Xem Mạch class D là gì ? Và Sơ đồ mạch Class D – linh kiện Tháo Máy – Bán lẽ linh kiện điện tử 2024
Mạch khuếch đại công năng Class D — hãy tự chế tạo một chiếc và quá bất ngờ trước hiệu quả của nó. Tản nhiệt hầu như không nóng lên! hãy đọc với hocwiki.
Bạn đã luôn muốn thi công thiết kế âm ly công năng âm thanh của riêng mình ? Một Project điện tử mà bạn không chỉ nhìn thấy hiệu quả mà còn nghe thấy chúng ?
Nếu lời đáp của bạn là có, thì bạn nên liên tục đọc bài viết này về cách xây đắp Mạch khuếch đại công năng Class D của riêng bạn. mình sẽ nghiên cứu và lý giải cho chính mình cách chúng sinh hoạt giải trí và sau đó chỉ dẫn bạn từng bước để biến điều kỳ diệu xảy ra 1 mình .
kim chỉ nan căn bản
Mạch khuếch đại công năng Class D là gì? Câu vấn đáp có thể chỉ là một trong các các trong câu: Nó là một trong trong trong âm ly chuyển mạch. Nhưng để hiểu đầy đủ chiêu bài chuyển động của một chiếc, mình cần dạy bạn tất cả các ngóc ngách của nó.
Bạn đang đọc: Mạch class D là gì ? Và Sơ đồ mạch Class D – Linh Kiện Tháo Máy – Bán lẽ linh kiện điện tử
Hãy mở đầu với câu tiên phong. các âm ly cổ điển cuội nguồn, như CLass AB, chuyển động giải trí tựa giống như các thiết bị tuyến tính. đối chiếu điều này với âm ly chuyển mạch, được gọi như thế vì các transistor công năng ( MOSFET ) chuyển động giải trí giống như công tắc nguồn, chuyển đổi trạng thái của chúng từ TẮT sang BẬT. Điều này được cho phép đạt hiệu suất cao rất to lớn, lên đến 80 – 95 %. Do đó, âm ly không tạo nên nhiều nhiệt và không nhu cầu một bộ tản nhiệt lớn như các âm ly tuyến tính AB. Để đối chiếu, Mạch khuếch đại công suất Class B chỉ hoàn toàn có thể đạt hiệu suất tối đa là 78,5 % ( trên kim chỉ nan ) .
dưới đây, bạn hoàn toàn có thể thấy sơ đồ khối của âm ly PWM Class-D cơ bạn dạng, giống như sơ đồ mà mình đang chế tạo .
Tín hiệu nguồn vào được quy đổi thành tín hiệu hình chữ nhật, được điều chế độ rộng xung bằng cách sử dụng bộ đối chiếu. Về cơ bản, điều này có nghĩa là nguồn vào được mã hóa thành chu kỳ luân hồi làm việc của các xung hình chữ nhật. Tín hiệu hình chữ nhật được khuếch đại và sau đó bộ lọc thông thấp dẫn đến bản công suất cao hơn của tín hiệu tương tự như bắt đầu .
Có các chiêu thức khác để quy đổi tín hiệu thành xung, chẳng hạn như điều chế ΔΣ ( delta-sigma ), nhưng đối với Project này, mình sẽ sử dụng PWM .
Điều chế độ rộng xung sử dụng bộ đối chiếu
Trong biểu đồ bên dưới, bạn hoàn toàn có thể thấy cách mình đổi mới tín hiệu hình sin ( nguồn vào ) thành tín hiệu hình chữ nhật bằng giải pháp đối chiếu với tín hiệu hình tam giác .
Bấm để phóng to
Tại đỉnh dương của sóng sin, chu kỳ luân hồi thao tác của xung hình chữ nhật là 100 % kề bên đó ở đỉnh âm là 0 %. Tần số thực của tín hiệu tam giác cao hơn nhiều, theo thứ tự hàng trăm kHz, để sau này mình hoàn toàn có thể trích xuất tín hiệu ban đầu của chính mình .
Một bộ lọc thực, không hẳn là bộ lọc lphát minh, không có sự quy đổi ok “ brick-wall ( bộ lọc ) ” từ băng thông sang dải dừng, bởi vậy bạn thích tín hiệu tam giác có tần số cao hơn tối thiểu 10 lần đối với 20KH z, là số lượng giới hạn thính giác trên của con người. .
Giai đoạn công suất
lý thuyết là một trong trong ánh mắt và thực hành thực tế là một trong trong mỗi tầm nhìn khác. nếu khách hàng thích vận dụng sơ đồ khối trước đó vào trong thực tế, mình sẽ vấp phải một số ít yếu tố .
Hai yếu tố là thời gian tăng và giảm ( là thời gian cần thiết để biên độ của xung giảm từ một giá trị xác lập xuống một giá trị đơn cử khác. các số lượng giới hạn về độ sâu và xấp xỉ đôi lúc được nêu thêm khi chỉ định số lượng giới hạn thời gian rơi ) của rất đông thiết bị trong công đoạn tiến độ công suất và thực tế là mình đang sử dụng một transistor NMOS cho phần điều khiển và điều khiển phía cao .
Bởi vì việc quy đổi các MOSFET không được thực thi ngay lập tức mà giống như đi lên và xuống dốc, thời gian BẬT của transistor sẽ trùng nhau, tạo ra liên kết trở kháng thấp giữa đường ray cung cấp điện dương và âm. Điều này tạo ra 1 xung dòng điện cao đi qua MOSFET của bản thân, hoàn toàn có thể dẫn đến hư hóc .
Để ngăn ngừa điều này, mình cần chèn một số ít thời gian trễ giữa các tín hiệu điều khiển và điều khiển MOSFET bên cao và bên thấp. 1 cách để đạt được điều này là sử dụng IC điều khiển và điều khiển và điều khiển và điều khiển và điều khiển MOSFET chuyên được dùng của International Rectifier ( Infineon ), ví dụ điển hình như IR2110S hoặc IR2011S. không dừng lại ở đó, các IC này cung cấp điện áp cổng bức tốc cần thiết cho NMOS phía cao .
Bộ lọc thông thấp
Đối với quy trình tiến độ lọc, một số cách rất giỏi để làm điều này là sử dụng bộ lọc Butterworth .
các loại bộ lọc này có phản ứng rất phẳng trong băng thông. Điều này có nghĩa là tín hiệu mà bạn muốn đạt được sẽ không bị suy giảm quá nhiều .
bạn muốn lọc các tần số cao hơn 20 kHz. Tần số cắt được tính ở – 3 dB, thế cho nên bạn muốn nó cao hơn một chút ít để không lọc âm thanh mà bạn thích nghe. tốt nhất có thể là chọn từ 40 đến 60 kHz. thông số Q.
Đây là các công thức được sử dụng để tính giá trị của cuộn cảm và tụ điện :
Sơ đồ mạch Class D
Bây giờ mình đã biết cách sinh hoạt giải trí của Mạch khuếch đại công suất Class D, hãy thiết kế xây đắp một âm ly .
Đầu tiên, mình đặt tên cho âm ly này là Luke-The-Warm vì bộ tản nhiệt chỉ gần như ấm lên, trái ngược với âm ly Class AB, âm ly có tản nhiệt trọn vẹn có thể khá nóng còn nếu không được làm giảm nhiệt độ .
Dưới đây bạn trọn vẹn có thể xem sơ đồ của âm ly mà mình đã đẳng cấp thiết kế. Nó dựa trên đẳng cấp và hoành tá tràng và hoành tráng thiết kế tham chiếu IRAUDAMP1 của International Rectifier ( Infineon ). Sự độc lạ chính là thay vì điều chế ΔΣ, mình sử dụng PWM .
Bấm để phóng to
Bây giờ mình sẽ cho mình biết 1 số ít chọn lựa hoành tráng thiết kế và cách các linh kiện chuyển động giải trí với nhau. Hãy nguồn gốc từ phía bên trái .
Mạch đầu vào
Đối với mạch nguồn vào, mình ra quyết định hành vi rằng tốt nhất nên sử dụng bộ lọc thông cao, sau đó là bộ lọc thông thấp. Nó là đơn thuần .
Tạo xung tam giác
Đối với bộ tạo xung tam giác, mình sử dụng LMC555, là biến thể CMOS của chip 555 nhiều người biết đến. các bước sạc và xả của tụ điện tạo thành một hình tam giác đẹp, không ok (nó tăng và giảm theo cấp số nhân) nhưng nếu thời gian tăng và giảm bằng nhau thì nó chuyển động ok.
đọc thêm: chào làng Cổng thông báo điện tử BHXH việt nam
các giá trị của điện trở và tụ điện đặt tần số xê dịch 200 kHz. những cao hơn mức này và mình sẽ chạm mặt rắc rối vì trình đối chiếu và IC điều khiển và điều khiển và điều khiển và tinh chỉnh MOSFET chưa hẳn là thiết bị nhanh nhất .
Mạch đối chiếu
Đối với bộ đối chiếu, bạn trọn vẹn có thể sử dụng những linh kiện nào bạn có yêu cầu — nó chỉ cần nhanh. mình đã sử dụng những gì mình có sẵn, LM393AP. Ở thời hạn bình luận 300 ns, nó không phải là nhanh nhất và chắc như đinh trọn vẹn có thể được cải tổ. nếu như bạn muốn sử dụng những IC khác, chỉ cần cẩn thận kiểm tra xem những chân có khớp với nhau không hoặc bạn sẽ phải sửa đổi đẳng cấp thiết kế PCB .
Về triết lý, op-amp trọn vẹn có thể được sử dụng như 1 bộ đối chiếu, nhưng trên trong thực tiễn, op-amp được đẳng cấp thiết kế cho những loại việc làm khác, vì thế hãy bảo vệ bạn sử dụng một bộ đối chiếu thực tiễn .
Bởi vì mình cần hai đầu ra từ bộ so sánh, một cho IC tinh chỉnh và điều khiển bên cao và một cho IC điều khiển và tinh chỉnh bên thấp, mình đã quyết định hành vi sử dụng LM393AP. Đây là hai bộ so sánh trong một gói và mình chỉ hoán đổi những nguồn vào cho bộ so sánh thứ hai. Một cách kiểm tra khác là sử dụng bộ so sánh có hai đầu ra, ví dụ điển hình như LT1016 của Công nghệ tuyến tính. Những thiết bị này hoàn toàn có thể cải tổ một chút ít hiệu suất, nhưng chúng cũng hoàn toàn có thể đắt hơn .
những bộ so sánh này được cấp nguồn bởi nguồn lưỡng cực 5V, được phân phối bởi hai điốt zener điều hành và kiểm soát và điều chỉnh điện áp từ nguồn điện chính, là ± 30V .
IC điều khiển MOSFET
Đối với IC điều khiển và tinh chỉnh MOSFET, mình đã chọn sử dụng IR2110. Một chiến thuật thay thế thay thế là IR2011, được sử dụng trong sang trọng và quý phái thiết kế tham chiếu. Mạch phối hợp này bảo vệ bổ trợ thời hạn trễ mà mình đã nói ở phần trước .
Vì chân VSS của IC được gắn với nguồn điện âm, mình cần chuyển mức tín hiệu từ bộ so sánh. Điều này được tiến hành bằng cách sử dụng transistor PNP và điốt 1N4148 .
Để điều khiển và tinh chỉnh MOSFET, mình cấp nguồn cho IR2110 với 12V được tham chiếu đến điện áp nguồn âm ; điện áp này được tạo ra bằng cách sử dụng BD241 phối hợp với zener 12V. MOSFET phía cao cần phải điều khiển và tinh chỉnh bởi điện áp cổng cao hơn nút chuyển mạch khoảng chừng 12V, VS. Điều này đòi hỏi một điện áp cao hơn nguồn phân phối dương ; IR2110 đáp ứng điện áp ổ đĩa này với sự trợ giúp của tụ điện bootstrap của tớ, C10 .
Lọc
sau cùng là bộ lọc. Tần số cắt là 40 kHz và điện trở tải là 4 ohm vì mình có loa 4 ohm ( những giá trị được sử dụng ở đây cũng sẽ chuyển động giải trí với loa 8 ohm, nhưng tốt nhất nên kiểm soát và điều chỉnh bộ lọc theo loa bạn chọn ). Với thông báo này, mình hoàn toàn có thể đo lường và thống kê những giá trị của cuộn cảm và tụ điện :
mình hoàn toàn có thể làm tròn xuống 22 µH một cách đảm bảo an toàn đáng tin tưởng .
Giá trị tiêu chuẩn gần nhất là 680 nF .
Ghi chú về kiến tạo
Bây giờ bạn đã biết toàn bộ về chuyển động giải trí bên phía trong, tổng thể những gì bạn phải làm là đọc rất kỹ vài dòng tiếp sau, tải xuống những tệp bên dưới, mua những linh phụ kiện cần thiết, khắc PCB và khởi đầu lắp ráp .
Bộ lọc thông thấp
Đối với bộ lọc thông thấp, bạn hoàn toàn có thể sử dụng tụ điện 680 nF để đạt được càng gần giá trị đo lường càng tốt, nhưng bạn cũng hoàn toàn có thể sử dụng tụ điện 1 µF mà hoàn toàn không chạm chán những sự cố nào ( mình phong cách thiết kế PCB để bạn hoàn toàn có thể sử dụng song song hai tụ điện trộn và kết hợp ) .
Những tụ điện này rất cần phải là polypropylene hoặc polyester — nói chung chưa phải là một sáng tạo độc đáo hay khi sử dụng tụ gtí hon với tín hiệu âm thanh. Và bạn cần bảo vệ rằng những tụ điện mà bạn đang sử dụng để lọc được xếp hạng cho điện áp cao, tối thiểu là 100VAC ( nhiều hơn không ảnh hưởng ảnh hưởng gì ). Phần sót lại của những tụ điện trong phong cách thiết kế cũng cần có định mức điện áp thích hợp .
mình kiểu cách thiết kế âm ly này cho công suất đầu ra khoảng chừng 100 – 150W. Bạn nên sử dụng nguồn điện lưỡng cực có đường ray ± 30V. Bạn hoàn toàn có thể tăng cao hơn mức này, nhưng đối với điện áp khoảng chừng ± 40V, bạn cần bảo vệ rằng bạn đổi khác những giá trị của điện trở R4 và R5 thành 2K2 .
Không thiết yếu nhưng bạn nên sử dụng bộ tản nhiệt cho BD241C vì nó khá nóng .
MOSFET
Đối với những MOSFET nguồn, mình khuyên bạn nên sử dụng IRF540N hoặc IRFB41N15D. những MOSFET này có phí cổng thấp để quy đổi nhanh hơn và R DS ( bật ) thấp để tiêu thụ điện năng thấp hơn. Bạn cũng cần bảo vệ rằng MOSFET có định mức V DS ( điện áp từ nguồn vào nguồn ) tối đa thích hợp. Bạn hoàn toàn có thể sử dụng IRF640N, nhưng R DS ( bật ) cao hơn đáng kể, dẫn đến âm ly có hiệu suất thấp hơn. Đây là bảng so sánh ba MOSFET này :
| MOSFET | Max V DS (V) | I D (A) | Qg (nC) | R DS (bật) (Ω) |
| IRFB41N15D | 150 | 41 | 72 | 0,045 |
| IRF540N | 100 | 33 | 71 | 0,044 |
| IRF640N | 200 | 18 | 67 | 0,15 |
Cuộn cảm
Bây giờ là cuộn cảm. Bạn hoàn toàn có thể mua một cái đã được làm sẵn nhưng mình khuyên bạn nên tự làm – dù sao thì đây cũng là một Project DIY .
Mua một hình xuyến T106-2. Nó rất cần được là bột sắt ; ferit hoàn toàn có thể chuyển động giải trí nhưng nó sẽ cần một khoảng chừng trống hoặc nó sẽ bão hòa. Sử dụng hình xuyến nói trên, cuộn dây 40 vòng dây tráng men đồng đường kính 0,8 – 1 mm ( AWG20-18 ). Đó là nó. Đừng băn khoăn run sợ nếu nó không ok — chỉ việc khiến cho nó thật chặt chẽ .
Điện trở
Cuối cùng, toàn bộ những điện trở, trừ khi được ghi chú ( R4, R5 ), là một / 4W .
Lời kết
Mong rằng những thông tin trong bài là đủ để bạn có thể tự xây cất một âm ly công suất âm thanh cho riêng mình. mình hi vọng nó cũng khiến bạn hào hứng với việc xây dựng âm ly của riêng mình.
đọc thêm: hướng dẫn cài đặt và sử dụng ứng dụng khẩu trang điện tử “Bluezone”
TRUNG TÂM SỬA CHỮA ĐIỆN TỬ QUẢNG BÌNH
MR. XÔ – 0901.679.359 – 80 Võ Thị Sáu, Phường Quảng Thuận, tx Ba Đồn, tỉnh Quảng Bình
có không ít thứ hoàn toàn có thể được cải tổ trong Project này. Bạn có toàn bộ những thông tin và tệp thiết yếu, nhưng bạn không cần phải theo dõi chúng đến thư .
Bạn hoàn toàn có thể sử dụng những linh phụ kiện SMD, cải tổ mạch so sánh bằng cách sử dụng một đầu ra bổ trợ hoặc thử IR2011S thay vì IR2110. chỉ việc đốt lên mỏ hàn đó, khắc PCB của người dùng và khởi đầu vận động giải trí. Nó không thành yếu tố nếu nó không sinh hoạt giải trí trong đợt thử tiên phong .
Source: https://trumgiadung.vn
Category : Điện Tử Bách Khoa
Thông tin liên hệ
- Địa chỉ: Tòa nhà 7A, Lê Đức Thọ, Mai Dịch, Cầu Giấy, Hà Nội
- Điện thoại tư vấn: 0968.688.076 – 0769.159.159
- Email: [email protected]
- website: https://trumgiadung.việt nam
