HiFi zesilovač 2x68W s LM3886

V tomto článku je kompletně popsaná stavba HiFi zesilovače s LM3886, který obsahuje všechno na jedné DPS. Jsou na ní oba kanály, zpožděné sepnutí reproduktorů, ochrana SS napětí na výstupu a zdroj. S jednoduchostí toho zapojení dosahuje zesilovač s LM3886 výborných parametrů, výkon až 68W při zkreslení 0,01%. K celému modulu lze tedy jen připojit transformátor se dvěma sekundárními vinutími, vstupní signál a reproduktory. Schéma zapojení bylo s laskavým svolením převzato od pana Madudy ze Slovenska. V zapojení byla vylepšena stabilita celého zesilovače, odebrány zbytečně velké filtrační kondenzátory a překreslena DPS, která v této podobě splňuje požadavky na kvalitu. V příštích krocích bude popsána každá část zesilovače a jeho stavba. Celé zapojení není nijak složité a neskrývají se v něm žádné záludnosti ani žádná nastavení, ale i tak by člověk měl mít při stavbě základní elektrotechnické znalosti.

Schéma zapojení:

Zdrojová část:

V tomto případě je zdroj nejjednodušší část v celém zesilovači. Jelikož je zapojení napájeno symetricky, je zde potřeba použít transformátor se dvěma vinutími nebo s vyvedeným středem. V krajním případě lze využít dva stejné transformátory s jedním vinutím. Napětí sekundárního vinutí ideálně lze použít od 15V do 24V a výkon by měl být minimálně 120VA. Jedno vinutí připojíme mezi svorky J1 a J2, druhé mezi J3 a J4, při použití trafa s vyvedeným středem připojíme střed na J2 nebo J3. Po usměrnění na diodovém můstku následuje filtrace napájecího napětí, z výpočtů lze použít hodnotu 6800uF, ale pro kvalitnější pokrytí špiček je lepší použít více dostupnější kapacitu 10000uF. Kondenzátory použijeme low-ESR a napětí 50V, lze využít i 35V, ale je to už na hraně. Napětí dále postupuje na blokovací kondenzátory C3 a C4, ty jsou umístěny v blízkosti integrovaných obvodů.

Ochranný obvod:

Zde použitá ochrana je z AMARA, myslím, že rok 1997. Má vlastní napájení, které je přes jednocestný usměrňovač usměrněno a vyfiltrováno kondenzátorem C5. Je zde i signalizační LED, která zhasne ihned při vypnutí napájení. R2 a D3 tvoří parametrický stabilizátor napětí pro část obvodu ochrany. První funkce ochrany je opožděné připojení reproduktorů. Tu tvoří součástky pod T2, rezistor R3 a kondenzátor C6 určují dobu, za kterou se reproduktory připojí, v tomto případě je to okolo 5s, zmenšením kapacity se zkrátí čas. Ochranu proti stejnosměrnému napětí na výstupech tvoří T3-T6 a součástky vpravo od nich na schématu. Ochrana reaguje a výskyt kladného i záporného napětí na jakémkoli výstupu. Když se tomu tak stane, přizemní se báze tranzistoru T1 a relé odpojí reproduktory. Relé je použito na 24V, má dva přepínací kontakty se zatížitelností 8A. Tato část se osazuje hned po zdroji a vyzkouší se před zapojením zesilovací části.

Obvod zesilovače:

Zde se jedná o klasické datasheetové zapojení integrovaných zesilovačů LM3886, zde jsem použil v provedení *TF, které má izolované pouzdro a tak se nemusí izolovat od chladiče. Zde popíši pouze jeden kanál, druhý je identický. Na vstupní konektor K1 připojíme signál z předzesilovače (popřípadě MP3, telefonu,…), který je přes oddělovací kondenzátor C11 a dělič přiveden na vstup integrovaného obvodu. Více informací o funkci LM3886 je k nalezení v datasheetu, proto jej zde nebudu rozepisovat. Zpětnou vazbu tvoří součástky R18,R19 a C17. Rezistor R20 a kondenzátor C22 zabraňují rozkmitání zesilovače. Na výstupu je zapojen RL člen, R21 snižuje jakost výstupní cívky a paralelní kombinací vlastní indukčnost. Cívka je navinuta z měděného drátu o průměru 0,8mm, má 10 závitů na průměru 8mm. Nejsnadněji jí lze namotat na dříku vrtáku. Parametry cívky nemusí být stejné, jako uvádím, jelikož funkce zesilovače se tím nezmění. Signál dále pokračuje přes kontakty relé na výstupní svorky J5 a J6. Na vstupní části je oddělená signálová zem od vlastní země, tudíž pokud je GND připojeno na plechovou krabičku, musí být vstupní konektory odizolované od stěny skříně.

Osazovací plán:

Deska plošných spojů:

DPS je v rozlišení 600dpi (jak vytisknout DPS naleznete v článku Jak vytisknout DPS). Skutečná velikost DPS je 164 x 80 mm.

Postup osazení a oživení:

Celou desku osazujeme ve stejném pořadí, jako jsem výše uvedl. Nejdříve se osazují menší součástky. Na desce jsou 3 drátové propojky, jednu lze nahradit rezistorem s nulovým odporem, nachází se v pravém dolním rohu DPS. Další dvě propojky tvoří napájecí větev a je nutno je osadit tlustějším drátem (např. průměr 1mm nebo více). Po zapojení zdrojové části a ochran můžeme vyzkoušet jejich funkčnost. Základem je aby LED dioda svítila, signalizuje přítomnost napětí. Funkci ochrany vyzkoušíme přivedením napětí z kladné napájecí větve na místo pinu 3 u integrovaného obvodu, pokud rozepne relé je vše v pořádku, po sepnutí to samé u druhého kanálu. Stejné to provedeme se zápornou napájecí větví. Pokud je vše v pořádku, můžeme se pustit k osazení obvodu zesilovače. Integrované obvody je nutno připevnit na chladič o rozměru minimálně 160x60x40, který je pro domácí podmínky dostačující. Pro vyšší zatížení je nutné chladič zvětšit, popřípadě na něj připevnit ventilátory. Po kompletním osazení desky můžeme vyzkoušet její funkci.
Jako zátěž lze použít 4Ω nebo 8Ω reproduktory. Vstupní impedance zesilovače je 22kΩ a zesílení je 33x.

Seznam součástek je ZDE přiložen v textovém souboru.

Reálné fotografie: