Hi-Fi svět

Web převážně vážně nejen o zesilovačích a počítačích.

L

Nejnovější

Stavba

Neaktivní hodnoceníNeaktivní hodnoceníNeaktivní hodnoceníNeaktivní hodnoceníNeaktivní hodnocení

Úvod

Cílem série několika článků je ukázat stavbu zesilovače od samotného návrhu až po jeho konečnou realizaci. Postupně se budeme zabývat vlastní ideou zesilovače, výběrem či návrhem samotného zapojení, jeho konstrukčními detaily, návrhem prostorového uspořádání a návrhem plošného spoje. V závěru se budeme věnovat prostorovému uspořádání skříně a jejími jednotlivými aspekty.

 

Výkon

Pro zdárný návrh zesilovače si musíme nejdříve ujasnit jaký výkon či akustický tlak budeme vlastně potřebovat. Použijeme běžné reproduktory, které mají citlivost cca 90dB, což představuje hodnotu akustického tlaku v ose reproduktoru a vzdálenosti 1m.

Budeme chtít dosáhnout ve špičkách akustického tlaku až ke 120dB, pak musíme použít výkon o 30dB větší tedy přesně 1000W. Předpokládáme-li dvou kanálové provedení, pak nám postačí 500W na každý kanál.

Při velmi slušné dynamice signálu nad středním výkonem, kterou známe z vinylových desek a bývala běžná 26dB, dostaneme hodnotu středního výkonu pro každý koncový stupeň i reproduktor pouhých 1,25W.

Pro případ diskoték a jiných méně kvalitních a více hlasitých reprodukcí, abychom mohli střední hodnotu hlasitosti na úkor kvality navýšit až k hodnotě 10dB a poslouchat při střední hlasitosti středního výkonu pro každý koncový stupeň i reproduktor úžasných 50W, musíme vždy patřičně dimenzovat zdroj a chlazení zesilovače. Více jsem se problematice věnoval v článku Hi-Fi zesilovače a výkony.

Nevěřte scestnému dimenzování zesilovačů pro trvalý sinusový výkon, tato varianta by se dala použít leda na plašení hlodavců, nikoliv pro slušný poslech a již vůbec ne v oblasti Hi-Fi, kde je nutno dosáhnout dynamiku signálu nad středním výkonem minimálně 20dB, což většina konstruktérů nezvládá, pak se vymlouvá na různé nesmysly a odvádí všemožně pozornost od problematiky.

  

Topologie Federmann

Jako základ stavby zesilovače jsem vybral Zesilovač 500W/1000W, HQQF-55-506W-5-1, který je na stánkách Hi-Fi světa dostatečně vysvětlen a většina principů, pracovních bodů a nastavení je rozebrána v části Topologie Federmann části I ÷ XII.

Pro kompletnost jsou připravovány další části, které budou v dohledné době doplněny a budou se zabývat invertujícím zapojením zesilovače, opožděným připojením hlavního napájení a ochranami koncového stupně a zátěže.

 

Návrhový systém

Metody návrhu jsou široce popsány v části Výrobní-postupy, bližší nápověda jak začít je v textu Nebuďte negramotní!

Význam počítačových simulací a návrhů je přiblížen v textu Technická slepota a temno v článku je ukázáno, že jsou dávno pryč doby metod pokus omyl a laborování nad kupou neustále hořících součástek.

 

Schéma

Schéma můžeme nakreslit v návrhovém systému, ve kterém simulujeme funkci celého zapojení v mém případě program MicroCap, stejně jak v návrhovém systému ve kterém navrhujeme plošný spoj v mém případě program Eagle.

 

 

 

 

Další výstupy

Dalšími výstupy z návrhových programů je řada průběhů a grafu při návrhu zapojení a potřebné podklady pro výrobu plošného spoje, včetně seznamu součástek a osazovacího plánu.

Velmi přínosné jsou i 3D pohledy na budoucí výrobek, které vytvoříme ve 3D Eagle a zobrazíme pomocí PovRay vše je rovněž na stánkách Hi-Fi světa popsáno v části Návrhy

 

 

 

 

 

 

 

 

Hotové plošné spoje

Pokud jsme dokonale zvládli všechny kroky návrhu, stokráte vše překontrolovali, pak můžeme zadat výrobu plošných spojů.

Podívejme se nyní na hotové plošné spoje.

 

 

 

 

 

Závěr

V této části textu jsem popsal návrh zesilovače až po vhodné zapojení a výrobu plošného spoje. V dalších dílech se budeme zabývat osazováním a oživováním jednotlivých modulů, až ke konečnému prostorovému uspořádání a dokumentaci.

 

  

 Diskuse  

 

 

 

Neaktivní hodnoceníNeaktivní hodnoceníNeaktivní hodnoceníNeaktivní hodnoceníNeaktivní hodnocení

  

Úvod

Tento text je volným pokračováním textu Stavíme zesilovač. V předchozím textu na příkladu stavby jednoduchého zesilovače QQF-55 KS 500W jsem uvedl několik vhodných praktik při stavbě libovolného zařízení.

Nyní se můžeme podívat na stavbu zesilovače HQQF-55-503W-4-2. Nejde o mnoho složitější zapojení, přesto je stavba nesrovnatelně náročnější.

 

 

 

Plošný spoj

Plošný spoj byl navržen v programu Eagle, jeho návrh, pokud neberu v úvahu zúročení mnohaletých zkušeností a estetického cítění potřebného ke kvalitnímu prostorovému návrhu není nikterak specifický.

Totéž však neplatí o jeho výrobě, která byla zadána profesionální společnosti specializované na výrobu plošných spojů.

 

  • Materiál byl zvolen o síle 2,5mm, čímž se dosáhla výrazně vyšší tuhost, jak u tenkých materiálů.
  • Poněvadž se jedná o výkonový zesilovač, jehož souhrnný výkon na plošném spoji přesahuje 1kW, bylo nutno zvolit dostatečnou sílu měděné vrstvy, tu jsem zvolil 70µm s vědomím, že při prokovování otvorů dojde k dalšímu nárůstu o více jak 30µ. Výsledná síla měděné vrstvy je tedy větší jak 100µm.
  • Oboustranný plošný spoj je samozřejmě oboustranně chráněn nepájivou maskou a pájecí plošky včetně prokovených otvorů jsou galvanicky pocínovány.
  • Pro snadnější orientaci nechybí ani potisk vrchní strany, kde bylo nutno volit velikost tisku, tak aby se vše prostorově vešlo a číslování součástek zůstalo viditelné a čitelné i po jejich osazení a zapájení.
 

Jde o plošný spoj, jehož návrh i provedení je vysoce profesionální, čemuž odpovídá i jeho užitná hodnota, ale i jeho cena. Osazováním takto provedeného plošného spoje je zapotřebí zachovat co nejvíce jeho původních hodnot a vlastností, proto je nutno osazovat a hlavně pájet s citem a rozvahou.

Pokud někdo nemá dostatek zkušeností, doporučuji nejdříve odzkoušet pájení na zkušebním plošném spoji, kde nevznikne žádná škoda.

 

 

 

Součástky

Součástky je nutno pečlivě před použitím překontrolovat. Je nutno překontrolovat, zda jsou všechny a zda jsou správné hodnoty. Osazování je zapotřebí věnovat zvýšenou pozornost a mít na paměti, že případná záměna součástek, bude mít za následek přinejmenším složitou a pracnou výměnu. V horším případě hrozí její zničení i dokonce zničení dalších součástek.

 

 

 

Po důkladné kontrole můžeme přistoupit k osazování.

 

  • Samozřejmě začínáme s osazováním odporů, nejdříve těch menších. Standardně používám odpory s kovovou vrstvou 0,6W ±1%, které jsou známy pod označením R204.
  • Dále pokračujeme v osazování malých a postupně větších a větších prvků, polovodiče osazujeme jako poslední, obzvlášť výkonové tranzistory. Tvarování prvků pomocí přípravku nemusím ani připomínat.
  • Odpory a jim podobné je vhodné pájet přes podložku, tak aby se nedotýkaly povrchu desky, čímž zaručíme výrazně větší mechanickou odolnost, ale i menší povrchové svody a tím i lepší elektrické vlastnosti, lepší dlouhodobou stabilitu i delší životnost.

 

 

  

Pokračování brzy

Diskuse

Plošné spoje 

 

 

 

Neaktivní hodnoceníNeaktivní hodnoceníNeaktivní hodnoceníNeaktivní hodnoceníNeaktivní hodnocení
 

Úvod

Tento text vás provede stavbou libovolného elektronického zařízení, na stavbě zesilovače QQF-55-500W si ukážeme některé z možných výrobních postupu. Stavební návod, by měl pomoci hlavně začínajícím amatérům, ale také může sloužit jako vodítko mnoha studentům, rovněž zde mohou nalézt inspiraci, či nějakou drobnost již zkušení výrobci elektronických zařízení.

 

Topologie

Jako první si vybereme vhodné zapojení, ujasníme si všechny požadavky, jak elektrické, mechanické, ale i mnohé další, které by mohly ovlivnit budoucí funkčnost a životnost našeho zařízení.

 

Nářadí

Nedílnou součástí každé konstrukce je vhodné nářadí, bez kterého se nemůžeme obejít. Pro pájení používáme pájku, která může být transformátorová, či mikropájka, osobně stále používám pájku transformátorovou. K pájení rovněž používáme vhodný cín a dostatek kalafuny, která nám napomáhá pájení a zabraňuje nadměrné oxidaci.

.

 

Dále potřebujeme vhodné štípací kleště a pinzetu. Jako další vhodný pomocník nám poslouží proužky cuprextitu, kterými zaručíme stejnou výšku součástek. Téměř nepostradatelný pomocník je přípravek, na ohýbání odporů, diod a dalších součástek.

.

.

 

 

Mezi další často potřebné nářadí patří, pilníky, nůžky, svěrák, samozřejmě štětec, umělohmotná miska a mnohé další.

 

Přístroje

Při stavbě se často neobejdeme ani bez přístrojů, jako speciální, ale velmi vhodný bych uvedl mikroskop, který nám ulehčí řadu oprav, hledání chyb na plošném spoji a ti zručnější pod ním dokážou vyrábět či opravovat ty opravdu nejjemnější spoje.

Další přístroje budeme potřebovat při samotném oživování, nepostradatelným přístrojem je zdroj a multimetr. Dále je vhodné mít přístup ke generátoru a osciloskopu.

Přístroje, na rozdíl od nářadí, je jejich konkrétní potřeba více závislá na druhu námi vyráběného elektronického zařízení.

 

Součástky

Součástkám věnujeme nemalou pozornost, všechny řádně překontrolujeme, případně i přeměříme, není t ani tak o nedůvěře dodavatelům, ale spíše o zamezení budoucích chyb, které by jsme jen obtížně hledali, zjevně poškozené či nevhodné součástky nepoužíváme.

Při zkracování vývodů postupujeme vždy velmi opatrně, vývody nesmí být ani příliš dlouhé, ani příliš krátké, po jejich zapájení nesmí z cínu příliš trčet, ale rovněž nesmí být cínem naprosto překryty. Nikdy nezkracujeme vývody po pájení, tím bychom poškodili nejenom vlastní spoj vývod - cín, ale často i plošný spoj, utržením některých plošek.

 

Plošný spoj

Jako první si detailně prohlídneme plošný spoj. Zkontrolujeme kvalitu spojů, zda je řádně doleptán a nejsou zkraty, či naopak či není přeleptán a nejsou vodivé cesty poškozeny. Je pouze na nás zda hrany zabrousíme na přesný rozměr, či si vystačíme s nastříhaným tvarem od výrobce.

.

.

 

 

Odpory

Jako první začneme s osazováním odporů, které si předem natvarujeme na potřebnou rozteč a při pájení doporučuji použít vhodnou podložku, která zaručí konstantní výšku.

Konstantní výška nám u mnoha součástek zaručí jejich lepší odolnost při změně teplot, či mechanickém namáhání plošného spoje, pokud pájíme bez podložky, může dojít k prasknutí, či jinému poškození součástek.

.

.

.

.

.

.

 

Kondenzátory

Jako další v pořadí pájíme nejčastěji kondenzátory, pro které platí totéž co pro odpory.

.

 

 

Konektory a další prvky

Jako další můžeme osadit a zapájet další prvky, jakými jsou konektory a podobně, jednotlivé pořadí všech součástek není dogma, jde spíše o zvyklosti, či doporučené postupy.

.

 

 

Polovodiče

Jako poslední většinou osazujeme polovodiče, pro diody platí totéž co pro odpory, malé tvarujeme a pájíme přes podložku, velké pájíme dle pouzdra.

.

.

 

 

Zvláštní pozornost věnujeme tranzistorům, které rovněž pájíme pomocí podložky, tak aby měly konstantní výšku. Tranzistor podložíme a zkrátíme jeho vývody, ale zapájíme pouze jeden vývod, poté tranzistor vyrovnáme, aby byl ve správné poloze a teprve potom zapájíme další dva jeho vývody, kdybychom nejdříve zapájeli všechny vývody a pak chtěli tranzistor narovnat, hrozilo by nebezpečí poškození plošného spoje, nejčastěji odtržení plošky.

.

.

.

.

 

 

Výkonovým tranzistorům věnujeme ještě větší pozornost, pokud potřebujeme přívody ohnout do potřebného tvaru, musíme tak činit velmi uvážlivě. Zásadně neohýbáme u samotného pouzdra, ale ani ohyb vzdálenější nemusí být často bez problémů. Při příliš ostrém a kolmém ohybu může dojít k destrukci přívodů, obzvlášť pokud výrobce použil tvrdších slitin mědi. Mechanickému poškození přívodů se vyhneme pokud zvolíme ohyb dle nějakého poloměru.

.

.

.

Pomocné operace

Při pájení je vhodné příliš nešetřit kalafunou, je však zapotřebí pečlivě hlídat teplotu pájky a příliš spoje nepřehřívat, kalafuna musí zůstat vždy dostatečně světlá a spoje lesklé.

Před montáží výkonových tranzistorů je nutno veškerou kalafunu mytím v lihu odstranit a následně provést důkladnou kontrolu všech spojů s případnou korekcí, či zapájení zapomenutých plošek.

 

.

.

.

Dokončovací práce

Jako poslední součástky osadíme a zapájíme výkonové tranzistory. Podložku pod pouzdra výkonových tranzistorů volíme co nejnižší, ale přitom dostatečně vysokou, aby se tranzistory nikde neopíraly.

Zkrátíme přiměřeně vývody, tak aby jednotlivé vývody dosáhly na spoj, ale nebyly naskrz plošného spoje. Po provizorním přišroubování, uvolníme v otvorech vývody, aby nedocházelo nikde k pnutí, teprve potom vývody zapájíme.

Po zapájení výkonových tranzistorů spoj opět omyjeme lihem, tak aby se odstranily veškeré zbytky kalafuny. Při osazování plošného spoje na chladič, použijeme správně dlouhé upevňovací šrouby a izolační podložky pod výkonové tranzistory na jejíchž pouzdrech je napájecí napětí, závit je nutné mít vždy v chladiči, použití matky je nevhodné.

.

.

.

.

.

.

.

.

 

 

Diskuse

QQF-55-500W první část

QQF-55-500W druhá část

QQF-55-500W třetí část

Stavíme zesilovač

Oživujeme zesilovač

 

 

L

Nejnovější

Copyright © 2019 Hi-FI svět. Všechna práva vyhrazena.
Joomla! je svobodný software vydaný pod licencí GNU General Public License.

B

Hi-Fi svět - ISSN 1803-733X

Stránky vydává Bohumil Federmann, Kunovice 7, 75644 Loučka, Česká republika, federmann@seznam.cz