Почему горят транзисторы на усилителе
Даже самые лучшие, оригинальные и настоящие полевые транзисторы всегда выходят из строя по одной и той же причине — из-за превышения какого-нибудь из максимально допустимых своих параметров. Мы не будем принимать во внимание механические повреждения корпусов и ножек, вместо этого отметим два основных вредоносных фактора — нарушение теплового режима и превышение критического напряжения. Под нарушением теплового режима имеется ввиду превышение допустимой температуры кристалла, которое обычно напрямую связано с повышенным током, поэтому рассмотрим подробно и данный аспект проблемы.
Совсем обобщая, можно сказать, что полевой транзистор выходит из строя либо от перенапряжения, либо от перегрева. И ежели не допускать причин превышения допустимых параметров, то транзистор сохранит и свою работоспособность, и работоспособность соседних компонентов, не говоря уже о нервных клетках владельца устройства, для которого данный транзистор предназначался.
Перенапряжение
Полевые транзисторы — это очень нежные полупроводниковые приборы с несколькими переходами. И было бы сильным упрощением сказать, что пробой по напряжению возможен здесь только от неловкого прикосновения не заземленным пинцетом. На самом деле, пробой напряжением возможен по двум сценариям: затвор-исток или сток-исток.
Пробой затвор-исток как правило происходит из-за нарушения в работе драйверного каскада схемы управления либо из-за наводки, в том числе — из-за наводки от стока за счет эффекта Миллера. Конечно, современные транзисторы отличаются очень малой емкостью сток-затвор, однако исключения время от времени могут попадаться, особенно в схемах с высокой скоростью нарастания напряжения на стоке.
Для борьбы с эффектом Миллера применяют активные схемы разряда затвора или как минимум ставят обратный диод со стабилитроном в цепь затвора полевика. Что касается качества самих драйверных схем, то более высокую надежность показывают схемы управления с гальванической развязкой, в частности — решения на трансформаторах управления затвором.
Для пробоя по напряжению в цепи сток-исток, полевому транзистору достаточно всего нескольких наносекунд чтобы сгореть от индуктивного выброса большой амплитуды на стоке. Для борьбы с перенапряжением на стоке, обычно применяют схемы плавного включения, активные ограничители или пассивные снабберные схемы с конденсаторами и резисторами, либо варисторные ограничители напряжения на стоке. Те и другие защитные пути являются вынужденными превентивными мерами предохранения полевых транзисторов, они очень распространены и приняты за норму среди разработчиков силовой электроники.
Перегрев кристалла
Перегрузка по среднему току — еще одна причина перегрева транзистора. Чаще всего в схемах импульсных преобразователей с ней борются путем плавного увеличения частоты и ширины управляющих импульсов. Это нужно для того, чтобы избежать превышения среднего тока, например во время холодного пуска устройства, когда заряжаются пустые конденсаторы или запускается двигатель, которому еще предстоит набрать обороты, а если подать сразу полный ток, то транзисторы мгновенно перегрузятся. Схемы обратной связи по току в двухтактных схемах также способствуют защите транзисторов.
И конечно, сквозной ток, куда же без него. Разработчики полумостовых схем знают о нем не по наслышке. Здесь спасет грамотный расчет и проектирование схемы управления и цепей обратной связи, а также плавный пуск с медленным увеличением частоты следования и ширины управляющих импульсов.
Даже самые лучшие, оригинальные и настоящие полевые транзисторы всегда выходят из строя по одной и той же причине — из-за превышения какого-нибудь из максимально допустимых своих параметров.
Мы не будем принимать во внимание механические повреждения корпусов и ножек, вместо этого отметим два основных вредоносных фактора — нарушение теплового режима и превышение критического напряжения. Под нарушением теплового режима имеется ввиду превышение допустимой температуры кристалла, которое обычно напрямую связано с повышенным током, поэтому рассмотрим подробно и данный аспект проблемы.
Совсем обобщая, можно сказать, что полевой транзистор выходит из строя либо от перенапряжения, либо от перегрева. И ежели не допускать причин превышения допустимых параметров, то транзистор сохранит и свою работоспособность, и работоспособность соседних компонентов, не говоря уже о нервных клетках владельца устройства, для которого данный транзистор предназначался. Итак, давайте разберемся, почему же горят транзисторы.
Перенапряжение
Полевые транзисторы — это очень нежные полупроводниковые приборы с несколькими переходами. И было бы сильным упрощением сказать, что пробой по напряжению возможен здесь только от неловкого прикосновения не заземленным пинцетом.
На самом деле, пробой напряжением возможен по двум сценариям: затвор-исток или сток-исток.
Пробой затвор-исток как правило происходит из-за нарушения в работе драйверного каскада схемы управления либо из-за наводки, в том числе — из-за наводки от стока за счет эффекта Миллера. Конечно, современные транзисторы отличаются очень малой емкостью сток-затвор, однако исключения время от времени могут попадаться, особенно в схемах с высокой скоростью нарастания напряжения на стоке.
Для борьбы с эффектом Миллера применяют активные схемы разряда затвора или как минимум ставят обратный диод со стабилитроном в цепь затвора полевика. Что касается качества самих драйверных схем, то более высокую надежность показывают схемы управления с гальванической развязкой, в частности — решения на трансформаторах управления затвором.
Для пробоя по напряжению в цепи сток-исток, полевому транзистору достаточно всего нескольких наносекунд чтобы сгореть от индуктивного выброса большой амплитуды на стоке.
Перегрев кристалла
Наиболее банальная причина перегрева транзистора — плохое крепление корпуса транзистора к радиатору или просто некачественный контакт между радиатором и транзистором. Для защиты от данного явления лучше всего не только применять теплопроводные подложки и пасты, но дополнительно использовать датчики температуры, которые бы отключали схему при наступлении перегрева.
Перегрузка по среднему току — еще одна причина перегрева транзистора. Чаще всего в схемах импульсных преобразователей с ней борются путем плавного увеличения частоты и ширины управляющих импульсов.
И конечно, сквозной ток, куда же без него. Разработчики полумостовых схем знают о нем не по наслышке. Здесь спасет грамотный расчет и проектирование схемы управления и цепей обратной связи, а также плавный пуск с медленным увеличением частоты следования и ширины управляющих импульсов.
Люди добрые! купил в авто усилитель супра подключен саб… теперь мучаюсь… 3й раз горят “rfp50n06” в оконечном каскаде! поскажите кто знает какие нибудь помощнее и можно в большом корпусе!заранее благодарен ! плиз не удаляйте тему хотя бы до завтра!
Recommendations
Comments 111
Народ! проблема решилась заменой НЧ динамика! поставил TS-W254R пионэр! ща наваливаю по полной! уже 2 недели! не горит усь!Ё всем спасибо!
Похоже коллега на Сабе сопротивление совсем малюсенькое поромеряй и тогда станет ясно почему горят наверняка меньше 2х ом
Я у себя 3 раза менял транзисторы, пока не заменил колонки.
У тебя 100% КЗ на выходе, возможно перетерлась изоляция на катушке динамика.
Скорее всего у вас КЗ трансформатора, нужно детальное обследование
Перепаял транзисторы 3205 поставил- запел. … только греется…радиаторы.буду колхлзить вентилятор, !
и без нагрузки тоже греются? или только при работе
А что в радиомагазине не подскажут из того что в наличии есть?
А ты можешь себе представить 50а на динамике?! даже в пике это не хило. ищите причину вылета а не меняйте на более мощное, сгорит в другом месте!
Сомневаюсь что дело в транзисторах, было похожее, выгорали в блоке питания эти самые 50n06, виной оказался плохой контакт плюсовой клеммы, которая прикручена к плате, во время работы она грелась так, что олово стекло с контакта.
В блоке питания летят? Хотя бы фото выложил бы.
Если в БП, то лететь могут из-за которыша в трансформаторе, провода перебили и контакт то есть, то нет.
А вообще осциллограф подключить и посмотреть форму сигнала на затворах и на стоках, и все сразу станет понятно.
в усилителе оконечники летят причем в разных каналах
Модель усилителя какая?
Проверь транс на межвитковое замыкание.
Полевики можно IRF3205 попробовать поставить.
3205 обязательно попробую !Много народа уже посоветовало! а транс вряд ли! усилку 2 мес! один мес не играл =)и емкости в плечах попробую побольше поставить!
у меня есть схема! на плате есть маркировка -тоже самое на схеме!
к стати не та схема! у меня в раскачку транса 1 пара только . а тут 2…
Самому такой отдали. Маркировка по даташиту, а по факту совсем другие номиналы… Это Супра…
то есть контрафакт… ну раз так то возможно что расчетные напруги от создателей оригинальной схемы больше чем это фактическое говно держать по штату может.
Если всё остальное в норме, то я-бы воткнул IRF3205. мощно и емкость затвора не сильно больше, нормально будет закрываться
и ждем следующий пост от ТС — сгорел трансформатор… как перемотать))
да скорее выходники хлопнут от перекоса )
тогда точно придется смотреть пост — парни чем заделать эту дыру? посредине платы, где раньше был импульсник ТР
не, потом будет вопрос как-же определить какие были выходные транзисторы, которые в уголь сгорели
о… точно!)) любимая тема нострадамусов на радио форумах=))
Что-то сомневаюсь я, что такой “дохлый” транзюк в выхлопе стоит. Вот “в преобразователе” поверю больше
100% ! менял на IRFZ44 тоже крякнулись…
Я как кто в супру ставил от сварочника транз. До сих пор у паренька работает, а было это года три назад. Тупо в защиту рухнул на максималке громкости
ооойеж ты ж мое… 🙂 ты решил нахрен ВСЕ спалить?
ну не горят просто так полевики.
не горят они по своему хотению. кто-то их палит.
короче общупай щупай ихнюю обвязку.
в разных каналах горели …2 раза…не один и тот же…3й раз сегодня сгорел какой глянуть не могу, ибо в командировке (
скажу бородатый боян
но электрика — наука о контактах.
есть не работает то либо есть контакт там где его не должно быть или нет контакта там где он быть должен.
у меня например как-то сдохли мозги на водогрейном котле. словили фазу с воды. как на воде фаза оказалась — ХЕЗ — проводка видимо промокла.
ищи контакт паразитный. где-то у тебя чето неправильное.
транзюки у тебя где стоят? меж ними и динамиками че есть? может проводка в дверях козу ловит?
в саб усилок работает
Ищите причину выхода из строя полевиков а не меняйте на более мощные.
навалишь чуть больше и … в защите уже… а по нагрузке все норм
нагрузкой не уверен. Если ы имеете в виду минимально возможную в 1-2 ом.
Уровень срабатывания защиты можно установить в самом усилителе путем подбора компонентов.
саб 4 ома! пролоджи WOW-10 в мост 4 ома можно!
В мост и 2 ома работать будет, но не долго.
да да да …и не на супре =)
А при включении клиппинг работает? Щелчков нету?
Очень странно.
Может на преобразователе питания одно из двух плеч просаживается при макс. вых. мощности.
менял выходные 2 раза по 1 транзу.в разных каналах!но в одном плече к стати…
Очень странно.
Может на преобразователе питания одно из двух плеч просаживается при макс. вых. мощности.
не помню по + или -…
Уже теплее. Становитесь вольтметарми и смотрите просадки при большом потреблении. Может придется заменить фильтрующие емкости по вторичке или диоды там же. Убийство полевиков похоже наступает в связи с несимметричностью питающих напряжений.
как вариант…но кондюкам вроде рано… усилитель и мес не работал…новый купил ) за 1450 =)
Ну так это чинайские изделия у них срок службы — как повезет.
буду пробовать искать…подкину кондёров побольше и трназюков помощнее! -сгорит-выкину к едрёне фене =)
Ну тоже не совсем корректный подход, ставить помощнее и емкость по больше. Если переборщить то БП вообще не стартонет при включении.
Уже теплее. Становитесь вольтметарми и смотрите просадки при большом потреблении. Может придется заменить фильтрующие емкости по вторичке или диоды там же. Убийство полевиков похоже наступает в связи с несимметричностью питающих напряжений.
вот может диоды… или емкость попробовать побольше…
Может и так, но нужно смотреть по напряжению под нагрузкой на плечах.
предлагаю поставить IRF3205- ток в пике до 110 ампер, против 50…
только скорей всего придется добавить парочку деталек (не факт)-надо сравнить емкость затворов.
Проверить работу блока питания. Выпаять оконечный каскад и включить на 4 ома -проверит работоспособность.
Так транзистор всего то на 60 вольт, чего Вы от него хотите? Ставте на большее напряжение.
вот и спрашиваю аналог… можно в чуть болших корпусах-думаю затолкаю!
Ваш транзистор в корпусе ТО220, посмотрите, хватит ли места для корпуса ТО247, если хватит, то поставте транзисторы 40N60 или 60N60, они расчитаны на напряжение 600 вольт, такие применяются в сварочных инверторах, думаю хватит. Только перед установкой желательно все-таки проверить обвязку и цепи питания выходного каскада и основательно убедиться в том, что проблема именно в выходных транзисторах. Покупать только оригинал (на алиэкспресс есть, не особо дорогие).
больше ни чего не сгорает кроме выходного каскада…
Ваш транзистор в корпусе ТО220, посмотрите, хватит ли места для корпуса ТО247, если хватит, то поставте транзисторы 40N60 или 60N60, они расчитаны на напряжение 600 вольт, такие применяются в сварочных инверторах, думаю хватит. Только перед установкой желательно все-таки проверить обвязку и цепи питания выходного каскада и основательно убедиться в том, что проблема именно в выходных транзисторах.
Покупать только оригинал (на алиэкспресс есть, не особо дорогие).
Я покупал у этого продавца ru.aliexpress.com/item/Fr…-TO-247-IC/799956251.html оригинал, цена за 10 штук. При установке используйте теплопроводную пасту (только тонким слоем) и желательно между транзисторами и корпусом использовать прокладки.
так и делал там все это есть прогарает в виде черной точки с зади транзистора
Ну тогда покупаем транзисторы и меняем. Удачи в ремонте.
спасибо за помощь!
Да не за что, чинитесь на здоровье.
Ваш транзистор в корпусе ТО220, посмотрите, хватит ли места для корпуса ТО247, если хватит, то поставте транзисторы 40N60 или 60N60, они расчитаны на напряжение 600 вольт, такие применяются в сварочных инверторах, думаю хватит. Только перед установкой желательно все-таки проверить обвязку и цепи питания выходного каскада и основательно убедиться в том, что проблема именно в выходных транзисторах. Покупать только оригинал (на алиэкспресс есть, не особо дорогие).
Ну и нахх. вы ему советуете IGBT со сварочника ставить. Мало того, что у них падение напряжения около 2-х вольт ( а если полевые, то сопротивление громадное), так их еще и раскачать не так просто. Ваша проблема конечно не в мощности и корпусе, а в неправильной работе схемы. Нужно посмотреть первым делом питание, затем картинку осциллом затвор- исток, на момент сквознячков. 3205 как мнимум в 2.5 раза имеет меньшее сопротивление перехода и ровно во столько раз он будет меньше греться. Вам правильно его советуют.
Но можете поставить ГИГАНТА под названием IRFP4368PBF и будет вам откровенное счастье. У него сопротивление 0.0015Ом супротив 0.022 вашего и 0.008 ирф3205. Правда емкость затвора там приличная, но можно драйвера немного переделать. Но если в схеме косяк, то и они пашабашат быстро.
Греется выходной транзистор усилителя
Добрый день уважаемые радиолюбители.
Случилась у меня с автомобильным усилителем непонятная ерунда.
Ни как не могу найти “корень зла”.
Добавлено позже:
Проблему удалось решить. Как и предполагалось изначально, проблема была в плохом контакте. Лопнула ножка транзистора q104. Причем лопнула внутри текстолита. Получается с низу платы торчит запаянный хвост ножки, но при этом он отломан от транзистора. Самое интересное что когда я по нему стучал он ни как себя не выдавал. Обнаружил после выпаивания.
Всем БОЛЬШОЕ спасибо за помощь в поисках!
Итак по порядку:
Установлен усилитель Mystery MB4.400ver2. 4 канала по 100Вт
На 1 и 2 каналы подключены 2 динамика
На 3 и 4 каналы мостом подключен саб.
Не смотря на фирму 3 года данная конфигурация играла без проблем, за это время успел ее грузить как только можно. И вот в один прекрасный день при прослушивании музыки на минимуме внезапно один из динамиков неожиданно “пробило”, т.е. был резкий скачек напряжения с усилителя и динамик сгорел, катушка в обрыве.
После долгих проверок выяснил что виноват усилитель.
Первый канал по непонятным причинам при ударе по усилителю выдает резкий хлопок на 1й канал. Казалось бы на лицо плохой контакт где то в усилителе, но не так всё просто оказалось. В ходе многочисленных проверок мною не было найдено ни каких проблем в пайке, дорожках или же элементах усилителя. После этого я отдал его знакомому электронщику, спецу как раз по усилкам. Он так же проблем не нашел.
Пытаюсь его уже оживить более месяца, но пока ни как.
На сегодняшний день картина такая:
1. Если к первому каналу подключен динамик то при механическом ударе по усилителю его “простреливает”. Если усилитель установлен в машине то по нашим чудо дорогам можно проехать максимум пару километров, потом на очередной кочке идет хлопок в 1м канале.
2. Если на 1 и 2 канал подключить мостом динамик, то картина ещё интереснее: после “хлопка” 1го канала 2й канал “залипает в открытом состоянии и если немедленно не отключить питание то выгорает выходной транзистор, причем как правило только PNP.
Видимо только он открывается на полную, хотя NPN транзистор тоже греется, но не так как PNP. Видимо резких скачек напряжения с 1го канала так действует на эту сборку.
3. Если подключен динамик ко второму каналу, то ни каких проблем нет.
4. 3 и 4 канал работают без всяких сбоев.
Казалось бы очевидна проблема таится именно в первом канале, но что я там только не делал, результата нет.
На рисунке представлена схема усилителя мощности данного усилителя. По ней видно, что каналы 1 и 2 абсолютно одинаковы.
Список того, что я проделал:
1. Пропаял ВСЕ контакты в усилителе 3 РАЗА!
2. С помощью лупы просмотрел все дорожки, проблем не обнаружил.
3. Заменил все выходные транзисторы 1 и 2 каналов.
4. Пропаял монтажным проводом практически все дорожки в 1м канале, т.е. запараллелил их, что бы исключить обрыв дорожек. Ни какого результата.
5. В местах пайки всех элементов данного каскада с дорожками платы счищал лак и расширял пятно пайки, что бы исключить обрыв дорожек в пятаках пайки.
6. Заменил практически все транзисторы между собой в 1 и 2 канале. Ни чего.
7. Докапался до блока питания и заменил керамические резисторы по 2 Вт в цепи 15В БП на 5 ватные, т.к. они сильно грелись и дорожки имели признаки перегрева. Так же заменил электролитические конденсаторы в этой цепи. Были установлены 85 градусные, я поставил 105 градусные, т.к. они находятся рядом с резисторами, а они очень сильно греются. Но результата опять нет, хотя если учитывать, что проблема только в одном канале, а они питают все 4 канала, то и маловероятно, что они могли быть причиной.
8. Так же разрывал цепь на входе усилителя мощности, что бы исключить возможность влияния предварительных фильтров и предусилителя. НА картинке выше нарисовал крестиками места разрывов. Тоже ни чего.
9. Плату испытывал как установленную в корпус, так и без него. Дабы исключить коротыша на корпус. Результата нет.
Единственный вариант что у меня остался, это нарушение контакта внутри резисторов или конденсаторов.
Их я разумеется все не менял. Но всё идет к этому. Однако я пробовал неоднакратно стучать по отдельности по всем элементам и ни каких ударов нет. Удары происходят именно когда стучишь по плате или же трясешь сильно усилитель в сборе.
Хочу отметить, что в целом качество сборки данного усилка у меня не вызвало нареканий. Все элементы очень хорошо установлены и запаяны. Так что прошу воздержаться от возгласов в адрес производителя данного усилителя и того места куда можно его деть.
Понимаю что не видя его в живую трудно будет помочь, но может кто нибудь даст еще хоть какой нибудь совет ибо у меня идеи уже кончились .
Добрый день уважаемые радиолюбители.
Случилась у меня с автомобильным усилителем непонятная ерунда. Ни как не могу найти “корень зла”.
Добавлено позже:
Проблему удалось решить. Как и предполагалось изначально, проблема была в плохом контакте. Лопнула ножка транзистора q104. Причем лопнула внутри текстолита. Получается с низу платы торчит запаянный хвост ножки, но при этом он отломан от транзистора.
Самое интересное что когда я по нему стучал он ни как себя не выдавал. Обнаружил после выпаивания.
Всем БОЛЬШОЕ спасибо за помощь в поисках!
Итак по порядку:
Установлен усилитель Mystery MB4.400ver2. 4 канала по 100Вт
На 1 и 2 каналы подключены 2 динамика
На 3 и 4 каналы мостом подключен саб.
Не смотря на фирму 3 года данная конфигурация играла без проблем, за это время успел ее грузить как только можно. И вот в один прекрасный день при прослушивании музыки на минимуме внезапно один из динамиков неожиданно “пробило”, т.е. был резкий скачек напряжения с усилителя и динамик сгорел, катушка в обрыве.
После долгих проверок выяснил что виноват усилитель. Первый канал по непонятным причинам при ударе по усилителю выдает резкий хлопок на 1й канал. Казалось бы на лицо плохой контакт где то в усилителе, но не так всё просто оказалось. В ходе многочисленных проверок мною не было найдено ни каких проблем в пайке, дорожках или же элементах усилителя. После этого я отдал его знакомому электронщику, спецу как раз по усилкам.
Он так же проблем не нашел.
Пытаюсь его уже оживить более месяца, но пока ни как.
На сегодняшний день картина такая:
1. Если к первому каналу подключен динамик то при механическом ударе по усилителю его “простреливает”. Если усилитель установлен в машине то по нашим чудо дорогам можно проехать максимум пару километров, потом на очередной кочке идет хлопок в 1м канале.
2. Если на 1 и 2 канал подключить мостом динамик, то картина ещё интереснее: после “хлопка” 1го канала 2й канал “залипает в открытом состоянии и если немедленно не отключить питание то выгорает выходной транзистор, причем как правило только PNP. Видимо только он открывается на полную, хотя NPN транзистор тоже греется, но не так как PNP. Видимо резких скачек напряжения с 1го канала так действует на эту сборку.
3. Если подключен динамик ко второму каналу, то ни каких проблем нет.
4. 3 и 4 канал работают без всяких сбоев.
Казалось бы очевидна проблема таится именно в первом канале, но что я там только не делал, результата нет.
На рисунке представлена схема усилителя мощности данного усилителя. По ней видно, что каналы 1 и 2 абсолютно одинаковы.
Список того, что я проделал:
1. Пропаял ВСЕ контакты в усилителе 3 РАЗА!
2. С помощью лупы просмотрел все дорожки, проблем не обнаружил.
3. Заменил все выходные транзисторы 1 и 2 каналов.
4. Пропаял монтажным проводом практически все дорожки в 1м канале, т.е. запараллелил их, что бы исключить обрыв дорожек. Ни какого результата.
5. В местах пайки всех элементов данного каскада с дорожками платы счищал лак и расширял пятно пайки, что бы исключить обрыв дорожек в пятаках пайки.
6. Заменил практически все транзисторы между собой в 1 и 2 канале. Ни чего.
7. Докапался до блока питания и заменил керамические резисторы по 2 Вт в цепи 15В БП на 5 ватные, т.к. они сильно грелись и дорожки имели признаки перегрева. Так же заменил электролитические конденсаторы в этой цепи. Были установлены 85 градусные, я поставил 105 градусные, т.
к. они находятся рядом с резисторами, а они очень сильно греются. Но результата опять нет, хотя если учитывать, что проблема только в одном канале, а они питают все 4 канала, то и маловероятно, что они могли быть причиной.
8. Так же разрывал цепь на входе усилителя мощности, что бы исключить возможность влияния предварительных фильтров и предусилителя. НА картинке выше нарисовал крестиками места разрывов. Тоже ни чего.
9. Плату испытывал как установленную в корпус, так и без него. Дабы исключить коротыша на корпус. Результата нет.
Единственный вариант что у меня остался, это нарушение контакта внутри резисторов или конденсаторов. Их я разумеется все не менял. Но всё идет к этому. Однако я пробовал неоднакратно стучать по отдельности по всем элементам и ни каких ударов нет. Удары происходят именно когда стучишь по плате или же трясешь сильно усилитель в сборе.
Хочу отметить, что в целом качество сборки данного усилка у меня не вызвало нареканий. Все элементы очень хорошо установлены и запаяны.
Так что прошу воздержаться от возгласов в адрес производителя данного усилителя и того места куда можно его деть.
Понимаю что не видя его в живую трудно будет помочь, но может кто нибудь даст еще хоть какой нибудь совет ибо у меня идеи уже кончились .
Должен ли греться усилитель
Автоусилитель vieta pw-4065 4канальный 2 канала на заднии блины 150вт и два канала подключены мостовой схемой на сабвуфер мистери 500 вт.Заметил ,что в течение 2 часов усилитель сильно нагревается.должен ли он нагреваться?
Выходная мощность / на канал (2 Ом)
95 Вт
Выходная мощность / на канал (4 Ом)
65 Вт
Выходная мощность /мост(4Ом)
190 Вт
Диапазон частот
10-30000 Гц
Класс работы
AB
Количество каналов усиления
4
Коэффициент гармонических искажений
0.02 %
Отношение С/Ш
90 дБ
Стабильная работа на нагрузку
2 Ом
Суммарная выходная мощность
4 Ом, 190 Вт х 2
Тип защиты усилителя
От короткого замыкания, По температуре, По току
Частота среза ФВЧ
40-240 Гц
Частота среза ФНЧ
40-240 Гц
Автоусилитель vieta pw-4065 4канальный 2 канала на заднии блины 150вт и два канала подключены мостовой схемой на сабвуфер мистери 500 вт.
Заметил ,что в течение 2 часов усилитель сильно нагревается.должен ли он нагреваться?
Выходная мощность / на канал (2 Ом)
95 Вт
Выходная мощность / на канал (4 Ом)
65 Вт
Выходная мощность /мост(4Ом)
190 Вт
Диапазон частот
10-30000 Гц
Класс работы
AB
Количество каналов усиления
4
Коэффициент гармонических искажений
0.02 %
Отношение С/Ш
90 дБ
Стабильная работа на нагрузку
2 Ом
Суммарная выходная мощность
4 Ом, 190 Вт х 2
Тип защиты усилителя
От короткого замыкания, По температуре, По току
Частота среза ФВЧ
40-240 Гц
Частота среза ФНЧ
40-240 Гц
Статьи, Схемы, Справочники
Большинство аудиолюбителей достаточно категорично и не готово к компромиссам при выборе аппаратуры, справедливо полагая, что воспринимаемый звук обязан быть чистым, сильным и впечатляющим. Как этого добиться?
Поиск данных по Вашему запросу:
Почему греется усилитель в машине
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.Перейти к результатам поиска >>>
Пожалуй, основную роль в решении этого вопроса сыграет выбор усилителя.
Функция
Усилитель отвечает за качество и мощь воспроизведения звука. При этом при покупке стоит обратить внимание на следующие обозначения, знаменующие внедрение высоких технологий в производство аудио — аппаратуры:
Технические характеристики, на которые следует обратить внимание:
- Входная и выходная мощность. Решающее значение имеет номинальный показатель выходной мощности, т.к. краевые значения часто недостоверны.
- Частотный диапазон. Варьируется от 20 до 20000 Гц.
- Коэффициент нелинейных искажений. Здесь все просто — чем меньше, тем лучше. Идеальное значение, согласно мнению экспертов — 0,1%.
- Соотношение сигнала и шума. Современная техника предполагает значение этого показателя свыше 100 дБ, что сводит к минимуму посторонние шумы при прослушивании.
- Демпинг-фактор. Отражает выходное сопротивление усилителя в его соотношении с номинальным сопротивлением нагрузки. Иными словами, достаточный показатель демпинг-фактора (более 100) уменьшает возникновение ненужных вибраций аппаратуры и т.п.
Классификация
Чтобы разобраться во всем многообразии предложений рынка, необходимо различать продукт по различным критериям. Усилители можно классифицировать:
Применение
Выбор усилителя в большей степени обоснован целями, для которых он приобретается. Перечислим основные сферы использования усилителей звуковой частоты:
- В составе домашнего аудиокомплекса. Очевидно, что лучшим выбором является ламповый двухканальный однотакт в классе А, также оптимальный выбор может составить трехканальный класса АВ, где один канал определен для сабвуфера, с функцией Hi — fi.
- Для акустической системы в автомобиле. Наиболее популярны четырехканальные усилители АВ или D класса, в соответствии с финансовыми возможностями покупателя. В автомобилях также востребована функция кроссовер для плавной регулировки частот, позволяющей по мере необходимости срезать частоты в высоком или низком диапазоне.
Добрый день. Смотрел с друзьями Звездные войны, на своём Classe cav-150, гонял его на приличной громкости. Усилок работал часа 4 (решили устроить просмотр нескольких частей :)) ), и к концу просмотра заметил, что он прилично так нагрелся, боковые ребра радиатора были разогреты до состояния “жарка яичницы”. Есть ли вообще требования к допустимой температуре работы и использует ли кто нибудь дополнительные средства для охлаждения? Усилитель стоит в открытой стойке. Все компоненты стоят на своих полках, стойка деревянная.
Ответы
Я наоборот загнал свой за дверцу, чтобы он быстрее выходил в режим. Требования к размещению у вас должны быть в инструкции по эксплуатации, но температурный режим там обычно не пишут (а следовало бы). При открытом размещении угрозы для техники в “стандартных условиях” не будет. Кроме того, наверняка в вашем усилителе есть система защиты от перегрева.
P.S. На мой взгляд, тепловой режим главное соблюдать в момент подбора компонентов.
До 80 °C. То есть уже руку обжечь можно. Выдержит и 120 °C но режим будет нештатный как бы, искажения и неустойчивость. Но ток покоя выставляется на сорока-пятидесяти, к нему и следует стремиться.
Ток покоя я примерно знаю на ощупь ) При нагрузке прилично больше. Попробую нарыть инфракрасный термометр, интересно сколько он объективно покажет. А какое расстояние по хорошему должно быть между полкой и крышкой усилителя?
важно чтобы агрегат продувался, то есть теплый воздух должен свободно от него уходить не застаиваясь, тут много что влияет, еродинамика как никак
Да он же без активного охлаждения. Тут уже естественная циркуляция воздуха. Судя по тому, что крышка гораздо прохладнее боковых радиаторов, и по тому, что транзисторы расположены по стенкам, то вентиляция сверху не так важна.
Вентиляция важна и сверху, ибо тепло все таки вверх идет, можно попробовать разместить агрегат на отдельной стойке, либо на полу .
Спасибо. Поэксперементирую. Да, получается воздух от радиаторов уходит под крышку и получается воздушная прослойка из горячего воздуха. До полки где то 5 см
In terms of providing adequate airspace for cooling, a good rule of thumb is to allow 6 inches above and 3 inches on each side of the unit.
Что значит смотреть фильм на приличной громкости? И какая разница сколько раз его смотреть. Температура жарки яиц, не хочу смотреть, но наверное большая. Почему у хорошей техники такие проблемы. Вопрос ко всем. У меня на бюджетной такого нет и в помине. Буду менять на хорошую, но хочется без таких проблем. Помогите пожалуйста.
Спасибо, отлично выполнили домашнее задание по остроумию. Дерзайте дальше. Купите любой усилитель D класса и радуйтесь жизни.
Кукамба я серьёзно спрашивал. Хотел бы пошутить пошутил. И про усилители разного класса тоже подкован.
Тогда я не понимаю смысл ваших фраз про громкость, количество просмотров и яичницу. Усилок AB класса, греется по моему опыту в зависимости от громкости и времени работы. В фильме пахали все транзисторы. Может ещё зависит от того, что у него мощное питание и он сильноточный. Усилок Нагрелся “очень сильно… руку пару секунд можно держать”, если вас коробит от ассоциативных выражений. Мне не нравится такой перегрев, так как он может негативно повлиять на конденсаторы. На ваш вопрос по поводу техники без перегрева я ответил.
Про громкость, количество просмотров, и про яичницу спрашивал Т.С. Я спрашивал про не допустимый нагрев. И мне, как и вам, он не нравится.
Усилитель мощный, охлаждение радиаторов выходных каскадов-пассивное, следовательно, расстояние от верхней крышки аппарата до полки должно быть не меньше 15-20см и от боковых стенок стойки не менее 5-7см. Эти расстояния жизненно необходимы для нормальной циркуляции воздуха для охлаждения устройства в работе. Кроме того, температура радиаторов усилителя, конечно, зависит от уровня нагрузки усилителя и времени его работы.
Но, как правило, в подобных изделиях есть защита от перегрева, которая в случае выхода усилителя за рамки штатной ситуации,т.е. превышения температурного порога -должна отключать усилитель. Обеспечьте устройству нормальное размещение в стойке с аппаратурой и все будет нормально функционировать и перегрева не произойдет. Кроме того, стесненные условия эксплуатации и повышенный нагрев аппарата во время работы серьезно сокращают расчетный срок эксплуатации усилителя.
Спасибо за развернутый ответ. Стойку под новый ремонт буду более просторную выбирать. Интересно, а сторонние компании не выпускают активное охлаждение или дополнительные радиаторы? Или даже на самых малых оборотах вентиляторов шум будет недопустимым?
Что значит “должно”? ИМХО ставьте под такими утверждениями.
Достаточно сильный нагрев радиаторов подобных усилителей- вполне нормальное явление,т.к. мощность всего устройства очень приличная, усилители работают в классе АВ и приличный нагрев для них норма. Обеспечьте аппарату правильную установку в стойке и внешних куллеров не потребуется. К тому же они могут явиться не только доп. источником звукового шума, но и помех в сети электропитания, пагубно влияющих на качество звучания усилителя.
Нагрев не зависит от того хорошая техника или нет. ..
ТС с чего вы решили, что ваш усилитель перегрелся? Усилители бывают горячими, зависит от того как конструкторы решили вопрос охлаждения. Вы же сами написали, что гоняли на приличной громкости. Кстати, на какой? Померяйте и с цифрами в студию! Помещение у вас большое? Вот если защита сработает, тогда стоит задуматься.
При нагреве периодически издавал звуки, как тихие радиопомехи. И несколько раз в звуке щелчки были. этакий “чпок” ))
Добрый день. Смотрел с друзьями Звездные войны, на своём Classe cav-150, гонял его на приличной громкости. Усилок работал часа 4 (решили устроить просмотр нескольких частей :)) ), и к концу просмотра заметил, что он прилично так нагрелся, боковые ребра радиатора были разогреты до состояния “жарка яичницы”. Есть ли вообще требования к допустимой температуре работы и использует ли кто нибудь дополнительные средства для охлаждения? Усилитель стоит в открытой стойке. Все компоненты стоят на своих полках, стойка деревянная.
Ответы
Я наоборот загнал свой за дверцу, чтобы он быстрее выходил в режим. Требования к размещению у вас должны быть в инструкции по эксплуатации, но температурный режим там обычно не пишут (а следовало бы). При открытом размещении угрозы для техники в “стандартных условиях” не будет. Кроме того, наверняка в вашем усилителе есть система защиты от перегрева.
P.S. На мой взгляд, тепловой режим главное соблюдать в момент подбора компонентов.
До 80 °C. То есть уже руку обжечь можно. Выдержит и 120 °C но режим будет нештатный как бы, искажения и неустойчивость. Но ток покоя выставляется на сорока-пятидесяти, к нему и следует стремиться.
Ток покоя я примерно знаю на ощупь ) При нагрузке прилично больше. Попробую нарыть инфракрасный термометр, интересно сколько он объективно покажет. А какое расстояние по хорошему должно быть между полкой и крышкой усилителя?
важно чтобы агрегат продувался, то есть теплый воздух должен свободно от него уходить не застаиваясь, тут много что влияет, еродинамика как никак
Да он же без активного охлаждения. Тут уже естественная циркуляция воздуха. Судя по тому, что крышка гораздо прохладнее боковых радиаторов, и по тому, что транзисторы расположены по стенкам, то вентиляция сверху не так важна.
Вентиляция важна и сверху, ибо тепло все таки вверх идет, можно попробовать разместить агрегат на отдельной стойке, либо на полу .
Спасибо. Поэксперементирую. Да, получается воздух от радиаторов уходит под крышку и получается воздушная прослойка из горячего воздуха. До полки где то 5 см
In terms of providing adequate airspace for cooling, a good rule of thumb is to allow 6 inches above and 3 inches on each side of the unit.
Что значит смотреть фильм на приличной громкости? И какая разница сколько раз его смотреть. Температура жарки яиц, не хочу смотреть, но наверное большая. Почему у хорошей техники такие проблемы. Вопрос ко всем. У меня на бюджетной такого нет и в помине. Буду менять на хорошую, но хочется без таких проблем. Помогите пожалуйста.
Спасибо, отлично выполнили домашнее задание по остроумию. Дерзайте дальше. Купите любой усилитель D класса и радуйтесь жизни.
Кукамба я серьёзно спрашивал. Хотел бы пошутить пошутил. И про усилители разного класса тоже подкован.
Тогда я не понимаю смысл ваших фраз про громкость, количество просмотров и яичницу. Усилок AB класса, греется по моему опыту в зависимости от громкости и времени работы. В фильме пахали все транзисторы. Может ещё зависит от того, что у него мощное питание и он сильноточный. Усилок Нагрелся “очень сильно… руку пару секунд можно держать”, если вас коробит от ассоциативных выражений. Мне не нравится такой перегрев, так как он может негативно повлиять на конденсаторы. На ваш вопрос по поводу техники без перегрева я ответил.
Про громкость, количество просмотров, и про яичницу спрашивал Т.С. Я спрашивал про не допустимый нагрев. И мне, как и вам, он не нравится.
Усилитель мощный, охлаждение радиаторов выходных каскадов-пассивное, следовательно, расстояние от верхней крышки аппарата до полки должно быть не меньше 15-20см и от боковых стенок стойки не менее 5-7см. Эти расстояния жизненно необходимы для нормальной циркуляции воздуха для охлаждения устройства в работе. Кроме того, температура радиаторов усилителя, конечно, зависит от уровня нагрузки усилителя и времени его работы.
Но, как правило, в подобных изделиях есть защита от перегрева, которая в случае выхода усилителя за рамки штатной ситуации,т.е. превышения температурного порога -должна отключать усилитель. Обеспечьте устройству нормальное размещение в стойке с аппаратурой и все будет нормально функционировать и перегрева не произойдет. Кроме того, стесненные условия эксплуатации и повышенный нагрев аппарата во время работы серьезно сокращают расчетный срок эксплуатации усилителя.
Спасибо за развернутый ответ. Стойку под новый ремонт буду более просторную выбирать. Интересно, а сторонние компании не выпускают активное охлаждение или дополнительные радиаторы? Или даже на самых малых оборотах вентиляторов шум будет недопустимым?
Что значит “должно”? ИМХО ставьте под такими утверждениями.
Достаточно сильный нагрев радиаторов подобных усилителей- вполне нормальное явление,т.к. мощность всего устройства очень приличная, усилители работают в классе АВ и приличный нагрев для них норма. Обеспечьте аппарату правильную установку в стойке и внешних куллеров не потребуется. К тому же они могут явиться не только доп. источником звукового шума, но и помех в сети электропитания, пагубно влияющих на качество звучания усилителя.
Нагрев не зависит от того хорошая техника или нет. ..
ТС с чего вы решили, что ваш усилитель перегрелся? Усилители бывают горячими, зависит от того как конструкторы решили вопрос охлаждения. Вы же сами написали, что гоняли на приличной громкости. Кстати, на какой? Померяйте и с цифрами в студию! Помещение у вас большое? Вот если защита сработает, тогда стоит задуматься.
При нагреве периодически издавал звуки, как тихие радиопомехи. И несколько раз в звуке щелчки были. этакий “чпок” ))
Самые часто встречающиеся неисправности советских усилителей.
В статье я разскажу о самых часто встречающихся неисправностях на примере усилителей которые я ремонтировал. В реальности их гораздо больше. У большинства советских усилителей принципиальные схемы чем то похожи, по этому эта статья поможет и в ремонте других моделей усилителей. Самые распространенные неисправности: высыхают электролитические конденсаторы, выходят из строя регуляторы громкости, баланса, реже переключатели режимов, при перегрузке могут сгореть транзисторы и микросхемы. И так начинаем.
Прежде всего проверяем все напряжения питания
1.Нету звука на выходе :
1.1.Коммутатор входов и предварительный усилитель
Все названия блоков и номера деталей взяты согласно орегинальных схем. Начинаем с проверки где теряется звук, доходит ли до оконечного каскада. Если доходит-этот пункт можете пропустить.
Радиотехника у101с и у7101с
Если звук не доходит до УНЧ-П смотрите плату входов, а конкретней микросхемы DA1,DA2,DA4. А также микросхема в УПЗ-15, но этот вход нужен только для проигрывателя виниловых пластинок. Если звука нету на выходе УНЧ-П в Радиотехнике у101с проверяйте микросхемы DA1,DA2,DA3. В Радиотехнике у7101с проще в УНЧ-П одна микросхема. Микросхемы к157уд2 выходят из строя частенько. Но не спешите приговаривать микросхемы, может вышел из строя регулятор громкости R5 (Радиотехника у7101с) или R18 (Радиотехника у101с). А так же конденсаторы C9,C10,C23,C24 (Радиотехника у101с).
Радиотехника уку-020
Это старенький советский усилитель достаточно надежный, чем то даже лучше чем Радиотехника у101с. В нем могут выйти из строя детали практически только от времени.
В блоке У4 и У5 от времени могут износится контакты в переключателях. В блоке У5 могут быть проблемы с регулятором баланса R5, регулятором громкости R6. Также от времени могут высохнуть конденсаторы C2,C6,C9,C13 в блоке У4 и C7,C8/C13,C14,C33,C34,C39,C40,C41,C42. Если сильно постараться, можно спалить транзисторы T1,T2 и микросхемы Mc1,Mc2 в блоке У5
Амфитон 25у-202с не путайте с Амфитон 002с внешне они одинаковые, а схемы немного отличаются.
В этом усилителе проблем с коммутатором входов проблем не может быть. В предварительном усилителе могут быть проблемы с регулятором громкости R3 и регулятором баланса R33, а так же может выйти из строя конденсатор C12. Если перегрузить вход предварительного усилителя могут выйти из строя транзисторы.
Амфитон у101(а101)
В этом усилителе тоже не может быть проблем с коммутатором входов. В предварительном усилителе могут быть проблемы с регулятором громкости R7 и регулятором баланса R30, а так же может выйти из строя конденсаторы C11,C17.
Это усилите мне достался от нехорошего ремонтника. В усилителе были спалены
еще транзисторы V2,V7.
Идем дальше. Следующий усилитель, который у меня был, Бриг у001с hi-fi.
В блоке УС могут выйти из строя конденсаторы C26,C27. Если перегрузить вход
сгореть могут и транзисторы. В блоке УТ стоит проверить регулятор громкости R4 и регулятор баланса R3, но они практически вечные и не ломаются. Так же могут быть проблемы с транзисторами. Мне с этим усилителем повезло. Я при ремонте отделался мелким испугом.Поменял все электролиты, промыл спиртом регулятор громкости и баланса и усилитель зазвучал.
Вега 10у-120с усилитель эконом класса, но звучит не плохо.
В этом усилителе тоже не может быть проблем с коммутатором входов. В предварительном усилителе могут быть проблемы с регуляторами громкости R25, R26 и с микросхемами DA1,DA2. Проблемы с балансом могут быть если выйдут из строя регуляторы баланса R42,R42 или подстроечные резисторы R35, R36.
Кумир 001с ( Кумир 35у-201с, Пульсар 001с)
Кумир отличается от Пульсара регулятором громкости и трансформатором питания, во всем остальном схемы одинаковые.
Проблем с узлом переключателей не может быть. В предварительном усилителе могут быть проблемы с конденсаторами C4,C6, C12,C14. При перегрузке входа первым сгорит транзистор V1. Проблемы могут быть в узле регулятора громкости и регулятора баланса. В узле коммутации-1 из-за переключателя “ослабление” S2 громкость произвольно может становится тише.
Романтика 15у-120 (Романтика 50у-220)
В принципе с коммутатором входов проблем не может быть. В блоке А4 проблемы могут быть проблемы с регулятором громкости R1, с регулятором баланса R2. Если перегрузить вход могут сгореть транзисторы VT1,VT2. От времени могут высохнуть конденсаторы C9,C10,C19,C20,C23,C24,C31,C32,C33, C34. В блоке А7 может отходить разъем XS1.
1.2.Оконечный каскад
В это пункте разскажу мало. Из все усилителей,что я ремонтировал, у меня было всего три усилителя с сгоревшим оконечным каскадом. Защита в советских усилителях отрабатывает хорошо. В основном в оконечном каскаде проблемы бывают с электролитическими конденсаторами в обратной связи и ремонт сводится обычно к замене электролитических конденсаторов, регулировке тока покоя и баланса нуля. Но были случаи когда неандертальцы убивали усилитель полностью.
Регулировка тока покоя и баланса нуля
При не правильной регулировке тока покоя, а конкретнее при большом, будут греться выходные транзисторы.
Радиотехника у101с (у7101с)
Ток покоя регулируется резистором R12 по напряжению на одном из резисторов R32,R33,R38,R39. Регулировка баланса нуля отсутствует.
Радиотехника уку-020
Ток покоя регулируется резистором R16 по напряжению на одном из резисторов R37,R38. Регулировка баланса нуля отсутствует.
Амфитон 25у-202с
Ток покоя регулируется резистором R21 по напряжению на одном из резисторов R35,R36. Баланс нуля регулируется резистором R5.
Амфитон у101(а101)
Ток покоя регулируется резистором R18 по напряжению на одном из резисторов R32,R33. Баланс нуля регулируется резистором R5.
Вега 10у-120с
Ток покоя регулируется резистором R55,R56. Регулировка баланса нуля отсутствует.
Кумир 001с
Ток покоя регулируется резистором R22 по напряжению на одном из резисторов R47,R48. Баланс нуля регулируется резистором R5.
Романтика 15у-120
Ток покоя регулируется резистором R14 по напряжению на одном из резисторов R23,R24.Регулировка баланса нуля отсутствует.
2.Не исправности блока защиты :
По определению с этим блоком проблем не может быть. На моей практике проблемы с блоком защиты было всего два раза. Первый раз Радиотехника у101с. Проблема была с конденсатором C1 и транзистором VT1. Детали C1,VD1,VT1,R6 отвечают за защиту от постоянного напряжения на выходе. Второй раз Амфитон у101. В этом усилителе предыдущий хозяин волшебным образом спалил полностью блок защиты. Как он это сделал история умалчивает. Больше проблем на моей практике с блоком защиты не было.
3.Неисправности блока питания
С блоком питания обычно проблем не бывает. В основном все цепи защищены предохранителями. Если сгорел предохранитель это не спроста, ищите причину. Не когда не ставте вместо предохранителей жучки, иначе может быть фейерверк. Чаще всего проблемы в блоке питания могут быть с электролитическими конденсаторами. На моей практике проблема с блоком питания была один раз в Радиотехнике у101с. Высохли два электролитических конденсатора, в следствии чего был перекос по питанию. С трансформатором в блоке питания еще не разу не было проблем.
4.Гул в акустической системе
Проблема может быть в блоке питания. А конкретнее если подсели электролитические конденсаторы по питанию. Если питание двухполярное (а оно обычно двухполярное) при выходе из строя в одном или обоих плечах электролитических конденсаторов будет перекос по питанию. Так же стоит проверить регулировку баланса нуля в оконечном каскаде. Как регулировать баланс нуля я писал в пункте 1.2.
Статья не окончена. По мере поступления информации
статья будет дополнятся
Простой автомобильный усилитель
Простой автомобильный усилитель
Представляем простой усилитель для автомобильной магнитолы. С выхода микросхемы ОУ сигнал подан на базы двух германиевых транзисторов различной проводимости фазоинверсного каскада. Эмиттеры транзисторов соединены со средней точкой резисторов R1, R2 делителя питающего напряжения для ограничения токов и защиты всех транзисторов данного канала от перегорания. С коллекторов входных, различные полуволны сигнала попадают на базы выходных транзисторов, закрепленных на общем радиаторе. В эмиттеры выходных транзисторов включены резисторы, ограничивающие токи в цепях выхода и выходных транзисторов. Эти же резисторы ограничивают сквозной ток при установке в схему неисправного транзистора. Переменная составляющая выходного сигнала через конденсатор С4 подводится к динамику. Отрицательная обратная связь по постоянному и переменному напряжению с выхода на инвертирующий вход передается с делителя, подбором R4 выводим режим усилителя на половину питающего напряжения.
Так как усилитель не инвертирует сигнал, надо хорошо экранировать провод, идущий с регулятора громкости и правильно выбрать общую точку соединения корпусов магнитолы и усилителя мощности. Монтаж выполняется в металлической коробке. Выходные транзисторы крепятся па верхнюю изолированную крышку-радиатор, со схемой они соединяются плоским жгутом. Остальной монтаж выполнен на одной стороне платы из двухстороннего стеклотекстолита.
На плате вырезаются или вытравляются несколько прямоугольных участков: прямой и инверсный входы микросхемы, питание микросхемы, питание бортовой сети, выход микросхемы и цепи обратных связей. Соединения между этими участками лучше выполнить деталями, так чтобы изолированные “островки” не нарушали заземленную поверхность оставшейся платы. Микросхема, у которой откушены лишние выводы, устанавливается на одном краю платы, а выходные конденсаторы – на противоположном. Можно по завершении монтажа накрыть микросхему с входными цепями заземленным прямоугольником из фольгированного стеклотекстолита. Выходные транзисторы в пластмассовом корпусе прижимаются к крышке-радиатору, как обычно. Их коллекторные выводы откусываются, а выводы эмиттеров и баз припаиваются к полоске фольгированного стеклотекстолита. Вывод коллекторов осуществляется через винт, крепящий один из транзисторов, либо крепящий полоску стеклотекстолита. При таком способе монтажа невозможно поломать выводы транзисторов или замкнуть их.
Если выполнены подготовительные операции, останется так подобрать предохранитель в цепи питания, чтобы при замыкании выхода усилителя предохранитель перегорал не сразу, а через десятки секунд. Схема защищена от перегрузок и коротких замыканий, но лучше, если магнитофон, работающий без контроля авто водителя, в аварийном случае обесточится. В дальнейшем можно подключать к выходу усилителя какие угодно головки в любом количестве. Молчание будет свидетельствовать о неисправной головке, а снижение громкости – о неправильном соединении. Напомним, всю работу может испортить неверный выбор точек подсоединения нулевого провода к магнитофону и усилителю мощности, либо слишком большая длина этого провода.
Если вы считаете, что усилитель вашей магнитолы дает маловато мощности, то работа значительно упрощается. В самом деле, в схеме есть усилитель с небольшим усилением напряжения амплитуда неискаженного напряжения около 2 В, цепями ООС и недостаточно мощными выходными элементами. Чтобы получить размах выходного напряжения в пределах питающего, необходимо добавить выходной каскад на мощных транзисторах, использовать имеющиеся цепи ООС, при этом подать в последние только примерно третью часть переменного выходного напряжения.
Если выходные транзисторы греются, либо потребляемый в паузе ток завышен, может понадобиться монтаж дополнительных резисторов. Если замыкание Э-Б одного из выходных транзисторов резко снижает ток покоя, значит требуется резистор именно в это плечо. В правильно налаженном усилителе средний потенциал средней точки выхода при изменениях уровня входного сигнала почти не изменяется. Второй важный признак правильной настройки – симметричность ограничения синусоиды при большом уровне сигнала и третий – неискаженность синусоиды при подключенной нагрузке при любых уровнях от 0 до максимального в случае необходимости корректируют.
Монтаж данной схемы простого усилителя уместился внутри имеющегося корпуса магнитолы. Плата из фольгированного стеклотекстолита занимает все пространство за лентопротяжным механизмом и крепится к нижней части корпуса. Выходные транзисторы устанавливаются подальше друг от друга так, чтобы П-образная полоса алюминия и луженой жести, соединяющая их корпуса, захватывала побольше воздуха для охлаждения. Для улучшения теплоотвода лучше применить две таких конструкции, прижатые к различным сторонам металлической части транзисторов. Так как плата крепится к корпусу, монтаж деталей выполнен без сверления отверстий -изогнутые выводы деталей припаиваются к участкам платы.
Понравилась схема – лайкни!
ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УНЧ
Смотреть ещё схемы усилителей
УСИЛИТЕЛИ НА ЛАМПАХ УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ
УСИЛИТЕЛИ НА МИКРОСХЕМАХ СТАТЬИ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ
Как отрегулировать ток покоя в усилителе
Интернет-версия статьи, опубликованной в журнале Радио 2016 №9
Выходной каскад усилителя – весьма нелинейный узел. И снижение его искажений очень хорошо отразится на работе усилителя и на его качестве звучания. Самые низкие искажения выходного каскада будут, конечно же, в классе А. Вот только греться выходные транзисторы при этом будут очень сильно. Чтобы снизить их нагрев обычно снижают напряжения питания. А это повышает искажения полевиков. И, главное, снижает максимальную выходную мощность усилителя. Значит появляется опасность возникновения клиппинга. То есть стремление улучшить звук, приводит к возможности его сильного ухудшения.
Что же делать? А нельзя ли найти такой ток покоя выходных полевых транзисторов, чтобы и искажения были маленькими, и нагрев небольшим?
Известный разработчик звуковой техники Дуглас Селф в книге «Проектирование усилителей мощности звуковой частоты» писал, что для низких искажений ток покоя выходного каскада на биполярных транзисторах должен быть как раз маленьким, выходные транзисторы должны работать в классе В. То есть греться минимально. Однако для выходных полевых транзисторов невозможно теоретически указать оптимальное значение тока покоя, при котором искажения выходных полевых транзисторов были бы минимальны.
Я усомнился в том, что оптимального тока покоя для полевых транзисторов не существует вообще. Какая-то оптимальная величина тока покоя, которую можно рекомендовать устанавливать в УМЗЧ, должна быть. Чтобы и качество высокое, и нагрев небольшой. Поэтому провел экспериментальную проверку влияния тока покоя выходного каскада на его искажения. Для этого я применил такую систему. Собрал высококачественный усилитель с полевыми транзисторами на выходе, по топологии Лина. Для того чтобы легче было измерять величину искажений, глубина общей ООС была уменьшена на 30 дБ. С целью линеаризации каскада усиления напряжения усилителя, вносящего наибольшие искажения, в него была введена местная ООС глубиной 12 дБ. Такая модернизация позволила более четко выделить искажения, вносимые выходным каскадом усилителя.
Цель оптимизации – получить достаточно низкие искажения, вносимые выходным каскадом при сравнительно небольшом токе покоя, а значит и нагреве выходных транзисторов.
С целью всестороннего изучения искажений, вносимых выходным каскадом, измерялись следующие виды искажений такого специализированного усилителя:
– коэффициент интермодуляционных искажений, использующий стандартный метод SMPTE с частотами 60 Гц и 7 кГц и соотношением амплитуд 4:1;
– коэффициент гармоник, нормированный к номеру гармоники k, вычисленный для первых одиннадцати гармоник:
Этот коэффициент используется сравнительно редко. Однако в нем есть необходимость, так как этот коэффициент учитывает не только величину гармоники, но и ее номер. Чем больше номер, тем больше коэффициент. Известно, что чем выше номер гармоники, тем более она заметна и неприятна на слух. В результате нормированный коэффициент гармоник не только вычисляет искажения, он позволяет учесть ширину спектра искажений и хоршо отображает “неприятное звучание” высших гармоник. Этот параметр гораздо сильнее связан с субъективным качеством звучания, чем “обычный” Кг. Но нормированный Кг непривычен – его практически не используют (потому что он более честно показывает искажения, а производители хотят красивых рекламных чисел). Поэтому для сравнения спектров вычислялся коэффициент, который можно назвать «фактор спектра» (ФС):
Фактор спектра показывает ширину спектра искажений. Если в спектре присутствует только вторая гармоника, то ФС=1. Бо’льшие значения ФС соответствуют присутствию в спектре искажений большего числа высших гармоник. На рис. 1 показана зависимость фактора спектра от ширины спектра сигнала (график на рис. 1 построен по результатам проведенных измерений). Здесь показаны только первые одиннадцать гармоник, а вообще реальный спектр искажений при больших значениях фактора спектра содержал гармоники значительной амплитуды вплоть до двадцатой!
Рис. 1. Влияние ширины спектра искажений на величину фактора спектра ФС.
Для измерений использовалась звуковая карта EMU-0404 и последняя версия программы SpectraPLUS. Коэффициенты гармоник и интермодуляционных искажений вычислялись программой по встроенным алгоритмам. Нормированный коэффициент гармоник вычислялся на основе амплитуд гармоник, выдаваемых программой.
Исследовались наиболее популярные мощные комплементарные транзисторы, устанавливаемые в выходной каскад усилителя:
– IRFP240/IRFP9240 фирмы International Rectifier;
– 2SJ201/2SK1530 фирмы Toshiba;
– 2SJ162/2SK1058 фирмы Hitachi.
Во всех случаях измерялись две-три пары однотипных транзисторов. Результаты не усреднялись, но разброс результатов для однотипных транзисторов был несущественным. В пары транзисторы не подбирались.
Измерения производились для двух типов нагрузки: активной, сопротивлением 6 ом и сложной комплексной, имитирующей реальные акустические системы.
Искажения выходных транзисторов на активной нагрузке показаны на рис. 2 – рис. 4.
Рис. 2. Зависимость коэффициента гармоник (THD) от величины тока покоя на активной нагрузке.
Рис. 3. Зависимость коэффициента интермодуляционных искажений (IMD) от величины тока покоя на активной нагрузке.
Рис. 4. Зависимость фактора спектра ФС от величины тока покоя на активной нагрузке.
Хорошо видно, что при увеличении тока покоя величина искажений, вносимых выходным каскадом, снижается. Вместе с искажениями снижается и значение фактора спектра. Это означает, что в спектре искажений снижается содержание гармоник высоких порядков, что положительно сказывается на звучании усилителя, воспринимаемом на слух. При условии, что выходной каскад остается работать в классе АВ, можно легко найти оптимальный ток покоя, при котором искажения невелики и при увеличении тока снижения искажений практически не происходит. Оптимальный ток получается равным 300 мА для транзисторов IR, 200 мА для транзисторов Toshiba и 120 мА для транзисторов Hitachi. Интересно, что последние транзисторы значительно отличаются по величине искажений. Надо сказать, что они отличаются и по работе на постоянном токе, для обеспечения работы этих транзисторов пришлось переделывать цепь смещения усилителя.
Искажения выходных транзисторов при работе на комплексную нагрузку показаны на рис. 5 – рис. 7.
Рис. 5. Зависимость коэффициента гармоник (THD) от величины тока покоя на сложной комплексной нагрузке.
Рис. 6. Зависимость коэффициента интермодуляционных искажений (IMD) от величины тока покоя на сложной комплексной нагрузке.
Рис. 7. Зависимость фактора спектра ФС от величины тока покоя на сложной комплексной нагрузке.
Для комплексной нагрузки также характерно наличие оптимальной величины тока покоя, близкой по значениям к оптимальным величинам тока на активной нагрузке.
Интересно отметить, что при увеличении тока покоя выше оптимального значения, искажения выходного каскада в ряде случаев растут. Вполне возможно, что здесь проявляется влияние изменения крутизны выходного каскада, описанное Д. Селфом.
Важность параметра «фактор спектра» можно продемонстрировать на таком примере. На рис. 5 у транзистора Toshiba величины Кг и IMD при токах покоя 250 мА и 2000 мА практически равны. Из этого можно сделать вывод о том, что выходные транзисторы на этих токах работают совершенно одинаково. Однако значения фактора спектра для этих токов равны ФС(250 мА)=2,6 и ФС(2000 мА)=1,08. И спектры искажений в этих случаях разные. Они близки к спектрам, показанным на рис. 1 черным и синим графиками. Спектр искажений при токе покоя 250 мА содержит как минимум девять гармоник заметной амплитуды, тогда как спектр при токе 2000 мА содержит только вторую и третью гармоники.
Транзисторы разных производителей демонстрируют совершенно разное поведение. Это позволяет сделать вывод о том, что, несмотря на примерно одинаковые основные параметры транзисторов, их свойства сильно различаются. Однотипные транзисторы имеют очень близкие свойства. На рис. 8 показаны характеристики, измеренные на двух разных парах однотипных транзисторов. Различие лежит в пределах погрешности измерений.
Рис. 8. Для разных пар транзисторов результаты одинаковые
Для более полного исследования и исключения случайности полученных результатов был проведен ряд дополнительных измерений. С целью их упрощения измерялся только коэффициент гармоник, который хорошо отражает нелинейность выходных транзисторов. Исследовались транзисторы 2SJ201/2SK1530 фирмы Toshiba. На рис. 9 показана зависимость Кг от тока покоя для различных значений сопротивления активной нагрузки. В целом зависимость сохраняется, и значение оптимального тока покоя можно считать неизменным.
Рис. 9. Зависимость коэффициента гармоник (THD) от величины тока покоя для разных сопротивлений нагрузки Rн.
На рис. 10 показана зависимость Кг от тока покоя на активной нагрузке для различных значений выходного напряжения. Графики пересекаются в одной точке: с одной стороны, чем меньше выходное напряжение, тем выше относительные искажения «ступенька» при малом токе покоя. Поэтому маленькое выходное напряжение дает большие искажения. Это при малом токе покоя. С другой стороны меньшее выходное напряжение создает меньшую нелинейность выходных транзисторов (у полевых транзисторов крутизна зависит от напряжения) и, следовательно, меньшие искажения при достаточно большом токе. И снова графики демонстрируют примерно то же значение оптимального тока покоя.
Рис. 10. Зависимость коэффициента гармоник (THD) от величины тока покоя для разной амплитуды выходного сигнала при Rр=6 ом.
Две последние зависимости коэффициента гармоник от температуры выходных транзисторов и от частоты тестового тона (рис 10 и рис. 11) показывают, что ни один из этих факторов не влияет на поведение транзисторов. Так что полученные результаты (рис. 2 – рис. 7) верны при любых условиях работы усилителя.
Рис. 11. Зависимость коэффициента гармоник (THD) от величины тока покоя для разной температуры транзисторов.
Рис. 12. Зависимость коэффициента гармоник (THD) от величины тока покоя для разной частоты тестового сигнала.
Если сравнить зависимости Кг от тока покоя, то можно заметить, что на всех графиках искажения достигают значения, равного примерно 0,25%, и дальше не уменьшаются. Это происходит потому, что величина искажений выходного каскада достигает и становится меньше величины искажений второго по уровню нелинейности узла усилителя – каскада усиления напряжения, который имеет Кг порядка 0,25%. Однако на правильность выводов данная ситуация не влияет:
1. Ищется не минимум искажений, а оптимум тока покоя. Как только искажения выходного каскада стали меньше, чем каскада усиления напряжения, то оптимум найден – главный вклад в искажения усилителя в целом вносит другой узел, следовательно, выходной каскад в дальнейшем совершенствовании не нуждается.
2. Каскад усиления напряжения дополнительно линеаризован на 12 дБ. Так что если искажения выходного каскада стали меньше чем у линеаризованного усилителя напряжения, то уж наверняка они будут гораздо меньше искажений “обычного”. И их вклад в общие искажения усилителя будет весьма мал.
3. Тот факт, что при дальнейшем увеличении тока покоя сверх оптимального значения с выходным каскадом происходят какие-то изменения, показывает фактор спектра – при дальнейшем увеличении тока покоя спектр искажений сокращается. Возможно, что уменьшается и амплитуда искажений. Так что минимум искажений явно не достигнут, но однозначно достигнут оптимум тока покоя, когда искажения выходного каскада уже достаточно низкие, а нагрев выходных транзисторов небольшой.
В качестве иллюстрации оптимальности полученных значений можно привести результаты применения теории оптимизации к данной задаче. Целевая функция получается следующим образом. Имеются две переменные – ток покоя и коэффициент гармоник. Обе они проявляют свойство: чем меньше значение, тем лучше. Следовательно, переменные следует перемножать и искать минимум целевой функции. Поскольку величина Кг изменяется на порядок, а ток покоя на два порядка, то переменные следует привести к одному масштабу изменения, чтобы переменная, изменяющаяся сильнее, не «перетягивала» на себя результат. Для этого следует из величины тока покоя извлечь квадратный корень, что приведет диапазон ее изменения к диапазону изменения Кг. Таким образом получаем критерий оптимальности:
Результаты показаны на рис. 13, 14, 15. Они полностью согласуется с выводами, сделанными выше.
Рис. 13. Нахождение оптимального тока покоя выходного каскада. Минимум целевой функции соответствует оптимальному значению тока. Транзисторы IRF.
Рис. 13. Нахождение оптимального тока покоя выходного каскада. Минимум целевой функции соответствует оптимальному значению тока. Транзисторы Toshiba.
Рис. 13. Нахождение оптимального тока покоя выходного каскада. Минимум целевой функции соответствует оптимальному значению тока. Транзисторы Hitachi.
1. Искажения, вносимые выходным каскадом УМЗЧ, существенно зависят от тока покоя выходных полевых транзисторов.
2. Наименьшие искажения наблюдаются при работе в классе А, что полностью согласуется с теорией. В классе В искажения существенно выше, чем в классе АВ. С ростом тока покоя искажения в общем случае уменьшаются.
3. Существует оптимальное значение тока покоя, при котором искажения достаточно малы при работе транзисторов в классе АВ. В ряде случаев, при увеличении тока покоя выше оптимального значения, искажения выходного каскада растут.
4. Величина оптимального тока покоя для разных транзисторов лежит в диапазоне 150…300 мА, что намного больше тех значений, которые принято устанавливать в усилителях мощности. Обычно в усилителях устанавливают ток покоя 80…100 мА, а в некоторых промышленных конструкциях даже 40. 60 мА.
5. Кроме амплитуды искажений, от тока покоя зависит и их спектр. При низких значениях тока покоя спектр гармоник значительно расширяется, а гармоники высоких порядков хуже подавляются отрицательной обратной связью. То есть при маленьком токе покоя у нас сразу две беды: большая величина Кг и широктй спектр искажений. Качество звучания наверняка будет невысоким. Спектр оптимального тока покоя содержит небольшое количество высших гармоник, которые эффективно подавляются общей ООС. Да и значение Кг невелико. Поэтому усилитель, ток покоя выходного каскада которого равен оптимальному, должен восприниматься на слух как хорошо звучащий.
6. Для транзисторов IRFP240/IRFP9240 оптимальный ток покоя составляет 300 мА. Для транзисторов 2SJ201/2SK1530 оптимальный ток покоя составляет 200. 250 мА. Для транзисторов 2SJ162/2SK1058 оптимальный ток покоя составляет 120…150 мА.
7. Оптимальный ток покоя зависит только от типа выходных транзисторов. Другие факторы, такие как выходное напряжение или сопротивление нагрузки на его величину практически не влияют.
8. Самыми лучшими показали себя транзисторы 2SJ201/2SK1530 фирмы Toshiba. Транзисторы IRFP240/IRFP9240 фирмы International Rectifier заняли второе место. Они хоть и являются переключательными, тем не менее мало чем уступают транзисторам фирмы Toshiba. Транзисторы 2SJ162/2SK1058 фирмы Hitachi являются заметно нелинейными и не рекомендуются для высококачественного усиления. Оптимум тока покоя для них тоже получается каким-то расплывчатым.
9. При неоптимальном маленьком токе покоя (таком, какой часто устанавливают в усилителях) искажения, вносимые выходным каскадом, в четыре-шесть раз выше (а на слух – с учетом ширины спектра – в шесть-десять раз выше), чем при оптимальном. Поэтому для высококачественного усиления необходимо задавать ток покоя выходного каскада равным оптимальному.
Интернет-версия статьи, опубликованной в журнале Радио 2016 №9
Выходной каскад усилителя – весьма нелинейный узел. И снижение его искажений очень хорошо отразится на работе усилителя и на его качестве звучания. Самые низкие искажения выходного каскада будут, конечно же, в классе А. Вот только греться выходные транзисторы при этом будут очень сильно. Чтобы снизить их нагрев обычно снижают напряжения питания. А это повышает искажения полевиков. И, главное, снижает максимальную выходную мощность усилителя. Значит появляется опасность возникновения клиппинга. То есть стремление улучшить звук, приводит к возможности его сильного ухудшения.
Что же делать? А нельзя ли найти такой ток покоя выходных полевых транзисторов, чтобы и искажения были маленькими, и нагрев небольшим?
Известный разработчик звуковой техники Дуглас Селф в книге «Проектирование усилителей мощности звуковой частоты» писал, что для низких искажений ток покоя выходного каскада на биполярных транзисторах должен быть как раз маленьким, выходные транзисторы должны работать в классе В. То есть греться минимально. Однако для выходных полевых транзисторов невозможно теоретически указать оптимальное значение тока покоя, при котором искажения выходных полевых транзисторов были бы минимальны.
Я усомнился в том, что оптимального тока покоя для полевых транзисторов не существует вообще. Какая-то оптимальная величина тока покоя, которую можно рекомендовать устанавливать в УМЗЧ, должна быть. Чтобы и качество высокое, и нагрев небольшой. Поэтому провел экспериментальную проверку влияния тока покоя выходного каскада на его искажения. Для этого я применил такую систему. Собрал высококачественный усилитель с полевыми транзисторами на выходе, по топологии Лина. Для того чтобы легче было измерять величину искажений, глубина общей ООС была уменьшена на 30 дБ. С целью линеаризации каскада усиления напряжения усилителя, вносящего наибольшие искажения, в него была введена местная ООС глубиной 12 дБ. Такая модернизация позволила более четко выделить искажения, вносимые выходным каскадом усилителя.
Цель оптимизации – получить достаточно низкие искажения, вносимые выходным каскадом при сравнительно небольшом токе покоя, а значит и нагреве выходных транзисторов.
С целью всестороннего изучения искажений, вносимых выходным каскадом, измерялись следующие виды искажений такого специализированного усилителя:
– коэффициент интермодуляционных искажений, использующий стандартный метод SMPTE с частотами 60 Гц и 7 кГц и соотношением амплитуд 4:1;
– коэффициент гармоник, нормированный к номеру гармоники k, вычисленный для первых одиннадцати гармоник:
Этот коэффициент используется сравнительно редко. Однако в нем есть необходимость, так как этот коэффициент учитывает не только величину гармоники, но и ее номер. Чем больше номер, тем больше коэффициент. Известно, что чем выше номер гармоники, тем более она заметна и неприятна на слух. В результате нормированный коэффициент гармоник не только вычисляет искажения, он позволяет учесть ширину спектра искажений и хоршо отображает “неприятное звучание” высших гармоник. Этот параметр гораздо сильнее связан с субъективным качеством звучания, чем “обычный” Кг. Но нормированный Кг непривычен – его практически не используют (потому что он более честно показывает искажения, а производители хотят красивых рекламных чисел). Поэтому для сравнения спектров вычислялся коэффициент, который можно назвать «фактор спектра» (ФС):
Фактор спектра показывает ширину спектра искажений. Если в спектре присутствует только вторая гармоника, то ФС=1. Бо’льшие значения ФС соответствуют присутствию в спектре искажений большего числа высших гармоник. На рис. 1 показана зависимость фактора спектра от ширины спектра сигнала (график на рис. 1 построен по результатам проведенных измерений). Здесь показаны только первые одиннадцать гармоник, а вообще реальный спектр искажений при больших значениях фактора спектра содержал гармоники значительной амплитуды вплоть до двадцатой!
Рис. 1. Влияние ширины спектра искажений на величину фактора спектра ФС.
Для измерений использовалась звуковая карта EMU-0404 и последняя версия программы SpectraPLUS. Коэффициенты гармоник и интермодуляционных искажений вычислялись программой по встроенным алгоритмам. Нормированный коэффициент гармоник вычислялся на основе амплитуд гармоник, выдаваемых программой.
Исследовались наиболее популярные мощные комплементарные транзисторы, устанавливаемые в выходной каскад усилителя:
– IRFP240/IRFP9240 фирмы International Rectifier;
– 2SJ201/2SK1530 фирмы Toshiba;
– 2SJ162/2SK1058 фирмы Hitachi.
Во всех случаях измерялись две-три пары однотипных транзисторов. Результаты не усреднялись, но разброс результатов для однотипных транзисторов был несущественным. В пары транзисторы не подбирались.
Измерения производились для двух типов нагрузки: активной, сопротивлением 6 ом и сложной комплексной, имитирующей реальные акустические системы.
Искажения выходных транзисторов на активной нагрузке показаны на рис. 2 – рис. 4.
Рис. 2. Зависимость коэффициента гармоник (THD) от величины тока покоя на активной нагрузке.
Рис. 3. Зависимость коэффициента интермодуляционных искажений (IMD) от величины тока покоя на активной нагрузке.
Рис. 4. Зависимость фактора спектра ФС от величины тока покоя на активной нагрузке.
Хорошо видно, что при увеличении тока покоя величина искажений, вносимых выходным каскадом, снижается. Вместе с искажениями снижается и значение фактора спектра. Это означает, что в спектре искажений снижается содержание гармоник высоких порядков, что положительно сказывается на звучании усилителя, воспринимаемом на слух. При условии, что выходной каскад остается работать в классе АВ, можно легко найти оптимальный ток покоя, при котором искажения невелики и при увеличении тока снижения искажений практически не происходит. Оптимальный ток получается равным 300 мА для транзисторов IR, 200 мА для транзисторов Toshiba и 120 мА для транзисторов Hitachi. Интересно, что последние транзисторы значительно отличаются по величине искажений. Надо сказать, что они отличаются и по работе на постоянном токе, для обеспечения работы этих транзисторов пришлось переделывать цепь смещения усилителя.
Искажения выходных транзисторов при работе на комплексную нагрузку показаны на рис. 5 – рис. 7.
Рис. 5. Зависимость коэффициента гармоник (THD) от величины тока покоя на сложной комплексной нагрузке.
Рис. 6. Зависимость коэффициента интермодуляционных искажений (IMD) от величины тока покоя на сложной комплексной нагрузке.
Рис. 7. Зависимость фактора спектра ФС от величины тока покоя на сложной комплексной нагрузке.
Для комплексной нагрузки также характерно наличие оптимальной величины тока покоя, близкой по значениям к оптимальным величинам тока на активной нагрузке.
Интересно отметить, что при увеличении тока покоя выше оптимального значения, искажения выходного каскада в ряде случаев растут. Вполне возможно, что здесь проявляется влияние изменения крутизны выходного каскада, описанное Д. Селфом.
Важность параметра «фактор спектра» можно продемонстрировать на таком примере. На рис. 5 у транзистора Toshiba величины Кг и IMD при токах покоя 250 мА и 2000 мА практически равны. Из этого можно сделать вывод о том, что выходные транзисторы на этих токах работают совершенно одинаково. Однако значения фактора спектра для этих токов равны ФС(250 мА)=2,6 и ФС(2000 мА)=1,08. И спектры искажений в этих случаях разные. Они близки к спектрам, показанным на рис. 1 черным и синим графиками. Спектр искажений при токе покоя 250 мА содержит как минимум девять гармоник заметной амплитуды, тогда как спектр при токе 2000 мА содержит только вторую и третью гармоники.
Транзисторы разных производителей демонстрируют совершенно разное поведение. Это позволяет сделать вывод о том, что, несмотря на примерно одинаковые основные параметры транзисторов, их свойства сильно различаются. Однотипные транзисторы имеют очень близкие свойства. На рис. 8 показаны характеристики, измеренные на двух разных парах однотипных транзисторов. Различие лежит в пределах погрешности измерений.
Рис. 8. Для разных пар транзисторов результаты одинаковые
Для более полного исследования и исключения случайности полученных результатов был проведен ряд дополнительных измерений. С целью их упрощения измерялся только коэффициент гармоник, который хорошо отражает нелинейность выходных транзисторов. Исследовались транзисторы 2SJ201/2SK1530 фирмы Toshiba. На рис. 9 показана зависимость Кг от тока покоя для различных значений сопротивления активной нагрузки. В целом зависимость сохраняется, и значение оптимального тока покоя можно считать неизменным.
Рис. 9. Зависимость коэффициента гармоник (THD) от величины тока покоя для разных сопротивлений нагрузки Rн.
На рис. 10 показана зависимость Кг от тока покоя на активной нагрузке для различных значений выходного напряжения. Графики пересекаются в одной точке: с одной стороны, чем меньше выходное напряжение, тем выше относительные искажения «ступенька» при малом токе покоя. Поэтому маленькое выходное напряжение дает большие искажения. Это при малом токе покоя. С другой стороны меньшее выходное напряжение создает меньшую нелинейность выходных транзисторов (у полевых транзисторов крутизна зависит от напряжения) и, следовательно, меньшие искажения при достаточно большом токе. И снова графики демонстрируют примерно то же значение оптимального тока покоя.
Рис. 10. Зависимость коэффициента гармоник (THD) от величины тока покоя для разной амплитуды выходного сигнала при Rр=6 ом.
Две последние зависимости коэффициента гармоник от температуры выходных транзисторов и от частоты тестового тона (рис 10 и рис. 11) показывают, что ни один из этих факторов не влияет на поведение транзисторов. Так что полученные результаты (рис. 2 – рис. 7) верны при любых условиях работы усилителя.
Рис. 11. Зависимость коэффициента гармоник (THD) от величины тока покоя для разной температуры транзисторов.
Рис. 12. Зависимость коэффициента гармоник (THD) от величины тока покоя для разной частоты тестового сигнала.
Если сравнить зависимости Кг от тока покоя, то можно заметить, что на всех графиках искажения достигают значения, равного примерно 0,25%, и дальше не уменьшаются. Это происходит потому, что величина искажений выходного каскада достигает и становится меньше величины искажений второго по уровню нелинейности узла усилителя – каскада усиления напряжения, который имеет Кг порядка 0,25%. Однако на правильность выводов данная ситуация не влияет:
1. Ищется не минимум искажений, а оптимум тока покоя. Как только искажения выходного каскада стали меньше, чем каскада усиления напряжения, то оптимум найден – главный вклад в искажения усилителя в целом вносит другой узел, следовательно, выходной каскад в дальнейшем совершенствовании не нуждается.
2. Каскад усиления напряжения дополнительно линеаризован на 12 дБ. Так что если искажения выходного каскада стали меньше чем у линеаризованного усилителя напряжения, то уж наверняка они будут гораздо меньше искажений “обычного”. И их вклад в общие искажения усилителя будет весьма мал.
3. Тот факт, что при дальнейшем увеличении тока покоя сверх оптимального значения с выходным каскадом происходят какие-то изменения, показывает фактор спектра – при дальнейшем увеличении тока покоя спектр искажений сокращается. Возможно, что уменьшается и амплитуда искажений. Так что минимум искажений явно не достигнут, но однозначно достигнут оптимум тока покоя, когда искажения выходного каскада уже достаточно низкие, а нагрев выходных транзисторов небольшой.
В качестве иллюстрации оптимальности полученных значений можно привести результаты применения теории оптимизации к данной задаче. Целевая функция получается следующим образом. Имеются две переменные – ток покоя и коэффициент гармоник. Обе они проявляют свойство: чем меньше значение, тем лучше. Следовательно, переменные следует перемножать и искать минимум целевой функции. Поскольку величина Кг изменяется на порядок, а ток покоя на два порядка, то переменные следует привести к одному масштабу изменения, чтобы переменная, изменяющаяся сильнее, не «перетягивала» на себя результат. Для этого следует из величины тока покоя извлечь квадратный корень, что приведет диапазон ее изменения к диапазону изменения Кг. Таким образом получаем критерий оптимальности:
Результаты показаны на рис. 13, 14, 15. Они полностью согласуется с выводами, сделанными выше.
Рис. 13. Нахождение оптимального тока покоя выходного каскада. Минимум целевой функции соответствует оптимальному значению тока. Транзисторы IRF.
Рис. 13. Нахождение оптимального тока покоя выходного каскада. Минимум целевой функции соответствует оптимальному значению тока. Транзисторы Toshiba.
Рис. 13. Нахождение оптимального тока покоя выходного каскада. Минимум целевой функции соответствует оптимальному значению тока. Транзисторы Hitachi.
1. Искажения, вносимые выходным каскадом УМЗЧ, существенно зависят от тока покоя выходных полевых транзисторов.
2. Наименьшие искажения наблюдаются при работе в классе А, что полностью согласуется с теорией. В классе В искажения существенно выше, чем в классе АВ. С ростом тока покоя искажения в общем случае уменьшаются.
3. Существует оптимальное значение тока покоя, при котором искажения достаточно малы при работе транзисторов в классе АВ. В ряде случаев, при увеличении тока покоя выше оптимального значения, искажения выходного каскада растут.
4. Величина оптимального тока покоя для разных транзисторов лежит в диапазоне 150…300 мА, что намного больше тех значений, которые принято устанавливать в усилителях мощности. Обычно в усилителях устанавливают ток покоя 80…100 мА, а в некоторых промышленных конструкциях даже 40. 60 мА.
5. Кроме амплитуды искажений, от тока покоя зависит и их спектр. При низких значениях тока покоя спектр гармоник значительно расширяется, а гармоники высоких порядков хуже подавляются отрицательной обратной связью. То есть при маленьком токе покоя у нас сразу две беды: большая величина Кг и широктй спектр искажений. Качество звучания наверняка будет невысоким. Спектр оптимального тока покоя содержит небольшое количество высших гармоник, которые эффективно подавляются общей ООС. Да и значение Кг невелико. Поэтому усилитель, ток покоя выходного каскада которого равен оптимальному, должен восприниматься на слух как хорошо звучащий.
6. Для транзисторов IRFP240/IRFP9240 оптимальный ток покоя составляет 300 мА. Для транзисторов 2SJ201/2SK1530 оптимальный ток покоя составляет 200. 250 мА. Для транзисторов 2SJ162/2SK1058 оптимальный ток покоя составляет 120…150 мА.
7. Оптимальный ток покоя зависит только от типа выходных транзисторов. Другие факторы, такие как выходное напряжение или сопротивление нагрузки на его величину практически не влияют.
8. Самыми лучшими показали себя транзисторы 2SJ201/2SK1530 фирмы Toshiba. Транзисторы IRFP240/IRFP9240 фирмы International Rectifier заняли второе место. Они хоть и являются переключательными, тем не менее мало чем уступают транзисторам фирмы Toshiba. Транзисторы 2SJ162/2SK1058 фирмы Hitachi являются заметно нелинейными и не рекомендуются для высококачественного усиления. Оптимум тока покоя для них тоже получается каким-то расплывчатым.
9. При неоптимальном маленьком токе покоя (таком, какой часто устанавливают в усилителях) искажения, вносимые выходным каскадом, в четыре-шесть раз выше (а на слух – с учетом ширины спектра – в шесть-десять раз выше), чем при оптимальном. Поэтому для высококачественного усиления необходимо задавать ток покоя выходного каскада равным оптимальному.
Чем отличаются усилители D-класса от усилителей АВ-класса
Чем отличаются усилители D-класса от усилителей АВ-класса?
Все наверняка слышали о том, что усилители могут работать в классах А, АВ или, скажем, в классе D. Но, как показывает практика, далеко не все знают о том, что кроется под этими обозначениями. Сейчас мы вам расскажем, что это такое, и постараемся сделать выводы – какой усилитель и в каких случаях подойдёт вашей аудиосистеме лучше всего.
Как работают усилители?
Для начала нужно понимать, как вообще работает любой усилитель. Возможно, вы удивитесь, но на самом деле он… ничего не усиливает. Принцип его работы больше похож на работу обычного водопроводного крана – вы крутите ручку, и вода льётся то сильнее, то слабее, то не льётся совсем.
В усилителях всё происходит точно так же – ток от мощного блока питания пропускается через подключенный к усилителю динамик. Роль “крана” выполняют выходные транзисторы, а управляет их открытием и закрытием сигнал, который поступает на усилитель с головного устройства. И вот то, каким образом работает этот “кран” (выходные транзисторы), как раз и определяет класс усилителя.
Как работают усилители АВ-класса?
Очевидно, что хороший усилитель должен работать без искажений. Иными словами, выходной сигнал своей формой должен в точности повторять входной. Но ничего идеального, к сожалению, не бывает, в том числе и электронных компонентов.
Например, транзисторы имеют свойство – они открываются и закрываются не совсем пропорционально входному сигналу. Иными словами, их работа нелинейна. Это как если вы будете поворачивать ручку крана, вода сначала будет течь слабо, а потом в какой-то момент напор вдруг резко усилится.
По причине такой нелинейности транзисторы в усилителях АВ-класса обычно приходится держать приоткрытыми даже когда сигнала нет. Это нужно, чтобы при появлении даже малейшего сигнала они вступали в работу сразу же, а не ждали, когда сигнал достигнет какого-то уровня. Так усилитель будет работать с минимальными искажениями, и это, казалось бы, решает проблему.
На деле же это означает, что какая-то часть полезной энергии будет тратиться усилителем впустую. Просто представьте, что вы приоткроете все краны у себя в доме, и через каждый них постоянно будет течь струйка воды.
Но и полностью открытыми транзисторы тоже никогда не бывают. Если это происходит, то это означает, что выходной сигнал достиг своего максимума, и дальше усилитель начнёт его просто ограничивать (клиппировать).
В итоге получается, что потери полезной энергии в усилителях АВ-класса будут всегда, а КПД – далёк от идеальных 100%. На практике их эффективность обычно лежит в пределах от 40% до 70%. Невысокий КПД – это и есть главный недостаток усилителей АВ-класса.
Как работают усилители D-класса
Основной принцип работы D-класса абсолютно тот же, что и у АВ-класса – у таких усилителей тоже есть выходные транзисторы, которые умеют открываться или закрываться, регулируя ток через подключенные к ним динамики. Только управляет их открытием сигнал, который своей формой очень далёк от входного.
Сигнал, который пришёл на усилитель от головного устройства, непрерывен, но его амплитуда постоянно меняется. На входе усилителя D-класса он преобразуется в импульсный – амплитуда постоянная, но зато сигнал прерывается. Длительности импульсов и пауз между ними меняются пропорционально входному сигналу. Например, выше амплитуда входного сигнала – импульсы длиннее, ниже амплитуда – импульсы короче.
Именно такой сигнал и подаётся на выходные транзисторы. И очевидно, что в этом случае они будут работать совершенно по-другому – либо полностью открываться, либо полностью закрываться, без промежуточных вариантов. Это означает, что потери на ненужный нагрев будут минимальными, а значит, КПД усилителя D-класса может вплотную приближаться к идеалу в 100%.
Разумеется, подавать такой прерывающийся сигнал сразу же на акустические системы ещё рано, перед этим его нужно “вернуть” в обычную форму. Это делается с помощью специальных элементов – выходного дросселя (катушки индуктивности) и конденсатора. После них на выходе и получается усиленный сигнал, своей формой повторяющий входной. Вот он и идёт на динамики.
Главное достоинство усилителей D-класса – высокий КПД, а значит, и более экономное расходование энергии блока питания. При прочих равных усилители D-класса мощнее и компактнее, чем традиционные усилители.
Какой усилитель лучше – D-класса или АВ-класса?
Долгое время считалось, что для подключения акустических систем нужно выбирать усилители АВ-класса, потому что им не нужны большие мощности, и у них меньше искажений. Это было связано с тем, что в усилителях D-класса входной сигнал обычно преобразовывался в импульсный с невысокой частотой, и в итоге они хорошо работали лишь в сабвуферном диапазоне.
Сегодня технологии шагнули далеко вперёд, появились мощные быстродействующие транзисторы, которые умеют переключаться (открываться и закрываться) практически мгновенно. На рынке появилось немало широкополосных усилителей D-класса. Широкополосные – это такие усилители D-класса, которые рассчитаны на использование не только с сабвуферами, но и с акустическими системами. Для тех случаев, когда большая мощность не нужна, такие усилители можно сделать чрезвычайно компактными.
Как выбрать усилитель?
Если позволяет место, для подключения акустических систем вы можете смело выбрать усилитель АВ-класса. Схемотехника таких усилителей за долгие годы хорошо отработана, они имеют высокое качество звучания и, в случае неисправности, их можно легко отремонтировать в ближайшей мастерской.
Когда место для инсталляции усилителя сильно ограничено, обратите внимание на широкополосные модели D-класса. При той же мощности, что и у моделей АВ-класса они намного компактнее, в большинстве своём меньше греются, и их можно установить даже скрытно, с минимальными вмешательствами в штатные элементы автомобиля.
Для подключения сабвуферов больше преимуществ имеют усилители D-класса. Бас – это самый “энергозатратный” частотный диапазон, а потому КПД усилителя может иметь решающее значение. А этом у D-класса конкурентов нет.
Усилитель– Почему транзисторы одного канала в усилителе мощности становятся намного горячее, чем транзисторы другого?
(Контекст: у меня нет опыта в e.e., но я становлюсь лучше в базовой работе на скамейке). Я ремонтирую / перепишу немецкую интегрированную стереосистему начала 70-х. Выходная секция усилителя мощности имеет четыре больших радиатора для своих транзисторов, по два каждого из которых соответствуют левому и правому стереоканалам. Через очень короткий промежуток времени, даже пару минут, раковины левого канала становятся очень горячими на ощупь, а правый канал остается холодным.
Аудиовыход правильный и ожидаемый, типичный радиосигнал или дополнительный музыкальный сигнал усилен в стерео. Звук на обоих каналах выходит из динамиков совершенно нормально. Асимметрию нагрева заметил только случайно.
Я не знаю, нужно ли решать эту проблему, но высокая температура в этой области, вероятно, несколько сократит срок службы новых заглушек левого канала.
Я хотел бы понять, если (1) это указывает на проблему и (2) что это может объяснить? Могут ли эти силовые транзисторы изнашиваться с возрастом неравномерно? Могло ли что-то еще, что их кормит, вести себя странно? (Я заменил на этой плате все электролитические элементы и пару сомнительно выглядящих пленочных заглушек, чего бы это ни стоило.)
Любые идеи или теории / указатели / помощь очень приветствуются. У меня есть настольный осциллограф, и я могу измерять сигналы начальным способом, если это полезно, но я не уверен, что я буду искать в этом случае, поскольку результат кажется нормальным.
Стоит отметить, что разница в тепле сохраняется в течение длительного времени – правый канал со временем (час?) Становится ощутимо немного теплым на ощупь, но левый канал очень быстро становится горячим и остается таким. (Это также верно, если левый динамик даже не подключен, fwiw)
Фотография платы и изображение схемы этой платы ниже.Левый канал – это левая половина платы и две левые секции радиатора.
Схема. Вход от предусилителя слева, выход на динамики справа. Левый канал – это верхняя половина диаграммы. T708 (и, может быть, T709? Может, T705?), Похоже, очень горячие транзисторы.
Усилители: усилитель мощности
RMS (среднеквадратичное значение). Синусоидальная волна похожа на звуковую волну, которая постоянно изменяется от 0 до максимума. Это похоже на вождение автомобиля и постоянную остановку на красный свет.Следовательно, пиковая скорость транспортного средства должна быть больше, чем у другого транспортного средства, которое не останавливается на светофоре и проезжает такое же расстояние за одно и то же время. RMS – это переменный ток (переменный ток), эквивалентный постоянному току, как результирующая мощность для выработки того же количества тепла. Точная формула основана на квадратном корне из 2. √2 = 1,414 или 1 / √2 = 0,707.
Сопротивление R такое же, как Ом Ом (постоянное превышение частоты). Импеданс – это сопротивление, которое изменяется с частотой.Звуковая катушка динамика изменяет сопротивление с частотой 8 Ом или 4 Ом, измеренной при 400 Гц.
Большие выходные транзисторы прикручены к радиатору. Выходные транзисторы обеспечивают ток от шин питания V для управления динамиком. Выходные транзисторы не увеличивают размер музыкального сигнала. Максимальная мощность, доступная для привода динамика, зависит от напряжения и тока на шинах питания. Средний профессиональный усилитель высокой мощности будет иметь шину + – 75 В.Редко когда напряжение питания превышает + – 100 В.
Современная маркетинговая тенденция многих отечественных усилителей заключается в том, чтобы указывать измерители выходной мощности, не имеющие технического значения. Небольшой компьютерный динамик мощностью 3 Вт с внутренним усилителем можно продать за 1000 Вт. Только проверив или взглянув на принципиальную схему, можно узнать мощность усилителя.
Напряжение питания в среднем 50 Вт на канал домашнего усилителя будет около 30 В. Есть 2 шины питания + 30В и -30В.Это правильно указано как + – 30 В. Разница между питающими шинами 60В. Динамик подключается одним транзистором к одной шине питания за раз. Максимальное напряжение на динамик не может превышать 30 В. Это + 30В или -30В в любой момент времени.
Пик синусоидальной волны всегда немного меньше напряжения шины, но мы начнем с пика синусоидальной волны, который совпадает с напряжением шины. Поскольку синусоидальная волна постоянно изменяется, (от нуля до максимума) необходимо рассчитать среднеквадратичное значение напряжения или мощности за 1 секунду.Он рассчитывается на основе измерения пика синусоидальной волны. Пиковое значение 30 В x 0,707 = 21,21 В RMS (20 В RMS приблизительно с потерями).
Мощностьватт может быть напрямую рассчитана из выходного среднеквадратичного напряжения и значения R на громкоговорителе как V² / R. Сопротивление динамика 8R, 8 Ом. 20 В x 20 В / 8R = 50 Вт.
Ограничение Если аудиосигнал подается на шину питания, то динамик удерживается под напряжением 30 В в течение более длительного периода времени. Чем больше синусоида направлена на отсечение, тем больше она будет менять форму в сторону прямоугольной волны.Формула среднеквадратичного значения (пик V x 0,707) для синусоидальной волны больше не применяется, потому что напряжение в динамике останется на уровне 30 В с прямым переключением между + 30 В или -30 В, в зависимости от частоты. 30 В x 30 В / 8R = 112 Вт (примерно 100 Вт). Теперь мы видим, что мощность динамика может быть увеличена вдвое, просто приведя усилитель в режим экстремального ограничения или перегрузки. Многие гитаристы используют свои усилители с ограниченным искажением 100% времени. Гитарные усилители имеют многокаскадные предусилители с высоким коэффициентом усиления, чтобы выходной сигнал можно было легко ограничить.Теперь искаженный гитарный звук остается на постоянном уровне и описывается как «сустейн».
Рассеивание тепла Многие усилители имеют недостаточный радиатор или охлаждение вентилятором. Это может произойти из-за неправильных расчетов, но в основном из-за дороговизны радиатора. Почти все выходные транзисторы выходят из строя из-за перегрева. Тепло – враг транзисторов. Никакой твердотельный усилитель не требует прогрева. Чем они холоднее, тем лучше они будут работать и тем надежнее будут.Многие аудиофилы считают, что усилители в тепле звучат волшебно. Наука не имеет значения для фанатичных верующих.
Рисунок выше представляет собой упрощенный пример, показывающий тепло транзистора, генерируемое в одной половине синусоидальной волны. Сопротивление между коллектором и эмиттером меняется с разомкнутой цепи на короткое замыкание. На полпути (в один момент времени) сопротивление между коллектором и эмиттером равно сопротивлению динамика. Следовательно, 28 Вт рассеивается в динамике, а 28 Вт рассеивается в транзисторе (в один момент времени).Когда синусоидальная волна достигает шины 30 В, транзистор замыкается. Подобно выключателю в закрытом положении, поэтому через транзистор не рассеивается тепло.
В половине точки транзистор рассеивает максимальное количество тепла. На полной мощности транзистор рассеивает меньше тепла. Когда усилитель находится в состоянии ограничения, транзистор рассеивает очень мало тепла. Однако этот расчет упрощен до мгновенных моментов времени, чтобы дать простые примеры.Реальные расчеты среднеквадратичного значения выполняются за 1 секунду и требуют формулы закона Ома.
КПД усилителя С помощью закона Ома мы можем рассчитать среднеквадратичную мощность в динамике. Затем мы можем посчитать, сколько мощности забирает блок питания. Разница между мощностью динамика и питанием от шины – это мощность, теряемая в радиаторе. В приведенном ниже описании показаны 2 динамика по 8R, подключенные параллельно = 4R. 50 Вт на каждый динамик 8R, это то же самое, что 100 Вт на один динамик 4R, а 4R используется в этом описании для получения 100 Вт.Использование 100 Вт в качестве полной мощности легче описать% эффективности.
Среднеквадратичное значение 20 В – это максимальный уровень перед тем, как пик синусоидальной волны ограничит подачу напряжения 30 В. 20 / 4R = 5 ампер тока в динамик. 20 В x 5 А = 100 Вт. 5А подается от источника 30 В (через транзистор) на динамик 4R. 5А х 30В = 150Вт. 50 Вт тепла отводится транзистором в радиатор. Следовательно, на полной мощности усилитель имеет КПД примерно от 65% до 70%.
Твердотельные усилители класса B с КПД 70% характеризуются как КПД 70% при полной мощности.В академическом тексте пик синусоидальной волны 20 В составляет 28 В (а не 30 В). 5 А x 28 В = 140 Вт, что дает расчетный КПД 70%. Выходные транзисторы не могут снизить до абсолютного 0R на пике синусоидальной волны, позволяя динамику достигать шины 30 В. На пике синусоидальной волны в выходном транзисторе имеется небольшое остаточное сопротивление. Пик синусоидальной волны может достигать примерно 2–6 В относительно шины питания 30 В. Это ограничение приводит к потере еще около 4%.При меньшей мощности КПД снижается. При мощности 1/2 усилитель имеет КПД примерно 50%, при мощности 1/4 КПД составляет примерно 30%.
График справа показывает, что тепло, отводимое в радиатор от выходных транзисторов, остается (приблизительно) постоянным в диапазоне от 1/4 мощности до полной мощности. Максимальное тепло создается примерно при 1/2 мощности.
% КПД между мощностью динамика и мощностью, теряемой в виде тепла в транзисторе, изменяется от 50% до 70%. Однако наиболее важно понимать, что тепло, передаваемое в радиатор выходными транзисторами, остается примерно постоянным в диапазоне от 1/4 мощности до полной мощности.sound.whsites.net/amp-efficiency
Какой бы ни была полная мощность усилителя, примерно 1/3 этой мощности преобразуется в тепло выходными транзисторами. Эта 1/3 полной мощности в виде тепла, поступающего в радиатор, остается примерно постоянной в диапазоне от 1/4 мощности до полной мощности. Только когда мощность динамика падает ниже 1/4 полной мощности, тепло, отдаваемое радиатору, начинает уменьшаться.
Почему некоторые усилители в тепле звучат лучше?
Если есть проверяемая слышимая разница между горячим и холодным в усилителе, значит, имеется неисправность, которая может или не может повлиять на надежность усилителя.Это может быть из-за неисправности схемы, неисправности компонента или неисправности соединения. Также внутренние параметры всех твердотельных устройств (транзисторов и полевых транзисторов) изменяются с температурой. Типичным примером является ток смещения покоя через выходные транзисторы, который часто увеличивается при повышении рабочей температуры.
Небольшой сервотранзистор смещения иногда прикрепляют болтами к радиатору между выходными транзисторами, как показано на левом рисунке выше. Во многих усилителях радиатор слишком мал, и температура может подняться на 20-40 градусов выше окружающей среды, прежде чем появится достаточная разница температур с окружающим воздухом для достижения стабильного рассеивания.Сервотранзистор смещения может быть откалиброван для обеспечения правильного тока покоя через выходные транзисторы (чтобы гарантировать отсутствие перекрестных искажений) только тогда, когда температура радиатора поднялась до, к сожалению, более высокого, но стабильного уровня. Эти проблемы также могут быть результатом сокращения производственных затрат, когда дополнительная прибыль может быть использована для продвижения усилителя, который необходимо разогреть, прежде чем он будет работать правильно.
Нагрузка динамика Выходная мощность
В капиталистическом обществе написание больших цифр перед Уоттсом в маркетинговых брошюрах приводит к большей прибыли.Усилители могут продаваться как 1 000 Вт или 1 000 000 Вт. Реальная выходная мощность (Вт) усилителя является результатом максимального напряжения и ампер, доступных на шинах питания и импедансе динамика R. Надежность усилителя в основном зависит от качества и количества выходных транзисторов, регулировки источника питания и размер радиатора. Увеличение количества выходных транзисторов распределяет ток (в амперах) между ними и обеспечивает лучшее рассеивание тепла в радиаторе.
Усилитель, продаваемый как 200 Вт, может или не может выдавать 200 Вт на динамик 8R. Он может выдавать только 50 Вт на один динамик 8R. Однако он может выдавать 200 Вт на 2R, что равнозначно 4 x 8R динамикам, подключенным параллельно = 2R.
При питании от шины + – 30 В максимальная выходная мощность составляет 20 В (среднеквадратичное значение). Сопротивление выходных транзисторов во включенном состоянии ограничивает то, насколько близко пик синусоидальной волны может попасть к питанию шины 30 В. На рисунке ниже показана разница в 2 В.Во многих усилителях разница V между пиком звуковой волны и питающей шиной V может быть намного больше. В приведенном ниже примере предполагается, что питание шины + – 30 В не изменяется от 0 до полной мощности.
Существует предел того, какой ток A (Ампера) 1 пара выходных транзисторов может проводить и отводить тепло в радиатор. Параллельное соединение двух динамиков 8R = 4R и может привести к перегреву 1 пары выходных транзисторов и их выходу из строя. Если усилитель должен управлять нагрузкой 4R или 2R путем параллельного подключения множества динамиков 8R, то необходимо параллельно подключить большее количество выходных транзисторов, чтобы обеспечить больший ток (в Амперах), что приведет к отводу большего количества тепла в радиатор.Также радиатор должен быть большего размера.
1 динамик 8R = 8R 20 В RMS x 2,5 A = 50 Вт
2 динамика x 8R = 4R, 20 В RMS x 5A = 100 Вт
3 динамика 8R = 2,6R 20 В RMS x 7,5 A = 150 Вт
4 динамика x 8R = 2R, 20 В RMS x 10 А = 200 Вт
В воображаемом совершенном усилителе шина питания + – V оставалась бы постоянной (под нагрузкой) при полной мощности. Сопротивление выходных транзисторов во включенном состоянии будет равным 0R, а пик синусоидальной волны достигнет шины питания + – V.В реальном усилителе напряжение на шинах питания будет примерно + – 35 В при нулевой мощности (0 нагрузка) и упасть до + – 30 В при полной мощности (под нагрузкой). Это называется «дерегулированием источника питания». Поэтому для расчета максимальной мощности важно измерить шину питания + – V на полной мощности (под нагрузкой).
45 В RMS на 8R = 250 Вт. Пик синусоидальной волны 45 В составляет 64 В. Типичный усилитель с питанием от шины + -75 В упадет до + -67 В (с нагрузкой 8R). При параллельном подключении 2 динамиков 8R (4R) питание шины + – 75 В упадет до + – 62 В.Из-за более высокого тока (ампер) транзистор на сопротивлении теперь будет иметь большее напряжение на нем (примерно 6 В), что приведет к уменьшению пика синусоидальной волны до 56 В. Суммарная мощность в 4R составляет 400 Вт. Таким образом, мощность каждого динамика 8R теперь составляет 200 Вт.
© 2008-2016 Ленард Аудио. Все права защищены во всем мире.
ODEP (защита от эмуляции выходного устройства)
ODEP – это система управления температурой, которая безопасно позволяет усилителю производить больше мощности, чем эквивалентный усилитель с обычным ограничением VI.
Концепция ODEP
Наиболее важными компонентами усилителя мощности являются транзисторы в выходном каскаде, которые подают высокое напряжение и ток в нагрузку. ODEP – это форма защиты, обеспечивающая длительную безопасную работу этих ключевых транзисторов. В усилителе мощности выходной каскад является основным источником тепла внутри корпуса, а нагрев является реальной проблемой во время работы.
Рассеивание тепла
Тепло генерируется в центре микросхемы выходных транзисторов, в том, что называется кристаллом.Кристалл – это область соединения реальных полупроводниковых материалов. Тепло, выделяемое кристаллом, передается непосредственно на металлический корпус транзисторов; затем от корпуса к радиатору; затем от радиатора в атмосферу. На рисунке 1 показано «покомпонентное изображение» выходного транзисторного устройства на радиаторе. Он также показывает электрический эквивалент как установившегося (модель постоянного тока), так и динамического (модель переменного тока) условий.
Рисунок 1: Моделирование радиатора
Heat vs.Время
Номинальная мощность усилителя обычно основана на его максимальной продолжительной выходной мощности.
Имея это в виду, помните, что тепло, производимое в выходном устройстве, должно передаваться через кристалл к границе корпуса, через корпус, через корпус к границе радиатора и рассеиваться в радиаторе и, наконец, из него.
Если транзистор видит непрерывную форму волны, он в конечном итоге достигнет устойчивого состояния, когда термодатчик на радиаторе будет определять температуру, представляющую фактическую температуру транзистора.Но часто формы сигналов, которые необходимо усилить, или нагрузка на усилитель непостоянны. Это вызовет мгновенное нагревание усилителя, на которое традиционный датчик не сможет реагировать.
Точно так же, как только радиатор нагревается, транзистор не может обрабатывать столько энергии, потому что его условия окружающей среды уже близки к его тепловым пределам. Снижение допустимой мощности на один градус повышения температуры называется термическим снижением номинальных характеристик.Поскольку термовыключатель не может обнаруживать динамику нестационарных тестовых сигналов и их влияние на фактические транзисторы (процесс теплопередачи занимает много времени), он не может эффективно реагировать на опасные тепловые условия.
Обычная тепловая защита
Что касается тепловой защиты, большинство других производителей используют термодатчики, установленные на радиаторах. Когда радиатор становится достаточно горячим, датчик отключает усилитель. Эффект для пользователя потенциально катастрофичен: полная потеря мощности усилителя.Как описано выше, основной термовыключатель также менее эффективен как средство защиты.
Тепловая защита AE Techron
Рисунок 2: Упрощенная блок-схема ODEP
ODEP – это, по сути, аналоговый компьютер, который вычисляет температуру кристалла транзистора. Он измеряет выходное напряжение и ток, объединяя их для расчета выходной мощности. Также контролируется температура радиатора. Информация о температуре учитывается для определения степени термического снижения.Аналоговые схемы измеряют скорость изменения температуры. Информация о мощности и температуре используется для построения модели процесса теплопередачи, хранения истории работы и, в конечном итоге, для определения фактической температуры на кристалле устройств. На рисунке 2 показана упрощенная блок-схема системы ODEP.
Если схема ODEP определяет, что тестовый сигнал может вызвать опасное тепловое состояние в усилителе, она ограничит выходную мощность усилителя в достаточной степени, чтобы предотвратить повреждение.ODEP не отключает усилитель, хотя в чрезвычайно тяжелых условиях он может почти полностью ограничить выходную мощность усилителя, чтобы предотвратить повреждение. ODEP обеспечивает постоянную защиту усилителя. *
Crown International (бывшая материнская компания AE Techron) владеет патентом на ODEP, и AE Techron – единственный производитель промышленных усилителей, использующий схемы этого типа для расчета реальных тепловых условий.
* Если условия тестирования не позволяют изменить выход усилителя, усилители AE Techron 7000 можно настроить на переход в режим ожидания в случае кратковременного события ODEP.
Усилитель мощностью 400 Вт, показывающий расположение выходных транзисторов и мощность …
Контекст 1
… Применение с принудительным воздушным охлаждением усилителя радиочастотного (ВЧ) сигнала (рис. 2) было изучено в рамках совместного проекта между Университетом Нового Южного Уэльса и BAE Systems Australia Limited. Усилитель обеспечивает выходную мощность до 440 Вт и содержит четыре выходных транзистора высокой мощности (Philips BLW96), каждый из которых рассеивает по 130 Вт на радиатор (длина 300 мм, ширина 220 мм, высота 70 мм), занимая при этом габариты корпуса…
Контекст 2
… экспериментально полученные результаты PIV сравниваются с численными результатами CFD. Используя упрощенную двухмерную модель радиатора, выходных транзисторов и силовых трансформаторов, показанную на рисунке 2, детальные карты потоков были получены экспериментально для различных компоновок компонентов. На рис. 6а показано минимальное возмущение потока, вызванное одним транзисторным модулем (высотой 10 мм и длиной 22 мм), размещенным на полпути по длине радиатора….
Контекст 3
… подвергается большему количеству точек выборки. Конечная цель BUA – использовать полученную базу данных CFD для разработки быстрого и простого в использовании кода проектирования [11], который позволит разработчикам быстро определять влияние размещения компонентов на температуру ключевых устройств. Однако на момент написания описанный выше проект JSME еще не завершен, и вопрос производительности CFD-анализа в настоящее время остается. Распространение тепла и сопротивление тепловому контакту По мере того, как электронные системы становятся более компактными, становится все меньше и меньше места для размещения радиаторов и вентиляторов рядом с теплоотводящими компонентами.Ключевой проблемой, обозначенной в технологической дорожной карте Национальной инициативы по производству электроники (NEMI) [13], является необходимость найти улучшенные способы передачи тепла от внешней поверхности корпуса источника тепла к удаленному радиатору. Махаджан [14] также предлагает целостный подход к проектированию системы, который фокусируется не только на оптимизации теплообменников и производительности вентиляторов, но и на снижении теплового сопротивления на стыках компонентов (например, от корпуса к теплораспределителю) и внутри теплораспределителя. (Инжир.1). В предложении Махаджана теплораспределитель показан как тепловая труба, соединяющая источник тепла с удаленным стоком, однако в литературе описаны различные формы теплораспределителя [15, 16]. В приложениях, связанных с рассеиванием очень высоких тепловых потоков, размер основания радиатора часто намного больше, чем площадь основания корпуса [16, 17]. В таких случаях горячие точки возникают на основании радиатора, что снижает эффективность охлаждения. Такие методы, как использование материала с высокой проводимостью [17, 18] или тепловых трубок [16] в качестве теплораспределителей, были использованы для получения более равномерного нагрева по основанию радиатора.Горячие точки также могут возникать на уровне кристалла и, как было показано, являются ограничивающим фактором надежности компонентов [14]. Поэтому необходимо также учитывать распространение тепла на уровне компонентов. Поскольку текущие исследования снижают тепловое сопротивление теплообменников, вклад теплового сопротивления границы раздела в общий тепловой баланс становится все более значительным [19]. Это отражено в недавнем притоке исследований по характеристике контактного сопротивления [20-22], а также по характеристикам и испытаниям различных типов интерфейсных материалов [19, 23, 24].Проблема, вызывающая всеобщую озабоченность, – это потенциальный источник ошибок при применении опубликованных производителем данных по термическому сопротивлению данной конструкции упаковки для оценки температуры устройства. Общее термическое сопротивление границы раздела является функцией ряда параметров, включая контактное давление, метод зажима, шероховатость и плоскостность поверхности. Оно складывается из объемного сопротивления самого материала интерфейса и сопротивления между материалом интерфейса и каждой из контактных поверхностей.Таким образом, он сильно зависит от приложения, и проектировщики тепловых сетей должны проявлять осторожность при применении опубликованных данных к конкретным системам. По возможности следует проводить эксперименты с использованием реальных компонентов системы для проверки значений теплового сопротивления, которые будут использоваться при анализе проектирования системы. Усовершенствованные концепции охлаждения По мере приближения тепловых потоков устройств к 100 Вт / см 2 отраслевые дорожные карты [2, 13] предсказывают, что для удовлетворения требований к охлаждению, особенно в высокопроизводительных электронных системах, потребуются рентабельные и надежные передовые методы охлаждения.В литературе описаны микроканалы с жидкостным охлаждением, улучшенные поверхности с жидкостным охлаждением и компактные двухфазные термосифоны [25, 26], а также различные термоэлектрические и холодильные системы [1]. Также сообщалось о внедрении жидкостного охлаждения в коммерческие портативные ПК [27]. Однако в секторе рынка «цена-качество», который включает ноутбуки, настольные компьютеры и телекоммуникации, рынок традиционно опасается решений жидкостного охлаждения из-за предполагаемых проблем с надежностью и стоимостью [1].В результате в ближайшем будущем воздушное охлаждение будет по-прежнему широко использоваться в компактных электронных системах. Поскольку уровни рассеиваемой мощности продолжают расти, на проектировщиков тепловых систем возлагается больше ответственности за оптимизацию конструкции радиаторов с воздушным охлаждением. Для достижения этой цели инженер-теплотехник имеет в своем распоряжении ряд мощных инструментов проектирования. Некоторые из них, включая анализ CFD и экспериментальное моделирование, обсуждались ранее. Однако доступно гораздо больше, и их необходимо учитывать при попытке получить подробное представление о тепловых условиях в компактных электронных системах.В следующих разделах представлено тематическое исследование, чтобы проиллюстрировать многогранное исследование тепловых условий в существующем усилителе большой мощности с воздушным охлаждением. Благодаря использованию широкого диапазона аналитических методов было достигнуто значительное снижение температуры перехода устройств. Применение принудительного воздушного охлаждения усилителя радиочастотного сигнала (рис. 2) было изучено в рамках совместного проекта Университета Нового Южного Уэльса и BAE Systems Australia Limited. Усилитель обеспечивает выходную мощность до 440 Вт и содержит четыре выходных транзистора высокой мощности (Philips BLW96), каждый из которых рассеивает по 130 Вт на радиатор (длина 300 мм, ширина 220 мм, высота 70 мм), занимая площадь корпуса в 1 штуку.96см 2. Термопаста наносится на каждый компонент на границе раздела теплоотвода, чтобы минимизировать тепловое сопротивление раздела, а теплоотвод охлаждается потоками воздуха с температурой окружающей среды около 100 л / с. При работе в удаленных местах в Австралии возможна температура окружающего воздуха до 50 ° C с предварительно нагретым охлаждающим воздухом на входе в некоторые радиаторы, достигающим 60 ° C. Типичная площадка передатчика в региональной Австралии состоит из большого массива эти усилители. Из-за повышенных требований к надежности и непомерно высокой стоимости замены или модернизации существующей электрической конструкции (введенной в эксплуатацию в начале 1990-х годов) тепловые условия в этих передатчиках теперь вызывают больший интерес.Там, где они доступны, данные об отказах для текущих или предыдущих систем проектного уровня дают представление о режимах отказов и помогают сфокусировать дальнейший анализ проекта. Это может значительно повысить продуктивность проектных исследований CFD за счет выявления компонентов, которые оказывают наибольшее влияние на тепловые условия и надежность системы. В случае усилителя, описанного в разделе 2, были проанализированы записи о техническом обслуживании за репрезентативный период в 44 месяца. Данные показали, что почти 75% отказов на уровне компонентов были связаны с одним или несколькими выходными транзисторами высокой мощности, показанными на рисунке 2 [17].Этот коэффициент отказов был значительно выше, чем у всех других компонентов, и подтвердил, что последующий анализ должен быть сосредоточен на причинах отказа этих транзисторов. Дальнейший анализ был использован для поиска тенденций в положении вышедших из строя усилителей в более крупных сборочных узлах на площадке передатчика. Здесь группы из четырех усилителей базового уровня (400 Вт) механически и электрически объединены в более крупные усилители мощностью 1,6 кВт (рис. 3). Охлаждающий воздух с температурой окружающей среды закачивается в основание 1.Блок 6кВт и выходы наверху. Таким образом, усилители в верхних положениях («а» и «с») получают предварительно нагретый охлаждающий воздух. Было показано, что это важный фактор: около 59% всех отказов происходит в положениях «а» и «с», что свидетельствует о зависимости интенсивности отказов от температуры охлаждающего воздуха на входе. В этом случае анализ отказов на месте помог упростить процесс проектирования за счет определения режима отказа на уровне первичного компонента и возможной связи между интенсивностью отказов и температурой охлаждающего воздуха.Из-за ограничений существующих кодов CFD для точного прогнозирования тепловых условий и условий потока в многокомпонентных печатных платах [7, 8], роль экспериментального моделирования в тепловом проектировании остается значительной. Одним из инструментов, который стал популярным для ненавязчивого измерения температуры, является инфракрасное изображение [28, 29]. На рисунке 4 показано такое изображение печатной платы усилителя мощностью 400 Вт при полной электрической нагрузке. Поле обзора простирается по ширине печатной платы, показывая все четыре выходных транзистора (температура поверхности приблизительно 80 ° C) и четыре соседние группы резисторов (температура поверхности 154 ° C).Для точных измерений температуры требуется детальное знание коэффициента излучения поверхности. Однако этот метод также полезен в качестве предварительной меры для выявления горячих точек, где можно проводить дальнейшие детальные эксперименты с использованием альтернативных методов измерения для точного определения температуры перехода. В этом случае лабораторные эксперименты с использованием термопар, размещенных внутри медных монтажных фланцев (рис. 5), показали, что температура перехода транзистора достигла установленного производителем максимума 200 o C [30], когда температура воздуха на входе в радиатор достигла 60 o C. С.Это важно, учитывая, что экстремальные температуры окружающей среды на месте означают, что усилители регулярно работают в этих условиях. Постоянная потребность в проверке результатов CFD на эталонные данные также гарантирует, что экспериментальные исследования будут и дальше широко использоваться в термическом анализе. Чтобы гарантировать применение соответствующих граничных условий в исследованиях CFD, необходимо упростить сложные системы, такие как усилитель мощностью 1,6 кВт. Построив специальную аэродинамическую трубу с размерами воздуховода, аналогичными 1.Размер корпуса 6 кВт и использование постоянного тока. источник питания для независимого управления четырьмя выходными транзисторами на одном усилителе мощностью 400 Вт, характеристики теплоотвода были точно определены с использованием корреляции теплового сопротивления и числа Рейнольдса [17]. Упростив систему таким образом, можно было бы легче получить экспериментальные значения температуры и профиля скорости входящего воздуха, а также уровни рассеиваемой мощности транзисторов для использования в качестве граничных условий в анализе CFD. Это также позволило сравнить текущие характеристики радиатора с результатами, приведенными в литературе…
Контекст 4
… например, использование материала с высокой проводимостью [17, 18] или тепловых трубок [16] в качестве теплораспределителей, было использовано для получения более равномерного нагрева по основанию радиатора. Горячие точки также могут возникать на уровне кристалла и, как было показано, являются ограничивающим фактором надежности компонентов [14]. Поэтому необходимо также учитывать распространение тепла на уровне компонентов. Поскольку текущие исследования снижают тепловое сопротивление теплообменников, вклад теплового сопротивления границы раздела в общий тепловой баланс становится все более значительным [19].Это отражено в недавнем притоке исследований по характеристике контактного сопротивления [20-22], а также по характеристикам и испытаниям различных типов интерфейсных материалов [19, 23, 24]. Проблема, вызывающая всеобщую озабоченность, – это потенциальный источник ошибок при применении опубликованных производителем данных по термическому сопротивлению данной конструкции упаковки для оценки температуры устройства. Общее термическое сопротивление границы раздела является функцией ряда параметров, включая контактное давление, метод зажима, шероховатость и плоскостность поверхности.Оно складывается из объемного сопротивления самого материала интерфейса и сопротивления между материалом интерфейса и каждой из контактных поверхностей. Таким образом, он сильно зависит от приложения, и проектировщики тепловых сетей должны проявлять осторожность при применении опубликованных данных к конкретным системам. По возможности следует проводить эксперименты с использованием реальных компонентов системы для проверки значений теплового сопротивления, которые будут использоваться при анализе проектирования системы. Усовершенствованные концепции охлаждения По мере приближения тепловых потоков устройств к 100 Вт / см 2 отраслевые дорожные карты [2, 13] предсказывают, что для удовлетворения требований к охлаждению, особенно в высокопроизводительных электронных системах, потребуются рентабельные и надежные передовые методы охлаждения.В литературе описаны микроканалы с жидкостным охлаждением, улучшенные поверхности с жидкостным охлаждением и компактные двухфазные термосифоны [25, 26], а также различные термоэлектрические и холодильные системы [1]. Также сообщалось о внедрении жидкостного охлаждения в коммерческие портативные ПК [27]. Однако в секторе рынка «цена-качество», который включает ноутбуки, настольные компьютеры и телекоммуникации, рынок традиционно опасается решений жидкостного охлаждения из-за предполагаемых проблем с надежностью и стоимостью [1].В результате в ближайшем будущем воздушное охлаждение будет по-прежнему широко использоваться в компактных электронных системах. Поскольку уровни рассеиваемой мощности продолжают расти, на проектировщиков тепловых систем возлагается больше ответственности за оптимизацию конструкции радиаторов с воздушным охлаждением. Для достижения этой цели инженер-теплотехник имеет в своем распоряжении ряд мощных инструментов проектирования. Некоторые из них, включая анализ CFD и экспериментальное моделирование, обсуждались ранее. Однако доступно гораздо больше, и их необходимо учитывать при попытке получить подробное представление о тепловых условиях в компактных электронных системах.В следующих разделах представлено тематическое исследование, чтобы проиллюстрировать многогранное исследование тепловых условий в существующем усилителе большой мощности с воздушным охлаждением. Благодаря использованию широкого диапазона аналитических методов было достигнуто значительное снижение температуры перехода устройств. Применение принудительного воздушного охлаждения усилителя радиочастотного сигнала (рис. 2) было изучено в рамках совместного проекта Университета Нового Южного Уэльса и BAE Systems Australia Limited. Усилитель обеспечивает выходную мощность до 440 Вт и содержит четыре выходных транзистора высокой мощности (Philips BLW96), каждый из которых рассеивает по 130 Вт на радиатор (длина 300 мм, ширина 220 мм, высота 70 мм), занимая площадь корпуса в 1 штуку.96см 2. Термопаста наносится на каждый компонент на границе раздела теплоотвода, чтобы минимизировать тепловое сопротивление раздела, а теплоотвод охлаждается потоками воздуха с температурой окружающей среды около 100 л / с. При работе в удаленных местах в Австралии возможна температура окружающего воздуха до 50 ° C с предварительно нагретым охлаждающим воздухом на входе в некоторые радиаторы, достигающим 60 ° C. Типичная площадка передатчика в региональной Австралии состоит из большого массива эти усилители. Из-за повышенных требований к надежности и непомерно высокой стоимости замены или модернизации существующей электрической конструкции (введенной в эксплуатацию в начале 1990-х годов) тепловые условия в этих передатчиках теперь вызывают больший интерес.Там, где они доступны, данные об отказах для текущих или предыдущих систем проектного уровня дают представление о режимах отказов и помогают сфокусировать дальнейший анализ проекта. Это может значительно повысить продуктивность проектных исследований CFD за счет выявления компонентов, которые оказывают наибольшее влияние на тепловые условия и надежность системы. В случае усилителя, описанного в разделе 2, были проанализированы записи о техническом обслуживании за репрезентативный период в 44 месяца. Данные показали, что почти 75% отказов на уровне компонентов были связаны с одним или несколькими выходными транзисторами высокой мощности, показанными на рисунке 2 [17].Этот коэффициент отказов был значительно выше, чем у всех других компонентов, и подтвердил, что последующий анализ должен быть сосредоточен на причинах отказа этих транзисторов. Дальнейший анализ был использован для поиска тенденций в положении вышедших из строя усилителей в более крупных сборочных узлах на площадке передатчика. Здесь группы из четырех усилителей базового уровня (400 Вт) механически и электрически объединены в более крупные усилители мощностью 1,6 кВт (рис. 3). Охлаждающий воздух с температурой окружающей среды закачивается в основание 1.Блок 6кВт и выходы наверху. Таким образом, усилители в верхних положениях («а» и «с») получают предварительно нагретый охлаждающий воздух. Было показано, что это важный фактор: около 59% всех отказов происходит в положениях «а» и «с», что свидетельствует о зависимости интенсивности отказов от температуры охлаждающего воздуха на входе. В этом случае анализ отказов на месте помог упростить процесс проектирования за счет определения режима отказа на уровне первичного компонента и возможной связи между интенсивностью отказов и температурой охлаждающего воздуха.Из-за ограничений существующих кодов CFD для точного прогнозирования тепловых условий и условий потока в многокомпонентных печатных платах [7, 8], роль экспериментального моделирования в тепловом проектировании остается значительной. Одним из инструментов, который стал популярным для ненавязчивого измерения температуры, является инфракрасное изображение [28, 29]. На рисунке 4 показано такое изображение печатной платы усилителя мощностью 400 Вт при полной электрической нагрузке. Поле обзора простирается по ширине печатной платы, показывая все четыре выходных транзистора (температура поверхности приблизительно 80 ° C) и четыре соседние группы резисторов (температура поверхности 154 ° C).Для точных измерений температуры требуется детальное знание коэффициента излучения поверхности. Однако этот метод также полезен в качестве предварительной меры для выявления горячих точек, где можно проводить дальнейшие детальные эксперименты с использованием альтернативных методов измерения для точного определения температуры перехода. В этом случае лабораторные эксперименты с использованием термопар, размещенных внутри медных монтажных фланцев (рис. 5), показали, что температура перехода транзистора достигла установленного производителем максимума 200 o C [30], когда температура воздуха на входе в радиатор достигла 60 o C. С.Это важно, учитывая, что экстремальные температуры окружающей среды на месте означают, что усилители регулярно работают в этих условиях. Постоянная потребность в проверке результатов CFD на эталонные данные также гарантирует, что экспериментальные исследования будут и дальше широко использоваться в термическом анализе. Чтобы гарантировать применение соответствующих граничных условий в исследованиях CFD, необходимо упростить сложные системы, такие как усилитель мощностью 1,6 кВт. Построив специальную аэродинамическую трубу с размерами воздуховода, аналогичными 1.Размер корпуса 6 кВт и использование постоянного тока. источник питания для независимого управления четырьмя выходными транзисторами на одном усилителе мощностью 400 Вт, характеристики теплоотвода были точно определены с использованием корреляции теплового сопротивления и числа Рейнольдса [17]. Упростив систему таким образом, можно было бы легче получить экспериментальные значения температуры и профиля скорости входящего воздуха, а также уровни рассеиваемой мощности транзисторов для использования в качестве граничных условий в анализе CFD. Это также позволило сравнить текущую производительность радиатора с результатами других исследователей.Необходимость оценки термического сопротивления материалов с термоинтерфейсом (ТИМ) на месте обсуждалась ранее и широко освещается в литературе [19-24]. Используя термопары, помещенные во фланцы транзисторов и опоры радиаторов (рис. 5), наряду с измеренными уровнями мощности было проверено тепловое сопротивление ряда имеющихся в продаже материалов [23]. Результаты показали, что общий рейтинг производительности TIM был аналогичным при использовании опубликованных или экспериментальных данных из этого исследования.Однако абсолютные значения сопротивления интерфейса значительно (на 37%) отличаются от данных, предоставленных производителем. Наиболее многообещающим аспектом этой работы было падение температуры транзисторного перехода на 20 o C, которое было реализовано за счет использования высокопроизводительного TIM в сочетании с тщательной подготовкой контактных поверхностей из меди и алюминия для обеспечения приемлемой плоскостности и шероховатости поверхности. лазерный луч и камера CCD делают два соответствующих изображения. Статистически отслеживая смещение частиц в потоке и зная разделение во времени между двумя последовательными изображениями, можно рассчитать векторы скорости потока в плоском массиве дискретных точек в поле потока.Таким образом, этот метод предоставляет полезный инструмент не только для понимания поведения потока, но и как средство проверки результатов моделирования CFD. PIV был использован для лучшего понимания влияния размещения компонентов на поток воздуха через основные теплоотводящие компоненты усилителя мощностью 400 Вт (рис. 6). Здесь экспериментально полученные результаты PIV сравниваются с численными результатами CFD. Использование …
Контекст 5
… последующий анализ должен быть сосредоточен на причинах отказа этих транзисторов.Дальнейший анализ был использован для поиска тенденций в положении вышедших из строя усилителей в более крупных сборочных узлах на площадке передатчика. Здесь группы из четырех усилителей базового уровня (400 Вт) механически и электрически объединены в более крупные усилители мощностью 1,6 кВт (рис. 3). Охлаждающий воздух с температурой окружающей среды закачивается в основание блока мощностью 1,6 кВт и выходит через верх. Таким образом, усилители в верхних положениях («а» и «с») получают предварительно нагретый охлаждающий воздух. Было показано, что это важный фактор: около 59% всех отказов происходит в положениях «а» и «с», что свидетельствует о зависимости интенсивности отказов от температуры охлаждающего воздуха на входе.В этом случае анализ отказов на месте помог упростить процесс проектирования за счет определения режима отказа на уровне первичного компонента и возможной связи между интенсивностью отказов и температурой охлаждающего воздуха. Из-за ограничений существующих кодов CFD для точного прогнозирования тепловых условий и условий потока в многокомпонентных печатных платах [7, 8], роль экспериментального моделирования в тепловом проектировании остается значительной. Одним из инструментов, который стал популярным для ненавязчивого измерения температуры, является инфракрасное изображение [28, 29].На рисунке 4 показано такое изображение печатной платы усилителя мощностью 400 Вт при полной электрической нагрузке. Поле обзора простирается по ширине печатной платы, показывая все четыре выходных транзистора (температура поверхности приблизительно 80 ° C) и четыре соседние группы резисторов (температура поверхности 154 ° C). Для точных измерений температуры требуется детальное знание коэффициента излучения поверхности. Однако этот метод также полезен в качестве предварительной меры для выявления горячих точек, где можно проводить дальнейшие детальные эксперименты с использованием альтернативных методов измерения для точного определения температуры перехода.В этом случае лабораторные эксперименты с термопарами, помещенными внутри медных монтажных фланцев (рис. 5), показали, что температура перехода транзистора достигла расчетного максимума производителя 200 o C [30], когда температура воздуха на входе в радиатор достигала 60 o C. Это важно, учитывая, что экстремальные температуры окружающей среды на месте означают, что усилители регулярно работают в этих условиях. Постоянная потребность в проверке результатов CFD на эталонные данные также гарантирует, что экспериментальные исследования будут и дальше широко использоваться в термическом анализе.Чтобы гарантировать применение соответствующих граничных условий в исследованиях CFD, необходимо упростить сложные системы, такие как усилитель мощностью 1,6 кВт. Построив специальную аэродинамическую трубу с размерами воздуховода, аналогичными размеру корпуса 1,6 кВт, и используя источник постоянного тока источник питания для независимого управления четырьмя выходными транзисторами на одном усилителе мощностью 400 Вт, характеристики теплоотвода были точно определены с использованием корреляции теплового сопротивления и числа Рейнольдса [17]. Упростив систему таким образом, можно было бы легче получить экспериментальные значения температуры и профиля скорости входящего воздуха, а также уровни рассеиваемой мощности транзисторов для использования в качестве граничных условий в анализе CFD.Это также позволило сравнить текущую производительность радиатора с результатами других исследователей. Необходимость оценки термического сопротивления материалов с термоинтерфейсом (ТИМ) на месте обсуждалась ранее и широко освещается в литературе [19-24]. Используя термопары, помещенные во фланцы транзисторов и опоры радиаторов (рис. 5), наряду с измеренными уровнями мощности было проверено тепловое сопротивление ряда имеющихся в продаже материалов [23]. Результаты показали, что общий рейтинг производительности TIM был аналогичным при использовании опубликованных или экспериментальных данных из этого исследования.Однако абсолютные значения сопротивления интерфейса значительно (на 37%) отличаются от данных, предоставленных производителем. Наиболее многообещающим аспектом этой работы было падение температуры транзисторного перехода на 20 o C, которое было реализовано за счет использования высокопроизводительного TIM в сочетании с тщательной подготовкой контактных поверхностей из меди и алюминия для обеспечения приемлемой плоскостности и шероховатости поверхности. лазерный луч и камера CCD делают два соответствующих изображения. Статистически отслеживая смещение частиц в потоке и зная разделение во времени между двумя последовательными изображениями, можно рассчитать векторы скорости потока в плоском массиве дискретных точек в поле потока.Таким образом, этот метод предоставляет полезный инструмент не только для понимания поведения потока, но и как средство проверки результатов моделирования CFD. PIV был использован для лучшего понимания влияния размещения компонентов на поток воздуха через основные теплоотводящие компоненты усилителя мощностью 400 Вт (рис. 6). Здесь экспериментально полученные результаты PIV сравниваются с численными результатами CFD. Используя упрощенную двухмерную модель радиатора, выходных транзисторов и силовых трансформаторов, показанную на рисунке 2, детальные карты потоков были получены экспериментально для различных компоновок компонентов.На рис. 6а показано минимальное возмущение потока, вызванное одним транзисторным модулем (высотой 10 мм и длиной 22 мм), размещенным на полпути по длине радиатора. В этом случае существующие блоки трансформатора (высота 35 мм и длина 25 мм в продольном направлении) были удалены с печатной платы. После снятия трансформаторов скорость воздуха над теплоотводящей поверхностью транзистора составляет около 10 м / с. Однако, когда трансформаторы снова вводятся в поток, скорость воздуха над транзисторами падает до 3 м / с.На рисунке 6b показано негативное влияние на воздушный поток, вызванное объединяющими транзисторами, которые размещены рядом с транзисторами в существующей электрической схеме. Результаты PIV и CFD показывают большую площадь рециркуляции потока через транзисторы, что, в свою очередь, приводит к снижению скорости воздуха и, следовательно, коэффициента теплопередачи [29]. Эти результаты показывают, что конвективные тепловые потери от корпусов транзисторов могут быть улучшены за счет оптимизации компоновки компонентов на печатной плате. Использование программного обеспечения CFD для проведения этого анализа оптимизации обсуждается в следующем разделе.Инструменты численного моделирования, такие как программное обеспечение CFD, предоставляют разработчикам возможность проводить параметрические оценки тепловых условий и условий потока, которые нелегко получить экспериментально [6]. Возможность относительно быстро протестировать ряд вариантов конструкции и без необходимости изготовления и тестирования нескольких прототипов также делает их полезными при оптимизации определенных аспектов конструкции системы охлаждения. Однако из-за ограничений точности, описанных ранее, некоторая форма проверки данных CFD (обычно посредством сравнительных экспериментов) все еще требуется перед использованием конкретного кода CFD и стратегии моделирования для оптимизации дизайна.На рисунке 6 численно предсказанный поток по основным компонентам на печатной плате сравнивается с данными PIV. В обоих случаях показано, что ключевые особенности потока, такие как зоны рециркуляции потока до и после тел обтекания, адекватно разрешаются с помощью кода CFD, когда учитываются как экспериментальная неопределенность, так и численные неточности [7, 32]. Одним из источников экспериментальной неопределенности является ошибка измерения профилей скорости перед радиатором. Данные PIV на рисунке 6a также обеспечивают плохое разрешение в области непосредственно перед транзисторным модулем.Частично это связано с тем, что неотъемлемой особенностью разделенных потоков является сложность, связанная с обеспечением достаточной плотности частиц в зоне рециркуляции для измерения расхода. Другой источник ошибки измерения PIV возникает, когда большие градиенты скорости возникают в пределах одного изображения. При необходимости время разделения изображения определяется в соответствии со скоростью объемного потока (в пределах кадра изображения) и обеспечивает оптимальное движение частиц для этой скорости. К сожалению, это может привести к очень малым смещениям частиц в зоне рециркуляции, где скорости могут быть на один или два порядка ниже, чем объемный поток.Принимая во внимание эти экспериментальные ошибки, была получена достаточная уверенность в использовании кода CFD для систематической оптимизации размещения и ориентации блока трансформатора на печатной плате, что привело к увеличению коэффициента теплопередачи до 70% по сравнению с текущей компоновкой печатной платы. [29]. Моделирование CFD также использовалось для исследования эффектов локализованного нагрева основания радиатора в этом приложении. Численные результаты были снова сопоставлены с экспериментами (обсуждаемыми в разделе 4) для проверки точности кода CFD.На рисунке 7 показан температурный градиент в основании для текущего алюминиевого радиатора и предлагаемого медного радиатора. В случае полностью медного радиатора разница температур между источниками тепла и передней кромкой радиатора снижается с 67K (для полностью алюминиевого радиатора) до всего 45K. Было показано, что это соответствует значительному снижению температуры транзисторного перехода на 12 o C [33]. Снижение на 9 o C было также реализовано за счет промежуточного варианта, включающего медный теплоотвод толщиной 6 мм, встроенный в основание алюминиевого радиатора.На основании этих результатов был изготовлен и испытан прототип радиатора с медным теплоотводом. В отличие от прогнозируемого падения температуры перехода на 9 ° C, максимальное улучшение на 5 ° C было достигнуто экспериментально из-за введенного контактного сопротивления на границе раздела алюминий / медь, которое не было учтено в численных расчетах. В этом случае требовалась экспериментальная проверка для количественной оценки эффектов сопротивления интерфейса, которое зависит от приложения и не может быть легко смоделировано или количественно оценено с помощью методов CFD.Оптимизация ребер Также были проведены различные численные исследования для определения оптимальной геометрии ребер радиатора под боковым впускным [34] и верхним впускным (т. Е. Встречным) воздушным потоком [35, 36]. Геометрия плавников, протестированная Soodphakdee et.al. [34] равно …
% PDF-1.4 % 332 0 объект > эндобдж xref 332 104 0000000016 00000 н. 0000003209 00000 н. 0000003356 00000 п. 0000004072 00000 н. 0000004209 00000 н. 0000004341 00000 п. 0000004479 00000 н. 0000004968 00000 н. 0000005156 00000 н. 0000005193 00000 п. 0000005307 00000 н. 0000005419 00000 н. 0000006043 00000 н. 0000006070 00000 н. 0000006097 00000 н. 0000006572 00000 н. 0000006728 00000 н. 0000007076 00000 н. 0000007524 00000 н. 0000009468 00000 н. 0000009600 00000 н. 0000009714 00000 н. 0000009741 00000 н. 0000010305 00000 п. 0000012559 00000 п. 0000014583 00000 п. 0000016812 00000 п. 0000019013 00000 п. 0000019152 00000 п. 0000019480 00000 п. 0000019507 00000 п. 0000021576 00000 п. 0000021604 00000 п. 0000023148 00000 п. 0000024380 00000 п. 0000024732 00000 п. 0000024802 00000 п. 0000024883 00000 п. 0000024953 00000 п. 0000025034 00000 п. 0000049517 00000 п. 0000049780 00000 п. 0000050209 00000 п. 0000066765 00000 п. 0000067029 00000 п. 0000067099 00000 п. 0000067598 00000 п. 0000075768 00000 п. 0000076042 00000 п. 0000076228 00000 п. 0000076298 00000 п. 0000076379 00000 п. 0000076460 00000 п. 0000081737 00000 п. 0000091182 00000 п. 0000091452 00000 п. 0000091639 00000 п. 0000091995 00000 п. 0000092109 00000 п. 0000092140 00000 п. 0000092168 00000 п. 0000092243 00000 п. 0000102951 00000 н. 0000103282 00000 н. 0000103348 00000 п. 0000103464 00000 н. 0000103495 00000 п. 0000103570 00000 п. 0000124558 00000 н. 0000124889 00000 н. 0000124955 00000 н. 0000125071 00000 н. 0000125141 00000 н. 0000125222 00000 н. 0000130164 00000 н. 0000130434 00000 п. 0000130652 00000 н. 0000130679 00000 н. 0000131018 00000 н. 0000131249 00000 н. 0000131332 00000 н. 0000131387 00000 н. 0000131450 00000 н. 0000131529 00000 н. 0000131626 00000 н. 0000131772 00000 н. 0000131895 00000 н. 0000133216 00000 н. 0000133544 00000 н. 0000133619 00000 н. 0000133646 00000 н. 0000134028 00000 н. 0000134160 00000 н. 0000134629 00000 н. 0000137408 00000 н. 0000137483 00000 н. 0000137600 00000 н. 0000137868 00000 н. 0000137943 00000 п. 0000138212 00000 н. 0000139967 00000 н. 0000237893 00000 н. 0000003026 00000 н. 0000002424 00000 н. трейлер ] / Назад 462265 / XRefStm 3026 >> startxref 0 %% EOF 435 0 объект > поток hb“`b`: 9A , G8 $ m
Fn} rR | g2 $ `eQN˕jShhS \ 4 &.6 _> mTf BFN * ‘𡑂 L + .KxxvQ: ѹK # [긣] xf5 # (PaAA `Gv TTI” ҀDS8, “. Ɠ0
250+ TOP MCQ на радиаторе для силового транзистора-1 и ответы
Аналоговые схемы Вопросы с несколькими вариантами ответа на тему «Радиатор для силового транзистора-1».
1. Для чего нужен радиатор в схеме транзистора?
A. Обеспечьте достаточное количество тепла для транзистора
B. Поглотите избыточное тепло от транзистора
C. Поддерживайте транзистор в желаемом диапазоне температур
D. Все упомянутые
Ответ: D
Уточнение: Радиатор в цепи транзистора выполняет основную функцию поддерживает температуру транзистора в желаемом диапазоне, а также поглощает избыточное тепло.Самонагрев происходит в транзисторе из-за мощности, рассеиваемой на коллекторном переходе. Это может вызвать повышение температуры перехода и еще больше увеличить ток коллектора, и такой процесс может повредить устройство.
2. Каков основной принцип действия радиатора?
A. Закон Авогадро
B. Закон Фурье
C. Принцип Архимеда
D. Закон Фарадея
Ответ: B
Уточнение: Основным принципом теплоотвода является закон Фурье. Закон теплопроводности Фурье, упрощенный до одномерной формы, состоит в том, что при наличии температурного градиента тепло будет передаваться из области с более высокими температурами в область с более низкими температурами.Скорость, с которой тепло передается за счет теплопроводности, пропорциональна произведению температурного градиента и площади поперечного сечения, через которую передается тепло.
3. Сравнивая объекты с высокой температурой и охлаждающими объектами, какой из них будет иметь медленно движущиеся молекулы?
A. Объекты с высоким нагревом
B. Охлаждающие объекты
C. Оба они имеют равное молекулярное движение
D. Невозможно предсказать
Ответ: B
Уточнение: Поскольку температура охлаждающих объектов низкая, энергия молекулы также будет низкой.
4. Если в качестве охлаждающей среды используется вода, то ее называют _______________
A. Жидкая пластина
B. Аква пластина
C. Горячая пластина
D. Холодная пластина
Ответ: D
Уточнение: радиатор передает тепловую энергию от от высокотемпературной среды до низкотемпературной среды, такой как воздух, вода и т. д. Обычно в качестве низкотемпературной среды используется воздух. Если в качестве среды используется вода, то она называется холодной пластиной.
5. Активные радиаторы также называются ___________
A.вентиляторы
B. на раковинах
C. высокие раковины
D. нормальные раковины
Ответ: a
Уточнение: Активные радиаторы также называются вентиляторами. Вентиляторы можно разделить на типы с шарикоподшипниками и подшипники скольжения.
6. Пассивные радиаторы изготовлены из ________________
A. Медь
B. Алюминий
C. Железо
D. Цинк
Ответ: B
Уточнение: Теплопроводность алюминия составляет около 235 Вт / мК; это самый дешевый и легкий металл. Алюминиевые радиаторы также называют экструдированными радиаторами, потому что они могут быть изготовлены методом экструзии.
7. Разница между активным радиатором и пассивным радиатором заключается в том, что этот пассивный радиатор?
A. Обладать механическими компонентами
B. Обладать электрическими компонентами
C. Не обладать механическими компонентами
D. Не иметь металлических компонентов
Ответ: C
Уточнение: В отличие от активного радиатора, пассивный радиатор не имеет никаких механических компонентов и не является радиатор с алюминиевым оребрением. Таким образом, эти пассивные радиаторы дешевле активных и используют только конвекцию для рассеивания тепловой энергии.Они более надежны, поскольку в них нет движущихся частей, но активные радиаторы лучше рассеивают тепло.
8. Какой из следующих радиаторов более долговечен?
A. Штампованный радиатор
B. Радиатор с шарикоподшипником
C. Радиатор с подшипником скольжения
D. Алюминиевый радиатор
Ответ: D
Уточнение: Более прочным радиатором среди них является алюминиевый радиатор.
9. Активные радиаторы менее долговечны, чем пассивные радиаторы из-за наличия __________
А.Сложная электрическая сеть
B. Неметаллические компоненты
C. Металлические компоненты
D. Движущиеся компоненты
Ответ: C
Уточнение: Активный радиатор включает движущиеся компоненты и, следовательно, его следует периодически обслуживать.
10. Алюминиевый радиатор также называется ___________
A. Радиатор с гнутыми ребрами
B. Радиатор с ребрами жесткости
C. Радиатор с подшипником скольжения
D. Экструзионный радиатор
Ответ: D
Уточнение: алюминиевые радиаторы их также называют экструдированными радиаторами, поскольку они могут быть изготовлены методом экструзии.Алюминий является наиболее распространенным материалом для теплоотвода, легким по весу, дешевле, чем медь и другие материалы, и имеет относительно хорошую теплопроводность.
Могут ли усилители перегреться? +3 важных совета
Тепло – главный враг большинства электронных устройств, включая усилители. Широко известно, что чрезмерное нагревание влияет на работу электронных компонентов и сокращает их общий срок службы.
Да, усилители могут перегреваться, и это обычная проблема усилителей.Перегрев усилителей обычно происходит, когда усилители остаются включенными на очень длительные периоды или когда они размещаются рядом с другими тепловыделяющими устройствами.
Что вызывает перегрев усилителя?
Многие усилители нагреваются во время использования. Есть несколько причин, по которым ваш усилитель может перегреться. Вы не должны принимать ни одну из этих причин как должное, поскольку в долгосрочной перспективе они могут быть потенциально опасными для ваших усилителей.
Качество усилителя
Перегрев усилителей во многом можно объяснить качеством используемого усилителя.Не все усилители производятся одинаково или имеют одинаковые возможности.
Высококачественные усилители забирают большую часть получаемой электроэнергии и используют ее. С другой стороны, некачественные усилители не используют большую часть получаемой энергии. Неиспользованная энергия рассеивается в тепло. Как правило, качественные усилители менее подвержены перегреву.
Это означает, что высококачественные усилители используют большую часть потребляемой мощности для усиления аудиосигнала, а не для его преобразования в тепло.С другой стороны, некачественные усилители выделяют больше тепла, чем усиливают аудиосигнал. Следовательно, дешевые или некачественные усилители тратят больше энергии, чем на самом деле производят на звук.
Потраченная впустую мощность рассеивается в тепло, и это вызывает перегрев усилителя. Следовательно, некачественный усилитель нельзя оставлять включенным на очень долгое время.
Несоответствие между усилителем и динамиком
Несоответствие усилителей динамикам также способствует перегреву усилителей.Рейтинг импеданса вашего динамика должен соответствовать таковому у вашего усилителя. Вы должны согласовать сопротивление нагрузки динамика с усилителем, иначе ваш усилитель может перегреться. Подробнее об этом я рассказывал в своей статье о том, как динамики повреждают усилители. Вам обязательно стоит это проверить.
Это означает, что когда усилитель подключен к динамику с относительно низким рейтингом импеданса, он будет очень стараться удовлетворить текущие потребности динамика. Акустическая система, которая требует от усилителя слишком большой мощности, вызовет перегрев усилителя.
Это связано с тем, что такой усилитель будет с трудом справляться с нагрузкой на динамик. Это вызовет нагрев усилителя из-за дополнительной мощности, которую он пытается генерировать.
Выдувные динамики
Перегоревшие динамики могут вызвать перегрев усилителя. Частично сдутые динамики могут воспроизводить звук, даже если звук может быть очень искажен. Эти выдувные динамики требуют большого количества энергии от усилителей, к которым они подключены.
В таких ситуациях усилители, подключенные к этим динамикам, перегружают себя, чтобы удовлетворить потребности таких динамиков в мощности. Это приводит к быстрому нагреву усилителей.
Проблемы с вентиляцией
Вентиляция очень важна для усилителей. Усилители, которые не имеют вентиляции, могут работать нормально, но чрезмерный нагрев может в конечном итоге вызвать их повреждение.
Большинство усилителей в порядке, даже когда они горячие.У них возникают проблемы только в том случае, если воздух вокруг них становится настолько горячим, что они не могут выпустить его на открытый воздух.
Проблемы с вентиляцией: плохое расположение динамиков
Усилителям нужно место; следовательно, их не следует устанавливать в закрытых стеллажах. К сожалению, большинство усилителей размещены в углах и в местах, которые не позволяют обеспечить надлежащую циркуляцию воздуха. Когда усилитель находится в месте, где нет воздушного потока, он обязательно нагревается, особенно в жаркие дни.
Это вызывает накопление горячего воздуха, создаваемого усилителем.Поскольку холодный воздух не может поступать вместо горячего воздуха, который накапливается, средняя температура таких усилителей растет экспоненциально, вызывая их перегрев.
Проблемы с вентиляцией: поврежден охлаждающий вентилятор
Большинство усилителей имеют встроенные охлаждающие вентиляторы, встроенные в их конструкцию. Эти вентиляторы активируются при включении усилителя. Вентиляторы всасывают горячий воздух из усилителя, предотвращая скопление горячего воздуха внутри усилителя. Однако стоит отметить, что в некоторых усилителях нет охлаждающих вентиляторов.
Для усилителей, в которых есть охлаждающие вентиляторы внутри, эти усилители могут перегреваться, когда охлаждающие вентиляторы перестают работать. В относительно закрытых усилителях это приводит к тому, что усилители не могут вентилировать должным образом.
Проблемы с вентиляцией: скопление пыли
Одна из основных причин проблем с вентиляцией усилителей – скопление пыли. Скопление пыли в усилителях может привести к перегреву. Со временем вокруг усилителя накапливается пыль.Скопление пыли в усилителях приводит к закупорке дыхательных путей.
Это предотвращает утечку выделяемого тепла. Пыль также препятствует циркуляции воздуха внутри усилителей. Когда это происходит, усилитель не может охладиться естественным образом.
Нагревается ли усилитель?
Да, нагрев усилителя – это нормально. Когда усилители используются в течение длительного периода, они неизбежно нагреваются. Усилители могут быть такими же или даже более высокими, чем температура наружного воздуха в солнечные дни.Однако, когда они становятся слишком горячими, чтобы их можно было даже коснуться, это указывает на перегрев.
Традиционно усилители всегда считались хорошими производителями тепла. На самом деле, приемник-усилитель нагревается при прикосновении – это нормально. Пока они не переходят в режим защиты от выключения, у вас не должно возникнуть проблем с вашими усилителями.
Насколько сильно нагревается усилитель?
Усилитель считается слишком горячим, если его температура выше 160F (или 71.111 ° С). В этот момент реле тепловой защиты большинства усилителей сработает и отключит усилитель. Кроме того, если усилитель слишком горячий, он считается слишком горячим.
Когда вы замечаете, что ваш усилитель сильно нагревается до 160F или просто слишком горячий, чтобы его можно было даже коснуться, вам следует подумать о способах уменьшения нагрева. Иначе вы рискуете повредить электронные компоненты усилителя или ресивера. И я подробно объясню это в следующем разделе, как высокая температура может повредить ваш усилитель.
Что происходит при перегреве усилителя?
Перегрев – главный фактор, нарушающий работу и надежность усилителя.Это означает, что перегрев может серьезно повредить усилитель.
Перегрев может повредить электронные компоненты внутри усилителя или сократить срок их службы. Чрезвычайно высокие температуры могут вызвать повреждение некоторых резисторов и транзисторов внутри усилителя, что приведет к их выходу из строя. И ремонт может быть дорогостоящим.
Некоторые усилители, особенно автомобильные, рассчитаны на отключение питания при перегреве. Эти усилители полностью отключаются, чтобы защитить себя при перегреве.Когда это происходит, это предупреждающий знак о том, что вам следует устранить проблему, прежде чем продолжать использовать усилитель.
Как уберечь усилители от перегрева
Для достижения наилучших характеристик и оптимального срока службы вашего усилителя я рекомендую держать ваш усилитель работающим при комнатной температуре. Давайте посмотрим, что можно сделать, чтобы предотвратить перегрев усилителя.
Правильная чистка и обслуживание
Убедитесь, что вентиляторы не слишком пыльные и на них нет мусора, замедляющего их работу.Старайтесь очищать усилители от пыли и пыли примерно раз в месяц или чаще, по вашему усмотрению.
При чистке усилителя не рекомендуется продувать воздухом или использовать дыхание для очистки от пыли, скопившейся в усилителях. Это связано с тем, что слюна в вашем дыхании может привести к попаданию в усилитель нежелательной влаги.
Правильное согласование динамиков с усилителями
Неправильное согласование динамиков и усилителей может привести к перегреву усилителя и потенциально их повреждению.При работе с громкоговорителями и усилителями вам необходимо как можно точнее согласовать нагрузку на громкоговорители с усилителями.
Это гарантирует, что усилитель будет выдавать правильное количество энергии, выделяя при этом как можно меньше тепла.
Вентиляция и воздушный поток
Вентиляция очень важна, когда дело касается усилителей. Правильная вентиляция и вентиляция очень важны, чтобы ваш усилитель не перегревался без надобности.
Вентиляция и воздушный поток: окружение усилителя
Место или место, где находится ваш усилитель, имеет большое значение для циркуляции воздуха. На самом деле, лучший способ предохранить усилитель от перегрева – усилить естественный поток воздуха в усилитель и из него.
Усилителям нужно место. Следовательно, их не следует устанавливать в закрытых стеллажах. Большинство усилителей могут сильно нагреваться, если им не предоставить достаточно места для вентиляции. Не устанавливайте усилитель в таком месте, где к нему не будет попадать большое количество воздушных потоков.Они должны находиться в стойке с открытым воздушным пространством, чтобы обеспечить надлежащую циркуляцию воздуха.
Это означает, что перегрев можно предотвратить, если через усилитель проходит достаточно холодного воздуха, чтобы отвести любое избыточное тепло. По этой причине важно размещать усилитель в таком месте, где у него достаточно места, чтобы «дышать». Поэтому не ставьте усилитель на стену или какой-либо физический объект.
Если место, в котором расположен ваш усилитель, не обеспечивает надлежащую вентиляцию, вам необходимо переставить его.
Вентиляция и воздушный поток: установка охлаждающих вентиляторов
Если вы не можете предотвратить перегрев усилителя, вы можете приобрести охлаждающий вентилятор усилителя. Установка охлаждающего вентилятора может помочь облегчить поток воздуха. Это поможет сдувать горячий воздух и тепло от усилителя, сохраняя его работоспособность.
Вентилятор может значительно предотвратить накопление тепла, отводя горячий воздух от трубок. Охлаждающие вентиляторы помогают охлаждать лампы усилителя и все остальные внутренние компоненты.Пока выделяемое тепло может рассеиваться, ваш усилитель безопасен.
Заключение
Усилители – ключевая часть звуковой системы. Они гарантируют, что вы получите максимальную отдачу от другого музыкального оборудования.
Несмотря на то, что при использовании усилителей ожидается нагрев, если вы хотите гарантировать, что ваши дорогие усилители прослужат в течение длительного и полного жизненного цикла продукта, вам необходимо следить за тем, чтобы они хранились при низкой температуре.
Вы можете предотвратить перегрев усилителя, установив его в местах с хорошей вентиляцией, чтобы обеспечить приток воздуха.
