Усилитель мощности HIFI

Недавно приобрел пару старинных колонок Infinity RS-5b, что побудило к поиску усилителя, который будет управлять ими. В соответствии с документацией, прилагаемой к моим колонкам, рекомендуется усилитель от 35 Вт до 135 Вт (не 10 Вт на 10% THD).  Сначала я посмотрел на коммерческие усилители (Yamaha, NAD и Rotel), но был разочарован искажениями. 100 Вт дает мне чистый запас в 20 дБ при номинальном уровне прослушивания 1 Вт. Когда я был ребенком, одним из моих любимых ежемесячных чтений был журнал ETI. В январе 1981 года они опубликовали серию статей, описывающих усилитель мощности MOSFET ETI477, разработанный Дэвидом Тилбруком. Этот моноблок лег в основу усилителя HiFi серии 5000. Я отчаянно хотел построить один, но в то время  мне было всего 9лет. Большинство МОП-транзисторов (VMOS, trenchFET, HexFET и т. Д.) Используют вертикальную структуру, где ток течет вертикально. Это имеет преимущество в потрясающе низких Rds и, следовательно, высокую эффективность, но ничего не делает для линейности или емкости. Боковые МОП-транзисторы являются гораздо более простой структурой, где оксид затвора формируется на плоской подложке, и ток течет через подложку. Это приводит к четко определенным, контролируемым параметрам устройства, хорошей линейности и относительно низкой емкости затвора.  Большинство усилителей в то время (и теперь также) использовали биполярные  транзисторы . Они имеют относительно высокую крутизну и могут работать достаточно быстро. Однако они имеют некоторые недостатки при использовании на больших мощностях. Главный из них - тепло. Коэффициент усиления биполярного транзистора увеличивается по мере того, как он становится более горячим. Это означает, что если есть какой-либо дисбаланс между выходными транзисторами, самый горячий будет пропускать большую часть тока. У МОП-транзисторов такой проблемы нет. Их выигрыш уменьшается с температурой, поэтому они хорошо распределяют нагрузку.  МОП-транзисторы также имеют высокий входной импеданс на низких частотах и ​​способны (при управлении от подходящего источника) к чрезвычайно высоким скоростям нарастания. Конечно, именно этот признак делает их скорее склонными к колебаниям HF при ненадлежащей компенсации, но при тщательном проектировании они способны впечатляюще работать с интермодуляцией. Поэтому, решив, что настало время для создания усилителя MOSFET, я забрел в библиотеку на работе и выкопал старую серию статей  ETI по 5000. Впоследствии я обнаружил, что серия 5000 не была заключительным словом Тилбрука относительно усилителей MOSFET. В 1987 году он вновь рассмотрел тему для нового журнала Australian Electronics Monthly. На этот раз (с усилителем AEM6000). В схеме  было несколько недостатков. Во-первых, основана на устаревших TO-3, а во-вторыхсами печатки. . Приступил к переработке PCB , включая современные эквиваленты плоских (Hitachi 2SK1058 и 2SJ162).  Чтобы рассеять 100 Вт в динамике на 8 Ом, нужно поставить 28V RMS поперек нагрузки. Это пик 40 В. На пике (при наличии резистивной нагрузки) усилитель нуждается в питании 5А. Выполнение сумм SOA (более поздние версии) означает, что требуются 2 пары драйверов. Кроме того, Vgs для MOSFET может быть около 10 В при высоком токе. Это означает, что напряжение питания должно быть по крайней мере на 10 В выше пикового выходного напряжения. Соответствующий двойной трансформатор 40 В с пиковым вторичным напряжением +/- 56 В.

Файлы к статье

Hifi-power-amplifier