Усилитель Дорофеева 2019 (120вт).

 

Внимание!!! Вышла обновленная схема усилителя: Усилитель Дорофеева 2020.

Хочу представить вашему вниманию простой и качественный усилитель B — класса. Его особенностью является то, что можно применить любую комплементарную пару транзисторов на выходе усилителя без каких-либо переделок.

Схема:

Рисунок печатной платы:

Новая версия усилителя со встроенной защитой АС: Dorofeev-2019-zashhita-AS.zip (1311 Загрузок)

Усилитель на заводских печатных платах:

Белые заводские печатные платы:

Схема инвертирующего канала :

Схема неинвертирующего канала:

Усилитель очень простой и дешевый, есть задержка включения АС и защита от постоянки на выходе. 2 платы можно включить мостом. Такое решение позволило равномерно распределить нагрузку на плечи блока питания.

Двухсторонняя печатная плата:

— мощность: 120вт (4ома);

— КНИ 0.005% (1кГц 4 ома);

— КНИ 0.022% (20кГц 4 ома);

— рабочий диапазон частот: 30Гц-70кГц (-1dB).

— защита от короткого замыкания и от постоянного напряжения на выходе.

Я не претендуют на оригинальность схемы, это доработанный вариант усилителя Дорофеева, который был опубликован в журнале Радио в 1991 году.

Назначение компонентов:

C1,C3 — развязывает усилитель и источник по постоянному току;

R2 — задаёт входное сопротивление усилителя;

R1 — необходим для того, чтобы обычный регулятор громкости имел логарифмическую зависимость при повороте. R1 ставим такого же номинала как и переменный сдвоенный резистор на входе усилителя.

R3,R4 — задают коэффициент усиления предусилителя.

С2 — отрезает лишние сверхзвуковые частоты;

R5,R17 — задают коэфф. усиления оконечного усилителя.

OP1,OP2 — каналы сдвоенного операционного предусилителя. NE5532 может быть заменен любым другим.

VD1,C5,C4 и VD2,C6,C7 — фильтруют и стабилизируют питание ОУ.

R10, R13 — резисторы питания ОУ, NE5532 потребляет около 10мА(0.01A). Номиналы резисторов рассчитываются по простейшей формуле: R=(Uпит-Uстаб)/0.01A. Для данной схемы (35в-15в)/0.01= 2000 ом (2кОм). Мощность резисторов считается (Uпит-Uстаб)²/R= 20²/2000=0.2вт, берём с запасом 0.5вт

R6,R7,R8,R9 — задают напряжение смещения на базах предвыходных транзисторов VT1 и VT2 оставляя их на грани открывания.

R14,R16 — ограничивают выходной ток мощных транзисторов, так как оконечный каскад имеет токовое управления. Рассмотрим простой пример, ток через транзистор не может превысить ток через базу, умноженную на коэфф. усиления, в нашем случает ток на выходе не может превысить 11,6А.

Принято считать что у пары Toshiba коэфф. усиления около 100, но стоить внимательно изучить даташит, с ростом тока коэфф усиления транзистора значительно падает. Для нашей пары транзисторов значение hfe будет около 40-50 при токе более 10 ампер.

В нашем случает базовые резисторы 150 ом, токовое ограничение наступит при Uпит/R12*hfe= 35/150*50=11,66А. Для мощной 15-ти амперной пары это безопасное значение. Не стоит слишком увеличивать R14,R16 , чтобы при максимальной выходной мощности не было ложного ограничения синусоиды. Для мощности 120вт пиковый ток через нагрузку 4ома, будет равен 7,75А.

R11,R12 — улучшают работу усилителя на высоких частотах, ускоряя закрывание выходных транзисторов.

VT3,VT4 — мощные выходные транзисторы, имеют токовое управление. Благодаря этому не нужно подавать напряжение смещения на их базы, транзистор начинает работу в линейном режиме сразу, при малейшем сигнале, ступеньки при этом и быть не может. Вместо народной пары 5200/1943 можно взять более дешёвые TIP35c/TIP36c и другие, без каких либо изменений в схеме.

R15,C8 — элементы местной обратной связи, которые предотвращают усилитель от самовозбуждения. Без них усилитель работать не будет!!!

VD3 — стабилитрон, который задает напряжения включения и отключения реле;

VD4 — элемент линейного стабилизатора на транзисторе, его номинал равен напряжению катушки реле;

R21, С11 — задают время задержки включения АС ( с этими номиналами около 3 секунд)

Первое включение и настройка.

Первое включение нужно осуществлять с токоограничивающими резисторами в плечах питания 100-200ом, и следить за просадкой напряжения питания. Также можно тихо послушать музыку без дополнительных радиаторов. Без входного сигнала на выходе усилителя держится абсолютный ноль. Усилитель настройки не требует.

В общем потестировал новую плату Дорофеева 2019, результат очень порадовал.

КНИ остаются в норме вплоть до клиппинга (ограничения сигнала).
Тесты проводились со встроенной звуковой картой материнской платы ПК ( собственный КНИ=0,003%), питание ИИП +28/-28в со стабилизацией, нагрузка проволочный резистор 3,8 ома, частота тестирования 1кГц.
Результаты КНИ в зависимости от выходной мощности:

0,004вт — 0,13%
0,03вт — 0,06%
0,07вт — 0,04
0,33вт — 0,022%
1вт — 0,013%
7вт — 0,004%
30вт 0,006%
62вт — 0,007%
78вт — 0,006%
93вт — 0,46%(начало клиппинга)
97вт — 1,03%(Именно такое значение номинальной мощности указывает большинство производителей усилителей при искажениях 1%)

Если запитать от +-33в, то можно смело снимать с одной пары 5200/1943 130вт при условии хорошего охлаждения.

Диапазов частот ( по уровню -1dB): 30Гц — 70кГц

Не смотря на простоту схемы и класс B, показатели вполне достойные и нет проблеммы «первого ватта»…..будем продолжать дальше…..

  • Ответы на часто задаваемые вопросы:
    Есть ли какое-либо постоянное напряжение на выходе без входного сигнала?
    — нет, в этой версии на выходе абсолютный ноль, благодаря инвертирующему включению ОУ. В первой версии постоянка была около 40-50мВ, дополнительный конденсатор в обратной связи снижал постоянку до 16мВ.
    Можно ли данный усилитель использовать с 8-ми омными динамиками?
    — да, можно с питанием +35/-35в мощность будет около 60вт. Для мощности более 100вт нужно повысить напряжение питания до +45/-45в, больше ничего менять не нужно.
    Как хорошо работает защита от КЗ?
    — усилитель выдерживает кратковременное короткое замыкание на выходе, при долговременном не тестировал.
    Какая чувствительность усилителя?
    — с данными номиналами 0.7в для достижения максимальной мощности. Чувствительность элементарно регулируется соотношением резисторов R3,R4.
    Какое ОУ можно применять вместо NE5532?
    — любое сдвоенное ОУ, например opa2134 и прочее. Нужно лишь внимательно изучить даташит и определить потребляемый ток для пересчёта резисторов питания операционника.
    Какая мощность резисторов на схеме ?
    — все резисторы 0.125вт, только R10,R11 0.5вт.
    Нужно ли устанавливать BD139, BD140 на радиаторы?
    — с питанием +35/-35 в дополнительного охлаждения не требуется..
    Какая площадь радиатора нужна для мощных выходных транзисторов?
    — для одного канала 1000см² и более. Изолирующие прокладки можно не применять если изолировать радиатор от корпуса, коллекторы транзисторов связаны с выходом усилителя.
    Разве это не B-класс, а как же ступенька на малой мощности?
    — ступеньки на выходе нет при любой мощности!
    Какое входное сопротивление усилителя?
    — в данном случае 3.3 ком. Это очень мало, но все современные проигрыватели и звуковые карты легко справляются даже с нагрузкой 32 ома.
    Какая маркировка стабилитрона на 15 в, какова его мощность?
    — 1n4744, например. Мощность считаем по закону ома 0.01А*15= 0.15вт.

Данный усилитель лег в основу домашнего двухканальника DAH120 с блоком питания и защитами на одной плате:
Характеристики:
— выходная мощность при КНИ 1%: 2*98Вт (4ом)/ 2*52Вт (8ом), мост 1*196Вт (8ом);
— короткий звуковой тракт, отсутствие каких либо фильтров;
— диапазон воспроизводимых частот: 16Гц-50кГц(-3dB), неравномерность в звуковом диапазоне частот +-0.2dB;
— защита от короткого замыкания, от перегрузки, от постоянного напряжения на выходе, защита от перегрева (75 градусов);
— задержка включения на реле;
— чувствительность 550мв;
— питание 220в, импульсный блок питания со стабилизацией мощностью 300вт;
— размер Ш*В*Г=195*54*204мм;
— вес 2кг, алюминиевый корпус;
— размер платы 100*150мм.
Готовый собранный вариант=4900р, Кит плата+детали=1800р, собранная и отлаженная плата 2400р.

Плата DA H120v3

Усилитель в корпусе:

Корпус
Внешний вид

Видеоозор и прослушка усилителя:

Несколько фото из сети первой версии данного усилителя:

Собранный усилитель от одного из подписчиков:

Ещё пара, уже в корпусе:

Усилитель Дорофеева 2019 (120вт).: 28 комментариев

  1. Мне интересен вот такой момент. Если запустить данный УНЧ при меньшем напряжении (около 26 вольт), то в нагрузку 2 Ома на сколько стабильно он будет работать? В нагрузку 4 Ома при 26 вольтах напряжения мощность примерно 80 Вт, то есть 4.5 Ампера ток самое большее.

  2. Здравствуйте. Хотел убрать защиту на реле(она будет отдельно) какие элементы надо будет убрать? Что бы осталась защита от КЗ

    1. Собирайте версию 2020 года, защита от постоянки нарисована справа, идут 2 провода от земли и от плюсового плеча. Это можно убрать.

    1. Здравствуйте, все верно, были наборы блоков питания и включали заводскую печатную плату, все необходимые детали и провод. Но они к сожалению закончились.

  3. Здравствуйте,
    отличная работа. можно ли приобрести обнавленную версию усилителя? где плечи усилителя отдельно и БП отдельно? какая цена собранных и налаженых плат? и какая цена того же самого , кит комплекта?

    1. Здравствуйт, отдельно усилителей нет, только блоки питания . КИТ блока питания 1100р, собранный 1600р.

  4. Непонятно назначение p-n-p транзистора VT2 в питании защиты.
    Почему при анализе максимального тока транзистора VT3 в расчете присутствует непонятные 22,1 V? Почему в анализе не учитывается резистор R15?
    Почему С10 полярный?
    Для чего нужен VT7?
    На какое напряжение реле? На маркировке и в схеме – 12 Вольт, на монтаже и наборе – 24. Но ведь VD4 тогда надо другое.

    1. VT2 дает задержку включения и отключает реле при снижении напряжения до 24в.22,1 — напряжение на базе транзистора VT3 из симулятора. R15 тоже надо суммировать при расчете базовых транзисторов, но эти расчеты очень не точны, параметры всех транзисторов сильно отличаются.С10 можно(нужно) ставить полярный, если найдете, но при напряжении пару вольт неполярному пофиг на полярность.VT7 — стабилизатор напряжения для реле и отключает ее в случае появления постоянки. Реле может быть 12 или 24 в, в соответствии со стабилитроном VD4, скорее опечатка.

  5. Здравствуйте ,есть такой усь ,при подключении к 4 х омной нагрузке колонки 25ас027 плохо контролирует нч динамики звук размазан не панчит
    Как увеличить его дампинг фактор ,что если параллельно выходным транзисторам присоединить ещё по два на канал ,какое его выходное сопротивление?

    1. ищите проблему в ваших АС а не в усилителе!

    1. На выход пойдет любая комплементарная пара.

    2. Добрый день! Должны ли греться выходные транзисторы без сигнала. Я его собрал. Радиатор под нагрузкой раскалился даже на малой громкости.

    3. Здравствуйте. Это возбуд, замените номиналы некоторых резисторов как в версии 2020года.

    4. Добрый день! Заменил резисторы. Радиатор холодный. На выходе при NE5532-22мв, при NJM4580-9мв,при OPA2134-1мв. Оставил OPA2134. Качество звучания мне понравилось. Хочу использовать его для трехполосной системы.

    1. Пока плат в наличии нет. Чуть позже должны появится кит-наборы усилителя Дорофеева 2020.

  6. Если верить схеме, то на односторонней печатной плане R22 и C11 перепутаны местами.

    1. Это опечатка, исправлю. На работоспособность это не влияет, хоть как меняй их местами.

    1. Да, это была цена за полностью собранный усилитель в прошлом году . Дешевло и сердито.

  7. Здравствуйте, подскажите подробнее как подключить два канала в мост, или схемку дайте как и куда что подключать. Усилитель собирал первой версии уже больше года трудится, простой и качественный усь. Хочу собрать 4 платки и подключить по две платы в мост. Нагрузка будет 8 Ом. Спасибо

    1. Здравствуйте. Для того, чтобы подключить 2 канала в мост, нужно один канал собрать по инвертирующий схеме, второй — по неинвертирующей. Входы объединяем, а динамик 8 ом подключаем к выходам первого и второго канала, земля при этом остаётся незадействованной.
      Схема инв. и неинверт. усилителей есть выше. Только печатную плату не разводил под ЛУТ.

    1. Собрал усилитель на односторонней печатной плате, всё замечательно, но почему-то защита акустики нагрузку подключает без задержки, а отключает её с задержкой порядка 2-3 секунд. Также усилитель ловит радио, хотя подключен к источнику звука хорошим экранированным проводом.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *