлопленочные). Все, кроме указанных отдельно – на 0,25 Вт.

Некоторые возможные замены :

Парные транзисторы меняются на другие пары. Составление пары из транзисторов двух разных пар недопустимо.
VT5/VT6 можно заменить на 2SB649/2SD669. Следует учесть, что цоколевка этих транзисторов зеркальна относительно 2SA1837/2SC4793, и при использовании их нужно развернуть на 180 градусов относительно нарисованных на плате.
VT8/VT9 – на 2SC5171/2SA1930
VT7 – на BD135, BD137
Транзисторы дифкаскадов (VT 1 и VT3 ), (VT 2 и VT4 ) желательно подобрать попарно с наименьшим разбросом беты (hFE) с помощью тестера. Точности 10-15% вполне достаточно. При сильном разбросе возможен несколько повышенный уровень постоянного напряжения на выходе. Процесс описан Михаилом (D-Evil) в ФАКе по усилителю ВП .

Еще одна иллюстрация процесса измерения беты:

Транзисторы 2SC5200/2SA1943 являются самыми дорогостоящими компонентами в данной схеме, их часто подделывают. Похожие на настоящие 2SC5200/2SA1943 фирмы Toshiba имеют сверху два следа отлома и выглядят так:

Одинаковые выходные транзисторы желательно взять из одной партии (на рисунке 512 – номер партии, т.е. скажем оба 2SC5200 с номером 512), тогда ток покоя при установке двух пар будет равномернее распределяться на каждую пару.

Печатная плата

Печатная плата взята с interlavka.narod.ru. Исправления с моей стороны носили в основном косметический характер, также исправлены некоторые ошибки в подписанных номиналах, вроде перепутанных резисторов у транзистора термостабилизации и др. мелочи. Плата нарисована со стороны деталей. Зеркалить для изготовления ЛУТ’ом не нужно!

ВАЖНО! Перед впаиванием каждая деталь должна быть проверена на исправность, сопротивление резисторов измерено во избежание ошибки в номинале, транзисторы проверены прозвонкой тестером, и так далее. Искать подобные ошибки потом на собранной плате гораздо сложнее, так что лучше не торопиться и все проверить. Cэкономите КУЧУ времени и нервов.
ВАЖНО! Перед впаиванием подстроечного резистора R15 , он должен быть «выкручен» так, чтобы в разрыв дорожки впаивалось его полное сопротивление, т.е., если смотреть по картинке выше, между правым и средним выводом д.б. все сопротивление подстроечника.
Перемычки во избежание случайного к.з. лучше делать изолированными проводами.
Транзисторы VT7-VT13 устанавливаются на общий радиатор через изолирующие прокладки – слюду с термопастой (например, КПТ-8) или «Номакон». Слюда более предпочтительна. Указанные на схеме VT8,VT9 в изолированном корпусе, поэтому их фланцы достаточно просто смазать термопастой. После установки на радиатор тестером проверяются коллекторы транзисторов (средние ножки) на отсутствие к.з. с радиатором.
Транзисторы VT5, VT6 тоже нужно установить на небольшие радиаторы – например 2 плоские пластинки размерами около 7х3 см, вообще, что найдется в закромах, то и ставьте, незабудьте только термопастой промазать.
Для лучшего теплового контакта транзисторы дифкаскадов (VT1 и VT3 ), (VT2 и VT4 ) можно тоже смазать термопастой и прижать их друг к другу термоусадкой.

Первый запуск и настройка

Еще раз внимательно все проверяем, если на вид все нормально, нигде нет ошибок, «соплей», коротких замыканий на радиатор и пр., то можно приступить к первому запуску.

ВАЖНО! Первый запуск и настройку любого усилителя нужно проводить с закороченным на землю входом, с ограничением тока источника питания и без нагрузки . Тогда шанс спалить что-то сильно уменьшается. Самое простое решение, которым пользуюсь я – лампа накаливания 60-150 Вт , включенная последовательно первичной обмотке трансформатора:

Запускаем через лампу усилитель, измеряем постоянное напряжение на выходе: нормальные значения – не более ±(50-70) мВ. «Гуляние» постоянки в пределах ±10 мВ считается нормальным. Контролируем наличие напряжений 15 В на обоих стабилитронах. Если все в норме, ничего не взорвалось, не сгорело, то приступаем к настройке.

Лампа при запуске исправного усилителя с током покоя = 0 должна кратковременно вспыхнуть (из-за тока при заряде емкостей в БП), а потом погаснуть. Если лампа ярко горит, значит что-то неисправно, выключаем и ищем ошибку.

Как уже было сказано, усилитель прост в настройке: требуется только установить ток покоя (ТП) выходных транзисторов.

Его следует выставлять на «прогретом» усилителе, т.е. перед установкой пусть поиграет некоторое время, минут 15-20. Во время установки ТП вход должен быть закорочен на землю, а выход висеть в воздухе.

Ток покоя можно узнать, измерив падение напряжения на паре эмиттерных резисторов, например на R26 и R27 (мультиметр установить на предел 200 мВ, щупы – на эмиттеры VT10 и VT11 ):

Cоответсвенно, Iпок = Uv/(R26+R26) .

Далее ПЛАВНО , без рывков крутим подстроечник и смотрим на показания мультиметра. Требуется установить 70-100 мА . Для указанных на рисунке номиналов резисторов это эквивалентно показанию мультиметра (30-44) мВ.

Лампочка при этом может немного начать светиться. Проверяем еще раз уровень постоянного напряжения на выходе, если все в норме, можно подключать акустику и слушать.

Фото собранного усилителя

Другая полезная информация и возможные варианты устранения несправностей

Самовозбуждение усилителя: Косвенно определяется по нагреву резистора в цепи Цобеля – R28 . Достоверно определяется с помощью осциллографа. Для устранения попробовать увеличить номиналы корректирующих емкостей C9 и C10.

Большой уровень постоянной составляющей на выходе: подобрать транзисторы дифкаскадов (VT1 и VT3 ), (VT2 и VT4 ) по «Бетте». Если не помогает, или подобрать точнее нет возможности, то можно попробовать изменять номинал одного из резисторов R4 и R5 . Но такое решение – не самое лучшее, лучше все же подобрать транзисторы.

Вариант небольшого повышения чувствительности: Повысить чувствительность усилителя (коэф. усиления) можно, увеличив номинал резистора R14. Коэф. усиления может быть рассчитан по формуле:

Ку = 1+R14/R11 , (раз)

Но не стоит слишком увлекаться, так как с увеличением R14 , уменьшается глубина ООС и увеличивается неравномерность АЧХ и КНИ. Лучше измерить уровень выходного напряжения источника при полной громкости (амплитуду) и подсчитать, какой Ку необходим для работы усилителя с полным размахом выходного напряжения, взяв его с запасом 3 дБ (до клиппинга).

Для конкретики, пусть максимум, до которого терпимо поднять Ку – 40-50. Если надо больше, то делайте предусилитель.

Если возникли какие-то вопросы, пишите в соответствующую тему на форум . Удачной сборки!

Усилитель Lanzar . Повторение одних и тех же вопросов на каждой странице обсуждения этого усилителя побудило меня написать этот небольшой набросок. Все написанное ниже является моим представлением того, что нужно знать начинающему радиолюбителю, решившему сделать этот усилитель, и не претендует на абсолютную истину.

Допустим, вы находитесь в поиске схемы хорошего транзисторного усилителя. Такие схемы, как например «УМ Зуева», «ВП», «Натали», и другие вам кажутся сложными, или мало опыта для их сборки, но хорошего звука хочется. Тогда вы нашли то, что искали! Усилитель Lanzar представляет собой усилитель, построенный по классической симметричной схеме, с выходным каскадом работающий в классе АВ, и обладает довольно неплохим звучанием, при отсутствии сложной настройки и дефицитных комплектующих.

Схема усилителя:

Я счел нужным внести некоторые незначительные изменения в оригинальную схему: коэффициент усиления немного повышен – до 28 раз (изменен R14), изменены номиналы входного фильтра R1, R2, а также по совету MayBe I’m a Leo номиналы резисторов базового делителя транзистора термостабилизации (R15, R15’) для более плавной настройки тока покоя. Изменения не являются критическими. Нумерация элементов сохранена.

Питание усилителя

Исходя из сопротивления нагрузки и желаемой выходной мощности выбирается нужное напряжение питания (Таблица 1). Данная таблица взята с сайта-первоисточника, однако, лично я настоятельно не рекомендовал бы эксплуатировать данный усилитель на мощностях более 200-220 Ватт.

При напряжениях питания ниже ±45 В/8 Ом и ±35 В/4 Ом вторую пару выходных транзисторов (VT12, VT13) можно не ставить! При таких напряжениях питания усилитель Lanzar получает выходную мощность порядка 100 Вт, что для дома более чем достаточно. Замечу, что если при таких напряжениях все-таки установить 2 пары, то выходная мощность повысится совсем на незначительную величину порядка 3-5 Вт. Но если «жаба не душит», то с целью увеличения надежности можно и 2 пары поставить.

Мощность трансформатора можно рассчитать, используя программу «PowerSup». Расчет, основанный на том, что примерный КПД усилителя равен 50-55%, а значит, мощность трансформатора равна: Pтранс=(Pвых*Nканалов*100%)/КПД применим только в том случае, если вы хотите долговременно слушать синусоиду. У реального же музыкального сигнала, в отличие от синуса, соотношение пикового и среднего значений гораздо меньше, поэтому нет смысла тратить деньги на лишние мощности трансформатора, которые все равно никогда не будут использованы.

В расчете рекомендую выбирать самый «тяжелый» пик-фактор (8 дБ), чтобы ваш БП не загнулся, если вдруг решите послушать музыку с таким п-ф. Кстати, выходную мощность и напряжение питания тоже рекомендую рассчитать с помощью этой программы. Для усилителя Lanzar dU можно выбрать порядка 4-7 В.

Более подробно о программе «PowerSup» и методике расчета написано на сайте автора (AudioKiller’а).

Непосредственно сама схема простейшего двуполярного БП выглядит так:

Сама схема и детали для ее построения хорошо описана Михаилом (D-Evil) в по TDA7294.
Повторяться не буду, отмечу только поправку про мощность трансформатора, описано выше, и про диодный мостик: так как усилитель Lanzar может иметь напряжение питания выше, чему TDA729х, то мостик должен «держать» соответственно большее обратное напряжение, не менее:

Uобр_мин = 1,2*(1,4*2*Uполуобмотки_трансформатора) ,

где 1.2 – коэффициент запаса (20%)

Детали усилителя

Список деталей для одного канала приложен в архиве в файле

Некоторые номиналы требуют особых пояснений:

C1 – разделительный конденсатор, усилитель Lanzar должен иметь хорошего качества. По типам конденсаторов, используемых в качестве разделительных, существуют разные мнения, поэтому искушенные смогут сами выбрать для себя наилучший вариант оного. Для остальных рекомендую использовать пленочные полипропиленовые конденсаторы известных брендов типа Рифа PHE426 и т.п., но при отсутствии таковых широкодоступные лавсановые К73-17 вполне подойдут.

От емкости этого конденсатора также зависит нижняя граничная частота, которая будет усиливаться.

В печатной плате в качестве С1 предусмотрено посадочное место для неполярного конденсатора, составленного из двух электролитов, включенных «минусами» друг к другу и «плюсами» в цепь и зашунтированных пленочным конденсатором 1 мкФ:

R=(Uплеча – 15В)/Iст (кОм) ,

где Iст – ток стабилизации, мА (порядка 8-10 мА)

L1 – 10 витков провода 0,8 мм на 12 мм оправке, все смазывается суперклеем, и после высыхания внутрь вкладывается резистор R31.

Электролитические конденсаторы С8, С11, С16, С17 должны быть рассчитаны на напряжение не ниже, чем напряжение питания с запасом 15-20%, например, при ±35 В подойдут конденсаторы на 50 В, а при ±50 В уже нужно выбирать на 63 Вольта. Напряжения других электролитических конденсаторов указано на схеме.

Подстроечный резистор R15 – многооборотный, тип 3296.

Под эмиттерные резисторы R26, R27, R29 и R30 – на плате предусмотрены посадочные места под проволочные керамические SQP резисторы мощностью 5 Вт. Диапазон приемлемых номиналов – 0,22-0,33 Ом. Хотя SQP – это далеко не самый лучший вариант, зато доступный.

Усилитель Lanzar предполагает установку и отечественных резисторов C5-16. Я не пробовал, но возможно они даже будут лучше SQP.

Остальные резисторы – C1-4 (углеродистые) или С2-23 (МЛТ) (металлопленочные). Все, кроме указанных отдельно – на 0,25 Вт.

Некоторые возможные замены:

Парные транзисторы меняются на другие пары. Составление пары из транзисторов двух разных пар недопустимо.

VT5/VT6

VT8/VT9

VT7

(VT1 и VT3), (VT2 и VT4)

Еще одна иллюстрация процесса измерения беты:

Печатная плата

Исправления с моей стороны носили в основном косметический характер, также исправлены некоторые ошибки в подписанных номиналах, вроде перепутанных резисторов у транзистора термостабилизации и др. мелочи. Плата нарисована со стороны деталей. Зеркалить для изготовления ЛУТ’ом не нужно!

ВАЖНО!

Перемычки во избежание случайного к.з. лучше делать изолированными проводами.

Транзисторы VT7-VT13 устанавливаются на общий радиатор через изолирующие прокладки – слюду с термопастой (например, КПТ-8) или «Номакон». Слюда более предпочтительна. Указанные на схеме VT8,VT9 в изолированном корпусе, поэтому их фланцы достаточно просто смазать термопастой. После установки на радиатор тестером проверяются коллекторы транзисторов (средние ножки) на отсутствие к.з. с радиатором.

Транзисторы VT5, VT6 тоже нужно установить на небольшие радиаторы – например 2 плоские пластинки размерами около 7х3 см, вообще, что найдется в закромах, то и ставьте, не забудьте только термопастой промазать.

Для лучшего теплового контакта транзисторы дифкаскадов (VT1 и VT3), (VT2 и VT4) можно тоже смазать термопастой и прижать их друг к другу термоусадкой.

Первый запуск и настройка

ВАЖНО! Первый запуск и настройку любого усилителя нужно проводить с закороченным на землю входом, с ограничением тока источника питания и без нагрузки . Тогда шанс спалить что-то сильно уменьшается. Самое простое решение, которым пользуюсь я – лампа накаливания 60-150 Вт , включенная последовательно первичной обмотке трансформатора:

Как уже было сказано, усилитель прост в настройке: требуется только установить ток покоя (ТП) выходных транзисторов.

Его следует выставлять на «прогретом» усилителе, т.е. перед установкой пусть поиграет некоторое время, минут 15-20. Во время установки ТП вход должен быть закорочен на землю, а выход висеть в воздухе.

Ток покоя можно узнать, измерив падение напряжения на паре эмиттерных резисторов, например на R26 и R27 (мультиметр установить на предел 200 мВ, щупы – на эмиттеры VT10 и VT11):

Соответственно, Iпок = Uv/(R26+R26) .

Далее ПЛАВНО, без рывков крутим подстроечник и смотрим на показания мультиметра. Требуется установить 70-100 мА. Для указанных на рисунке номиналов резисторов это эквивалентно показанию мультиметра (30-44) мВ.

Другая полезная информация и возможные варианты устранения неисправностей

Самовозбуждение усилителя: Косвенно определяется по нагреву резистора в цепи Цобеля – R28. Достоверно определяется с помощью осциллографа. Для устранения попробовать увеличить номиналы корректирующих емкостей C9 и C10.

Большой уровень постоянной составляющей на выходе: подобрать транзисторы дифкаскадов (VT1 и VT3), (VT2 и VT4) по «Бетте». Если не помогает, или подобрать точнее нет возможности, то можно попробовать изменять номинал одного из резисторов R4 и R5. Но такое решение – не самое лучшее, лучше все же подобрать транзисторы.

Вариант небольшого повышения чувствительности: Повысить чувствительность усилителя (коэф. усиления) можно, увеличив номинал резистора R14. Коэф. усиления может быть рассчитан по формуле: