Усилитель на N-канальных полевиках

[Alex Nikitin]

Схема усилителя здесь:

http://www.ant-audio.co.uk/circuits/MOSFET1.gif

Извините за не очень изящный рисунок от руки, но это всё, что я мог сделать в спешке. Потом как-нибудь сделаю в редакторе - или если у кого есть время, то помогите и перерисуйте. Надеюсь, что тем не менее всё понятно и читаемо.

Это переработанный вариант на основе схемы разработанного мной и уже давно снятого с производства усилителя Creek 4330 (выпуска примерно 1997 года) . Почти в точности такая схема у усилителя, который я и сейчас использую дома.

Как видите, схема довольно простая с небольшим количеством деталей.

Выходная мощность при питании +/- 35 Вольт примерно 40 Вт на 8 Омах, 65-70 Вт на 4 Ом.

Не показаны на схеме цепи питания, в том числе питания ОУ ( +/-15В) . Основной блок питания может быть от +/-25 до +/-35 Вольт с ёмкостью сглаживающих конденсаторов от 6800 до 10000 мкФ на два канала, защищённый плавкими предохранителями на 3-4 А ("медленными", с буквой Т) на ВХОДЕ выпрямительного моста, то есть последовательно с каждой половиной вторичной обмотки трансформатора. Выходные транзисторы помещены на теплоотвод с тепловым сопротивлением не больше 1-1,5 градусов на Ватт, закреплены прижимом сверху алюминиевым блоком 10х10х45мм, изоляция ОБЯЗАТЕЛЬНО слюдяная с теплопроводящей смазкой с обеих сторон. Q9 должен иметь хороший тепловой контакт (со смазкой) с теплоотводом выходных транзисторов и лучше всего прямо между ними. Величина R15 определяет крутизну температурной компенсации и может быть слегка изменена для другого типа выходных транзисторов. Теплоотвод желательно заземлить.

В целом рекомендую на выход поставить ещё последовательно цепь из резистора 3Вт 1 Ом параллельно с намотанными на него 10 витками эмалированного провода диаметром 1 мм. Это в целом обеспечит хорошую стабильность на реактивной нагрузке даже при не слишком удачной разводке.

Вот пока и всё.

Алексей

[Alex Nikitin]

Наверное под требования схемы ближе IRL2910.

У IRL2910 ёмкости почти в два раза больше, чем у HUF76639, при почти тех же допустимых токах. Это плохо. Если уж хотите обязательно от IR, то лучше IRL540 - для 40 Вт на канал он вполне подойдёт.

Алексей

[Эx, залужу...]

Alex Nikitin, а УН в этой схеме лучше, чем на полевике
в А3i?
Хитрое включение какое-то - эммитер транзистора УН-а тоже к диф. каскаду присобачен. Какие-нибудь преимущества перед классическим каскадом с ОЭ ( у которого вообще одни сплошные недостатки )?
Насчет выходного каскада - а как там дела обстоят с интермодовым пъедесталом, которым нас пугает Lynx?
Я вот постов Димы Андронникова начитался, и теперь в голове засела мысль, что мощные полевики это вообще не для звука

И насколько лучше этот выхлоп, чем классический, из того же CA A3i? В чем разница по звуку проявляется?

[Alex Nikitin]

Alex Nikitin, а УН в этой схеме лучше, чем на полевике в А3i?

Нет. Тут нет резисторов в дифкаскаде, Ку существенно меньше, интермодуляции в УН будут выше, чем там. Существенно улучшенный УН стоит в 5350, но его я пока показать не могу... . Тем не менее звучит этот УН в целом хорошо.

Хитрое включение какое-то - эммитер транзистора УН-а тоже к диф. каскаду присобачен. Какие-нибудь преимущества перед классическим каскадом с ОЭ ( у которого вообще одни сплошные недостатки )?

Это включение было применено в одном из первых сверскоростных ОУ - гибридном LH0024 от National. Тут более полно используется размах тока дифкаскада и несколько увеличивается линейность за счёт местной ООС.

Насчет выходного каскада - а как там дела обстоят с интермодовым пъедесталом, которым нас пугает Lynx?

Вот по ссылке, которую я уже приводил, на предыдущей странице можно посмотреть результаты теста на интермодуляцию для 5350, который использует ту же идею выходного каскада. Результат существенно лучше большинства других усилителей, измереннных в Stereophile:

http://stereophile.com/amplification...27/index7.html

Вот для сравнения измерения MF A3.2 в той же ценовой категории:

http://stereophile.com/amplification...16/index4.html

Я вот постов Димы Андронникова начитался, и теперь в голове засела мысль, что мощные полевики это вообще не для звука

По обычным схемам - безусловно, я сам их не люблю . Особенно "комплементарные" варианты на переключательных транзисторах, когда при всех усилиях получается сильная асимметрия из-за физики самих полевиков. А так называемые "аудио" варианты, помимо дикой цены имеют поразительно низкую эффективность и не любят больших токов, так что их надо ставить по десятку в параллель, а любые параллельные включения для звука, с моей точки зрения, просто убийственны. Собственно я и сделал эту схему в 1992-ом, чтобы уйти от недостатков и ограничений обычных схем с полевиками.

И насколько лучше этот выхлоп, чем классический, из того же CA A3i? В чем разница по звуку проявляется?

Существенно лучше. Даже в этом простейшем варианте звук может быть значительно точнее и разрешение по музыкальной информации выше. Не надо забывать, что приведённая схема - это дешёвый вариант. В какой-то степени я предпочитаю звучание этой простой схемы звуку более изощрённой и технически существенно более совершенной схеме 5350. При правильной "настройке" серво и блока питания эта схема на удивление музыкальна. Я помню, как на одной из выставок играла связка из 4330 и 12-х Эпосов. Народ шёл по коридору мимо открытой двери в комнату и большинство непроизвольно поворачивали голову на звук этой системы. Потом смотрели на табличку над дверью, говорящую "Creek Audio", и трясли головой, отгоняя наваждение, поскольку марка всегда была ассоциирована с дешёвой бюджетной аппаратурой. А те, кто заходили в комнату, обычно не верили, что это играет самая дешёвая система и спрашивали, где спрятан сабвуфер

Алексей

[AS79]

По поводу замены. HUF ,особенно для регионов России, доступны в "ПЛАТАНЕ" и то 75333 (64А,55в) не совсем то.
Вот картинка входных характеристик 75639 и IRFP240 (посылаю в первый раз и не уверен в правильности отображения).
Уровень открывания еще пол беды , а вот крутизна у IRF ниже в 3-4 раза при токе 2А.
Ток выходных транзисторов на схеме задаёт ИТ и резисторы 430 Ом , но резистор верхнего плеча еще и ОС каскада.Для IRF , видимо , его надо уменьшать в 3-4 раза, как и нижнего. Как следствие ток ИТ увеличится с 20 ма до 80ма. Все как писал Автор.
Ищем HUFы.
P.S. а вот IRL540 весьма близок.

Картинка получилась!

[Alex Nikitin]

Уровень открывания еще пол беды , а вот крутизна у IRF ниже в 3-4 раза при токе 2А.

Уровень открывания даже более важен, поскольку при том же токе источника, сопротивления ЗИ надо увеличивать в два раза, по сути в два раза замедляя каскад. При тех же резисторах надо в два раза увеличить ток, и тогда уже нельзя ставить ZVP3310 и ВС640 при питании больше +/- 25В - они перегреются. Придётся ставить IRF9610 (9510) и BD140 (или эквивалент) . Крутизна же повлияет на уровень искажений и максимальный ток в нагрузке.

ток ИТ увеличится с 20 ма до 80ма

В оригинале ток примерно 8 мА. Падение напряжения на резисторах ЗИ (430 Ом) примерно 1,7 В в рабочем режиме.

Строго говоря, в этой схеме при использовании IRF9610 на теплоотводе в источнике и в разделителе фаз, ничто не мешает увеличить ток источника до 100 мА и более, а это позволит достаточно эффективно управлять весьма крупными полевиками и получить до 200-400 Вт на выходе, при соответствующих изменениях в УН . Я делал прототип на 140 Вт на канал с BUK437 на выходе ещё в 1993, а сейчас есть значительно более интересные транзисторы. Но это всё, как я написал выше, потребует значительного изменения схемы. С другой стороны, если нужен только низкочастотный усилитель, скажем для сабвуфера, то можно при правильной коррекции сделать очень мощный усилитель при маленьком токе источника и простой схеме УН, поскольку большой ток требуется только на высоких частотах - для достаточно быстрой перезарядки ёмкостей полевиков.

Алексей

[AS79]

Уровень открывания даже более важен

Я Вам больше доверяю , чем моделям транзисторов.Судя по моделям у 75639 и 240 одинаковое напряжение открывания, оно то и ввело в заблуждение. Сорри. Надо брать в руки паяльник.

[Alex Nikitin]

Я Вам больше доверяю , чем моделям транзисторов.Судя по моделям у 75639 и 240 одинаковое напряжение открывания, оно то и ввело в заблуждение. Сорри. Надо брать в руки паяльник.

У 75639 и 240 действительно близкое напряжение открывания, но в моей схеме указаны HUF76639, а не 75639 .

Алексей

[AS79]

но в моей схеме указаны HUF76639, а не 75639 .

А ведь действительно , а я уже веру потерял и в свои знания и радиотехнику вообще. Во вляпался.
Всех россиян с праздником , завтра наконец-то на работу.

[PSV]

Alex Nikitin,Поздравляю с появлением на этом форуме!
Алексей,каково назначение резисторов R21,R22?Нет ли проблем с установкой тока покоя из-за тепловой инерционности системы,без истоковых резисторов.
Удастся ли в такой схеме получить термостабильность на больших токах покоя,1.5-2а?
Почему в УН ты не применил каскодное включение транзисторов (Q3)?Не хотел увеличивать напряжение питания УН? Или из каких-то других соображений?

[Alex Nikitin]

Алексей,каково назначение резисторов R21,R22?

Хороший вопрос. Можно объявить мини-конкурс - кто первый правильно догадается?

Нет ли проблем с установкой тока покоя из-за тепловой инерционности системы,без истоковых резисторов

Заметных проблем нет - при монтаже транзистора-датчика температуры на теплооотводе между выходниками, расположенными на расстоянии 35 мм друг от друга, вариации тока покоя не очень значительные.

Удастся ли в такой схеме получить термостабильность на больших токах покоя,1.5-2а?

При больших токах покоя ситуация не должна ухудшиться, поскольку уменьшатся вариации температуры с сигналом.

Почему в УН ты не применил каскодное включение транзисторов (Q3)?Не хотел увеличивать напряжение питания УН? Или из каких-то других соображений?

Не хотел чересчур усложнять схему УН. Она и так неплохо работает. Увеличение питания и т.п. было неприемлемо из-за ценовых ограничений

Алексей

[vizzy]

Хороший вопрос. Можно объявить мини-конкурс - кто первый правильно догадается?

Они исполняющие обязанности истоковых резисторов!(угадал?)

И еще, поскольку на схеме они проволочные, соотв. обладая индуктивностью, они чистят питание!

[Alex Nikitin]

Они исполняющие обязанности истоковых резисторов!(угадал?)

Ну да, по доверенности

И еще, поскольку на схеме они проволочные, соотв. обладая индуктивностью, они чистят питание!

Естественно, они не пропускают СВЧ составляющие звукового сигнала в блок питания!



Алексей

[Костя Мусатов]

Хороший вопрос. Можно объявить мини-конкурс - кто первый правильно догадается?

R21 только для измерения тока, даже напряжение указано.
А вот R22 вместе с R20 создают динамическую нагрузку для Q8.

[PSV]

А вот R22 вместе с R20 создают динамическую нагрузку для Q8.

Для этого достаточно R20.

[Alex Nikitin]

Ещё соображения и догадки? Пока всё мимо

Алексей

[PSV]

Пока кроме вреда никакой пользы не видно

[Alex Nikitin]

Пока кроме вреда никакой пользы не видно

Вот поэтому и конкурс . У этих резисторов есть важная, и безусловно полезная функция. Какая?

Алексей

[Maniac]

Может для симметрии?

[Костя Мусатов]

Защита от КЗ по выходу!

[Alex Nikitin]

Защита от КЗ по выходу!

Правильно! Причём с минимальным влиянием на работу усилителя.

В известной степени и предыдущее соображение верно, это может при определённых условиях улучшать симметрию при ограничении на выходе.

Алексей