LM3886 effektförstärkare, dubbel eller bro (förbättrad): 11 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:37

En kompakt dubbel effekt (eller bridge) förstärkare är lätt att bygga om du har lite elektronik erfarenhet. Endast ett fåtal delar krävs. Naturligtvis är det ännu enklare att bygga en monoförstärkare. De avgörande frågorna är strömförsörjningen och kylningen.

Med de komponenter jag har använt kan förstärkaren leverera ca 2 x 30-40W i 4 ohm och i bryggläget 80-100 W i 8 ohm. Transformatorströmmen är den begränsande faktorn.

Förstärkaren är nu (2020-10-17) omdesignad med båda kanalerna icke-inverterande i dubbelläge. Detta gör det också möjligt att ha hög impedansingång om det behövs.

Steg 1: Elektronisk design

Historien är denna; I Sverige har vi kommunala sopor och återanvändningsstationer. Det är här du lämnar alla saker du vill bli av med (inte matsvinn). Så i behållaren för elektronik hittade jag något som såg ut som en hembyggd förstärkare. Jag nickade det (eftersom det inte är tillåtet att ta, bara lämna). När jag kom hem kollade jag vad det var och jag upptäckte att effektförstärkaren IC var den riktigt populära LM3875. Jag började bygga min egen gitarrförstärkare med den, men benen på IC var korta och något skadade, så till slut fick jag ge upp. Jag försökte skaffa en ny, men det enda som var till salu var efterträdaren, LM3886. Jag köpte två, och jag började på allvar. Tanken var att bygga en kompakt gitarrförstärkare med två LM3886: er, antingen för två kanaler eller i en bryggkrets. I min egen skrothög hade jag en CPU-kylfläns och en PC-fläkt, så tanken var att använda kylflänsen och fläkten för att bygga en förstärkare utan någon extern kylfläns.

Steg 2: Elektronisk design (effektförstärkare)

Effektförstärkarens design är riktigt rakt fram och följer databladsexemplet i den alldeles utmärkta applikationsnot AN-1192 från Texas Instruments, som borde vara din bibel om du vill använda LM3886.

Den övre kretsen är den icke-inverterande förstärkaren med förstärkningen 1 + R2/R1. Den nedre förstärkaren är inverterad med förstärkningen på R2/R1 (där R2 är återkopplingsmotståndet). För en brokonstruktion är tricket att få motståndsvärdena så att båda kretsarna har samma förstärkning. Använda mestadels standardmotstånd (vissa metallfilmresistorer) och mäta det exakta motståndet jag kunde hitta kombinationer som fungerade. Den icke inverterande kretsförstärkningen är 1+ 132, 8/3, 001 = 45, 25 och inverteringsförstärkningen är (132, 8+ 3, 046)/1, 015 = 45, 27. Jag introducerade en förstärkningsomkopplare (SW1) för att kunna öka vinsten. Det minskar R1 -värdet för att få fyra gånger högre förstärkning.

Icke-inverterande krets: 1, 001 k parallellt med 3, 001 k ger (1 * 3) / (1+3) = 0, 751 ohm. Vinst = 1+ 132, 8/0, 75 = 177, 92 = 178

Den inverterande förstärkningen är 179, 1 = 179, acceptabelt!

Den lilla (och gratis) applikationen "Rescalc.exe" kan hjälpa dig med motståndsberäkningar (seriella och parallella)

Jag ville kunna använda de två förstärkarna separat så det krävdes en switch (SW2) för att växla mellan stereo och bridge.

Brytaren SW2 styr dual/bridge -läget. I "bryggläge" är förstärkaren B inställd på att invertera, den positiva ingången jordas och utgången från förstärkare A ersätter jord på utgång B.

I dubbla lägen fungerar båda förstärkarna i noniverting -läge. SW1C sänker förstärkningen så att förstärkare A och B har samma förstärkning.

Inmatnings -telekontakterna är anslutna så att när ingen kontakt finns i uttag A skickas signalen till både förstärkare A och förstärkare B (dubbelmono).

I lågförstärkningsläge 1 ger 6 V topp till topp ingångsspänning maxeffekt (70 V pp), och 0,4 V krävs i hög förstärkningsläge.

Steg 3: Elektronisk design (strömförsörjning)

Strömförsörjningen är en rak design med två stora elektrolytiska kondensatorer och två foliekondensatorer och en brygglikriktare. Likriktaren är MB252 (200V /25A). Den är monterad på samma kylfläns som effektförstärkarna. Både likriktaren och LN3686 är elektriskt isolerade så ingen extra isolering behövs. Transformatorn är 120VA 2x25V Toroid -transformatorn från förstärkaren som jag hittade i skrothögen. Den kan leverera 2, 4A vilket faktiskt är lite lågt, men jag kan leva med det.

I avsnitt 4.6 i AN-1192 ges uteffekten för olika laster, matningsspänningar och konfigurationer (enkel, parallell och brygga). Anledningen till att jag bestämde mig för att implementera brokonstruktionen var främst för att jag hade en transformator som inte var användbar i en parallell design på grund av låg spänning. (Parallellkretsen på 100 W kräver 2x37V men bryggkonstruktionen fungerar med 2x25V).

Den lilla applikationen "PSU Designer II" från Duncan Amps rekommenderas starkt om du vill göra en seriös beräkning av transformatorvärden.

Steg 4: Elektronisk design (Step Down Regulator och Fan Control)

Fläktens krav vid full hastighet är 12V 0, 6A. Strömförsörjningen ger 35V. Jag fick snabbt reda på att standardspänningsregulatorn 7812 inte fungerar. Ingångsspänningen är för hög och effektförlusten på (ungefär) 20V 0, 3A = 6W kräver en stor kylfläns. Därför konstruerade jag en enkel nedreglering med en 741 som styrenhet och PNP -transistorn BDT30C som fungerar som en switch, laddar en 220uF kondensator till spänningen 18V, vilket är en rimlig ingång för 7812 -regulatorn som ger ström till fläkten. Jag ville inte att fläkten skulle arbeta på full hastighet när det inte behövdes, så jag konstruerade en variabel driftscykelkrets (pulsbreddsmodulering) med en 555 timer IC. Jag använde ett 10k NTC -motstånd från ett bärbart batteripaket för att styra 555 -timern. Den är monterad på power IC -kylflänsen. 20k -krukan används för att justera låg hastighet. Utgången från 555 inverteras av NPN -transistorn BC237 och blir styrsignal (PWM) till fläkten. Driftscykeln ändras från 4, 5% till 9% från kallt till varmt.

BDT30 och 7812 är monterade på en separat kylfläns.

Observera att det på ritningen står PTC istället för NTC (negativ temperaturkoefficient), i detta fall från 10k till 9, 5k när jag sätter fingret på den.

Steg 5: Kylflänsen

Effektförstärkarna, likriktaren och PTC-motståndet är monterade på kopparplattan på kylflänsen. Jag borrade hål och gjorde gängor för monteringsskruvarna med ett trådverktyg. Den lilla veroborden med komponenterna till förstärkaren är monterad ovanpå förstärkarna för att säkerställa så kort kabeldragning som möjligt. Anslutningskablarna är de rosa, bruna, lila och gula kablarna. Strömkablar har en högre mätare.

Notera lite metallställ vid den röda kabeln i nedre vänstra hörnet. Det är den enda centrala jordpunkten för förstärkaren.

Steg 6: Mekanisk konstruktion 1

Alla större delar är monterade på 8 mm plexiglasbotten. Anledningen är helt enkelt att jag hade det och jag tyckte att det skulle vara trevligt att se delarna. Det är också enkelt att göra trådar i plasten för montering av de olika komponenterna. Luftintaget är under fläkten. Luften tvingas genom CPU -kylflänsen och ut genom slitsarna under kylflänsen. Slitsarna i mitten var ett misstag och är fyllda med plast från en limpistol.

Steg 7: Förstärkare utan fodral

Steg 8: Mekanisk konstruktion 2

Frontpanelen är gjord av två lager; en tunn stålplatta från en PC och en bit mintgrön plast som blev kvar när jag gjorde ett nytt plackskydd till min Telecaster.

Steg 9: Frontpanelen inifrån

Steg 10: Trähölje

Höljet är tillverkat av alved från ett träd som föll i en storm. Jag gjorde några plankor med ett snickarplan och limmade ihop dem för att få önskad bredd.

Utskärningarna i höljet är gjorda med en elektrisk träfräs.

Sidorna, toppen och framsidan är limmade ihop, men jag säkrade också konstruktionen med skruvar genom de små bitarna i hörnen.

För att kunna ta bort trähöljet hålls baksidan separat på plats med två skruvar.

De grå plastbitarna har gängor för de 4 millimeter skruvarna för botten och baksidan.

Den lilla grå delen i hörnet är en liten "vinge" som låser frontpanelen så att den inte böjer sig inåt när du kopplar in telekontakterna.

Steg 11: Förstärkarens baksida

På baksidan finns nätuttaget, strömbrytaren och en (används inte) kontakt för förförstärkare