Penguat Daya IC – Cara Mendapatkan Lebih Banyak Daya – IC power amp seperti LM3886 dan TDA7293 sangat populer, dan untuk alasan yang baik. Sirkuitnya mudah dirakit, dengan komponen eksternal minimal yang dibutuhkan untuk melengkapi amplifier. Tidak seperti ampli diskrit (seperti P3A), ampli daya IC jauh lebih sederhana. Namun, ada beberapa batasan penting dalam penggunaan ampli IC ini, karena batas disipasi maksimumnya yang relatif rendah. Untuk desain dasar (yang memiliki PCB tersedia), lihat Proyek 19 . Saya menggunakan ini untuk membangun dan menguji sirkuit yang ditunjukkan pada Gambar 3 dan 6.

Penguat Daya IC – Cara Mendapatkan Lebih Banyak Daya

rfconcepts – Karena kebutuhan, arus keluaran dibatasi karena tidak mungkin mendapatkan panas dari sambungan transistor daya ke heatsink secara efisien. Sementara LM3886 dapat mengirimkan 40W yang diklaim menjadi 8 ohm dari pasokan ±28V, daya menjadi 4 ohm terbatas pada 68W (tipikal), dan menggunakan ±35V dengan beban 4 ohm memberikan output yang sama, karena sirkuit perlindungan internal amplifier tidak akan ‘ t memungkinkan lebih banyak arus. Batas arus internal adalah ±11.5A (khas, diklaim) tetapi biasanya akan lebih rendah karena perlindungan SOA akan menguranginya ketika tegangan (dan/atau suhu) lebih tinggi dari ‘normal’.

Arus keluaran puncak diklaim 11.5A, tapi itu untuk durasi maksimum 10ms dengan suplai 20V. Pengoperasian dengan daya penuh dengan suplai 35V cukup banyak menjamin bahwa perlindungan termal internal IC akan beroperasi, mematikan amplifier hingga mendingin. Disipasi daya IC maksimum (mutlak) adalah 125W, dan itu banyak panas untuk berpindah dari IC mati ke heatsink melalui tab termal yang relatif kecil. Paket ‘paket penuh’ (terisolasi penuh) memiliki peringkat termal yang sangat berkurang, karena lapisan insulasi cukup tebal dan merupakan konduktor panas yang buruk.

Baca Juga : 5 Stereo Terbaik Untuk Mobil

Masalah lain yang dihadapi pengguna adalah sistem perlindungan IC SPiKe ™ . Singkatan singkatan dari ‘Self Peak Instantaneous Temperature’ (suhu adalah ‘Ke’ untuk Kelvin). Ini melindungi IC, tetapi artefaknya jelas tidak menyenangkan jika perlindungan dipicu saat Anda mendengarkan musik pada tingkat di atas titik pemicu.

Kondisi di mana bentuk gelombang diambil tidak diungkapkan dalam lembar data, tetapi saya tahu dari pengalaman bahwa apa yang Anda lihat adalah tipikal LM3886 yang menggerakkan beban reaktif (seperti pengeras suara). Ini membutuhkan sedikit overdrive yang mengejutkan ke dalam speaker 4 ohm yang khas, dan satu-satunya cara untuk menghindari sirkuit perlindungan beroperasi dengan materi program adalah dengan mengurangi tegangan suplai. Dalam kebanyakan kasus, ±25V adalah maksimum yang masuk akal untuk beban 4 ohm, dan itu (biasanya) menghindari perlindungan yang tersandung kecuali bebannya sangat buruk.

Sayangnya, ini mengurangi daya keluaran. Meskipun itu sering kali bukan masalah untuk hi-fi rumah yang digunakan pada tingkat yang wajar, kemarahan SPiKe akan datang dan menggigit Anda jika Anda mendengarkan pada tingkat tinggi untuk waktu yang lama. Kipas yang mendinginkan unit pendingin (atau menggunakan unit pendingin yang jauh lebih besar dari yang biasanya disarankan) akan mengurangi masalah, tetapi tidak akan hilang sepenuhnya.

TDA7294 memiliki disipasi paket terukur 50W pada 70 °C. Sementara ini tampaknya jauh lebih rendah daripada LM3886, yang terakhir tidak memungkinkan untuk suhu, dan mengasumsikan suhu kasus 25 °C. Merupakan tantangan bagi sebagian besar penghobi untuk mencari tahu apa yang mereka pikir dapat mereka lakukan. Disipasi daya yang diijinkan berkurang dengan meningkatnya suhu, dan suhu mati maksimum adalah 150 ° C, di mana suhu disipasi yang diijinkan adalah nol! Rangkaian yang dijelaskan juga dapat digunakan dengan TDA7294, dan semua komentar berlaku sama (terutama dalam hal distorsi pada frekuensi yang lebih tinggi).

TDA7293 memiliki perlindungan, tetapi tidak sedrastis LM3886, dan bahkan jika IC didorong ke kliping, itu tidak melakukan sesuatu yang lebih tidak menyenangkan daripada sekadar memotong bentuk gelombang. Tantangan dengan salah satu dari ampli ini muncul jika Anda berpikir untuk menggunakannya untuk menggerakkan subwoofer. Karena Anda biasanya membutuhkan daya sebanyak yang Anda bisa (tentu saja dengan alasan), tidak ada IC power amp yang benar-benar cocok.

Perhatikan bahwa sebagian besar sirkuit yang ditampilkan menyertakan induktor 0,7µH yang dirangkai seri dengan output. Ini direkomendasikan untuk LM3886, tetapi sepenuhnya opsional ketika transistor penguat ditambahkan. Tujuannya adalah untuk memastikan bahwa amp tetap stabil dengan beban kapasitif, tetapi beban diisolasi dari IC amp melalui resistor 2,7Ω yang digunakan untuk menghidupkan transistor eksternal. Itu tidak termasuk dalam penguat pengujian saya, dan tidak ada osilasi yang terlihat. Jika digunakan, induktor dibuat dengan melilitkan 10 lilitan kawat 0,4 mm-0,5 mm ke badan resistor 10Ω 1W.
Sebelum memulai salah satu ide yang ditampilkan di sini, saya sarankan Anda menyiapkan artikel Heatsink , karena itu akan membantu Anda memutuskan berapa banyak heatsink yang Anda butuhkan, dan cara terbaik untuk memasang IC dan transistor daya. Bukan hal yang aneh bagi para penghobi (dan bahkan produsen) untuk meremehkan jumlah heatsink yang dibutuhkan untuk aplikasi daya tinggi, dan kegagalan bisa mahal – terutama jika itu menghancurkan speaker Anda.

Anda juga akan melihat bahwa sebagian besar sirkuit menyertakan sepasang dioda dari output ke setiap rel suplai. Ini opsional, karena transistor eksternal akan mencegah IC masuk ke mode proteksi, dan di sinilah dioda diperlukan (untuk menghilangkan EMF balik dari beban). Karena perlindungan dinonaktifkan, dioda sebagian besar merupakan tambahan ‘kosmetik’. Saya tidak menggunakannya pada amp uji yang saya buat, dan tidak pernah melihat perlindungan IC yang masuk – bahkan ketika amp menghasilkan lebih dari 110W menjadi 4 ohm!

1 – Transistor Booster

Ada cara untuk mendapatkan (banyak) lebih banyak daya dari IC amp (sebenarnya, beberapa cara). Melalui dua (atau lebih) transistor eksternal, IC memiliki pekerjaan yang mudah, karena hanya perlu menyediakan arus basis transistor (ditambah sedikit dayanya sendiri – akan konyol untuk tidak mendapatkan setidaknya sebagian daya dibutuhkan dari IC). Susunan ini jauh lebih stabil (dan jauh lebih sederhana) daripada versi yang akan Anda temukan di tempat lain. Ini biasanya memberi daya pada transistor eksternal dari rel suplai (seringkali dari opamp), tetapi konsep keseluruhan memiliki beberapa kekurangan serius dan sebaiknya dihindari. LM3886 ditampilkan, tetapi pengaturan transistor tambahan identik untuk IC power amp lainnya.

2 – Transistor Booster Paralel

Terkadang, hanya menambahkan sepasang transistor mungkin tidak dianggap cukup, terutama untuk beban impedansi (sangat) rendah. Meskipun beban seperti itu biasanya bukan ide yang bagus (kehilangan kabel menjadi berlebihan untuk permulaan), mungkin ada kalanya Anda perlu menggerakkan beban impedansi rendah. Rangkaian berikut akan menggerakkan 2 ohm dengan mudah. Bahkan dimungkinkan untuk menggerakkan beban 1 ohm, tetapi saya tidak akan menyarankannya karena hambatan kabel akan menyebabkan terlalu banyak kehilangan daya. Juga sulit untuk membangun catu daya yang dapat menangani arus puncak ±25A!

3 – Operasi IC Paralel

Banyak catatan aplikasi, sirkuit DIY dan bahkan produk komersial telah mencoba menggunakan sepasang amp LM3886 secara paralel. Cukup banyak tanpa kecuali, ini adalah bencana yang menunggu untuk terjadi. Saya telah melihat (dan menguji bangku) satu upaya komersial, dan itu dieksekusi dengan sangat buruk sehingga sama sekali tidak dapat digunakan. Ada beberapa upaya pada versi DIY, dan beberapa di antaranya juga mengandung kelemahan serius yang mungkin menyebabkan IC mati karena terlalu panas … atau meledak.

Masalahnya adalah bahwa bahkan offset DC atau AC yang sangat kecil menyebabkan aliran arus yang besar antara pin output IC. Sebagian besar sirkuit merekomendasikan 0,1 ohm, tetapi jika ada perbedaan 1V antara output dari dua amplifier, itu berarti aliran arus 5A. Rangkaian paralel yang kurang lebih representatif (tetapi disederhanakan) ditunjukkan di bawah ini. Meskipun mungkin tampak baik-baik saja, Anda harus mempertimbangkan toleransi resistor dan tegangan offset IC. Perhatikan bahwa gambar disederhanakan, dengan bisu dibawa langsung ke suplai -ve, dan tutup bypass tidak diperlihatkan. Dengan menggunakan satukapasitor untuk kopling umpan balik (C2), kedua amplifier memiliki rolloff frekuensi rendah yang persis sama, mencegah kemungkinan frekuensi sangat rendah menyebabkan offset besar pada output IC power amp. Ini tidak terjawab di sebagian besar sirkuit yang diterbitkan, tetapi ini merupakan pertimbangan penting.