Lm4702 усилитель своими руками

Высокоточный усилитель звуковой частоты со встроенным высоковольтным драйвером внешних транзисторов

National Semiconductor LM4702

Новая микросхема LM4702 от National Semiconductor позволяет создавать усилители мощности звуковой частоты (ЗЧ) с номинальной выходной мощностью до 300 Вт и малым уровнем шума. Характерной особенностью данной микросхемы является высокий уровень питающего напряжения, что позволяет получить высокую выходную мощность при использовании внешних транзисторов.

Как показывает практика применения микросхем усилителей мощности ЗЧ (звуковой частоты), выполненных на одном кристалле, главным фактором при выборе элементной базы для звуковоспроизводящей части разрабатываемого устройства являются простота настройки и малое количество элементов обвязки. Однако в большинстве случаев качество воспроизведения звукового сигнала никак не попадает под класс HI-FI в связи с высоким процентом нелинейных искажений.

Этот факт связан не только со схемотехническими решениями подобных микросхем, но и с тем, что температуры элементов входного и выходного каскадов напрямую зависят друг от друга.

Коэффициент нелинейных искажений у этих микросхем даже при номинальной выходной мощности достигает 10%, что отчетливо прослушивается при воспроизведении. Выходная мощность подобных микросхем не превышает 100-150 Вт при нагрузке на сопротивление динамической головки 4-8 Ом. Однако существуют и более качественные элементы для построения выходных каскадов усилителей ЗЧ, например, серия микросборок STK. Они выполнены на бескорпусных элементах, расположенных на металлической подложке с использованием диэлектрических прокладок. Цена таких микросборок, как правило, в несколько раз выше, чем у подобных однокристальныхусилители мощности ЗЧ с номинальной выходной мощностью до 300 Вт с низкими гармоническими искажениями(0,005% с учетом шума)и малым уровнем шума (эквивалентное напряжение шума 3 мкВ) см. рисунок 1

LM4702 – это высокоточный стереоусилитель звуковой частоты, с встроенным высоковольтным драйвером внешних транзисторов и широкой полосой пропускания. Особенностью данной микросхемы является высокий уровень питающего напряжения до ±85 В, что позволяет получить высокую выходную мощность при использовании внешних транзисторов.

Стандартная рекомендованная производителем схема включения LM4702 приведена ниже.

Основные особенности LM4702:

• Выходная мощность с внешними транзисторами до 300 Вт;
• Широкий диапазон питающих напряжений ±20. 85 В;
• Эквивалентное напряжение шума 3 мкВ;
• Рабочий диапазон температур -20°С до 85°С;
• Коэффициент гармонических искажений 0,001%;
• Собственный ток потребления до 30 мА;
• Защита от перегрева (150 с);
• Встроенная функция отключения;
• Функция «приглушения» (Mute) для перевода в статический режим;
• Полоса пропускания (при -3 Дб) от 20 Гц до 25000 Гц;
• Корпусное исполнение TO220-15.

Готовый модуль стереофонического усилитиля мощности выполненного на LM4702

Принципиальная рекомендованная производителем схема включения LM4702

Принципиальная схема включения LM4702 с использованием в выходном каскаде MOSFET полевых транзисторов

Источник

KOMITART — развлекательно-познавательный портал

Разделы сайта

DirectAdvert NEWS

GNEZDO NEWS

Друзья сайта

Статистика

Усилители на LM4702.

Усилители на LM4702_схемы

В этой статье мы приводим вам схему мощного усилителя звуковой частоты с превосходными техническими характеристиками. Входной каскад реализован на микросхеме LM4702, выходной каскад собран на составных транзисторах MJ11028 и MJ11029. Каждый канал усилителя выдает мощность 300 Ватт на нагрузку 8 Ом.

Принципиальная схема усилителя на LM4702 изображена ниже:

Основные особенности микросхемы LM4702:

• Выходная мощность с вне¬шними транзисторами до 300 Вт;
• Широкий диапазон питаю¬щих напряжений ±20. 85 В;
• Эквивалентное напряжение шума 3 мкВ;
• Рабочий диапазон темпера¬тур -20°С до 85°С;
• Коэффициент гармонических искажений 0,001%;
• Собственный ток потребле¬ния до 30 мА;
• Защита от перегрева (150 с);
• Встроенная функция отклю¬чения;
• Функция «приглушения» (Mute) для перевода в статичес¬кий режим;
• Полоса пропускания (при-3 Дб) от 20 Гц до 25000 Гц;
• Корпусное исполнение TO-220-15.

Остальные технические характеристики и типовую схему усилителя вы найдете в файле даташита, который можете скачать по ссылке ниже:

Как видно на принципиальной схеме, для питания усилителя применен понижающий трансформатор с напряжением вторичной обмотки 2х30 Вольт.

Выходной каскад построен на транзисторах Дарлингтона MJ11028 и MJ11029:

Возможные замены:
MJ11028 — MJ11030, MJ11032.
MJ11029 — MJ11033.

На принципиальной схеме выше так же приведены схемы блока питания усилителя, и два варианта регуляторов тембра.

Еще один вариант усилителя на LM4702TA мощностью 100 Ватт на канал приведен в оригинальной статье “LM4702 Power Amplifier” (правда, на английском языке), но, в принципе, разобраться в ней не составит больших усилий. В предвыходном каскаде использованы транзисторы TIP31A, в выходном – транзисторы Дарлингтона MN2488 и MP1620. В описании вы найдете принципиальную схему, печатную плату и расположение элементов на ней, перечень используемых элементов. Ссылка на файл статьи ниже:

Статья на русском языке из журнала “Новости электроники №2 — 2007”, может и она окажется кому то полезной:

И в заключение хотим поделиться с вами еще одной схемой усилителя на LM4702, которую можно найти в интернете. В этом варианте перед микросхемой LM4702 стоит предварительный усилитель, реализованный на LME49710MA. По утверждениям многих радиолюбителей этот операционный усилитель является наилучшим выбором при конструировании высококачественной звуковой аппаратуры, он обладает очень маленькими шумами и искажениями, а так же достаточно высоким коэффициентом усиления. Параметры и характеристики смотрите в даташите на элемент, ссылка ниже:

Принципиальная схема усилителя на LM4702 + LME49710 показана на следующем изображении:

В предвыходном каскаде (VT2, VT3, VT7, VT8) автор рекомендует использовать транзисторы MJE340/350 или BD139/140. Однако последние можно ставить, если Uпит не превышает ±35 Вольт.

В оконечном каскаде применены Mosfet-транзисторы 2SK1058 и 2SJ62. Ток выходного каскада не должен превышать 7 Ампер, иначе пробой вышеуказанных потянет за собой выход из строя основной массы элементов схемы усилителя. Именно поэтому стоит заострить внимание на выборе питающего напряжения, так для использования усилителя с нагрузкой 4 Ома, Uпит должно быть не больше ±28 Вольт, и ±56 Вольт для нагрузки 8 Ом.

Печатная плата усилителя показана на рисунке ниже:

Печатная плата усилителя на LM4702

Расположение элементов на плате усилителя на LM4702 _2

Расположение элементов на плате усилителя на LM4702

Размеры платы усилителя на LM4702

Печатная плата выполнена на двухстороннем фольгированном стеклотекстолите размером 186,5х89 мм, и рассчитана на установку SMD-компонентов. Именно с них и начинается сборка печатной платы, затем впаиваются остальные резисторы и конденсаторы (кроме электролитов С9…20), и микросхемы стабилизаторов TL431. С помощью спирта удаляется канифоль после пайки, проверяется отсутствие перемычек (“соплей ” простыми словами), подается напряжение, и настраивается напряжение питания ±15 Вольт для операционных усилителей. Настроили? Тогда продолжаем.

Предвыходные транзисторы VT2,3,7,8 устанавливаются на небольшие радиаторы до пайки, при установке следим, чтобы эти радиаторы не закорачивались с рядом стоящими элементами.

Микросхема LM4702 и транзисторы VT1,4,5,6,9,10 впаиваются в плату и устанавливаются на радиатор с помощью прокладок, изолирующих втулок и пасты типа КПТ-8.

Еще раз проверьте корректность монтажа и приступайте к настройке, которая сводится к установке тока покоя выходного каскада. Ток покоя каждого канала не должен превышать 200 мА (Uпит= ±55 Вольт).

Уважаемый Пользователь! О том, как получить нужный материал, прочитайте информацию по кнопке ниже:

Источник

Lm4702 усилитель своими руками

Е.Л. Яковлев, г. Ужгород Окончание добавлено! 29.05.2009 Исправлена ошибка в схеме допущенная в первоисточнике «Аmаterske RADIO» №10 за 2008 год.
На принципиальной схеме оконечного каскада усилителя (рис.2, РА 5/2009, с.5), как и на схеме первоисточника, имелась ошибка. Неверно был указан тип транзисторов Т7, Т10, Т15, Т18 (должны быть 2SK1529, а не 2SJ200) и тип проводимости этих полевых транзисторов.
В чешском радиолюбительском журнале [1] было опубликовано описание оконечного стереофонического усилителя довольно большой для радиолюбительских конструкций мощности — 2×250 Вт. При этом его конструкция была предельно проста, что достигалось, в первую очередь, за счет использования микросхемы типа LM4702 фирмы National Semicondactor Co.

Эта микросхема представляет собой сдвоенный УМЗЧ со встроенным высоковольтным драйвером внешних транзисторов. При питании микросхемы от двуполярных источников с напряжением 20. 85 В к ней достаточно подключить транзисторы оконечного каскада. На нагрузке 8 Ом от такого УМЗЧ можно получить мощность 250. 300 Вт. Если сопротивление нагрузки будет менее 8 Ом, то можно увеличивать выходную мощность УНЧ до 1 кВт.
Важнейший качественный показатель любого УМЗЧ коэффициент нелинейных искажений (КНИ). Для подавляющего большинства мощных (и не очень) «бытовых» УМЗЧ даже при их номинальной выходной мощности КНИ может достигать 10%. Такие большие искажения отчетливо прослушиваются при работе громкоговорителей. Оказывается, что и 0,1. 0,2% уже не удовлетворяют аудиофилов. В этом плане качество работы микросхемы LM4702 достойно преклонения

производитель микросхем гарантирует КНИ (с учетом шума) не более 0,005%. Фактически эта величина и того меньше — 0,001%. Эквивалентное напряжение шума этой ИМС не более 3 мкВ. Собственный ток потребления микросхемы не превышает 30 мА.
Она имеет сервисные функции: защиту от перегрева (150°С), функцию «приглушения» звука (Mute) и др. При этом количество элементов обвязки микросхемы минимально.
Эта ИМС появилась на рынке относительно недавно примерно 1,5 года назад. В первое время ее конструктивные особенности составляли секрет фирмы но вскоре NSC сочла возможным открыто опубликовать материалы по LM4702, и это только усилило ее авторитет. Стали появляться схемы мощных высококачественных УНЧ, построенные с использованием LM4702. Одна из них приведена в [1].
На отечественном рынке цена LM4702 порядка 15. 20 USD, хотя и весьма дефицитна в настоящее время. Повысится спрос — снизится цена, хотя следует учитывать, что еще год назад в США стоимость этой микросхемы составляла 8,6 USD при закупке партии не менее 100 шт.
Принципиальная схема УНЧ [1] показана на рис.1. Практически за основу взят типовой вариант схемы включения микросхемы LM4702, предлагаемый разработчиком и производителем этих микросхем, исследованный и доработанный автором. Он утверждает, что величину компенсационной емкости конденсатора С13 (С15) желательно увеличить до 12. 15 пФ по сравнению с рекомендованной изготовителем микросхем емкостью в 10 пФ. Это следует учитывать, поскольку существует реальный разброс фактических емкостей конденсаторов при их изготовлении. Увеличение емкости этих конденсаторов с одной стороны, снижает склонность усилителя микросхемы IC4 к паразитной генерации, но, с другой стороны, снижает ее быстродействие.
Вход усилителя (К4) несимметричный (рис.1), поскольку именно такими являются выходы подавляющего большинства бытовых источников НЧ сигнала. Входное сопротивление УНЧ в основном определяется сопротивлением резистора R39 (R34). Если на вход усилителя будет подключаться регулятор громкости, то его номинал может быть 10. 22 кОм. Цепочка R35C14 (R38C16) предназначена для подавления паразитных ВЧ сигналов на входе усилителя. Далее входной сигнал поступает на неинвертирующий вход IC4.
Между выводами «source 1 I (sourse2)» и «sink 1 (sink2)» включена схема термокомпенсации тока покоя усилителя микросхемы IC4. Ток покоя усилителя выставляется при настройке подстроечным сопротивлением РЗ (Р4). Конструктивно желательно использовать многооборотное подстроечное сопротивление. Это облегчит процесс настройки и повысит временную стабильность параметров УМЗЧ при его эксплуатации. Конденсатор С8 (С20) блокировочный.
На выходе микросхемы IC4 включены комплиментарные пары выходных транзисторов. Они включены как усилители тока, поскольку типовое значение выходного тока микросхемы IC4 LM4702 не превышает 6 мА, а допустимое напряжение питания этой микросхемы может доходить до 85 В.
В схеме рис.1 автор [1] использовал транзисторы фирмы TOSHIBA 2SC4793/2SA1837 и 2SC5200/2SA1943. Естественно, это не единственно возможный вариант. В частности, перспективным было бы использовать транзисторы Sanken с интегральными диодами для целей термокомпенсации. Это бы позволило отказаться от транзисторов Т9 и Т12 в схеме.

Номиналы резисторов R3, R5, R17, R18 (R56, R57, R69, R70) обозначены как RGN или RGP. Автор сделал так для унификации печатной платы усилителя при использовании в схеме как биполярных выходных
транзисторов (рис.1), так и полевых (рис.2). Рекомендуемая им комплиментарная пара полевых выходных транзисторов 2SJ200/2SK1529. В качестве резисторов RGN/ RGB при использовании выходных биполярных транзисторов могут применяться проволочные перемычки, а при использовании в схеме полевых выходных транзисторов — резисторы 150 Ом. Одновременно в схеме вместо резисторов номинала 1,5 кОм (R23, R48) устанавливаются резисторы сопротивлением 3 кОм.
Диоды D1, D9 (D12, D22) защищают выход усилителя от возможных всплесков напряжения на индуктивности дросселя L1 (L2). В тексте [1] было указано, что каждый из дросселей имеет 16 витков эмалированного провода. Внешний диаметр намотки
12 мм. Диаметр провода в первоисточнике не указан. Можно предположить, что он равен примерно 0,8 мм.
Цепочки R9C3 и R65C29 на выходе УНЧ препятствуют возникновению паразитной генерации на высоких частотах.
Минимальной защитой каждого канала УМЗЧ могло бы служить ограничение выходного тока усилителя при КЗ или очень маленьком сопротивлении нагрузки. Но большие токовые перегрузки выходных каскадов усилителя могут быть и при большом входном сигнале усилителя. В любом случае в схеме рис.1 резко возрастет напряжение на базе транзисторов ТЗ, Т4 (Т16, Т17), возрастет ток светодиода оптопары IC1-A, IC2-A или IC5-A, IC7-A типа РС817.
(Продолжение следует) РА №5 2009г.

(Окончание, начало см. РА5/2009)
Это приведет к отпиранию соответствующего фототранзистора оптопары (IC1-B, IC2-B или IC5-В, IC7-B) (рис.3)
переключению компаратора микросхемы IC3 NE555.
Через транзистор Т8 произойдет запирание (выключение звука) микросхемы IC4.
Микросхема таймера серии 555 на рис.3 включена как одновибратор. После переключения от сигнала по входу TR (вывод 2) примерно через 0,5 с таймер вернется в исходное состояние, разрешая работу микросхемы IC4.
При этом на выходе OUT IC3 будет низкое напряжение, транзистор Т8 насыщен, а через вывод 1 (MUTE) IC4 будет
протекать ток порядка 1,5 мА. При уменьшении тока микросхема IC4 запирается.

Следует обратить внимание читателей, что в Интернет имеется информация о недопустимости даже
незначительного превышения тока через вывод 1 (MUTE) микросхемы LM4702. Это может привести к выходу ее из строя.
Автор [1] обращает внимание читателей на то, что электролитические
конденсаторы в усилителях НЧ являются источником нелинейных искажений, поэтому схема нейтрализует их с помощью
использования схем интеграторов на микросхеме IC5. Два интегратора (IC5-A и IC5-B) сравнивают постоянную
составляющую каналов УНЧ с нулевым потенциалом. В случае появления сигнала
ошибки (независимо от его знака) на соответствующий вход микросхемы IC4 с выхода интегратора будет подан
компенсирующий сигнал противоположной полярности.
Рабочий диапазон УМЗЧ, проверенный автором [1], составлял от постоянного тока до 120 кГц. Верхний предел
определялся возможностями использовавшегося прибора фирмы Audio Precision.
Схема выходного каскада УМЗЧ при использовании в нем полевых транзисторов показана на рис.2.
В схеме рис.2 используются: транзисторы Т1,Т5,Т11,Т13 -2SJ200;T7,T10,T15,T18 — 2SK1529; резисторы
R3,R5,R17,R18,R56,R57, R67,R70- 150 Ом; R23, R48 — 3 кОм. Другие радиокомпоненты аналогичны указанным на рис.1.
Вспомогательные компоненты УМЗЧ показаны на рис.3. На рис.4 показан рисунок печатной платы со стороны А, на рис.5
— со стороны В. Расположение деталей усилителя на стороне А платы УМЗЧ показано на рис.6.
Литература:
1. Stereofonni vykonove zesilovace 2 х 250W s LM4702//Amaterske RADIO. -2008. — №10. — S.25-34.

Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи

Источник