Схема УНЧ на микросхеме LM3886 (68 Ватт)

Микросхема LM3886 относится к семейству Overture, разработанному фирмой "National Semiconductor". С ее помощью можно получить 100 Вт мгновенной пиковой синусоидальной мощности, т.е. 180 Вт звуковой. Гармонические искажения — не более 0,06% в диапазоне частот 20 Гц...20 кГц. Типичное подавление пульсаций напряжения питания составляет 120 дБ, поэтому конструкция сетевого блока также не представляет никаких проблем. Отношение сигнал/шум — в диапаоне 98...120 дБ. Таким образом, с помощью этой ИМС можно достичь хорошего качества звуковоспроизведения.

ИМС имеет следующие системы защиты:

• от перенапряжения;
• от перегрузки (короткого замыкания выхода на "землю" или на питание);
• от перегрева.

Защита от перенапряжения срабатывает при токе нагрузки, превышающем 4 А. Посредством этого можно избавиться от перегрузок, вызываемых индуктивной нагрузкой.

Тепловая защита включается при повышении температуры ЧИПа до 165°С и отключается при ее опускании ниже 155°С.

Принципиальная схема

Рис. 1. Принципиальная схема усилителя мощности низкой частоты на микросхеме LM3886.

Принципиальная схема усилителя приведена на рис.1. Схема состоит из ИМС и цепи обратной связи. Громкоговоритель подклюется на выход через цепочку R7-L.

Для достижения больших мощностей необходимо высокое напряжение питания, и его должны выдерживать электролитиеские конденсаторы фильтра.

Вывод 8 микросхемы используется для включения режима "Mute". В нормальном режиме работы на него подается через R6 отрицательное напряжение. Величину резистора R6 можно вычислить по формуле:

где I₈>0,5 мА.

Конструкция и детали

Печатная плата усилителя приведена на рис.2, а схема размещения деталей на ней — на рис.3. Резисторы R7 и R8 мощностью 2 Вт класс точности 1%. Для изготовления выходной индуктивности L1 необходимо намотать 12 витков провода диаметром 0,5...0,6 мм с эмалевой изоляцией на трубку или карандаш такой же толщины, как и R7.

Затем в нее вставляется резистор - так, чтобы он нигде не прикасался к ней(чтобы не повредить изоляцию). Емкость конденсатора C2 можно увеличить для лучшей передачи низких частот.

Глубина обратной связи задаЈтся резистором R4. Режим Mute включается при размыкание переключателя S1. Для сетевого трансформатора желательно использовать тороид. Напряжение вторичной обмотки – 2x25 В.

Выпрямительный мостик должен быть рассчитан на номинальный ток — как минимум, 6 А. Выпрямленное напряжение без нагрузки ±35÷38В. Емкость электролитических конденсаторов C5, C4 4700÷10000 мкФ, допустимое напряжение — не меньше 50 В. Конденсаторы желательно зашунтировать плЈночным конденсаторами Јмкости (0,1 - 1 мкФ) в непосредственной близости от выводов микросхемы.

Печатная плата усилителя

Размещение деталей на печатной плате

Внимание! ИМС необходимо установить на радиатор. Внутренняя защита эффективна только тогда, когда выделяющееся тепло рассеивается радиатором соответствующих размеров.

Относительно высокое напряжение на оконечных транзисторах (5,2 В) и ток покоя около 38 мА существенно увеличивают теплоотдачу. Размеры радиатора можно определить, руководствуясь графиками на рис.4.

В правой части рисунка приведены графики зависимости выделяющейся мощности от суммарного напряжения (для некоторых значений импеданса громкоговорителей). Этим мощностям соответствуют температуры радиатора Т_с. При заданной темпетуре среды Т_А, из таблицы в левой части можно определить необходимое тепловое сопротивление радиатора.

Рис. 4. Тепловое сопротивление радиатора.

Пример. Пусть суммарное значение напряжения питания равно 80 В, импеданс громкоговорителя — 8 Ом. По графикам этим значениям соответствует выделяемой мощности Р_D=40 Вт, т.е. Т_С=102°С. Пусть максимальная температура среды Т_А равна 25°С.

Тогда для теплового сопротивления радиатора по таблице получаем 1,9 °/Вт. Если усилитель должен надежно работать при максимальной температуре 40°С, это значение уменьшается до 1,6.

При 50°С будет нужен уже очень большой радиатор (пластина примерно 30x30 см толщиной 5 мм). У современных ребристых или игольчатых радиаторов тепловое сопротивление меньше, чем у гладкой пластины, и можно обойтись гораздо меньшим по размерам радиатором.

Проблему охлаждения можно решить, используя радиатор длиной 150 мм и шиной 95 мм, имеющий 16 ребер. Радиатор на плату необходимо устанавливать обязательно так, чтобы между ребрами могли свободно протекать воздушные потоки. Поэтому он должен располагаться снаружи корпуса на задней стенке. Поскольку корпус и у этой ИМС также находится под напряжением питания, радиатор необходимо изолировать от корпуса усилителя (если он металлический).

Может возникнуть вопрос: поскольку размеры радиатора достаточно велики, не лучше ли использовать для охлаждения небольшой вентилятор?

Однако шум постоянно включенного даже малошумящего вентилятора будет мешать прослушиванию тихих музыкальных пассажей. Некоторые фирмы используют в мощных усилителях вентиляционное охлаждение, однако включение вентилятора происходит при определенном уровне входного сигнала.

Поскольку в этом случае вентилятор не мешает тихим музыкальным мелодиям (отключается), такое решение имеет право на существование. Однако при усилении речи возникают акустические помехи извключения и выключения вентилятора при резком изменении громкости.

Для получения высокого качества звуковоспроизведения, на входы микросхемы должно попадать как можно менье помех. Поскольку в проводах питания неизбежно имеются большие пульсации тока, которые могут легко передаваться на вход усилителя, входные провода и провода питания должны быть расположены как можно дальше друг от друга.

Технические данные на микросхемы можно скачать с сайта National Semiconductor.