Mosfet Kullanarak 100 Watt Amfi Devresi Yapımı
Güç amplifikatörü, ses elektroniğinin bir parçasıdır. Devre verilen giriş sinyalinin büyüklüğünü maksimize etmek için tasarlanmıştır. Ses elektroniğinde, operasyonel amplifikatör sinyalin voltajını artırır, ancak bir yükü sürmek için gerekli olan akımı sağlayamaz.
100 Watt Amfi Devresi Topolojisi
Bir amplifikatör tasarımında güç amplifikatörü, yükten önceki son veya son aşamada kullanılır. Genel olarak, Ses Amplifikatör sistemi blok şemasında gösterilen aşağıdaki topolojiyi kullanır.
Yukarıdaki blok diyagramda görebileceğiniz gibi, Güç Amplifikatörü yüke doğrudan bağlı olan son aşamadadır. Genel olarak güç amplifikatöründen önce, Ön Amplifikatörler ve Gerilim kontrol amplifikatörleri kullanılarak sinyal düzeltilir. Ayrıca, ton kontrolünün gerekli olduğu bazı durumlarda ton kontrol devresi Güç Amplifikatöründen önce eklenir.
100 Watt Amfi Devresi Yükü
Ses Amplifikatör sistemlerinde, amplifikatörün yükü ve yük taşıma kapasitesi, tasarımda dikkat edilmesi gereken önemli bir özelliktir. Güç Amplifikatörü için ana yük Ses Hoparlörüdür. Güç amplifikatörü çıkışı, yük empedansına bağlıdır, bu nedenle yanlış bir yükün bağlanması, Güç amplifikatörünün verimliliğinden ve kararlılığından ödün verebilir.
Hoparlör, Endüktif ve Resistif yük olarak hareket eden büyük bir yüktür. Güç amplifikatörü AC gerilimi iletir. Bununla birlikte hoparlörün empedansı uygun güç aktarımı için kritik bir faktördür.
Ses elektroniğinde, farklı empedanslı farklı tiplerde Hoparlörler mevcuttur. Hoparlör empedansı, bir Boru içindeki suyun akışı arasındaki ilişkiyi kullanarak en iyi şekilde anlaşılabilir. Sadece bir su borusu olarak hoparlörü düşünün, borunun içinden akan su, alternatif ses sinyalidir. Şimdi, eğer borunun çapı büyüdüyse su borudan kolaylıkla akacaktır ve suyun hacmi daha büyük olacaktır. Eğer çapı azaltırsak borudan daha az su akacaktır ve böylece su hacmi daha düşük olacaktır. Çap, ohmik direnç ve reaktans tarafından yaratılan etkidir. Borunun çapı büyüdükçe, empedans düşük olacaktır. Bu nedenle Amplifikatör daha fazla güçlü seviyede çalışır ve empedans yüksek hale gelirse Amplifikatör hoparlöre daha az güç sağlayacaktır.
Piyasada farklı türde hoparlörler bulunur. Genelde 4 ohm, 8 ohm, 16 ohm ve 32 ohm’dur. 4 ve 8 ohm hoparlörler ucuz fiyatlarda yaygın olarak mevcuttur.
Bu nedenle hoparlör seçerken, amplifikatörün derecesi, hoparlörün verimliliği ve empedansı konusunda dikkatli olmamız gerekmektedir.
Basit 100 Watt Amfi Devresi Yapımı
100 Watt Amfi Devresinde, Çoklu Transistörler ve MOSFET’ler kullanılmaktadır. Amplifikasyon aşamasında yüksek voltaj transistörü MPSA43 kullanıldı. MPSA43 Yüksek voltaj seviyeli bir NPN transistördür.
100 Watt Amfi Devresinde ayrıca MJE350 ve MJE340 kullanıldı. Bu iki transistörün bacak bağlantılarını aşağıda görebilirsiniz.
En son aşamada iki güç mosfeti IRFP244 ve IRFP9240 kullanıldı. Bu iki mosfet 4 Ohm empedansta 100W RMS Çıkış gücü sağlar.
100 Watt Amfi Devresi Malzeme Listesi
- Havya
- Lehim Teli
- Yan Keski
- Kablolar
- İsteğe Göre Ses Konnektörleri
- 5mm Kalınlığında 90mm x 45mm Boyutlarında Alüminyum Soğutucu
- +40V / -40V Güç Kaynağı
- 4 Ohms 100 Watt Hoparlör
- Direnç 1/4th Watt (39R, 390R, 1k, 1.5k, 4.7k, 15k, 22k, 33k, 47k, 150k)
- 330R Direnç 1/4th Watt – 3 Adet
- 10R Direnç 10 Watt
- 0.33R – 7 Watt – 2 Adet
- 0.22R – 10 Watt
- 100nF 100V Kondansatör – 2 Adet
- 47uF 100V Kondansatör
- 470pF 100V
- 470nF 63V
- 10pF 100V
- 1n4002 Diyot
- IRFP244
- IRF9240
- MJE350
- MJE340
- BC546 – 2 Adet
- MPSA43 – 3 Adet
100 Watt Amfi Devresi Şeması ve Açıklaması
Bu 100 Watt Amfi Devresi şematiği bir kaç aşamadan oluşur. Birinci aşama amplifikasyonunun başlangıcında istenmeyen seslerini bloke eden filtre katıdır. Bu filtre bölümü R3, R4 ve C1, C2 kullanılarak oluşturulur.
Devrenin ikinci aşamasında, MPSA43 transistörleri olan Q1 ve Q2, diferansiyel amplifikatör olarak çalışır ve sinyali daha fazla yükseltir.
Ardından, Güç yükseltme işlemi iki MOSFET, IRFP244N ve IRF9240 tarafından yapılır. Bu iki MOSFET, devrenin önemli bir parçasıdır. R15 ve R14 dirençleri mosfetleri ani akımdan korumak için kullanılan sınırlayıcı dirençlerdir.
100 Watt Amfi Devresinin Test Edilmesi
Devrenin ön çalışmasını kontrol etmek için Proteus simülasyonu kullanıldı; Çıkış sinyali sanal osilaskopta ölçüldü.
+/- 40V Güç kaynağı kullanarak devreyi yapıyoruz ve sinüs sinyalin girişini sağlıyoruz. Osiloskopun A Kanalı çıkış boyunca 4 ohm yüke bağlanır ve giriş sinyali B kanalına bağlanır.
Devreyi Proteus üzerinde kurduğunuz zaman giriş sinyali ve yükseltilmiş çıkış sinyali arasındaki farkı görebilirsiniz.
Bu projede çıkış gücü de kontrol edilmiştir. Amfi tasarımı daha önce de söylediğimiz gibi birçok şeye bağlı. Hoparlörün empedansına, hoparlörün verimliliğine, Amplifikatör verimliliğine büyük ölçüde bağımlıdır.
Amplifikatör Watt Hesabı
Amplifikatörün watt değerini hesaplamak için basit bir formül kullandık.
Amplifikatör Watt değeri = V2 / R
100 Watt Amfi Devresinde Hatırlanması Gerekenler
# Devre oluştururken, Güç amplifikatörü aşamasında mosfetlerin mutlaka soğutucuya bağlanması gerekmektedir. Daha büyük soğutucu daha iyi sonuç verir. Güç transistörü Q5 ve Q7, küçük U şeklindeki Alüminyum soğutucuları ile ısıdan izole edilmelidir.
# Ses ile ilgili uygulama için PCB kullanmak her zaman iyi bir seçimdir.
# Ses sinyal hatlarını gürültülü güç hatlarından ayrı tutun.
# Yolların kalınlığı hakkında dikkatli olun. Bu 100 Watt Amfi Devresi tasarımı olduğundan daha büyük bir akım yolu gereklidir, bu nedenle akım yolu genişliğini en üst düzeye çıkarın. Daha iyi akım akışı için maksimum via’lı çift taraflı düzende 70 mikron bakır PCB kullanılması daha iyidir.
# Devre boyunca ground plane oluşturulmalıdır. Yolları mümkün olduğunca kısa tutun.
SONUÇLAR
# Bu 100 Watt Amfi Devresi tasarımında daha iyi sonuç elde etmek için birkaç iyileştirme yapılabilir.
# Pozitif ve negatif güç hattına en az 100V, 4700uF dekuplaj kondansatörü ekleyin.
# Daha iyi stabilite için% 1 oranlı MFR dirençlerini kullanın.
# UN4007 ile 1N4002 diyotunu değiştirin.
# Devreye ekleyeceğiniz bir sigorta herhangi kısa devre durumunda devreyi ve olası tehlikelere karşı koruyacaktır.
Bu şekilde yaptığınız