简易20瓦放大器

本文旨在构建一个简单的20瓦放大器

作者：Dhrubajyoti Biswas

为什么是单端a类放大器

单端A类放大器可能是固态单端输出的最好例子之一。另一方面，无源负载可以是变压器、电阻器或放大器（如本例所示）和电流接收器。在这里，我们使用了一个廉价的具有高线性度的电流接收器，这很好地配合了这个项目。

对于许多电气工程师来说，他们经常建议使用1:1变压器或电感器。但我们将避免这种过程，因为这两种组件都非常昂贵，需要高精度，否则可能会对声音质量的损失产生相反的影响。音质的下降主要是因为它是非线性和频率相关的。

在这个实验中，我们使用了一个基本的电路——一个60瓦的功率放大器，并对其进行了修改，使其能够在a类中正常工作。据我所知，许多人都尝试了这种方法来构建放大器，结果是肯定的。

使用+/-双电源

此外，我们还使用+/-20伏电源。它可以调节，传统的，甚至应用电容倍增器，而且在削波之前，它的容量应该在22瓦左右。所以，建议使用更大的散热器，因为放大器发热的可能性很大。

在我们之前的实验中，我们使用了3A的静态电流。在这里，我们将其减少到2.6A，目的是减少瓦特的损耗。但它仍将从每个放大器中释放至少110W。

强烈建议使用大塑料外壳设备或TO-3晶体管，因为热传递是制造这种放大器可能面临的最大挑战之一。此外，我们建议对单个晶体管使用单独的耗散。这将产生低热阻。

你也可以用一个更大的晶体管来做这个开发，但那会很昂贵。因此，考虑到口袋，最好使用两个并联晶体管。尽管保持了质量，但与大型晶体管相比，它们更便宜。

下面是帮助构建系统的简单20瓦放大器电路的示意图。

电路图

20W A类放大器电路

图中所示的接收器基于与输出级类似的概念构建。4x1ohm 1W电阻器[0.25欧姆]并联放置。然而，由于电流由基极发射极电压BC549确定，因此可能需要一些实验。按照电路的工作方式，BC549将从电阻器获取超过的基极电流。当电阻两端的电压超过0.65V时，晶体管启动并进一步调整平衡。此外，您还可以使用1K trimpot设置直流偏移以管理LTP。

最佳电流

理想情况下，A类放大器应保持比扬声器峰值电流高110%的工作电流。因此，阻抗为8欧姆且电源电压为+/-22V的扬声器的最大电流为：

I=V/R=22/8=2.75A。

上述计算并未表明输出过程中的电流损耗。根据发射极或驱动电阻的损耗和输出装置的损耗，电路的输出肯定会有3伏的损耗。

因此，在8欧姆=19V峰值时，最大电压为2.375A。现在，通过将福吉系数添加到110%，工作电流为2.6125A（约2.6A），然后，输出功率将为22.5W。

然而，需要注意的是，尽管–ve电源是恒定的，但另一方面+ve与可用的稳定电流不同。在高信号情况下，当上部晶体管导通时，电流会加倍，或者对于负峰值，电流会降至零。这种情况在a类放大器[单端]上很常见，这使得电源设计复杂。

调整静态电流

如果电流感应电阻超过最佳值，则可以使用trimpot和雨刮器连接到BC549底座，以获得精确的电流。但是，请记住，要保持感测电阻器与产生高电源的电阻器（例如功率电阻器）之间的距离。保持不安全的距离会导致电流下降，而安培温度会升高。

使用微调电位器时要小心，因为-35V电源线会损坏雨刮器。此处的错误移动可能会损坏装饰壶。因此，在输出设备的收集器处使用雨刮器启动。缓慢增加电流，直到达到所需设置。您也可以使用多转罐作为替代方案，这将是最好的。

下图显示了为建议的20瓦放大器电路制作电流接收器变量。

可变电流源

如图所示，使用1K电阻器是为了确保即使当电位计变成开路时，也不会产生无穷大的电流。此外，还需要留出时间[10分钟或更多时间]来稳定整个散热器的温度。然而，达到工作温度的时间可能因散热器的大小而异，因为较大的散热器具有较高的热质量，因此需要时间。

散热器是a级设计中最重要的部件之一。因此，必须使用热额定值低于0.5°C/瓦的水槽。考虑一种情况，当耗散大约为静态的1W时，一个具有该规范的散热器将具有55°C的温度上升，并且在80°C的晶体管最终使其变热。您可以使用0.25°C的热额定值，但对产生的热量影响不大。

另一个简单的20瓦放大器

这个20瓦的放大器电路是一个快速构造，大部分的元件都可以从你的“垃圾”盒子里找到。该设计由达林顿前置器、Q1和Q2、VBE倍增晶体管Q3和由晶体管Q4-7组成的准互补输出级组成。

通过Q7采集器通过R3实现到Q1基极的全方位并联反馈回路。该电阻器R3和电阻器R2还提供直流反馈和输入偏置。通过电阻分压器R3与R1的比率，电压增益以及放大器的灵敏度水平定义为33和370mV。

必须使用预设PR1将晶体管Q5和Q7的静态电流调整为30mA。R4和R5构成达林顿晶体管的集电极负载，该集电极负载由电容器C2自举，以便为输出级提供电流驱动。

尽管非常简单，但20瓦的放大器能够产生高质量的音频再现，并且可以在使用4、8或16欧姆负载时工作得很好。

使用MOSFET

下图所示的电路适用于希望在输出级使用功率MOSFET的直接放大器进行实验的个人。该设计采用简单的设置，非常类似于使用公共发射极输入晶体管（Tr1）直接操作公共源MOSFET驱动设备（Tr2）的设计，该驱动设备随后立即驱动互补的公共源输出晶体管（Tr3和Tr4）。

R5在直流放大器中提供100%负反馈，以确保R1至R3使您能够以适当的电位偏置输出。C6和R4在一定程度上解耦音频反馈，并提供约20倍（26dB）的电压增益。这使得电路在输出功率为20瓦特RMS时，输入灵敏度约为625mV RMS至70k。R8用于通过输出晶体管固定最合适的静态电流，约为80至100mA。

功率MOSFET工作在负系数模式，这意味着温度补偿电路对它们来说并不重要。R9和C4的配置类似于电路输入端的低通滤波器，有助于消除射频干扰问题。C5将电路稍微向高频方向移动，有助于稳定性，同时抑制射频破坏性。

C3和C8分别定位为输入和输出直流阻断电容器。应用50伏直流电源和8欧姆扬声器的负载，该放大器电路能够毫不费力地提供20瓦RMS的输出功率。通过大约40伏的负载电源电压可以实现大约15瓦特RMS的输出功率，使用60伏直流输入和8欧姆负载扬声器可以达到大约30瓦特RMS。

尽管根据现有规范，该电路可能不符合超高保真级别的要求，但对于这种直截了当的型号，它可以产生惊人的整体性能（事实上，它只与4个晶体管一起工作）！在几乎所有的输出功率和频率下，总谐波失真通常有效地低于0.1%，尽管在高输出功率和低输出功率下以及在高频率下（如您所预期的），它会有所增加。尽管用于Tr1的BC177晶体管的最大发射极-集电极电压额定值仅为45伏，但在使用50伏电源的电路中使用该设备确实是有保护的