Bộ khuếch đại công suất LM3886, Kép hoặc Cầu (cải tiến): 11 bước (có Hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Một bộ khuếch đại công suất kép (hoặc cầu nối) nhỏ gọn rất dễ chế tạo nếu bạn có một số kinh nghiệm về điện tử. Chỉ một số bộ phận được yêu cầu. Tất nhiên, việc chế tạo một bộ khuếch đại đơn âm thậm chí còn dễ dàng hơn. Các vấn đề quan trọng là cung cấp điện và làm mát.

Với các thành phần tôi đã sử dụng, bộ khuếch đại có thể cung cấp khoảng 2 x 30-40W trong 4 ohms và ở chế độ cầu nối 80-100 W trong 8 ohms. Dòng biến áp là yếu tố giới hạn.

Bộ khuếch đại hiện đã được thiết kế lại (2020-10-17) với cả hai kênh không đảo ở chế độ kép. Điều này cũng làm cho nó có thể có đầu vào trở kháng cao nếu được yêu cầu.

Bước 1: Thiết kế điện tử

Câu chuyện là thế này; Ở Thụy Điển, chúng tôi có các trạm tái sử dụng và rác thải đô thị. Đây là nơi bạn để lại tất cả những thứ bạn muốn loại bỏ (không phải rác thải thực phẩm). Vì vậy, trong hộp đựng đồ điện tử, tôi tìm thấy một thứ trông giống như một bộ khuếch đại chế tạo tại nhà. Tôi đã nick nó (vì nó không được phép lấy, chỉ để lại). Khi tôi về nhà, tôi kiểm tra xem nó là gì và tôi thấy rằng IC nguồn là loại LM3875 thực sự phổ biến. Tôi bắt đầu chế tạo bộ khuếch đại guitar của riêng mình với nó, nhưng chân của vi mạch bị ngắn và có phần hư hỏng, vì vậy cuối cùng tôi phải bỏ cuộc. Tôi đã cố gắng mua một cái mới, nhưng thứ duy nhất được bán là phiên bản kế nhiệm, LM3886. Tôi đã mua hai chiếc, và tôi bắt đầu một cách nghiêm túc. Ý tưởng là xây dựng một bộ khuếch đại công suất guitar nhỏ gọn, sử dụng hai LM3886: s, cho hai kênh hoặc trong một mạch cầu. Trong đống phế liệu của mình, tôi có một tản nhiệt CPU và một quạt PC, vì vậy ý tưởng là sử dụng tản nhiệt và quạt để tạo ra một bộ khuếch đại mà không cần bất kỳ tản nhiệt bên ngoài nào.

Bước 2: Thiết kế điện tử (bộ khuếch đại công suất)

Thiết kế của power amp thực sự rất dễ hiểu và theo ví dụ về biểu dữ liệu trong ghi chú ứng dụng hoàn toàn xuất sắc AN-1192 từ Texas Instruments, đây sẽ là kinh thánh của bạn nếu bạn muốn sử dụng LM3886.

Mạch trên là mạch khuếch đại không đảo có độ lợi 1 + R2 / R1. Bộ khuếch đại thấp hơn được đảo ngược với mức tăng của R2 / R1 (trong đó R2 là điện trở phản hồi). Đối với thiết kế cầu, mẹo là lấy các giá trị điện trở để cả hai mạch có cùng độ lợi. Sử dụng hầu hết các điện trở tiêu chuẩn (một số điện trở màng kim loại) và đo điện trở chính xác, tôi có thể tìm thấy các kết hợp hoạt động. Độ lợi mạch không đảo ngược là 1+ 132, 8/3, 001 = 45, 25 và độ lợi đảo ngược là (132, 8 + 3, 046) / 1, 015 = 45, 27. Tôi đã giới thiệu một công tắc độ lợi (SW1) để có thể tăng lợi nhuận. Nó làm giảm giá trị R1 để có được độ lợi cao hơn bốn lần.

Mạch không đảo: 1, 001 k song song với 3, 001 k cho (1 * 3) / (1 + 3) = 0, 751 ohm. Đạt được = 1+ 132, 8/0, 75 = 177, 92 = 178

Độ lợi đảo ngược là 179, 1 = 179, có thể chấp nhận được!

Ứng dụng nhỏ (và miễn phí) "Rescalc.exe" có thể giúp bạn tính toán điện trở (nối tiếp và song song)

Tôi muốn có thể sử dụng hai bộ khuếch đại riêng biệt nên cần có một công tắc (SW2) để chuyển đổi giữa âm thanh nổi và cầu nối.

Công tắc SW2 điều khiển chế độ kép / cầu. Ở vị trí "cầu nối" bộ khuếch đại B được đặt thành đảo, đầu vào dương được nối đất và đầu ra của amp A thay thế đất trên đầu ra B.

Ở chế độ kép, cả hai bộ khuếch đại đều hoạt động ở chế độ không đảo. SW1C làm giảm độ lợi để amp A và B có độ lợi bằng nhau.

Các giắc cắm tele đầu vào được kết nối để khi không có phích cắm nào vào giắc A, tín hiệu sẽ được gửi đến cả Amp A và Amp B (đơn âm kép).

Ở chế độ khuếch đại thấp 1, điện áp đầu vào từ đỉnh đến đỉnh 6 V cho đầu ra tối đa (70 V pp) và 0,4 V được yêu cầu ở chế độ tăng cao.

Bước 3: Thiết kế điện tử (Nguồn điện)

Bộ nguồn là một thiết kế thẳng về phía trước với hai tụ điện lớn và hai tụ điện lá và một bộ chỉnh lưu cầu. Bộ chỉnh lưu là MB252 (200V / 25A). Nó được gắn trên cùng một bộ tản nhiệt với bộ khuếch đại nguồn. Cả bộ chỉnh lưu và LN3686 đều được cách ly về điện nên không cần cách ly thêm. Máy biến áp là máy biến áp Toroid 120VA 2x25V từ amp mà tôi tìm thấy trong đống phế liệu. Nó có thể cung cấp 2, 4A mà thực sự là một chút thấp, nhưng tôi có thể sống với điều đó.

Trong phần 4.6 của AN-1192, công suất đầu ra được cung cấp cho các tải, điện áp nguồn và cấu hình khác nhau (đơn, song song và cầu). Lý do mà tôi quyết định thực hiện thiết kế cầu chủ yếu là do tôi có một máy biến áp không sử dụng được trong thiết kế song song do điện áp thấp. (Mạch song song 100W yêu cầu 2x37V nhưng thiết kế cầu làm việc với 2x25V).

Ứng dụng nhỏ "PSU Designer II" của Duncan Amps rất được khuyến khích nếu bạn muốn tính toán nghiêm túc các giá trị máy biến áp.

Bước 4: Thiết kế điện tử (Bộ điều chỉnh bước xuống và điều khiển quạt)

Yêu cầu của quạt ở tốc độ tối đa là 12V 0, 6A. Nguồn điện cung cấp 35V. Tôi nhanh chóng phát hiện ra rằng bộ điều chỉnh điện áp tiêu chuẩn 7812 sẽ không hoạt động. Điện áp đầu vào quá cao và công suất tiêu tán (khoảng) 20V 0, 3A = 6W yêu cầu một bộ tản nhiệt lớn. Vì vậy, tôi đã thiết kế một bộ điều chỉnh bước xuống đơn giản với 741 làm bộ điều khiển và bóng bán dẫn PNP BDT30C hoạt động như một công tắc, sạc tụ điện 220uF đến điện áp 18V, đây là đầu vào hợp lý cho bộ điều chỉnh 7812 cung cấp điện cho quạt. Tôi không muốn quạt làm việc ở tốc độ tối đa khi không cần thiết, vì vậy tôi đã thiết kế một mạch chu kỳ nhiệm vụ thay đổi (điều chế độ rộng xung) với một IC hẹn giờ 555. Tôi đã sử dụng một điện trở 10k NTC từ bộ pin máy tính xách tay để điều khiển chu kỳ hoạt động của bộ hẹn giờ 555. Nó được gắn trên IC nguồn tản nhiệt. Nồi 20k dùng để điều chỉnh tốc độ thấp. Đầu ra của 555 được đảo ngược bởi bóng bán dẫn NPN BC237 và trở thành tín hiệu điều khiển (PWM) tới quạt. Chu kỳ nhiệm vụ thay đổi từ 4, 5% đến 9% từ lạnh sang ấm.

BDT30 và 7812 được gắn trên một bộ tản nhiệt riêng biệt.

Lưu ý rằng trong hình vẽ nó nói PTC thay vì NTC (hệ số nhiệt độ âm), trong trường hợp này là từ 10k đến 9, 5k khi tôi đặt ngón tay của tôi vào nó.

Bước 5: Tản nhiệt

Bộ khuếch đại nguồn, bộ chỉnh lưu và điện trở PTC được gắn trên tấm đồng của bộ tản nhiệt. Tôi khoan lỗ và tạo ren cho các vít lắp bằng dụng cụ ren. Bảng mạch nhỏ với các thành phần cho bộ khuếch đại công suất được gắn trên đầu các bộ khuếch đại công suất để đảm bảo cáp càng ngắn càng tốt. Các loại cáp kết nối là cáp màu hồng, nâu, hoa cà và vàng. Cáp điện có khổ cao hơn.

Lưu ý giá đỡ kim loại nhỏ bên cáp màu đỏ ở góc dưới bên trái. Đó là điểm nối đất trung tâm duy nhất cho bộ khuếch đại.

Bước 6: Thi công cơ khí 1

Tất cả các bộ phận chính được gắn trên đế kính thủy tinh 8 mm. Lý do đơn giản là tôi đã có nó và tôi nghĩ sẽ rất tuyệt khi xem các bộ phận. Nó cũng dễ dàng tạo ra các chủ đề trong nhựa để gắn các thành phần khác nhau. Cửa hút gió nằm dưới quạt gió. Không khí bị ép đi qua bộ tản nhiệt CPU và thoát ra ngoài qua các khe bên dưới bộ tản nhiệt. Các khe ở giữa là một sai lầm và được lấp đầy bằng nhựa từ súng bắn keo.

Bước 7: Bộ khuếch đại không có vỏ

Bước 8: Thi công cơ khí 2

Bảng điều khiển phía trước được làm bằng hai lớp; một tấm thép mỏng từ PC và một miếng nhựa màu xanh bạc hà vẫn còn sót lại khi tôi làm một tấm bảo vệ mới cho Telecaster của mình.

Bước 9: Mặt trước từ bên trong

Bước 10: Vỏ gỗ

Vỏ được làm từ gỗ alder của một cây bị đổ trong một cơn bão. Tôi làm một số tấm ván bằng máy bay của thợ mộc, và dán chúng lại với nhau để có được chiều rộng cần thiết.

Các vết cắt trong vỏ được làm bằng bộ định tuyến điện bằng gỗ.

Các mặt bên, mặt trên và mặt trước được dán lại với nhau, nhưng tôi cũng bảo đảm việc xây dựng bằng vít thông qua các mảnh nhỏ ở các góc.

Để có thể tháo vỏ gỗ, mặt sau được giữ cố định bằng hai vít.

Các miếng nhựa màu xám có ren cho các vít 4 mm cho mặt dưới và mặt sau.

Mảnh nhỏ màu xám ở góc là một "cánh" nhỏ giúp khóa bảng điều khiển phía trước để nó không bị cong vào trong khi bạn cắm các giắc cắm tele.

Bước 11: Mặt sau của Bộ khuếch đại

Ở mặt sau có đầu vào nguồn điện, công tắc nguồn và đầu nối (không được sử dụng) cho nguồn tiền khuếch đại