12V audio eindversterker met tip35c - klasse A versterker

Luidsprekers zijn zware belastingen en vereisen normaal gesproken een hoge stroomsterkte die wordt geleverd door een extern circuit. Dit komt doordat de geproduceerde geluidsuitvoer, laten we zeggen van een microfoon of de pickup-spoelen van de gitaar, soms geen uitvoer met hoge stroom en hoge amplitude produceert, daarom is het niet geschikt om een luidspreker aan te sturen. Dit is waarom we iets hebben dat audioversterkers wordt genoemd. Er zijn veel klassen versterkers en we hebben eerder veel audioversterkercircuits gebouwd, variërend van kleine 10W-versterkers tot zware 100W-eindversterker. We weten ook dat er verschillende soorten versterkers zijn in de elektronica, enkele veel voorkomende namen die u misschien bent tegengekomen zijn Buffer Amplifier, Pre-Amplifier en Power Amplifier.

Verschil tussen Bufferversterker, Pre-Amplifier en Power Amplifier:

Een bufferversterker tot hetzelfde signaal exact dezelfde amplitude van de zwakke geluidsbron, terwijl de voorversterker versterkt het signaal met een veel hogere spanning van de ingangsbron. De output van de voorversterker wordt verder naar de eindversterker gestuurd. Een vermogensversterker levert de stroom naar de belasting, afhankelijk van de amplitude van het ingangssignaal. Een vermogensversterker is dus een elektronisch apparaat dat het vereiste vermogen (spanning x stroom) aan de luidspreker levert.

In dit project zullen we een luidspreker aansturen met behulp van een eenvoudige en goedkope eindversterker, voor het vermogensversterkingscircuit zullen we de TIP35C-vermogenstransistor gebruiken.

Componenten vereist

Voor dit Audio Power Amplifier-project zijn de volgende componenten vereist -

TIP35C Vermogenstransistor.
Koellichaam voor TIP35C.
1k weerstand.
470uF 25V condensator.
Audio-ingang (afhankelijk van de vereiste ingangsbronaansluiting).
Breadboard.
12V voedingseenheid
Luidspreker

Schakelschema voor klasse A-versterker met TIP35C

Het schakelschema voor de TIP35C Audio Power Amplifier wordt hieronder weergegeven.

Werking van TIP35C Audio Power Amplifier

Een transistor werkt als een versterker door het ingangssignaal te versterken. Als een gelijkstroomvoorspanning wordt aangelegd over de emitter-basisovergang van een transistor, blijft de transistor in een voorwaartse voorspanning die kan worden gehandhaafd ongeacht de polariteit van het signaal. Dit is een Klasse A-versterker. Daarom is de transistor altijd voorgespannen in de AAN-toestand. Aldus produceert de transistor gedurende een volledige cyclus van het ingangssignaal een minimale vervorming in de maximale amplitude van het uitgangssignaal.

Omdat een Klasse A-versterker een hoge hoeveelheid belastingsstroom moet aansturen, moet de transistorwaarde voldoende zijn om de hoge collectorstroom te compenseren. De belasting, dwz de luidspreker is over de collector aangesloten. Daarom moet de transistor een hoge collectorstroom hebben. Dit wordt met succes geleverd door de TIP35C aangezien het een 100V vermogenstransistor is samen met een 25A collectorstroom. Het grootste nadeel van de bovenstaande schakeling is echter de algehele efficiëntie van de vermogensversterker. Omdat het circuit een basisconstructie is van een klasse A-versterker, gaat bijna een grote hoeveelheid stroom verloren als warmteafvoer over de vermogenstransistor TIP35C. Het is verplicht om een groot koellichaam aan te sluiten om warmteafvoer op te vangen. De conversie-efficiëntie van het circuit is laag.

Het gedetailleerde pin-diagram van de TIP35C staat in de onderstaande afbeelding

De weerstand R1 wordt gebruikt als een basisweerstand die voldoende basisstroom levert om de transistor in het verzadigingspunt te drijven. De 470uF condensator C1 is een essentieel onderdeel van het circuit. Dit komt doordat de condensator twee doelen dient. Allereerst isoleert de condensator de basis met de ingangsvoedingsbron zodat de basisspanning of -stroom de audiobron niet kan beïnvloeden, en het andere doel is om als een gelijkstroom-blokkeercondensator van de ingangsbron te fungeren. Condensator blokkeert gelijkstroom en geeft alleen wisselstroom door. Dit wordt effectief bediend door de 470uF-condensator en laat alleen de AC-frequentie door.

De positieve voeding is in serie geschakeld met de luidspreker. De transistor zoekt de luidspreker met GND. Daarom kunnen kleine veranderingen in de basis de belasting, dwz de luidspreker, beïnvloeden.

Testen van 12V Power Audio Amplifier

Het circuit is opgebouwd uit een breadboard. Mijn breadboard-opstelling ziet er hieronder ongeveer zo uit. Zoals u kunt zien, heeft het circuit zeer weinig externe componenten nodig en is het daarom eenvoudig te bouwen

De schakeling is getest met behulp van een luidspreker van 9 Watt, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding

Het selecteren van de juiste luidspreker is belangrijk voor elke eindversterker. Een luidspreker met slechte prestaties kan een goed geconstrueerde versterker kapot maken. Dus voor iedereen die een audio-gerelateerd applicatiebord bouwt waarbij de luidspreker de hoofdweg is, zorg ervoor dat je een goed functionerende luidspreker hebt. Voor het testen van dit vermogensversterkercircuit wordt de bovenstaande luidspreker gebruikt. Deze speaker is meer dan 60 jaar oud en is afkomstig van een oude buizenversterker. Deze luidspreker is echter bijna drie jaar geleden door mij gereconstrueerd. Het is een 4 Ohm speaker die bijna 9 Watt vermogen kan leveren en de diameter van deze speaker is 15 cm in diameter.

Het volgende is de audio-invoer. De audio-input wordt gegeven door een mobiele telefoon. Omdat een mobiele telefoon al een ingebouwde voorversterker heeft, kan worden aangenomen dat het testen wordt gedaan met een basisvoorversterker vóór de eindversterker tijdens de testfase. Het circuit werkte redelijk goed en de uitvoerprestaties zijn redelijk goed. De volledige testvideo vind je onderaan deze pagina.

Conclusie

Het is een basistype Klasse A-vermogensversterkercircuit met 12V-ingang en gebruikt een minimumcomponent, slechts drie. Het is echter niet zo goed als de traditionele eindversterker die op de markt verkrijgbaar is. Verdere verbetering is mogelijk en de algehele prestaties kunnen worden verhoogd.

Verdere verbeteringen van het circuit

Het circuit kan verder worden verbeterd door een complementaire PNP-vermogenstransistor toe te voegen en het circuit te configureren als een push-pull-vermogensversterker. In dat geval kunnen extra filter- of transistorgebaseerde voorversterkers worden gebruikt om te compenseren met de amplitudespanning die nodig is voor het circuit. Bovendien kan er ook een equalizercircuit worden toegevoegd voor de juiste BASS-, MID- en TREBLE-prestaties.