Еще немного про А класс.

Николай Трошин

Аннотация:
Вновь приветствую всех радиолюбителей, особенно любителей усилителей А класса. Занимаясь ремонтом и модернизацией Веги 108 обратил внимание на ее усилитель мощности. Впрочем, эту схему я тестировал много лет назад. Это один из вариантов усилителя Лина, я бы даже сказал- один из наиболее удачных вариантов.

Введение

И так про схему усилителя мощности Веги-108.
С этой схемы легко получается раскачать усилитель мощности до 50-ти Ватт, при нелинейных искажениях не более 0,1% на частоте 20 кГц, без какого либо подбора транзисторов (при комплементарном выходном каскаде).
Ну а если подобрать выходные транзисторы, хотя-бы с точностью не хуже 30%, то нелинейность на низких и высоких частотах снижается до 3-х раз. На средних частотах нелинейность значительно ниже. 
Добавлю так же, что на мой взгляд, большая часть известных усилителей мощности на транзисторах с мощностью до 50 Ватт - это схемы Лина с некоторыми изменениями и дополнениями.
Усилитель мощности Веги-108 работает в классе АВ. И вот возникла идея на его основе сделать А-классный усилитель. Получилась довольно простая схема.

Схема

В схеме три каскада усиления. Первые два усиливают напряжение (и немного ток), третий - чисто усилитель тока. Все каскады работают со своим источником тока. Все три источника тока используют одно опорное напряжение с диодов VD1, VD2. Это позволило упростить схему.

Применение дифференциального каскада на входе, позволяет снизить влияние пульсаций напряжения питания на уровень фона усилителя, поскольку дифференциальный каскад хорошо ослабляет синфазные сигналы, а пульсации для него и есть синфазный сигнал. Еще было принято решение питать усилитель от двух-полярного источника, что позволило отказаться от выходного разделительного конденсатора.

Напоминаю, что при этом,  желательно иметь защиту акустики от возможного появления постоянного напряжения на выходе усилителя при его неисправности.

Поскольку в усилителе всего три каскада, желательно применять транзисторы с высоким коэффициентом усиления. Это способствует снижению нелинейных искажений за счет более высокого усиления при разомкнутой ООС. Впрочем, усилитель будет работать при любом коэффициенте усиления транзисторов указанных типов.

В выходном каскаде применены довольно интересные транзисторы КТ863А - так называемые супер бета транзисторы (не путать с дарлингтонами). Имеют высокий коэффициент усиления - типовое значение 250, но может быть и 700. И это при токе 10А. При наших токах 1,5 - 2 А коэффициент усиления еще выше. Это опять же позволило снизить количество элементов в схеме без ущерба качеству.

Номинальная мощность усилителя 10 Ватт на нагрузке 8 Ом. Диапазон рабочих частот не хуже 20 - 25000 Гц. Гармоники не мерил из-за отсутствия времени. По осциллографу сигнал хороший, звучит очень приятно.

Поскольку выходная мощность не слишком велика, планировал использовать его как СЧ-ВЧ звено совместно с сабвуфером.

Приобрел для этого 4 динамика 3гдш-2 4 ом, установил их на щите (акустическом экране), соединил последовательно. Несмотря на то,  что данные динамики разработаны давно, считаю их очень удачными. Обладают хорошими характеристиками- высокой чувствительностью, широким диапазоном частот 125 - 12500 (а некоторые 100 - 14000) Гц.
Легкий диффузор и подвес изготовлен как единое целое из одного материала, звучат очень хорошо. В них я не замечал так называемых структурных искажений, которыми грешили все широкополосники и среднечастотники с подвесом из резины, ппу, или ткани с пропиткой, с которыми я имел дело.

Размер щита невелик - 45 на 53 см, ожидаемо получил не слишком низкие низы. По ощущениям - 150…180 Гц. Думаю, что при увеличении размера экрана раза в два, нижняя граничная частота могла бы заметно снизиться. В групповых излучателях в таком акустическом оформлении нижняя граница частотного диапазона может быть ниже резонансной частоты динамика.
При всем этом, звучание очень понравилось. Произведения, где много вокала, и не слишком много низов, звучат великолепно, даже без сабвуфера. Высокая громкость этой акустикой обеспечивается уже при мощностях 1…5вт. Эти динамики выпускаются и сейчас и стоят не дорого.
Слышал хорошие отзывы про широкополосники НОЭМА. Обладают хорошей частотной характеристикой и сумасшедшей чувствительностью. Думаю, акустика с их применением хорошо бы подошла к данному усилителю. Хватило бы и громкости и низов.
Вернемся к усилителю.

Пока он существует в полу-макетном исполнении. В качестве основы взята лежавшая без дела плата известного в свое время усилителя Бать и Срединский. Лишние детали удалены, добавлены три источника тока, диоды смещения использованы для получения опорного напряжения для них.

Детали

Транзисторы в первом каскаде - практически любые маломощные NPN. Вместо КТ814 - КТ816, вместо КТ815 - КТ817. Если нет КТ863, может подойти (но не проверял) КТ805ДМ - тоже супер бета транзистор. Можно для выходного каскада собрать составной транзистор по схеме Дарлингтона (вместо верхнего со схеме).
Вместо нижнего по схеме (источника тока) можно использовать КТ819, КТ802, 803, 805, 808, 908 с коэффициентом усиления не менее 60. При этом базу VT7 надо оторвать от диодов, а источник тока собрать на двух транзисторах по схеме на рисунке ниже.

При этом будет небольшая потеря полезной мощности.
Значительная мощность рассеивается (теряется) при этом на R1 данного источника тока. Чтобы этого избежать, можно вместо VT2 тоже собрать транзистор Дарлингтона. При этом можно увеличить номинал R1 в 10 раз, а мощность - 0,125вт. Ток потребления усилителя в покое и при наличии сигнала одинаков - примерно 1,8 А. На выходных транзисторах рассеивается значительная мощность - примерно 25 Ватт. Требуется довольно большой радиатор или принудительный обдув.
Необходимо также обеспечить хороший тепловой контакт между радиатором и корпусом транзистора. НИКАКИХ ПРОКЛАДОК!
Новые радиаторы бывают покрыты бесцветным лаком – его надо ободрать. Транзистор КТ863 имеет корпус TO-220, площадь теплового контакта невелика. Я использовал пластинчатый радиатор 100х90х40 мм, крепежное отверстие с резьбой. Под головку крепежного винта вместо шайбы - использовал еще один пластинчатый радиатор чуть меньшего размера. То есть получается транзистор зажат между двумя радиаторами.

  Транзисторы греются примерно до 60-70 град, т. е. работают по температуре (без обдува) в режиме, близком к предельному. При использовании на выходе Дарлингтонов с транзисторами в больших металлических корпусах, типа КТ808 или КТ819АМ-ГМ проще обеспечить хороший теплоотвод.
Схема источника питания традиционная.

Трансформатор питания ТН60. Диодный мост на 10 А. Резисторы фильтра керамические. Составил из двух по 5 Ватт. Они сильно нагреваются. Снизить нагрев можно, уменьшив их номинал, однако это приведет к некоторому росту уровня фона и росту напряжения на выходе. Повышение напряжения выше 15,5 - 16 Вольт рискованно.
Приведенная схема источника рассчитана на один канал усилителя. Впрочем, трансформатор ТН60 вполне выдержит и два канала.

Правильно собранный  из исправных деталей усилитель в настройке не нуждается.

 Всем успехов