Amfi Entegrelerinin Çıkış Gücünü Yükseltme

2.1 Amfi devresinin Bass katı için LM3886 paralel bağlantı şemasını kullanmayı düşünüyordum Texas Instruments firmasının “AN-1192 Overture™ Series High Power Solutions” uygulama notunda “PA100—100W Parallel Circuit” devresi için bir çok detay bulunuyordu fakat paralel bağlantıda elemanların iç dirençlerin uyumsuzluk sorunu aklıma takıldı daha detaylı araştırdım üretici firma detaylı uygulama notu paylaşmış olsada çok kaliteli toleransı düşük malzemeler olmadan LM3886 paralel devresinin iyi sonuçlanmayacağını anladım. Transistör eklemesi ile LM3886 gücünü yükseltmek daha sağlıklı..

Benim uyguladığım devre aşağıda sorunsuz çalıştı detaylı testler henüz yapılmadı fakat bir sorun çıkacağını sanmam.

Ayrıca 4 transistör eklenerek 4 ohm hoparlör ile 200w güç alınabileceğini ve aynı devreden 2 adet yapıp köprü bağlantı ile 400w güç alınabileceği söylenmiş. Transistörlerin ve entegrenin soğutucu montajında izolatör, vida yalıtım kullanmayı unutmayın.

@Rod Elliott bu konu hakkında detaylı bir yazı paylaşmış bu yazı da bulunan devreyi uyguladım; Entegre Güç Amplifikatörleri – Daha Fazla Güç Nasıl Alınır? (düzenlenmiş özet çeviri)

LM3886 TIP35 TIP36 Transistör Eklenmesi

Yukarıda gösterildiği gibi bir çift çıkış transistörü ekleyerek, çıkış akımının çoğunluğunu kontrol ediliyor. LM3886, yaklaşık 1A pik sağlar transistörler besleme voltajına ve yük empedansına bağlı olarak 6A (pik) veya daha fazlasını sağlar. ± 35V beslemelerde ve 4 ohm yükte, transistörler ortalama 25W (70W tepe) dağıtarak 100W’dan fazla geçiş yapmak mümkündür. LM3886, sadece yaklaşık 18W (ortalama) veya 40W’tan daha az pik tüketecektir. Devrenin 2 ohm’luk bir yük kullanmasını sağlamak için başka bir transistör çifti (R8’in gücünün arttırılması gerekir) bile ekleyebilirsiniz.

Devrelerin, çıkıştan besleme uçlarına bir çift diyot içerdiğini göreceksiniz. Bunlar isteğe bağlıdır çünkü harici transistörler, entegre’nin koruma moduna girmesini önler ve bu, diyotların gerekli olduğu yerdir (geri EMF’yi yükten dağıtmak için). Koruma devre dışı bırakıldığından, diyotlar büyük ölçüde ‘kozmetik’ bir ilavedir. Onları yaptığım test devresin de kullanmadım, ve entegre’nin korumasının devreye girdiğini asla görmedim – 4 ohm yük ile güç 110W olduğun da bile!

Transistörler, LM3886’nın stresinin çoğunu alır, bu nedenle devre 100W’ın üzerinde sürekli çalışıyor olsa bile, çok ısınmaz. Transistörlerin iyi soğutulması gerekir. Yapılan işlem LM3886 içindeki koruma devrelerini etkin bir şekilde devre dışı bırakmaktır.

LM3886 ve TDA7293 gibi güç amplifikatörü entegreleri’leri popülerdir. Devrelerin montajı kolaydır, bir amplifikatörü tamamlamak için gereken minimum dış parçalar gerekir. Bununla birlikte, nispeten düşük maksimum dağıtım limitleri nedeniyle, entegre amplifikatörlerin kullanımında bazı önemli kısıtlamalar vardır.

Çıkış akımı sınırlıdır, çünkü güç transistör bağlantılarından soğutucuya ısıyı verimli bir şekilde aktarmak imkansızdır. Bir LM3886, talep edilen 40W’ı ± 28V beslemeden 8 ohm’a iletebilse de, 4 ohm’a kadar güç 68W (tipik) ile sınırlıdır ve amplifikatörün dahili koruma devresi olduğu için 4 ohm yükte ± 35V kullanmak aynı gücü sağlar. Dahili akım sınırı ± 11,5A’dır (tipik olarak), ancak genellikle düşük olacaktır çünkü SOA koruması voltaj (ve/veya sıcaklık) ‘normal’ değerden yüksek olduğunda azaltacaktır.

Tepe çıkış akımının 11,5A olduğu iddia edilir, ancak 20V ile maksimum 10ms sürebilir. 35V ile tam güçte çalıştırma, entegrenin’nin dahili termal korumasının aktif olacağı ve amplifikatör soğuyana kadar kapatacağını garanti eder. Entegrenin maksimum güç dağılımı, 125W’dir bu, Entegreyi soğutmak için çok fazladır.

Kullanıcıların karşılaştığı diğer bir sorun, entegre’nin SPiKe koruma sistemidir. Kısaltma ‘Self Peak anlık Sıcaklık’ anlamına gelir (sıcaklık Kelvin için ‘Ke’dir). Bu, entegreyi’yi korur, ancak müziği koruma noktasının üzerinde bir ses seviyede dinlerken koruma tetiklenirse, ses bozulur.

TDA7293’ün koruması vardır, ancak LM3886 gibi katı değildir ve entegre kesmeye sürülmüş olsa bile dalga şeklini kesmekten daha hoş olmayan bir şey (ses bozulması) yapmaz. Yüksek güç istiyor, subwoofer ile bir tane entegre kullanmayı düşünüyorsanız, entegre güç amplifikatörü gerçekten uygun değildir.

Örnek devrelerin çoğunun, çıkışın da seri olarak bir 0.7µH indüktör görünüyor. Bu, LM3886 için önerilir, ancak güç yükseltme transistörleri eklendiğinde tamamen isteğe bağlıdır. Amacı, kapasitif yüklerle gücün sabit kalmasını sağlamaktır, ancak harici transistörleri açmak için kullanılan 2.7Ω direnç sayesinde yük entegreden’den izole edilmiştir. Test devreme dahil edilmedi ve hiçbir salınım görülmedi. Eğer kullanılırsa, indüktör 10 turns1W’lık bir direnç gövdesine 10 tur 0.4 mm-0.5 mm tel sarılarak yapılır.

LM3886 Paralel Bağlantı

Çok sayıda uygulama notu, DIY devreleri ve hatta ticari ürünler de, paralel olarak bir çift LM3886 kullanıldı. İstisnasız, bu gerçekleşmeyi bekleyen bir felakettir.

Mesele şu ki, çok küçük bir DC veya AC ofseti bile entegre çıkış pinleri arasında ağır bir akım akışına neden oluyor. Çoğu devre 0,1 ohm olmasını tavsiye eder, ancak iki amplifikatörün çıkışları arasında 1V’luk bir fark varsa, bu 5A’lık bir akım akışı anlamına gelir. Aşağıda basitleştirilmiş bir paralel devre gösterilmektedir.

Her ne kadar uygun gibi görünse de, direnç toleranslarını ve entegre ofset voltajlarını göz önünde bulundurmalısınız. Geri besleme bağlantısı (C2) için tek bir kapasitör kullanarak, iki amplifikatör tam olarak aynı düşük frekans yuvarlamasına sahiptir, bu da güç amplifikatörü entegre’lerinin çıkışlarında büyük ofsetlere neden olan çok düşük frekans olasılığını önler.

Çoğu devre %1 tolerans dirençleri kullanır ve bunlar genellikle devrelerin beklendiği gibi çalışmasını sağlamak için tamamen uygundur. Bununla birlikte, gösterilen devrede, en büyük hata; direnç toleranslarının maksimum hatayı oluşturacak şekilde birikmesi gerekir (Murphy Kanununa göre). Sadece bu örnek adına, R2 (% 1 yüksek, 22,220Ω) ve R5 (% 1 düşük , 21,780Ω) hariç dirençlerin kesin olduğunu varsayalım. Bu, ilk entegrenin’nin 23.22, ikincisi ise 23.78 kazandığı anlamına gelir. Anlık 1V giriş ile, U1 bu nedenle 23.22V’lık bir çıkışa sahiptir ve U2, 440mV’luk bir fark olan 22.78V’lik bir çıkışa sahiptir.

440mV çok fazla ses çıkarmaz, ancak iki çıkış arasında sadece 200mΩ olduğunda, çıkışta sıfır yük ile U1 ve U2 çıkışı arasında 2.2A’lık bir akım akacaktır !

% 0,1 tolerans dirençler kullanılıyorsa, entegreler’ler arasındaki en kötü durumdaki dolaşım akımının aynı tepe voltajında ​​220mA civarında olmasını bekleyebilirsiniz, bu da önemli bir azalmayı temsil eder. Bu, anlık yüksüz dağılımını belki 28W’dan (her entegre de’de) 3W’dan (çıkış gerilimine bağlı) azaltacaktır. DC ofsetinin dikkate alınmadığını ancak bunun dikkate alınması gerektiğini unutmayın. Güç amplifikatörü entegre’lerinin çoğunluğunun oldukça düşük olmasına rağmen, eğer entegre’ler tam DC kaplinle kullanılıyorsa, 100mV kadar olabilir. Paralel güç amplifikatörleri ile bu yaklaşım açıkça akıllıca değildir. Entegre termal kapanmaya girerse diğeri geçmezse riski de göz önünde bulundurmanız gerekir. Bu aynı zamanda tarif ettiğim ünite ile de görüldü ve sonuçlar pek iyi görünmedi (test sırasında en az bir LM3886 başarısız oldu).

Paralel çalışma konusunda verebileceğim en iyi tavsiye ” yapma! ” Dır. Evet, nasıl yapılacağını gösteren bir Texas Instruments uygulama notu (AN-1192) var, ancak % 0,1 direnç gereksinimi bunu daha maliyetli hale getiriyor olmalı ve hatta uygulama notu bile geri besleme kapasitörlerinin değerinde bir hata içeriyor. Geniş toleranslarının herhangi bir ses altı giriş sinyaliyle ciddi sorunlara yol açmamasını sağlamak için en az 100µF ve tercihen 220µF olmalıdırlar.

LM3886 Köprü Çalışması

BTL yaygın olarak tanımlanmış bir uygulamadır, ancak çoğu ENTEGRE güç amplifikatöründe bu iyi bir fikir değildir. TDA7293 köprüde kullanılabilir, ancak yalnızca 8 ohm yükte ve besleme gerilimi ± 35V’u geçmediğinde kullanılabilir. Harici güç transistörlerinin eklenmesi, LM3886 güç amplifikatörlerinin köprüde kullanılmasını mümkün kılar, ancak genel devre oldukça maliyetli olur ve muhtemelen ekonomik bir seçenek değildir. ‘basit’ bir devre bile değil, çünkü PCB düzeni oldukça karmaşık hale geliyor ve iki (veya daha fazla) güç transistörü ve entegre’nin kendisinin soğutucu üzerinde olması gerekiyor. Birden fazla soğutucu kullanılması sadece montaj işlemini daha zor ve daha pahalı hale getirir.

Kaynak: sound-au.com/articles/ic+boost.htm

İlgili bir yazı: TDA7294 Çıkış Gücünün Yükseltilmesi Güç Transistörü Takviyesi