Stabilizátor pro zesilovač

Součástky U2, D3, R8 a R9 (resp. U102, D103, R108 a R109) pro druhý kanál nejsou v zapojení zesilovače bezpodmínečně nutné a můžete je po úvaze vypustit. Na základě výběru transformátoru můžete zjistit, že napětí na výstupu usměrňovače bude vždy menší než povolené maximální napětí pro integrovaný obvod zesilovače. Pak je zbytečné zmíněné součástky osazovat a na desce plošného spoje pouze propojte vstup a výstup stabilizátoru.

V případě, že zjistíte možnost překročení mezních parametrů u zesilovačů, pak si obvody U2 a U102 připravte a spočítejte k nim vhodné nastavovací rezistory. Stabilizátory LM350 jsou výkonové stabilizátory s možností nastavení výstupního napětí a výstupním proudem 3 A (špičkově až 5 A). Stabilizátory se používají v tzv. "plovoucím zapojení", kdy zpětná vazba z výstupního děliče určuje, jaké bude výstupní napětí stabilizátoru.

Funkce stabilizátoru je v podstatě velmi jednoduchá. Udržuje své výstupní napětí na takové hodnotě, aby napětí na rezistoru R8 odpovídalo referenční hodnotě - pro LM350 je to 1,25 V. Pokud by napětí na R8 klesalo pod tuto hodnotu, obvod se otevírá a zvyšuje své výstupní napětí, aby odchylku vyrovnal. A naopak - při vyšším napětí na R8 se uzavírá - snižuje výstupní napětí. Výsledné napětí je dáno pouze děličem R8, R9.

Pro výpočet vhodného děliče použijte zjednodušený vztah:

Při tomto vztahu je zanedbán proud, který teče nastavovacím vývodem stabilizátoru. Takové zanedbání je možné provést, pokud vhodně zvolíme R8. Doporučuji vybírat hodnotu R8 z rozmezí 200 až 400 Ohm. Pak podle požadovaného výstupního napětí snadno spočítáte potřebný R9.

Příklad

Pro zesilovač TDA2040 je maximální povolené napájecí napětí 40 V. Aby nebyl tento parametr překročen, je nutné zajistit menší napájecí napětí. Při volbě rezistoru R8 - 270 Ohm, pak vychází pro napětí lehce nad 39 V hodnota rezistoru R9 jako 8K2. Vypočítaná hodnota byla ověřena i měřením po osazení.

Při výpočtu doporučuji vybrat pro R8 různé hodnoty z odporové řady v doporučeném rozmezí a pak k nim dopočítat podle požadovaného napětí hodnotu R9. Poté vyberte pro R9 nejbližší hodnotu z vyráběné řady a ověřte si pro ni výsledné napětí. Z vypočítaných možností vyberte nejvhodnější kombinaci.

Upozornění!

I když si hodnoty rezistorů pečlivě spočítáte, ověřte si výstupní napětí voltmetrem před osazením obvodů U1 a U101 do desky!

Přestože je LM350 výkonový stabilizátor, je nutné mít na zřeteli jistá omezení:

• Ztrátový výkon. Zesilovačem protéká stejný proud, jaký odebírá U1. Při velkém úbytku na stabilizátoru (např. 10 V) a maximálním proudu (např. 1 A) může být výkonová ztráta na pouzdro poměrně značná (v tomto případě 10 W) a byl by problém stabilizátory chladit. Stabilizátor použijte pouze pro "odřezání" několika přebytečných voltů, které by napěťově přetížily U1. Při zatížení transformátoru jeho výstupní napětí naštěstí poklesne a výkonová ztráta na stabilizátoru se zmenší. Stabilizátor je vhodný, když zjistíte, že napětí na kondenzátorech C51, C52 může být v extrémním případě maximálně asi o 10 V vyšší než povolené mezní hodnoty U1.
• Rozdíl mezi vstupním a výstupním napětí stabilizátoru nesmí být větší než 35 V. Za normálního provozu se to nestane, protože celý obvod "plave" na hodnotách okolo napájecího napětí a rozdíl vstup-výstup by měl být např. do 10 V. Při zapnutí zesilovače jsou kondenzátory připojené na výstupu zesilovače vybité a může dojít ke krátkodobému napěťovému přetížení stabilizátoru. Rozbor energetických poměrů by byl složitější. Doporučuji nepřekračovat na vstupu hodnotu 50 V.
• Nezapomeňte použít při montáži stabilizátorů izolační podložku. Na chladič pouzdra stabilizátoru je přivedeno výstupní napětí!