Für alle, die nach einem Audioverstärker mit einer massiven Ausgangsleistung in der Größenordnung von 100 Watt bis 200 Watt suchen, der ein Absolut verwendet minimale Teilezahl wird diese spezielle Schaltung dies erreichen.

Monolithischer Hochleistungs-Operationsverstärker OPA541

Wie die Schaltung funktioniert

Der IC OPA541 von Burr-Brown ist ein Leistungsverstärker, der speziell für den Betrieb mit Netzteilen bis zu ± 40 V und für die Bereitstellung kontinuierlicher Ausgangsströme bis zu 5 A und 10 A Spitzenleistung entwickelt wurde.

Dies bedeutet einfach, dass bei einer ausreichenden Kühlung des IC mit Kühlkörper und Lüfterkühlung die wahrscheinliche Verstärkungsleistung deutlich über der 160-Watt-Marke liegen könnte.

Die eingebaute Strombegrenzungsfunktion des Geräts kann vom Benutzer über einen einzelnen externen Widerstand programmiert (voreingestellt) werden, der den Verstärker und die Last vor fehlerhaften Ausgangssituationen schützen kann.

“Steuergerät einer CPU ”

Obwohl der OPA541 laut Burr-Brown-Quellen normalerweise für den Antrieb von Motoren, Servoverstärkern und programmierbaren Netzteilen usw. ausgelegt ist, kann er auch als Hochleistungs-Audioverstärker erstaunlich gut funktionieren.

OPA541 150 Watt Hochleistungsverstärkerschaltung

Das in diesem Artikel beschriebene Schema liefert ungefähr 60 Watt bis 160 Watt an eine 4-Ohm-Last. Dies wird durch eine symmetrische Versorgungsspannung von ± 40 V erreicht.

Der eingebaute Strombegrenzer des Chips ist über parallel geschaltete Widerstände R6 / R7 auf eine Einschaltschwelle von etwa 8,5 A festgelegt.

Ausgangsstrom programmieren

Diese Strombegrenzung stellt sicher, dass der optimale Antriebsabstand auch bei Verwendung eines 4-Ohm-Lautsprechers erreicht werden kann. Denken Sie jedoch daran, dass R6 und R7 den Strom unterhalb der Überlastschwelle begrenzen. Dies macht den Verstärker nicht kurzschlussfest, da dies eine Stromschwelle von 1,8 A erforderlich machen könnte, wenn wir den 1C-Betrieb innerhalb seiner SOA betrachten ( sicherer Betriebsbereich).

Der Wert des Widerstands Rcl (R6 + R7), der den Strombegrenzerschalter oder den Aktivierungspunkt bereitstellt, könnte unter Verwendung der folgenden Formel bestimmt werden:

Rcl = (0,813 / Iabs) - 0,02 [Ω]

Im tatsächlichen Betrieb wird die positive Halbwelle des Ausgangsstroms viel früher begrenzt, und zwar um etwa 10% bei einem niedrigeren Pegel als dem vorprogrammierten Schwellenwert.

Das Gegenteil kann für den negativen Strom auftreten, der ungefähr 10% mehr als der vorbestimmte Wert sein kann.

Totale harmonische Verzerrung

Der Verstärkerverzerrungsausgang ist merklich niedrig. Der THD-Wert liegt innerhalb des gesamten Schallspektrums weiterhin deutlich unter 0,5%, wobei eine Verstärkung von x6 festgelegt ist (R5 beträgt dann ca. 5 kΩ) und eine Versorgungsspannung von ± 35 V.

Da der IC bei einem Ruhestrom von kaum 20 mA arbeitet, kann eine Überkreuzverzerrung ziemlich schnell auftreten.

Um den THD auf einem minimalen Niveau zu halten, wird die angenommene Bandbreite durch den Kondensator C3 auf ungefähr 22 kHz beschränkt.

Das mit R2-C2 hergestellte Eingangsfilternetzwerk hilft, IMD (Intermodulationsverzerrung) zu minimieren, und senkt die wahre Bandbreite auf ungefähr 16,6 kHz.

Der Niederfrequenzabfall ist durch R1-C1 auf 6,6 Hz festgelegt. Der IC sollte über einem relativ großen Kühlkörper mit einem Wärmewiderstand von 1,2 KW oder höher installiert werden.