Class D amplifier 400W

U ovom dijelu predstavljamo vam jeda veoma zanimljiv projekat koji će posebno zanimati ljubitelje audio tehnike. Radi se o snažnom i kvalitetnom audio pojačavaču koji radi u novoj klasi ”D”, snage 400W na 4 Ohm-a u frekvencijskom opsegu od 20Hz do 30KHz, što predstavlja veliki pomak ako se ima u vidu da su prvi pojačavači klase ”D” radili u niskom dijelu audio frekvencijskog spektra te su mogli da se koriste isključivo za pokretanje subwoofera i bas binova. Prednost ovog visokokvalitetnog audio pojačavača ”nove” klase D su vrlo male dimenzije u odnosu na raspoloživu snagu, mala potrošnja električne energije (stepen iskorišćenja 93%), malo zagrijavanje i odličan zvuk.

Kod pojačavača klase ”D”, ulazni linearni analogni signal se pretvara u seriju naponskih impulsa čija širina varira u zavisnosti od nivoa i frekvencije ulaznog signala (tzv. pulsno-širinska modulacija, PWM – pulse-width modulation). Ti impulsi ”otvaraju” ili ”zatvaraju” snažne FET izlazne tranzistore i na taj način proizvode snažne naponsko-strujne impulse koji nakon filtracije predstavljaju pojačani ulazni audio signal.

class_d_amplifier_ir2110

Ovakav način rada garantuje izuzetno visoku efikasnost jer izlazni stepen ”radi” isključivo uz prisustvo ulaznog signala. Ono što je do nedavno sprečavalo razvoj pojačavača u klasi D, bili su nedovoljno kvalitetne (prespore) elektronske komponente kao i nerazumijevanje svih problema ovakvog načina rada. Usavršavanjem elektronskih komponenti pospješilo je i razvoj pojačala klase D. Naime, da bi pojačavači klase D mogla uspješno i kvalitetno raditi u cijelom audio području (20Hz-20kHz), brzina kojom se audio signal ”sjecka” u impulse mora biti daleko veća (stotine kHz) od brzine (frekvencije) audio signala. Zbog toga su sve do nedavno pojačavači klase D bila u stanju kvalitetno pojačavati samo niske frekvencije (do 200Hz) pa je njihova uloga bila ograničena na pokretanje subwoofera. Osim toga unaprijeđen je sistem povratne sprege, što je nova pojačala klase D učinilo puno stabilnijim i gotovo neosjetljivim na opterećenje na izlazu. Pojačavači D klase često se, nepravilno, nazivaju ”digitalnim pojačavačima”, ali treba upamtiti da, iako postoje neke sličnosti sa digitalnim načinom obrade audio signala, klasa ”D” pojačavača predstavlja samo još jedan tehnološki napredniji način rada analognih pojačavača.

 

Ulazni dio ovog pojačavača kontrolisan je operacionim pojačavačem LM311 koji ujedno reguliše povratnu spregu. PWM modulaciju ”odrađuje” sada već popularno namjensko IC kolo IR2110. Podaci za ostale komponente, dati su u sklopu električne šeme.
Upotrebljene komponente uglavnom nijesu kritične za nabavku izuzev prigušnice od 30uH koju je potrebno izraditi na kvalitetnom feritnom torusu koji se namjenski proizvodi za audio pojačavače klase ’’D’’ ili za slične aplikacije. U protivnom, prigušnica se jako puno grije čak i na veoma maloj snazi samog pojačavača. Bilo kakvo eksperimentisanje sa nadekvatnim torusnim jezgrima predstavlja samo gubljenje vremena.
Posebno treba obratiti pažnju na podatke za pasivne komponente (otpornici i kondenzatori) koji su naznačeni u šemi. Efikasnost ovog pojačavača iznosi cca 93%. Iz tog razloga, temperaturna disipacija je veoma mala tako da su dodatni hladnjaci izlaznih tranzistora malih dimenzija pogotovo ako se pojačavač koristi za kućni audio sistem do 100W. Ukoliko se pojačavač koristi kao izlazni modul u sistemima za razglas (snaga 400W), potrebno je obezbjediti dodatno hlađenje sa ventilatorom. Sa ovim komponentama, izlazna snaga od punih 400W predstavlja pravu mjeru tako da nije preporučivo eksperimentisati sa većim snagama (povećanje napona napajanja, povećanja frekvencije ’’seckanja’’… itd.).  Zbog jednostavnosti izlaznog LP filtera, normalno je da na izlazu (bez signala) bude prisutna frekvencija ’’seckanja’’ (u našem slučaju 125kHz) čiji nivo može iznositi  0,9 – 1,2V. Ako se pojavljuje veći napon onda izlazni LP filter nije dobro dimenzionisan.
Za fino podešavanje LP filtera potrebno je koristiti osciloskop. Takođe, posebnu pažnju treba obratiti kod izrade mrežnog transformatora jer je poželjno da naizmjenični naponi na oba sekundara budu jednaki što se postiže istovremenim motanjem oba sekundarna namotaja. Ovaj detalj može uticati i na samu efikasnost   pojačavača.

Prilikom prvog puštanja u rad, u seriju sa primarom mrežnog transformatora treba postaviti sijalicu 220 V / 100W. Radi zaštite zvučnika, obavezno na izlaz postaviti elektronski sklop sa elektronskom  zaštitom i soft startom.

Električnu šemu (pdf format) možete skinuti ovdje:
Električnu šemu ispravljača (pdf format) možete skinuti ovdje:
Nacrt štampane ploče (pdf format) možete skinui ovdje:

SAR 07

PLJEVLJA_KESATNET

4 Responses to Class D amplifier 400W

  1. Da li mi mozete reci ko je autor ovog pojacavaca?

  2. Koja je oznaka feritnog jezgra za izlaznu LC petlju ?

Komentariši

Vaša email adresa neće biti objavljivana. Neophodna polja su označena sa *

Vremenska prognoza

Quote of the Day

more Quotes

Funny Quote of the Day

more Quotes

Featured Posts