RCA120W 파워앰프 출력석 변경하고,  바이어스를 깊게 하여  16W 이하는  A급으로  하여 시험 하였습니다.

전원장치 개조하고 떼어낸 파워 TR 2SD1460이 남아서 이걸로 바꿔 달고 A급으로 동작해보았습니다.

 

도시바제 2SD1460은 30A 100V 200W급 파워트랜지스터로 달링턴으로 되어 있는 스위칭용 BJT 파워트랜지스터입니다.  스위칭용 파워트랜지스터라고 파워앰프에 사용못하는 것은 아닙니다. 스위칭용 TR은 응답속도가 빠르고 Vce 포화전압이 낮게 설계된 것입니다. 요즘은 MOSFET 성능이 좋아져서 스위칭용으로는  BJT보다 더 많이 사용합니다. 

2SD1460은 사진과 같이 철판두께가 두껍고 다리도 굵어서 튼튼해보입니다.. 그냥 놔두기에는 아까워서 이걸로 바꿔달았습니다. 도시바제이고 제조년도는 86년 산입니다

달링턴 타입으로 hfe가 수천배로 커서  전압증폭단에서 보는 부하임피던스를 매우 높게 할 수 있어서 왜율에 유리하다고 할 수 있습니다.   드라이버 TR이 출력석에 내장되어 출력석과 같이 온도가 변하여 온도보상을 더 정확하게 할 수 있는 장점이 있습니다.  그러나  달링턴 접속으로   Vbe 가  0.7V 증가  됩니다.

RCA120W 파워앰프 회로에서 출력석 교체하고 따뜻하게  A급으로 동작하도록 변경합니다. 그리고, 출력석의 Vbe가 증가하여 출력단 바이어스 공급회로(Q6으로 구성)의 R12를 330옴에서 200옴으로 변경하여 바이어스 전압을 3V 이상 공급이 가능하도록 변경했습니다. 아이들링 전류는 1A로 크게하여 16W 출력까지는 A급 동작하도록 했습니다.

피크 전류는 아이들링전류의 2배인 2A 이고 RMS 전류는 1.41A 입니다. 8옴 스피커 일 경우 1.41A * 1.41A * 8옴 = 16W 가 됩니다.  16W A급 동작의 필요전압은 약  +22V, -22V 정도(트랜지스터의 포화전압 고려) 이지만  전원전압을 +35V -35V로 하였습니다. 16W 이상은 상하 출력석이  교대로 동작하며  출력트랜지스터의 전류가  끊기는 AB급으로 동작합니다 . AB급으로는 50W  RMS 출력까지 낼 수 있습니다.

출력석의 발열량은 1A * 70V = 70W의 발열이고 방열판은 큰 것으로 사용해야 합니다. 조립 후 방열판의 온도를 재보니 73도 정도 올라가네요.. 여름이 되면 90도 정도까지 올라가는 걸 생각하면  통풍이 잘 되도록 하는 것이 중요합니다.  출력 트랜지스터 1개당 발열은 17.5W 가 됩니다.  절연지의 열저항 0.8도/W 라고 하면, 출력석 케이스 온도는  14도 정도 방열판 보다 온도가 올라갑니다.  케이스 온도가 약 90도 정도이면 허용가능한 콜렉터손실은 200W *  (150도 - 90도) / (150도 - 25도) = 96W로 줄어 듭니다. 그래도 여유는 있습니다.

되도록이면 방열판 온도를 70도 이하로 하는 것이 좋다고 하지만  자작하고 제가 쓰는 것이라 이대로 갑니다.. ^^; 

 

왜율 특성은 50W(AB급 동작) 에서는  20kHz에서 0.02% 정도 측정되고, 16W(A급 동작)에서는 20kHz에서 0.0029%로, 4W(A급 동작)에서는 20kHz에서 0.0028%로 우수한 특성으로 측정됩니다..

구형파 특성은 1kHz~40kHz 에서 over-shoot 가 작고  안정적으로 잘 동작합니다.

slew rate는 상승이 10V/us, 하강이 20V/us 로  50W 출력에서는 전혀 문제없습니다.

이제 케이스에 조립해서 소리를 들어봐야 겠습니다..