100 til 160 watt effektforstærkerkredsløb ved hjælp af en enkelt IC OPA541

For alle, der søger efter en lydforstærker med massiv udgangseffekt i størrelsesordenen 100 watt til 200 watt, ved hjælp af en absolut minimum antal dele , dette særlige kredsløb vil udrette det.

Sådan fungerer kredsløbet

IC OPA541 fra Burr-Brown er en power-opamp, der er specielt designet til at arbejde fra strømforsyninger op til ± 40 V og til at levere kontinuerlige outputstrømme op til så højt til 5 A og 10 A peak.

Dette betyder simpelthen, at hvis IC afkøles tilstrækkeligt ved hjælp af køleplade og blæserafkøling, kan den sandsynlige forstærkningsoutput være langt over 160 watt-mærket.

Enhedens indbyggede strømbegrænsningsfunktion kunne programmeres (forudindstilles) af brugeren via en ensom ekstern modstand, som kan beskytte forstærkeren og belastningen mod fejlagtige udgangssituationer.

Selvom OPA541 typisk er designet til at køre motor, servoforstærkere og programmerbare strømforsyninger osv., Kan Burr-Brown-kilderne også fungere utroligt godt, når de bruges som en lydforstærker med høj effekt.

Skematisk diskuteret i denne artikel vil levere ca. 60 watt til 160 watt i en 4 ohm belastning. Dette opnås gennem en symmetrisk forsyningsspænding på ± 40 V.

Den indbyggede strømbegrænser på chippen er fastgjort til en switch ON-tærskel på omkring 8,5 A gennem parallelt forbundne modstande R6 / R7.

Programmering af udgangsstrøm

Denne nuværende grænse sikrer, at den optimale drevmargin kan opnås, selv når der anvendes en 4 Ohm højttaler. Men husk, skønt R6 og R7 begrænser strømmen under overbelastningstærsklen, gør det ikke forstærkeren kortslutningssikker, fordi det måske kræver en strømtærskel på 1,8 A, hvis vi overvejer 1C-operationen inden i dens SOA ( sikkert driftsområde).

Værdien af ​​modstanden, Rcl, (R6 + R7), som tilvejebringer den aktuelle begrænsningsafbryder ON eller aktiveringspunktet, kunne bestemmes ved hjælp af formlen:

Rcl = (0,813 / Iabs) - 0,02 [Ω]

I den faktiske drift begrænses den positive halve cyklus af udgangsstrømmen ganske tidligere på omkring 10% på et lavere niveau end den forprogrammerede tærskel.

Det modsatte kan forekomme for den negative strøm, der kan være ca. 10% mere end den forudbestemte værdi.

Total harmonisk forvrængning

Forstærkerens forvrængningsoutput er mærkbart lav. THD-værdien fortsætter med at være pænt under 0,5% inden for hele lydspektret med en tilstand, hvor en forstærkning på x6 er fast (R5 vil derefter være ca. 5 kΩ) og en forsyningsspænding på ± 35 V.

Fordi IC fungerer ved en hvilestrøm på næsten 20 mA, kan krydsforvrængning muligvis starte temmelig hurtigt.

For at holde THD på et minimumsniveau er den antagende båndbredde begrænset til ca. 22 kHz gennem kondensator C3.

Inputfilternetværk lavet ved hjælp af R2-C2 hjælper med at minimere IMD (inter-modulationsforvrængning) og sænker den sande båndbredde til ca. 16,6 kHz.

Lavfrekvensafrullingen er fastgjort til 6,6 Hz af R1-C1. IC'et skal installeres over en relativt stor køleplade med en termisk modstand på 1,2 KW eller højere.

PCB-design

DATABLAD