Предыстория

 

Добрый день Вам!

Выговорится нужно... Не так давно обокрали мой дом – унесли кучу всего, к удивлению – забрали даже самопальный усилитель и плетеные из моно жилы акустические провода...

Меломанствующие воры, мать их ети...

В перечень «унесенных ветром» вошел набор любимых инструментов, в котором был хороший паяльник, разное паяльное оборудование и мультиметр FLUKE.

В итоге у меня возникла такая пауза, что просто нет желания заниматься сборкой нового усилителя. Было это около пяти лет назад, так что помнить обо всех нюансах не могу. Спасибо ворам, что хоть колонки не забрали, которые делал два месяца, но оно и понятно – тяжелые они как гробы))).

Поиск готовых китов под сборку усилителя JLH ничего путного мне не дал, да и внешним видом «китайщины» почему-то отталкивал. Покупать готовую аудио «современщину» я не настроен психологически, поэтому в данный момент нахожусь в поиске людей, которые знают, что к чему и умеют делать усилители лучше меня.

И встретилась мне на страничке вашего сайта такие слова:

(... Усилитель JLH в отличие от конкурентов, воспроизводит почти «живую» музыку. Данный усилитель имеется в наличие. Так же Вы можете заказать аппарат в индивидуальной комплектации. Мощность усилителя JLH может варьироваться от 5 до 150 Вт на канал в классе А... ).

Мне нужно 50 Вт на 8 Ом на 1 канал. Интересует, сколько он примерно будет стоить?

 

Aovox = Примерная цена аппарата:

 

  • Комплект деталей на стерео усилитель 2 х 40 W около 150 $ (качественных и подобранных не Китай);
  • Блок питания: Трансформатор 400 VA + 4 качественных конденсатора + мост Шоттки 120 $;
  • Радиаторы 6000 кв.см. = 40 $;
  • Корпус с Али Экспресса (420 х 370 х 120) с виду, как фирменный 60 $;
  • Сборка + наладка = 110 $;
  • Итого готовый аппарат = 480 $.
  • Если нужен "полный фарш": Регулятор громкости Alps 40 $, Разъемы WBT 4 x 10 $ выходные и WBT 2 x 12 RCA (входные) = 104 $.

 

Nikolay V = Хотел по 50 ватт на канал, но думаю и 40 хватит. 2 комплекта выходных разъемов у меня есть. Регулятор громкости покоя не дает, потому что нужен он мне бывает только в редких случаях, для того, чтобы быстро убавить звук. Посему вопрос, а нужен ли он? Хотя если его спрятать на задней стенке, то пойдет. По деталям на усилители – как понял, это не готовая сборка, а вы сами будете его паять?

Aovox = Эти аппараты очень редко заказывают т.к. обычно их паяют самостоятельно.

Nikolay V = Собирать самому когда-то было интересно, но сейчас нет ни времени, ни сил – сидеть и думать что нужно купить, и сколько нужно. Плюс – все замерять, рисовать и т.д. Я лучше переплачу, и вместо меня все это сделает человек, который «собаку съел» на изготовлении JLH. Я же буду знать, что усилитель будет работать на свои деньги и дай Бог – долго.

Подытоживая желаемое, вижу корпус вертикального исполнения с наружными радиаторами. Вопрос к мастеру, что лучше иметь на лицевой панели: индикатор какой-нибудь или регулятор звука, который я на старом усилителе не замечал. Вопрос что лучше и правильнее – я вижу индикатор, поправьте если не прав.

И разумеется от исполнения зависит и цена, можно узнать во что мне это станет с минимума по "разумному". И еще одно, хочется заказать готовое решение для самостоятельного встраивания в корпус.

 

Корпус усилителя

 

Aovox = Можете при моем участии сделать корпус с радиаторами и трансформатором и отправить полуфабрикат усилителя ко мне на сборку и настройку.

Nikolay V = Не вижу смысла в приобретении отдельного корпуса на Али Экспрессе, так как у меня есть в наличии два внушительных радиатора. По плану уже от них будет собираться корпус. Радиаторы имеют размеры 300 х 275 х 40 мм, площадь поверхности 6600 см.кв. таковых есть 2 шт. Подойдут ли они для усилителя класса А мощностью 2х40 Вт?

Aovox = Да эти радиаторы подойдут для усилителя, работающего в классе А и отдающего мощность в нагрузку около 30-40 Вт на канал. Возможно понадобятся два малошумящих вентилятора, но это вряд ли. Нужно собрать аппарат с вашими радиаторами и посмотреть, как он будет нагреваться в реале.

Nikolay V = Далее, беру все компоненты и строю полноценный корпус для усилителя, чтобы не сделать его больше чем нужно, или, что хуже – меньшего размера. Идея в том, чтобы реализовать теплоотвод в корпус, и готовое изделие отправить вам под установку плат усилителей, защиты и прочий монтаж. В связи с этим возникают вопросы:

 

  • Какое лучше сделать охлаждение, активное или пассивное и сколько в таком случае нужно будет см² радиатора для охлаждения?
  • Как лучше скомпоновать элементы схемы: отдельно по платам или соединять по месту и кратчайшему пути? В мыслях вижу достаточное количество плат таких как: сетевой фильтр/блок питания, мягкий пуск/защита динамиков, 2 платы усилителя и т.д.

 

Aovox = Мне нравится «полу активное» охлаждение, это когда в усилителе устанавливаются радиаторы полноценной площади для пассивного охлаждения. В дополнение к таким радиаторам ставится один или два тихих вентилятора от компьютерных кулеров, которые включаются на пониженное напряжение. В итоге имеем почти нулевой шум и температуру радиаторов близкую к температуре окружающей среды. Это мысли, а там на ваше усмотрение.

Nikolay V = Немного разобрался, есть ряд вопросов:

 

  • Какой на Ваш взгляд оптимальный выбор транзисторов? Читал, что одни из лучших для выходного каскада применительно к усилителю JLH – винтажные MJ15005; Интересует их количество и метод крепления. На фотографиях с вашего сайта вижу переходные пластины для крепления транзисторов к радиаторам. Возможно, смогу достать похожие и подогнать их под радиаторы на нужное количество транзисторов. Для этого мне нужно знать размеры транзисторов и их количество;
  • Каких размеров нужен радиатор на мост Шоттки?

 

Выбор конструктива

 

Aovox = Транзисторов будет 8 шт. Винтажные MJ15003 от компании Моторолла – одни из лучших. Для диодов Шоттки достаточно пластины из дюраля 5х10 см на весь мост.

Nikolay V = Хорошо, тогда еще пару вопросов:

 

  • У меня есть возможность сделать переходные пластины с транзисторов на радиаторы. Как я понял их будет 8 шт, по 4 на пластину или радиатор;
  • Регулятор громкости Alps все-таки будет нужен, расчетное расположение – на задней стенке усилителя;
  • Какие применить выходные разъемы для акустики? Винтажные винтовые или современный банан? Мои точеные из меди куда-то подевались, придется покупать фирменные, банан я не поддерживаю;

 

Aovox = Вместо применения покупных акустических разъемов лучше заказать их изготовление токарю из медного прутка. По качеству это будет лучше всяких WBT.

Nikolay V = Вопрос, провод, который впаивается в выходной разъем применить толщиной 1.5 или больше? или лучше закрепить его гайкой? Просто те, которые есть у меня, предназначены для пайки, и идут под сечение жилы до 2 мм. Внутри есть 5 мм под изоляцию, а уже на зажимной наружной стороне – отверстие под пайку.

Aovox = Повод к выходным терминалам лучше крепить не с помощью винтов или гаек, а припаять обычным припоем ПОС-61.

Nikolay V = Пока занимаюсь корпусом. Встал вопрос какой ширины должно быть внутреннее пространство усилителя? Высота радиатора 270 мм, глубина 300, ширина же зависит от размеров трансформатора. Не подскажите?

Aovox = Если у вас будет тороидальный трансформатор, то его высота при мощности 400-500 Вт будет не более 90 мм. Т.е. если у вас два радиатора будут установлены с двух сторон вертикального корпуса, и ТОР предполагается разместить между ними, то расстояние между радиаторами можно сделать в диапазоне 100 - 110 мм.

Nikolay V = Значит если толщина тора – до 90 мм, тогда, при габаритной мощности 500-600 Вт, он будет иметь диаметр в районе 180 мм. Если думать о его монтаже между двумя платами усилителя, то у меня возникает вопрос: "а не будут ли наводки от него влиять на усилители?". Смотрю на фото одной из конструкций JLH, человек поставил Ш-образный трансформатор в отдельном месте вертикального корпуса за экраном. Именно эта идея мне нравится больше всего... Но как такую конструкцию и крепеж сделать в случае тороидального трансформатора – пока не ясно... Как заэкранировать платы усилителей от трансформатора еще не думал, знаю, что силовую часть лучше уводить в сторону или в низ от плат усилителя. Хочется все сделать по уму поэтому столько вопросов.

Aovox = Не только ТОР, а любой трансформатор желательно мотать с превышением кол-ва витков на 15-20 % относительно расчетного. Тогда, он не будет давать никаких наводок, даже будучи расположенным рядом со входными цепями. Связано это с тем, что производители трансформаторов экономят на меди и количество витков на вольт делают минимально допустимым для сетевого напряжения 220 В. В итоге при превышении сетевого напряжения, сердечники трансформаторов входят в насыщение и помехи от них многократно возрастают. Я экранировал тороидальные трансформаторы только в предусилителях корректорах ММ/МС с чувствительностью 0,5 мВ. У превышения числа витков на вольт есть недостаток – повышенное на 15-20 % сопротивление обмоток, и соответственно – повышенная просадка напряжения под нагрузкой.

 

Тепловой переход транзистор/радиатор

 

Nikolay V = Хочу рассчитать оптимальные размеры теплопроводной планки, которая ставится между транзисторами и радиатором. Плюс, мне нужно знать до какой примерно температуры будет разогреваться 1 транзистор?

Изучая фотографии самодельных конструкций JLH мне стало абсолютно не понятно почему для крепления транзистора к радиатору, радиолюбители применяют алюминиевые уголки или панели размерами 60 х 20 – 50 х 30 мм... Это я к тому, что тепло от транзистора в таком случае задерживается в этом уголке и до радиатора толком не доходит. Простите за занудство, есть желание сделать все по уму, чтобы усилитель был максимально надежным. Если я, к примеру, сделаю планку больше или меньше размером, то будет ли это правильным, и будет ли усилитель в этом случае работать надежно? Можно ли сделать эту планку шириной с радиатор (280 мм)? чтобы по полной ее задействовать.

Aovox = Первый транзистор почти не греется, я бы сделал для него теплоотвод в виде пластины – флажка размером 20х40 мм и прикрепил бы его этим флажком к печатной плате.

Уголки для передачи тепла от транзисторов к радиаторам ставят для простоты. Ставят те, которые находят в хозяйственных магазинах и на рынках. Вообще-то, такой уголок – слабое место для передачи тепла от транзистора к радиатору. Идеальный вариант – непосредственное крепление транзистора к радиатору, либо уголок из толстой меди. В продаже есть медный профиль разной формы и размеров. Идеальным я бы считал Г-образный профиль из меди с размером "полки" 40-50 мм и толщиной 5-8 мм. Теплоотводящая пластина транзистора, к которой крепится кристалл в 99,9 % случаев – медная и в этом месте важен качественный контакт с минимальным тепловым сопротивлением. Я бы не ставил изолирующую прокладку между транзистором и медным уголком, а поставил бы ее между уголком и радиатором. Этим приемом можно существенно увеличить площадь электрически изолированного контакта и уменьшить его тепловое сопротивление.

Nikolay V = Значит нужно убрать это «слабое место» и тогда не будет мороки с уголками и рассеиванием тепла! Я думаю, что мне придется отправить свои радиаторы на фрезеровку под транзисторы в корпусах ТО-3 чтобы вообще избавиться от переходных уголков. Но тогда вылезают другие вопросы и желания:

 

  • По даташиту – длина выводов транзисторов от 10,5 до 12,5 мм;
  • Толщина основания на моих радиаторах идет около 9 – 10 мм;
  • Использовать провода и обустраивать антенны в корпусе мне очень не хочется потому вытекает следующий вопрос – можно ли будет удлинить выводы транзисторов для пайки их непосредственно к плате, без применения дополнительных гибких проводников?
  • Так как с обратной стороны радиаторов будет располагаться плата то нужно будет учесть толщину пайки компонентов, по грубому это 4-5 мм от стенки радиатора, а это значит нужно обустроить диэлектрическую подложку, думаю применить пластину из фторопласта толщиной 4-5 мм;
  • Транзисторы будут ставиться, как я понимаю – без слюды. При этом сам радиатор будет изолироваться от других деталей корпуса? Или каждый транзистор должен быть изолирован?

 

Aovox = Есть два варианта:

 

  1. Выфрезеровать со стороны ребер каждого радиатора по 4 круглых площадки, после чего насверлить в них по шаблону по 4 - 6 отверстий (2 отверстия под каждый 2-х выводной транзистор и по 3 под 3-х выводные) + по 3 отверстия с резьбой М3-4 для притяжки транзисторов к радиаторам фланцами. Тогда каждый транзистор придется электрически изолировать от радиатора с помощью слюдяной, либо керамической прокладки. Здесь есть недостаток – возникает повышенное тепловое сопротивление между небольшим по площади медным основанием транзистора и алюминиевой площадкой радиатора;
  2. Применить отдельный Г-образный профиль из меди, а лучше два Г-образных профиля, либо Т-образную балку. Транзисторы на этот профиль можно закрепить без слюдяных либо керамических прокладок, а сам профиль от радиатора электрически изолировать с помощью слюдяной прокладки большой площади. В этом варианте мы получим минимальное тепловое сопротивление как от контакта транзистор/профиль, так и от контакта профиль/радиатор.

 

Что касается удлинения выводов выходных транзисторов. В случае фрезерования площадок под выходные транзисторы в радиаторах и исключения переходных Г-образных переходников, транзисторы можно запаять непосредственно в плату, которая в этом случае будет закреплена параллельно радиатору.

В таком конструктиве мы получим почти идеальные технологические условия, как то – минимально возможную длину выводов выходных транзисторов к другим элементам схемы. У такого решения есть недостаток, при параллельном крепеже платы к радиатору и жесткой подпайки выводов выходных транзисторов мы лишаемся возможности оперативной замены элементов т.к. плата жестко зафиксирована выводами выходных транзисторов.

Между радиатором и транзисторами можно применить Г-образный профиль – переходник, а сами транзисторы впаять непосредственно в плату. Тогда мы получим доступ к обеим сторонам платы (к дорожкам и деталям), и получим контакт транзисторов с радиаторами через уголок большой площади с минимальным тепловым сопротивлением. Проблема такого конструктива - перпендикулярное положение платы и ребер радиатора. Такой конструктив идеален в случае горизонтального корпуса с расположением радиаторов по его боковым сторонам.

Nikolay V = Первый вариант как я вижу у некоторых людей на фото – это посадка транзистора на радиатор «на голую», при этом они электрически изолируют весь радиатор. Второй вариант – это посадка транзистора через слюдяные прокладки плюс изолирующие втулки/трубочки из фторопласта или другого похожего материала на крепежных болтах и выводах транзистора.

Кстати на тех и других смотрю, что они применяют теплопроводную пасту, которая является изолятором, но лепят они ее очень много.

Мне ближе второй вариант со слюдой и пастой для процессоров ПК. Но, тогда будет нужно изолировать саму плату от радиатора, применив, к примеру – фторопласт. В итоге получим около 10 мм толщины «сэндвича» из основания радиатора плюс около 5 мм фторопластовой прокладки, а это уже 15 мм + толщина платы. В итоге длина выводов у нас не дотягивает до платы под пайку. Поэтому я и спрашиваю, допустимо ли выводы транзистора удлинить, допаяв кусочки провода к его ножкам?

Aovox = Вы все правильно поняли, выводы транзистора можно дорастить либо кусочками провода, либо пустотелыми медными трубочками. Их полная длина в вашем варианте не превысит 20-25 мм, а это намного меньшее зло, чем удлинение выводов выходных транзисторов на 100-150 мм обычным монтажным проводом, как это делается сплошь и рядом в промышленных изделиях.

Здесь основная проблема не в удлинении выводов, а в том, что физический размер транзистора с точки зрения передачи тепла радиатору – невелик. Ухудшение теплового контакта путем установки слюдяной либо керамической прокладки непосредственно под транзистор будет значительным. Транзисторы в усилителях JLH работают в довольно тяжелом режиме с рассеиванием мощности близким к предельно допустимому. По этой причине для усилителей, работающих в классе А установка слюдяных либо керамических прокладок непосредственно под транзисторы и сопутствующая электрическая изоляция ножек и верхнего фланца – решение не очень правильное.

Как правило, "паяльщики" JLH ставят транзисторы впрямую на радиаторы, изолируя потом эти радиаторы от шасси. Установку слюды под транзисторы или установку транзисторов на радиатор с последующей электрической изоляцией всего радиатора я считаю решением "в лоб". И то, и то, мне не особо нравится. Наиболее изящное решение, это применение медных переходников (уголков, пластин и т.д.) большой площади. При этом транзисторы на такие переходники устанавливаются непосредственно, что дает минимально возможное тепловое сопротивление между переходником и транзистором. А крупный переходник уже электрически изолируется от радиатора с помощью слюдяной прокладки большой площади, что дает намного более низкое тепловое сопротивление перехода транзистор малой площади/слюда/радиатор. Окончательное решение по электрической изоляции транзисторов оставляю на ваше усмотрение).

 

Продолжение по ссылке ниже

 

Опубликовано:
aovox
Заказ усилителя JLH от Николая - часть 1
Заказ усилителя JLH от Николая - часть 1

Создано:

Автор

Разработка сайта webtraktor