Усилитель Дорофеева 2019 (120вт).

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-1.zip (669 Загрузок)

В наличии есть кит-наборы данного усилителя. Стоимость 1200р за 2 канала, доставка почтой РФ. Для заказа пишем мне на почту, либо watsapp либо в группе ВК.

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:


Архив с платой и гербер-файлами для заказа в Китае: PlataGerbery-Dorofeev-2019.zip (188 Загрузок)

Характеристики:

— 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.

Несколько фото из сети первой версии данного усилителя:

Собранный усилитель от одного из подписчиков:

Ещё пара, уже в корпусе: