Усилитель Prophetmaster Audio MCA-100

[Prophetmaster]

Этот УМ является третьей модификацией бюджетного усилителя, который был создан по просьбе моего друга, под его проект восьмиканального УМ для построения четырехполосной активной АС. Не знаю, будет ли продолжение в виде 8-ми канального аппарата в одном корпусе (друг остыл к многополосному усилению, как мне кажется), но вариант стерео получился интересный. Для создания данного образца был сначала заказан корпус на Али, а потом, чисто под него, разведена плата. В данном случае это необходимое условие, потому что весь усилитель (кроме силового трансформатора, сетевых фильтров, БП для РГ ATT-6 и селектора входов Максима Волобуева ATT-6) интегрирован на основной плате. На ней выпрямитель, электролиты и шунты фильтра питания, оптронная защита АС с реле, два канала усилителя, селектор входов (разведен на плате, а РГ ставится вторым этажом). Корпус был выбран такой: https://aliexpress.ru/item/327927612...65d94aa68d3AQX - симпатичный, но оказался стальным. Алюминий только лицевая панель - между отверстиями под терминалы АС нужно делать пропилы, по идее. Но я поленился (Сейчас они уже сделаны) Да и некогда было: заканчивал сборку перед самым началом Выставки РосХайЭнд 2021, на который хотел взять его с собой. Из комплектации корпуса не подходят разъемы RCA - у них гайка внутри, а нужны с гайкой снаружи, да и качество этих гнез RCA так себе. Акустические терминалы тоже "не айс", но их оставил.



Основная особенность УМ - отсутствие проводов в сигнальных цепях и короткий путь сигнала от входа до выхода. Как видно из фотографий - плата одевается прямо на входные и выходные терминалы.



Схема усилителя очень простая - ОУ с плавающим питанием и обычная двойка на выходе. В оконечном каскаде две пары Санкенов. Все. Однако он играет и очень неплохо, поэтому решил поделиться разработкой - могу заказать платы для желающих собрать самостоятельно. Плат всего две - сам усилитель и БП для РГ Antecom с встроенными сетевыми фильтрами от помех, от постоянного напряжения в сети, а также реле софтстарта, которое тоже управляется от контроллера Максима Волобуева. Можно использовать вариант от Максима - на его плате БП тоже все необходимое есть. Полный бюджет усилителя (с корпусом и комплектом АТТ-6 с ДУ от Максима Волобуева) получился около 40000 руб, но это на платах Резонит (с медью 105 мкм) с очень хорошей оригинальной комплектацией из магазинов Терра Электроника и Промэлектроника: ОУ - AD843, резисторы Wishay, Firstronics, TE-connectivity, реле Finder, Shcrack, Fujitsu, электролиты Hitachi Aic, Nichicon KA, KZ Muse, PW, FW, транзисторы Toshiba и Sanken, тор 450 Вт от Аудиоинструмент, пленочные конденсаторы Wima MKP и т.д. Катушка на выходе намотана моножилой 1 мм в лаковой изоляции, 12 витков на оправке диаметром 6 мм.
С Али - корпус с акустическими терминалами, гнезда RCA с родиевым покрытием и стальной экран для тора. Есть одна трудность при повторении сего девайса: так как выходные транзисторы стоят на плате вертикально, то для сопряжения их с радиатором охлаждения нужно дополнительно изготавливать П-образную медную пластину, "ноги" которой входят между транзисторами, а "крыша" притягивается к радиатору. В принципе, из меди толщиной до 2 мм её можно сделать дома, если есть тиски и молоток Нашел фото усилителя второй версии (с одной парой Санкенов на выходе), где хорошо видно эту пластину, как раз из меди 2 мм толщиной:



Усилитель имеет только один подстроечник - ток покоя. Нужно выставить 70-80 мА на пару и если все остальное верно собрано из исправных деталей, то аппарат сразу работает. Время задержки подключения АС задают R8 и C2. При указанных номиналах задержка составляет 5-6 сек.
Спектры снимал Александр (And$er) только с первой версии и были выявлены искажения на 1 кГц около 0.001%, у этой версии должны быть меньше. Сделаем измерения попозже. Сам я смог посмотреть несколько параметров:
- выходная мощность - 70 Вт\4 Ом и 40 Вт\8 Ом
- коэффициент демпфирования - 500 (4 Ом)
- полоса пропускания - 0 Гц - 2.5 МГц
- скорость нарастания выходного напряжения - около 150 В\мкс
- отношение сигнал\шум - более 110 дБ
- вес 12.5 кг

На плате усилителя, в цепи питания оконечных каскадов, установлено электролитов 48800 мкФ

Несколько прямоугольных сигналов с осциллографа (сняты с готового усилителя - сигнал подавался на вход RCA и снимался с выходных терминалов, то есть, все фильтры и РГ включены в путь сигнала):

1. Меандр 1 кГц:
2. Меандр 20 кГц:
3. Меандр 100 кГц
4. Ограничение сигнала:

Ограничение симметричное, но не очень красивое - следствие плавающего питания. Кстати, если убрать плавающее питание (это легко реализуется прямо на этой плате - не устанавливать R11, R12 и стабилитроны посадить на землю), то получится усилитель меньшей мощности, но с более красивыми осциллограммами. Если оставить питание ОУ +\- 18 В, то получится быстродействующий усилитель мощностью 30 Вт\4 Ом. Можно снизить питание оконечного каскада и увеличить ток покоя - до 1 А точно, термостабильность у усилителя хорошая. Чтобы загнать его в чистый класс А, нужно медную пластину согнуть из меди 2.5 мм, я думаю, или сделать цельный фрезерованный радиатор на заказ нужной формы. Только тогда придется делать пропилы под винты крепления транзисторов, чтобы радиатор можно было одеть сверху на вставленные в транзисторы винты крепления, на которых уже висят изолирующие прокладки. Иначе, очень сложно будет собрать всю эту конструкцию. Из-за того, что я между транзисторами добавил 4 низкоимпедансных электролита по 2200 мкФ, и так сложно надеть и держать гайки, когда прикручиваешь транзисторы к пластине, а если будет еще и радиатор сразу, то подлезть будет еще сложнее. Можно сначала прикрутить транзисторы к пластине, а потом впаять их - как вариант. Немножко помощнее паяльник понадобится.

Собранный в указанном выше корпусе аппарат выглядит так:



В дизайне корпуса две ручки, поэтому установлено два энкодера с кнопкой. Левому отдано включение усилителя и выбор входа (их 4 шт.), а правому - регулировка громкости и режим Mute.

Есть один нюанс на тыловой панели: обозначения акустических терминалов не соответствуют фактическому положению клемм - можно переделать тыловую панель или сделать свои надписи. А можно оставить так, если не мешает

В общем, если кому нужны платы, то пишите тут или в личку, тему в толкучке создал.


Видео с Выставки: https://zen.yandex.ru/video/watch/61...4cff1017239084 Играет этот усилитель с немецкой акустикой Fischer&Fischer

[msgkras]

Дорого

Дешевле я нашел только в большой расфасовке.

[cshiuka]

500 г. хватает на заливку 2 трансформаторов и еще осталось.

Заливка без наполнителя? Интересно, правильно заливать нужно полностью утапливая весь транс или допускается с легкой недоливкой??

[Михаил45]

А зачем торы заливать в принципе? Для чего?

[vladimir sim]

Весь тор заливать не нужно, достаточно залить центральную дыру, нужно для торов с диаметром более D=8 см, иначе они сходят с ума от включенной соседской кофемолки, и противно тарахтят на субгармониках сети. Часто встречается в американских и европейских усилителях вроде Трешхолда и Динакорда, где торы без центральной заливки. Предвосхищая Dieselboя, полная вакуумная заливка для домашнего усилителя- излишний гемор, при плотной и тонкой изоляции лавсаном 0,02-0,03 мм теплопроводность и электропрочность более чем, а вот если начать маяться дурью и мотать рулоны рыхлой бумаги и киперной хб ленты- тогда без пропитки не обойтись.

[Dieselboy]

Используется при теплонагруженной эксплуатации + герметизация для климатического исполнения. Но перед тем, как заливать, такой тор ещё пропитывают лаком в автоклаве, для той же улучшенной теплопроводности внутри слоёв. Без этого - это не более чем профанация или некий способ крепления экрана или способ крепления тора по 4-м точкам.

[ДимычСф]

у меня тор пропитанный. Прижат экраном к панели корпуса. Панель - люмяха 3мм.. Однако звук\гул 50Гц от транса есть. Да, очень небольшой, но есть. Заказывал там же, где и Олег - в "Форварде". Ессно заказывал с полной пропиткой.

[vladimir sim]

Экран в виде стального стакана- не особо умное решение, достаточно бандажа по наружному периметру тора из 2-3х витков такой же ленты из трансформаторной стали, как в самом торе. Радикально снижает помехи от тора, которые весьма велики, сказки про торы, не создающие наводок= всего лишь сказки.

[msgkras]

На самом деле все вышеописанное верно: лучше теплоотвод, меньше вибрирует, крепление экрана и транса в целом к корпусу по 4 точкам.

[Mishich]

Используется при теплонагруженной эксплуатации

это с каких это пор эпоксидная смола стала теплопроводной???

[Pyku_He_oTTyda]

1000 р. / литр эпоксидная смола в магазинах для хобби и маректплейсах.

[Костас]

Дык в те времена когда энтузиазма хватало на распил ручным лобзиком тора вдоль, для уменьшения высоты, в эпоксидку мешали кварц или поликор толченый.

[владимирр]

Дешевле я нашел

https://artline-shop.ru/epoksidnaya-...=&utm_content=

[Pyku_He_oTTyda]

https://www.ozon.ru/product/epoksidn...utm_source=smm

Это прям первая ссылка.
Прозрачная для заливки торов не нужна.

[Михаил45]

это с каких это пор эпоксидная смола стала теплопроводной???

Простой радиолюбитель с физикой не дружит. Просто ему так кажется.

[msgkras]

Вместо того, чтобы умничать лучше бы не поленились сделать расчет теплопередачи от трансформатора в окружающую среду корпуса при различных нагрузках по току. Или с физикой не дружите ? А, ну тогда могу книжку порекомендовать: Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. "Теплопередача", Учебник для вузов, изд. 3-е, перераб. и доп. - М.: «Энергия», 1975. У меня экзамены по дисциплинам "Тепломассообмен" и "Техническая термодинамика" сданы на отлично и я знаю, что теплопроводность эпоксидной смолы составляет 0,18 Вт/(м·К), а у воздуха 0,023 Вт/(м·К), а значит процесс теплопередачи через эпоксидную смолу вполне себе будут прекрасно осуществляться. Конечно есть еще силиконовые и кремний-органические компаунды, у которых теплопроводность составляет от 0,6 до 1,2 Вт/(м·К), но в случае отсутствия необходимости отводить большое количество тепла рекомендуют выбирать эпоксидную смолу в качестве заполняющего компаунда. Единственный недостаток эпоксидной смолы это усадка/расширение при полимеризации, но это критично только при заливке плат.

[Михаил45]

На отлично? сомневаюсь. Тогда б ты понимал, что слой смолы это сопротивление потоку тепла, без нее ты непосредственно воздухом транс охлаждаешь, а при залитом через слой смолы и кожух вохдух охлаждает твой бедный транс. Посчитай термосопротивление и подумай еще.

[msgkras]

На отлично? сомневаюсь. Тогда б ты понимал, что слой смолы это сопротивление потоку тепла, без нее ты непосредственно воздухом транс охлаждаешь, а при залитом через слой смолы и кожух вохдух охлаждает твой бедный транс. Посчитай термосопротивление и подумай еще.

Если транс не закрыт кожухом, то надо делать расчет какой вариант лучше по охлаждению - открытый транс или залитый эпоксидкой в стальном стакане (это отнюдь не очевидная вещь). В данном случае транс закрыт железным стаканом и расстояние между стенками транса и стаканом около 5 мм. Те, кто изучал соответствующие науки в университете, конечно знают, что воздух при такой толщине (~ до 1 см) ведет себя как теплоизолятор и процессы конвективного теплообмена в данном промежутке не происходят, а значит заполнение компаундом обеспечит в 7,8 раз лучшую теплопроводность к стенке железного стакана.

P.S.: сомневаться не стоит, но думаю до выкладывания скана диплома дело не дойдет. Начните с расчетов, а не с ничем не обоснованных заявлений, тогда и продолжим разговор.

[Prophetmaster]

Транс не греется. Заливаю эпоксидкой с песком чисто для того, чтобы он вообще не гудел, чтобы не слышно было даже вечером, в тишине. Стальной экран толщиной 1 мм - это конечно не пермаллой, но тоже давит магнитную составляющую излучения транса достаточно эффективно.

[msgkras]

Миниатюрный китайский станок - вещь, пилит/режет/шлифует !

[Prophetmaster]

Да, хорошая штука!