IR2153 ile D Sınıfı amplifikatör

[guclusat]

IR2153 self-oscillating half-bridge sürücü ve LM311 komparatör kullanılarak tasarlanmış bir Class D (Sınıf D) Ses Amplifikatörü şemasıdır.

Devrenin Teknik Analizi​

Bu tasarım, klasik lineer amplifikatörlerden farklı olarak anahtarlama (PWM) prensibiyle çalışır ve ±45V besleme rayları ile oldukça yüksek verim sunar.

1. Giriş ve PWM Modülasyonu (U1: LM311)​

• LM311 Komparatör: Giriş sinyalini (in) alır ve geri besleme (feedback) ile karşılaştırarak bir PWM sinyali oluşturur.
• Geri Besleme: Çıkış katından alınan sinyal, dirençler üzerinden LM311'in 3 numaralı pinine geri gönderilir. Bu, devrenin kararlılığını sağlar.
• VT1 (2N5401): Komparatör çıkışındaki sinyali, sürücü entegresi olan IR2153'ün zamanlama (St) girişine uygun seviyeye taşır.

2. Sürücü Katı (U2: IR2153)​

• IR2153: Normalde güç kaynaklarında (SMPS) görmeye alışık olduğumuz bu entegre, burada Class D sürücü olarak kullanılmıştır. Rt ve Ct pinlerine bağlı olan R11 ve C9, anahtarlama frekansını belirler.
• Bootstrap Beslemesi: VD1 (SF16) diyodu ve C10 kapasitörü, üst koldaki MOSFET'in (VT3) sürülmesi için gereken "bootstrap" gerilimini oluşturur.

3. Çıkış Katı ve Filtreleme​

• MOSFET'ler (VT3, VT4): Çıkış katında iki adet IRF640 N-Kanal MOSFET bulunur. Bunlar half-bridge (yarım köprü) yapısında çalışarak hoparlör çıkışına yüksek akım sağlar.
• L-C Filtre (L1, C18): Class D amplifikatörlerin olmazsa olmazıdır. L1 (35µH) bobini ve C18 (1µF) kapasitörü, anahtarlama frekansını süzerek geriye sadece saf ses sinyalini bırakır.

4. Voltaj Regülasyonu​

• Zener Diyotlar (ZD1, Z2): LM311'in beslemesini ±10V seviyesinde sabitler.
• VT2 (MJE13005): IR2153'ün beslemesi için -45V hattından +15V elde eden basit bir seri regülatör devresidir (ZD3 15V zener ile birlikte).

Teknik Notlar​

• Güç: ±45V besleme ile bu devre 4-8 ohm hoparlörlerde yaklaşık 100-200W arası güç üretebilir.
• Kullanım Alanı: Subwoofer sürücüleri veya yüksek verimli ses sistemleri için uygundur.
• Dikkat: IR2153 aslında bir ses entegresi olmadığı için "ölü zaman" (dead-time) sabittir; bu durum yüksek frekanslarda distorsiyona neden olabilir, ancak tasarımın basitliği açısından avantajlıdır.

 

[guclusat]

Bu tasarım, "Amp Paso Bajo" (Alçak Geçiren Amplifikatör) olarak adlandırılmış bir Class-D Power Amplifier yerleşimidir.

PCB Tasarımı ve Bileşen Analizi​

• Ana Bileşenler: Kart üzerinde kontrolcü olarak LM311 ve sürücü olarak IR2153 entegrelerinin yerleşimi açıkça görülmektedir. Çıkış katında ise şemadaki IRF640 yerine alternatif olarak IRFB4227 MOSFET kullanımı da belirtilmiştir.
• Güç Katı: Besleme hattı için iki adet 1000uF/50V elektrolitik kapasitör kullanılmıştır. Devre, tasarım üzerinde de belirtildiği gibi ±45V simetrik besleme ile çalışacak şekilde optimize edilmiştir.
• Çıkış Filtresi: Görselin merkezinde, şemada L1 olarak görülen ve burada 35mHz (muhtemelen 35µH kastedilmiştir) olarak etiketlenmiş olan toroid bobin yerleşimi kırmızı ile vurgulanmıştır. Çıkışta temiz ses için 1uF ve 2.2uF değerlerinde filtre kapasitörleri bulunmaktadır.
• Regülasyon: Sol üst kısımda, IR2153'ün beslemesini sağlayan MJE13007 (şemada MJE13005 idi) transistörü yer almaktadır.
• Sürüm Bilgisi: Tasarımın altında "Ver_2.3 23.1.2017" ibaresi yer almaktadır, bu da devrenin güncellenmiş ve test edilmiş bir revizyon olduğunu göstermektedir.

 

[minnet]

Tesekkurler ustad emegine saglik

 

[guclusat]

PCB Tasarım Özellikleri ve Farklılıklar​

• Form Faktörü: Bu yerleşim, 1604684982102.webp dosyasındaki kareye yakın tasarıma kıyasla daha uzun ve dar bir yapıdadır, bu da onu sınırlı yüksekliğe sahip ince kasalar veya soğutucu tünelleri için uygun hale getirir.
• Yarı İletkenler:
  
  • Sürücü olarak yine IR2153 ve karşılaştırıcı olarak LM311 kullanılmıştır.
  • Çıkış MOSFET'leri olarak iki adet IRF640 tercih edilmiştir.
  • Besleme regülasyonu için üst kısımda MJE13005 transistörü bulunmaktadır.
• Pasif Bileşenler ve Filtreleme:
  
  • Merkezde, önceki görselde "35mHz" olarak hatalı yazılan ancak burada 35mkGn (35µH) olarak doğru şekilde belirtilen toroid bobin yeri mevcuttur.
  • Güç girişinde iki adet 1000uF/50V kondansatör ve çıkış filtresinde üç adet 1µF değerinde kutupsuz kapasitör yer almaktadır.
• Besleme: Devre, önceki versiyonlarla uyumlu olarak ±45V simetrik güç kaynağı ile çalışacak şekilde etiketlenmiştir.

 

[guclusat]

Üretimi yapılmış bir kaç pcb kart resimleri ekliyorum

 

[guclusat]

IR2153 D Sınıfı amplifikatör devre şeması​