Mạch Khuếch đại Công suất 100 đến 160 watt sử dụng một IC Đơn OPA541

Đối với bất kỳ ai đang tìm kiếm bộ khuếch đại âm thanh có công suất đầu ra lớn theo thứ tự từ 100 watt đến 200 watt, hãy sử dụng số bộ phận tối thiểu , mạch cụ thể này sẽ thực hiện nó.

Cách hoạt động của mạch

IC OPA541 của Burr-Brown là một opamp công suất được thiết kế đặc biệt để hoạt động từ nguồn điện lên đến ± 40 V và để cung cấp dòng điện đầu ra liên tục lên đến mức cao nhất là 5 A và 10 A.

Điều này đơn giản có nghĩa là nếu vi mạch được làm mát đủ bằng cách sử dụng tản nhiệt và quạt làm mát, thì đầu ra khuếch đại khả dĩ có thể đạt trên mốc 160 watt.

Tính năng giới hạn dòng điện tích hợp của thiết bị có thể được người dùng lập trình (cài đặt trước) thông qua một điện trở bên ngoài duy nhất, có thể bảo vệ bộ khuếch đại và tải khỏi các tình huống đầu ra sai.

Mặc dù OPA541 thường được thiết kế cho động cơ truyền động, bộ khuếch đại servo và bộ nguồn lập trình, v.v., theo các nguồn Burr-Brown, nó cũng có thể hoạt động tốt khi được sử dụng như một bộ khuếch đại âm thanh công suất lớn.

Sơ đồ được thảo luận trong bài viết này sẽ cung cấp khoảng 60 watt đến 160 watt vào tải 4 Ohm. Điều này được thực hiện thông qua một điện áp cung cấp đối xứng ± 40 V.

Bộ giới hạn dòng điện tích hợp của chip được cố định ở ngưỡng BẬT của công tắc khoảng 8,5 A thông qua các điện trở được liên kết song song R6 / R7.

Lập trình dòng điện đầu ra

Giới hạn hiện tại này đảm bảo có thể đạt được biên độ truyền động tối ưu ngay cả khi sử dụng loa 4 Ohm. Nhưng hãy nhớ rằng, mặc dù R6 và R7 giới hạn dòng điện dưới ngưỡng quá tải, nó không làm cho bộ khuếch đại bằng chứng ngắn mạch, vì điều đó có thể yêu cầu ngưỡng dòng điện là 1,8 A, nếu chúng ta xem xét hoạt động 1C bên trong SOA của nó ( khu vực điều hành an toàn).

Giá trị của điện trở, Rcl, (R6 + R7) cung cấp công tắc giới hạn dòng điện BẬT hoặc điểm kích hoạt, có thể được xác định bằng công thức:

Rcl = (0,813 / Iabs) - 0,02 [Ω]

Trong hoạt động thực tế, nửa chu kỳ dương của dòng điện đầu ra bị hạn chế khá sớm, ở mức thấp hơn khoảng 10% so với ngưỡng được lập trình trước.

Ngược lại có thể xảy ra đối với dòng điện âm, có thể lớn hơn khoảng 10% so với giá trị xác định trước.

Tổng méo hài

Độ méo đầu ra của bộ khuếch đại thấp đáng kể. Giá trị THD tiếp tục ở mức thấp hơn 0,5% trong toàn bộ phổ âm thanh, với điều kiện cố định mức tăng x6 (R5 khi đó sẽ là khoảng 5 kΩ) và điện áp cung cấp là ± 35 V.

Bởi vì vi mạch hoạt động ở dòng tĩnh không gần 20 mA, biến dạng chéo có thể bắt đầu khá nhanh.

Để giữ THD ở mức tối thiểu, băng thông giả định được giới hạn ở khoảng 22 kHz thông qua tụ điện C3.

Mạng bộ lọc đầu vào được thực hiện bằng R2-C2 giúp giảm thiểu IMD (biến dạng liên điều chế) và giảm băng thông thực xuống khoảng 16,6 kHz.

Cuộn tắt tần số thấp được cố định thành 6,6 Hz bởi R1-C1. IC nên được lắp đặt trên một bộ tản nhiệt tương đối lớn có điện trở nhiệt từ 1,2 KW trở lên.

Thiết kế PCB

BẢNG DỮLIỆU