LM3886 Power Amplifier, Dual หรือ Bridge (ปรับปรุง): 11 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:02

แอมพลิฟายเออร์กำลังสอง (หรือบริดจ์) ขนาดกะทัดรัดสร้างได้ง่ายหากคุณมีประสบการณ์ด้านอิเล็กทรอนิกส์ ต้องการเพียงไม่กี่ส่วนเท่านั้น แน่นอนว่าการสร้างแอมป์โมโนจะง่ายยิ่งขึ้นไปอีก ประเด็นสำคัญคือแหล่งจ่ายไฟและระบบทำความเย็น

ด้วยส่วนประกอบที่ฉันใช้ แอมพลิฟายเออร์สามารถจ่ายไฟได้ประมาณ 2 x 30-40W ใน 4 โอห์ม และในโหมดบริดจ์ 80-100 W ใน 8 โอห์ม กระแสของหม้อแปลงไฟฟ้าเป็นปัจจัยจำกัด

แอมพลิฟายเออร์ได้รับการออกแบบใหม่ (2020-10-17) โดยทั้งสองช่องจะไม่กลับด้านในโหมดคู่ นอกจากนี้ยังทำให้สามารถมีอินพุตอิมพีแดนซ์สูงได้หากจำเป็น

ขั้นตอนที่ 1: การออกแบบอิเล็กทรอนิกส์

เรื่องนี้คือ; ในสวีเดน เรามีสถานีขยะและสถานีนำกลับมาใช้ใหม่ นี่คือที่ที่คุณทิ้งทุกสิ่งที่คุณต้องการกำจัด (ไม่ใช่เศษอาหาร) ดังนั้นในภาชนะสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ฉันพบบางอย่างที่ดูเหมือนแอมพลิฟายเออร์ที่สร้างขึ้นเองที่บ้าน โดนด่า (เพราะไม่ให้ถ่าย ปล่อยไว้เฉยๆ) เมื่อฉันกลับถึงบ้าน ฉันตรวจสอบว่ามันคืออะไร และพบว่าเพาเวอร์แอมป์ IC เป็น LM3875 ที่ได้รับความนิยมจริงๆ ฉันเริ่มสร้างแอมพลิฟายเออร์กีตาร์ของตัวเอง แต่ขาของไอซีนั้นสั้นและเสียหายบ้าง ดังนั้นในท้ายที่สุดฉันก็ต้องยอมแพ้ ฉันพยายามหาอันใหม่ แต่สิ่งเดียวที่ลดราคาคือ LM3886 ที่สืบทอดต่อจากนี้ ฉันซื้อสองอันและฉันเริ่มอย่างจริงจัง แนวคิดคือการสร้างเพาเวอร์แอมป์กีต้าร์ขนาดกะทัดรัด โดยใช้ LM3886:s สองตัว สำหรับสองแชนเนลหรือในวงจรบริดจ์ ในกองขยะของฉันเอง ฉันมีฮีตซิงก์สำหรับ CPU และพัดลมพีซี ดังนั้น แนวคิดคือการใช้ฮีทซิงค์และพัดลมเพื่อสร้างแอมพลิฟายเออร์โดยไม่มีฮีตซิงก์ภายนอก

ขั้นตอนที่ 2: การออกแบบอิเล็กทรอนิกส์ (เพาเวอร์แอมป์)

การออกแบบเพาเวอร์แอมป์นั้นตรงไปตรงมาจริงๆ และเป็นไปตามตัวอย่างแผ่นข้อมูลในบันทึกการใช้งานที่ยอดเยี่ยมอย่างยิ่ง AN-1192 จาก Texas Instruments ซึ่งควรเป็นพระคัมภีร์ของคุณหากคุณต้องการใช้ LM3886

วงจรด้านบนเป็นแอมพลิฟายเออร์ที่ไม่กลับด้านที่มีอัตราขยาย 1 + R2/R1 แอมป์ที่ต่ำกว่ากำลังกลับด้านด้วยอัตราขยายของ R2/R1 (โดยที่ R2 เป็นตัวต้านทานป้อนกลับ) สำหรับการออกแบบบริดจ์ เคล็ดลับคือการรับค่าตัวต้านทานเพื่อให้ทั้งสองวงจรมีเกนเท่ากัน การใช้ตัวต้านทานมาตรฐานเป็นส่วนใหญ่ (ตัวต้านทานแบบฟิล์มโลหะบางตัว) และการวัดค่าความต้านทานที่แน่นอน ฉันสามารถค้นหาชุดค่าผสมที่ใช้งานได้ เกนของวงจรที่ไม่กลับด้านคือ 1+ 132, 8/3, 001 = 45, 25 และเกนการกลับด้านคือ (132, 8+3, 046)/1, 015 = 45, 27 ฉันแนะนำสวิตช์เกน (SW1) เพื่อให้สามารถเพิ่มกำไรได้ มันลดค่า R1 เพื่อให้ได้กำไรที่สูงขึ้นสี่เท่า

วงจรไม่กลับด้าน: 1, 001 k ขนานกับ 3, 001 k ให้ (1 * 3) / (1+3) = 0, 751 โอห์ม กำไร = 1+ 132, 8/0, 75=177, 92 = 178

อัตราขยายกลับด้านคือ 179 1 = 179 ยอมรับได้!

แอปพลิเคชั่นขนาดเล็ก (และฟรี) "Rescalc.exe" สามารถช่วยคุณในการคำนวณความต้านทาน (อนุกรมและขนาน)

ฉันต้องการใช้แอมพลิฟายเออร์สองตัวแยกกัน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีสวิตช์ (SW2) สำหรับการสลับระหว่างสเตอริโอและบริดจ์

สวิตช์ SW2 ควบคุมโหมดคู่/บริดจ์ ในตำแหน่ง "บริดจ์" แอมพลิฟายเออร์ B ถูกตั้งค่าเป็นอินเวอร์เตอร์ อินพุตบวกจะต่อสายดิน และเอาต์พุตของแอมป์ A จะแทนที่กราวด์บนเอาต์พุต B

ในโหมดคู่ แอมพลิฟายเออร์ทั้งสองทำงานในโหมดไม่แปลง SW1C ลดเกนลงเพื่อให้แอมป์ A และ B มีเกนเท่ากัน

แจ็คเทเลอินพุตเชื่อมต่อเพื่อให้เมื่อไม่มีปลั๊กอยู่ในแจ็ค A สัญญาณจะถูกส่งไปยังทั้งแอมป์ A และแอมป์ B (โมโนคู่)

ในโหมดเกนต่ำ 1 แรงดันไฟฟ้าอินพุตสูงสุดถึงสูงสุด 6 V จะให้เอาต์พุตสูงสุด (70 V pp) และต้องใช้ 0.4 V ในโหมดเกนสูง

ขั้นตอนที่ 3: การออกแบบอิเล็กทรอนิกส์ (พาวเวอร์ซัพพลาย)

แหล่งจ่ายไฟเป็นแบบตรงไปข้างหน้าโดยมีคอนเดนเซอร์อิเล็กโทรไลต์ขนาดใหญ่สองตัวและคอนเดนเซอร์ฟอยล์สองตัวและบริดจ์เรคติไฟเออร์ วงจรเรียงกระแสคือ MB252 (200V /25A) ติดตั้งอยู่บนฮีตซิงก์ตัวเดียวกับเพาเวอร์แอมป์ ทั้งวงจรเรียงกระแสและ LN3686 ถูกแยกด้วยไฟฟ้า ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องแยกเพิ่มเติม หม้อแปลงคือหม้อแปลง Toroid 120VA 2x25V จากแอมป์ที่ผมเจอในกองเศษเหล็ก มันสามารถจ่าย 2, 4A ซึ่งจริง ๆ แล้วค่อนข้างต่ำ แต่ฉันสามารถอยู่กับมันได้

ในส่วนที่ 4.6 ของ AN-1192 กำลังส่งสำหรับโหลด แรงดันไฟฟ้า และการกำหนดค่าต่างๆ (เดี่ยว ขนาน และบริดจ์) เหตุผลที่ฉันตัดสินใจใช้การออกแบบสะพานนั้นส่วนใหญ่เป็นเพราะฉันมีหม้อแปลงไฟฟ้าที่ไม่สามารถใช้งานได้ในการออกแบบแบบขนานเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าต่ำ (วงจรขนาน 100W ต้องการ 2x37V แต่การออกแบบสะพานใช้งานได้กับ 2x25V)

ขอแนะนำให้ใช้แอปพลิเคชั่นขนาดเล็ก "PSU Designer II" จาก Duncan Amps หากคุณต้องการคำนวณค่าหม้อแปลงอย่างจริงจัง

ขั้นตอนที่ 4: การออกแบบทางอิเล็กทรอนิกส์ (สเต็ปดาวน์เรกูเลเตอร์และการควบคุมพัดลม)

ความต้องการของพัดลมที่ความเร็วเต็มที่คือ 12V 0, 6A แหล่งจ่ายไฟให้ 35V ฉันพบอย่างรวดเร็วว่าตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้ามาตรฐาน 7812 จะไม่ทำงาน แรงดันไฟฟ้าอินพุตสูงเกินไป และการกระจายพลังงาน (ประมาณ) 20V 0, 3A =6W ต้องใช้ฮีตซิงก์ขนาดใหญ่ ดังนั้นฉันจึงออกแบบสเต็ปดาวน์เรกูเลเตอร์อย่างง่ายด้วย 741 เป็นคอนโทรลเลอร์และทรานซิสเตอร์ PNP BDT30C ทำงานเป็นสวิตช์ โดยชาร์จตัวเก็บประจุ 220uF เป็นแรงดันไฟฟ้า 18V ซึ่งเป็นอินพุตที่สมเหตุสมผลสำหรับตัวควบคุม 7812 ที่ให้พลังงานแก่พัดลม ฉันไม่ต้องการให้พัดลมทำงานเต็มความเร็วเมื่อไม่ต้องการ ดังนั้นฉันจึงออกแบบวงจรรอบการทำงานแบบปรับได้ (การปรับความกว้างพัลส์) ด้วย IC ตัวจับเวลา 555 ฉันใช้ตัวต้านทาน NTC 10k จากชุดแบตเตอรี่แล็ปท็อปเพื่อควบคุมรอบการทำงานของตัวจับเวลา 555 มันถูกติดตั้งบนตัวระบายความร้อน IC กำลังไฟหม้อ 20k ใช้เพื่อปรับความเร็วต่ำ เอาต์พุตของ 555 ถูกกลับด้านโดยทรานซิสเตอร์ NPN BC237 และกลายเป็นสัญญาณควบคุม (PWM) ไปยังพัดลม รอบการทำงานเปลี่ยนจาก 4, 5% เป็น 9% จากเย็นเป็นอุ่น

BDT30 และ 7812 ติดตั้งอยู่บนฮีทซิงค์แยกต่างหาก

โปรดทราบว่าในภาพวาดเขียนว่า PTC แทน NTC (ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิติดลบ) ในกรณีนี้จาก 10k ถึง 9, 5k เมื่อฉันวางนิ้วลงบนมัน

ขั้นตอนที่ 5: อ่างความร้อน

เพาเวอร์แอมป์ วงจรเรียงกระแส และตัวต้านทาน PTC ติดตั้งอยู่บนแผ่นทองแดงของฮีตซิงก์ ฉันเจาะรูและทำเกลียวสำหรับสกรูยึดโดยใช้เครื่องมือเกลียว veroboard ขนาดเล็กที่มีส่วนประกอบสำหรับเพาเวอร์แอมป์ติดตั้งอยู่ด้านบนของเพาเวอร์แอมป์เพื่อให้แน่ใจว่ามีการเดินสายที่สั้นที่สุด สายเคเบิลเชื่อมต่อเป็นสายสีชมพู น้ำตาล ม่วง และเหลือง สายไฟมีเกจสูงกว่า

สังเกตโลหะเล็กๆ ยืนข้างสายสีแดงที่มุมล่างซ้าย นั่นคือจุดกราวด์กลางเดียวสำหรับเครื่องขยายเสียง

ขั้นตอนที่ 6: การก่อสร้างทางกล 1

ชิ้นส่วนหลักทั้งหมดติดตั้งอยู่บนฐานกระจกลูกแก้ว 8 มม. เหตุผลก็คือฉันมีมันและฉันคิดว่ามันคงจะดีที่จะได้เห็นชิ้นส่วนต่างๆ นอกจากนี้ยังง่ายต่อการทำเกลียวในพลาสติกเพื่อยึดส่วนประกอบต่างๆ ช่องลมเข้าอยู่ใต้พัดลม อากาศถูกบังคับผ่านฮีตซิงก์ของ CPU และออกทางช่องใต้ฮีทซิงค์ รอยผ่าตรงกลางเป็นความผิดพลาดและเต็มไปด้วยพลาสติกจากปืนกาว

ขั้นตอนที่ 7: แอมพลิฟายเออร์ที่ไม่มีเคส

ขั้นตอนที่ 8: การก่อสร้างทางกล 2

แผงด้านหน้าทำจากสองชั้น แผ่นเหล็กบาง ๆ จากพีซีและชิ้นส่วนพลาสติกสีเขียวมิ้นต์ที่ยังคงอยู่เมื่อฉันสร้างปิ๊กการ์ดใหม่สำหรับ Telecaster ของฉัน

ขั้นตอนที่ 9: แผงด้านหน้าจากด้านใน

ขั้นตอนที่ 10: ปลอกไม้

ตัวเรือนทำจากไม้ออลเดอร์จากต้นไม้ที่ตกลงมาในพายุ ฉันทำแผ่นไม้โดยใช้ระนาบของช่างไม้ และติดเข้าด้วยกันเพื่อให้ได้ความกว้างตามที่ต้องการ

ร่องในปลอกทำด้วยเร้าเตอร์ไม้ไฟฟ้า

ด้านข้าง ด้านบน และด้านหน้าติดกาวเข้าด้วยกัน แต่ฉันยังยึดโครงสร้างด้วยสกรูผ่านชิ้นส่วนเล็กๆ ที่มุม

เพื่อให้สามารถถอดปลอกไม้ออกได้ ด้านหลังจะถูกยึดแยกไว้ด้วยสกรูสองตัว

ชิ้นพลาสติกสีเทามีเกลียวสำหรับสกรู 4 มม. สำหรับด้านล่างและด้านหลัง

ชิ้นส่วนสีเทาเล็กๆ ที่มุมคือ "ปีก" เล็กๆ ที่ล็อคแผงด้านหน้าเพื่อไม่ให้งอเข้าด้านในเมื่อคุณเสียบแจ็คเทเล

ขั้นตอนที่ 11: ด้านหลังของเครื่องขยายเสียง

ด้านหลังมีช่องเสียบสายไฟหลัก สวิตช์ไฟ และขั้วต่อ (ไม่ได้ใช้งาน) สำหรับการจ่ายไฟปรีแอมป์