Uzupełnienie mikroukładu TDA7294 o mocne tranzystory komplementarne sterowane ze stopnia wyjściowego zwiększa znamionową moc wyjściową UMZCH do 100 W przy obciążeniu 4 omów. Oprócz tranzystorów krajowych można w tym celu polecić mocniejsze importowane. Autorskie zastosowanie w projekcie cichego wentylatora – „chłodnicy” procesora komputera – umożliwiło zmniejszenie rozmiarów radiatorów i wzmacniacza.
UMZCH oparty na chipie TDA7294 zyskał zasłużoną popularność wśród radioamatorów. Przy minimalnych kosztach możesz złożyć wysokiej jakości UMZCH.
Wersja wzmacniacza oparta na chipie TDA7294 okazuje się bardziej niezawodna podczas pracy z rzeczywistym obciążeniem, ale jej główne parametry techniczne pozostają takie same: niski współczynnik zniekształceń nieliniowych dla mocy wyjściowej 5 W wzrasta do 0,5% przy mocy ponad 50 W. Nie jest możliwe osiągnięcie mocy wyjściowej większej niż 80 W przy obciążeniu 4 omów. Zalecany przez producenta obwód mostkowy do podłączenia mikroukładu nie zapewnia możliwości pracy z obciążeniem o rezystancji 4 omów.
Przedstawiona tutaj wersja wzmacniacza, której obwód pokazano na ryc. 1, rozwiązuje problem zwiększenia mocy wyjściowej i zmniejszenia współczynnika zniekształceń nieliniowych przy mocy wyjściowej większej niż 50 W w porównaniu z typowym obwodem mikroukładu. Aby zmniejszyć obciążenie stopnia wyjściowego mikroukładu, na mocnych tranzystorach bipolarnych pracujących w trybie B wbudowany jest dodatkowy wzmacniacz push-pull. Na stopniu wyjściowym nie ma zniekształceń typu „drabinkowego”, ponieważ moc wyjściowa mikroukładu jest jest również podłączony do obciążenia poprzez rezystor o niskiej rezystancji, a napięcie OOS jest usuwane z obwodu emitera dodatkowych tranzystorów. Rezystor R7 zapewnia szybkie rozładowanie pojemności złącz emiterowych tranzystorów stopnia wyjściowego.
Główne parametry techniczne:
Impedancja wejściowa: 22 kOhm
Napięcie wejściowe: 0,8 V
Znamionowa moc wyjściowa: 100 W/4 omy
Powtarzalne pasmo częstotliwości: 20 – 20000 Hz
Wadą proponowanego UMZCH, w porównaniu z wersją wykorzystującą typowy obwód połączeniowy mikroukładu, jest silniejszy wzrost zniekształceń nieliniowych przy mocy wyjściowej bliskiej maksymalnej. W typowym obwodzie ograniczenie sygnału wyjściowego ma „łagodniejszy” charakter.
Uproszczony schemat blokowy TDA7294 pokazany na rys. 1 pozwala nam przyjąć następujące założenie. Rezystancyjne czujniki prądu są zawarte w obwodach tranzystorów wyjściowych mikroukładu, dlatego gdy napięcie sygnału wyjściowego jest zbliżone do napięcia zasilania (gdy prąd płynący przez mocne tranzystory mikroukładu jest maksymalny), jednostka zabezpieczająca zaczyna płynnie ograniczyć prąd w obciążeniu; tranzystory polowe stopnia wyjściowego prawdopodobnie również przyczyniają się do łagodniejszego ograniczenia. Dodatkowe tranzystory tego UMZCH nie są objęte takim obwodem śledzącym i następuje „twarde” ograniczenie sygnału wyjściowego, co jest zauważalne dla ucha.
Zmniejszenie pojemności C6, C7 w porównaniu do wskazanej w obwodzie prowadzi do niestabilnej pracy UMZCH przy dużej mocy, ale wzrost pojemności może prowadzić do awarii tranzystorów VT1, VT2, ponieważ po zwarciu obciążenia mikroukład zespół zabezpieczający nie zawsze zapewnia niezawodną ochronę dodatkowych tranzystorów, dopóki nie zadziałają bezpieczniki FU1, FU2. Wzmacniacz zasilany jest z niestabilizowanego zasilacza z sieci 220 V.
Nie wszystkie części zakupione na rynkach radiowych są wysokiej jakości. Istnieją mikroukłady podatne na samowzbudzenie. W opisanym wykonaniu należy wyeliminować samowzbudzenie niektórych mikroukładów, wybierając kondensator C6.
W UMZCH zgodnie z zaproponowanym tutaj schematem, nawet przy niewielkim samowzbudzeniu, występują zniekształcenia typu „krokowego”. Jeśli wymiana „nieudanego” mikroukładu nie jest możliwa, efekt można wyeliminować, lutując kondensator o pojemności 0,047-0,15 μF równolegle z rezystorem R7. Samowzbudzenie eliminuje się także poprzez zmniejszenie głębokości sprzężenia zwrotnego (zwiększenie rezystancji rezystora R3), przy jednoczesnym zwiększeniu czułości wzmacniacza.
Części użyte we wzmacniaczu:
- Rezystory MLT
- kondensatory C1 - K73-17, KM-6; S2 – KT-1, KM-5; C8 – K73-17; SZ-S7 - K50-35 lub importowane.
- dławik L1 - 25 zwojów drutu PEV-2 o średnicy 1 mm - nawinięty na ramę o średnicy 5 mm w dwóch warstwach.
Dwa kanały wzmacniacza zmontowano na płytce drukowanej wykonanej z jednostronnej folii z włókna szklanego o grubości 2 mm; jego rysunek z rozmieszczeniem elementów pokazano na rys. 2 (obrys wentylatorów jest warunkowo przezroczysty).
Na płytce drukowanej nie ma miejsca na kondensatory blokujące C9, C10. Zastosowanie tranzystorów znacznie różniących się podstawowym współczynnikiem przenikania prądu nie ma praktycznie żadnego wpływu na niezawodność i jakość dźwięku.
Brak prądu spoczynkowego pozwala na użycie wentylatora („chłodnicy”) z procesora Pentium do chłodzenia radiatorów obu kanałów wzmacniacza. Płytkę i wentylatory należy zamontować tak, aby przepływ ciepłego powietrza nie nagrzewał innych części wzmacniacza.
Mocne tranzystory są zamontowane równolegle do płaszczyzny płytki drukowanej z metalową powierzchnią radiatora do chłodnicy. Na płaskiej stronie chłodnicy należy wywiercić otwory przelotowe o średnicy 2,5 mm pokrywające się z otworami w płytce drukowanej, a następnie wyciąć gwint MZ. Przez otwory w płytce wentylator dociska się śrubami do tranzystorów. Należy na nie nałożyć cienkie mikowe dystanse i nasmarować pastą termoprzewodzącą.
Pod łbami śrub po bokach torów należy umieścić podkładki o średnicy 10-12 mm lub małą blaszkę, aby mocno docisnąć tranzystory do powierzchni radiatora. Pomiędzy płytkę drukowaną a tranzystory należy umieścić cienką tekturę o grubości 0,5-0,8 mm, co zapewni równomierne dociśnięcie tranzystorów do płaszczyzny wentylatora, ponieważ ich grubość nie zawsze jest taka sama, nawet w przypadku tranzystorów wyprodukowanych w tej samej partii produkcyjnej. .
Układ DA1 umieszczony jest na dodatkowym radiatorze o efektywnej powierzchni co najmniej 50 cm2.
Wskazane jest „wzmocnienie” ścieżek na płytce drukowanej, przez które napięcie zasilające dostarczane jest do tranzystorów wyjściowych, poprzez lutowanie wzdłuż nich cynowanego drutu miedzianego o średnicy około 1 mm.
Wzmacniacz złożony ze sprawnych części nie wymaga regulacji i może być powtarzany nawet przez początkujących radioamatorów. Eksploatacja przez dwa lata wykazała dużą niezawodność.
Z nowym okablowaniem, a także z montażem mikroukładu i tranzystorów na jednym grzejniku.
Autor artykułu: Novik P.E.
Wstęp
Projektowanie wzmacniacza zawsze było trudnym zadaniem. Na szczęście w ostatnim czasie pojawiło się wiele zintegrowanych rozwiązań, które ułatwiają życie projektantom-amatorom. Ja również nie komplikowałem sobie zadania i wybrałem najprostszy, wysokiej jakości, z małą liczbą części, który nie wymaga konfiguracji i stabilnej pracy, wzmacniacz oparty na chipie TDA7294 firmy SGS-THOMSON MICROELECTRONICS. Ostatnio w Internecie rozprzestrzeniły się skargi na ten mikroukład, które zostały wyrażone w przybliżeniu w następujący sposób: „spontanicznie podnieca się, gdy okablowanie jest nieprawidłowe; pali się z dowolnego powodu itp.”. Nic takiego. Spalić może się jedynie przez niewłaściwe włączenie lub zwarcie, a przypadków wzbudzeń nigdy nie odnotowałem, i to nie tylko u mnie. Dodatkowo posiada wewnętrzne zabezpieczenie przed zwarciami w obciążeniu oraz zabezpieczenie przed przegrzaniem. Posiada również funkcję wyciszenia (zapobiegającą klikaniu przy włączeniu) oraz funkcję czuwania (gdy nie ma sygnału). Ten układ scalony to układ ULF klasy AB. Jedną z głównych cech tego mikroukładu jest zastosowanie tranzystorów polowych na etapach wzmocnienia wstępnego i wyjściowego. Do jego zalet należy duża moc wyjściowa (do 100 W przy obciążeniu przy rezystancji 4 Ohm), możliwość pracy w szerokim zakresie napięć zasilania, wysokie parametry techniczne (niskie zniekształcenia, niski poziom szumów, szeroki zakres częstotliwości pracy, itp.), minimalna wymagana ilość komponentów zewnętrznych i niski koszt
Główne cechy TDA7294:
Parametr |
Warunki |
Minimum |
Typowy | Maksymalny | Jednostki |
| Napięcie zasilania | ±10 | ±40 | W | ||
| Zakres częstotliwości | Sygnał 3dB Moc wyjściowa 1W |
20-20000 | Hz | ||
| Długoterminowa moc wyjściowa (RMS) | współczynnik harmoniczny 0,5%: Góra = ± 35 V, Rn = 8 omów Góra = ± 31 V, Rn = 6 omów Góra = ± 27 V, Rn = 4 omy |
60 60 60 |
70 70 70 |
W | |
| Szczytowa moc wyjściowa muzyki (RMS), czas trwania 1 sek. | współczynnik harmoniczny 10%: Up = ± 38 V, Rn = 8 omów Góra = ± 33 V, Rn = 6 omów Góra = ± 29 V, Rn = 4 omy |
100 100 100 |
W | ||
| Całkowite zniekształcenia harmoniczne | Po = 5 W; 1 kHz Po = 0,1–50 W; 20-20000 Hz |
0,005 |
0,1 |
% | |
| Up = ± 27 V, Rн = 4 Ohm: Po = 5 W; 1 kHz Po = 0,1–50 W; 20-20000 Hz |
0,01 |
% | |||
| Temperatura reakcji zabezpieczenia | 145 | 0 C | |||
| Prąd spoczynkowy | 20 | 30 | 60 | mama | |
| Impedancja wejściowa | 100 | kOhm | |||
| Wzmocnienie napięcia | 24 | 30 | 40 | dB | |
| Szczytowy prąd wyjściowy | 10 | A | |||
| Zakres temperatury pracy | 0 | 70 | 0 C | ||
| Odporność termiczna obudowy | 1,5 | 0 C/W | |||
(w formacie PDF).
Istnieje sporo obwodów do podłączenia tego mikroukładu, rozważę najprostszy:
Typowy schemat połączeń:
Lista elementów:
| Pozycja | Nazwa | Typ | Ilość |
| C1 | 0,47 µF | K73-17 | 1 |
| C2, C4, C5, C10 | 22 µF x 50 V | K50-35 | 4 |
| C3 | 100 pF | 1 | |
| C6, C7 | 220 µF x 50 V | K50-35 | 2 |
| C8, C9 | 0,1 µF | K73-17 | 2 |
| DA1 | TDA7294 | 1 | |
| R1 | 680 omów | MLT-0,25 | 1 |
| R2…R4 | 22 kOhm | MLT-0,25 | 3 |
| R5 | 10 kiloomów | MLT-0,25 | 1 |
| R6 | 47 kiloomów | MLT-0,25 | 1 |
| R7 | 15 kiloomów | MLT-0,25 | 1 |
Mikroukład należy zamontować na grzejniku o powierzchni >600 cm2. Uważaj, na korpusie mikroukładu nie ma wspólnego, ale minus mocy! Instalując mikroukład na grzejniku, lepiej jest użyć pasty termicznej. Wskazane jest umieszczenie dielektryka (na przykład miki) pomiędzy mikroukładem a grzejnikiem. Za pierwszym razem nie przywiązałem do tego żadnej wagi, pomyślałem, dlaczego miałbym się tak bać, że zwierę chłodnicę z obudową, ale w trakcie debugowania projektu pęseta, która przypadkowo spadła ze stołu, zwarła radiator do obudowy. Eksplozja była niesamowita! Mikroukłady zostały po prostu rozwalone na kawałki! Generalnie wyszedłem z lekkim strachem i 10 $ :). Na płytkę ze wzmacniaczem warto także zasilić mocne elektrolity 10 000 mikronów x 50V, aby podczas szczytów mocy przewody z zasilacza nie powodowały spadków napięcia. Ogólnie rzecz biorąc, im większa pojemność kondensatorów w zasilaczu, tym lepiej, jak mówią, „nie można zepsuć owsianki masłem”. Kondensator C3 można wyjąć (lub nie zamontować), co też zrobiłem. Jak się okazało, właśnie dzięki temu, że przed wzmacniaczem włączono regulator siły głosu (prosty rezystor zmienny), uzyskano obwód RC, który przy wzroście głośności tłumił wysokie częstotliwości, ale ogólnie rzecz biorąc, konieczne było zapobieganie wzbudzeniu wzmacniacza po przyłożeniu na wejście ultradźwięków. Zamiast C6, C7 stawiam na płytkę 10000mk x 50V, można zamontować C8, C9 o dowolnej podobnej wartości - są to filtry sieciowe, mogą być w zasilaczu, lub można je wlutować metodą montażu powierzchniowego, czyli co ja zrobiłem.
Płacić:
Ja osobiście nie przepadam za korzystaniem z gotowych desek z jednego prostego powodu – ciężko jest znaleźć elementy dokładnie tej samej wielkości. Jednak we wzmacniaczu okablowanie może znacząco wpłynąć na jakość dźwięku, więc decyzja, którą płytkę wybrać, należy do Ciebie. Ponieważ zmontowałem wzmacniacz na 5-6 kanałów jednocześnie, dlatego płyta na 3 kanały jednocześnie:
W formacie wektorowym (Corel Draw 12)
Zasilanie wzmacniacza, filtr dolnoprzepustowy itp.
jednostka mocy
Z jakiegoś powodu zasilacz wzmacniacza rodzi wiele pytań. Tak naprawdę tutaj wszystko jest dość proste. Głównymi elementami zasilacza są transformator, mostek diodowy i kondensatory. To wystarczy, aby złożyć najprostszy zasilacz.
Aby zasilić wzmacniacz mocy, stabilizacja napięcia nie jest ważna, ale ważna jest pojemność kondensatorów w zasilaczu, im większa, tym lepiej. Ważna jest także grubość przewodów prowadzących od zasilacza do wzmacniacza.
Mój zasilacz jest zrealizowany według następującego schematu:
Zasilacz +-15V przeznaczony jest do zasilania wzmacniaczy operacyjnych w stopniach wstępnych wzmacniacza. Można obejść się bez dodatkowych uzwojeń i mostków diodowych, zasilając moduł stabilizacji z 40 V, ale stabilizator będzie musiał stłumić bardzo duży spadek napięcia, co doprowadzi do znacznego nagrzania mikroukładów stabilizatora. Chipy stabilizujące 7805/7905 są importowanymi analogami naszego KREN.
Możliwe są warianty bloków A1 i A2:
Blok A1 to filtr tłumiący szumy zasilania.
Blok A2 to blok o stabilizowanych napięciach +-15V. Pierwsza alternatywna opcja jest łatwa do wdrożenia, do zasilania źródeł niskoprądowych, druga to wysokiej jakości stabilizator, ale wymaga precyzyjnego doboru komponentów (rezystorów), w przeciwnym razie uzyskasz niewspółosiowość „+” i „-” ramion, co następnie spowoduje zerową niewspółosiowość wzmacniaczy operacyjnych.
Transformator
Transformator zasilający wzmacniacza stereo o mocy 100 W powinien mieć moc około 200 W. Ponieważ robiłem wzmacniacz na 5 kanałów, potrzebowałem mocniejszego transformatora. Ale nie musiałem wypompowywać wszystkich 100 W, a wszystkie kanały nie mogą jednocześnie pobierać mocy. Natrafiłem na rynku transformator TESLA (poniżej na zdjęciu) 250 watów - 4 uzwojenia drutu 1,5 mm po 17 V każde i 4 uzwojenia po 6,3 V każde. Łącząc je szeregowo uzyskałem wymagane napięcia, choć musiałem trochę przewinąć oba uzwojenia 17V, aby uzyskać łączne napięcie obu uzwojeń ~27-30V, bo uzwojenia były na górze - tak nie było Zbyt trudne.
Świetną rzeczą jest transformator toroidalny, służy do zasilania lamp halogenowych, jest ich mnóstwo na targowiskach i sklepach. Jeśli dwa takie transformatory zostaną konstrukcyjnie umieszczone jeden na drugim, promieniowanie będzie wzajemnie kompensowane, co zmniejszy zakłócenia w elementach wzmacniacza. Problem w tym, że mają jedno uzwojenie 12V. Na naszym rynku radiowym możesz wykonać taki transformator na zamówienie, ale ta przyjemność będzie dużo kosztować. Zasadniczo można kupić 2 transformatory o mocy 100–150 W i przewinąć uzwojenia wtórne; liczbę zwojów uzwojenia wtórnego trzeba będzie zwiększyć około 2–2,4 razy.
Diody/mostki diodowe
Możesz kupić importowane zespoły diod o prądzie 8-12A, co znacznie upraszcza projekt. Użyłem diod impulsowych KD 213, a dla każdego ramienia zrobiłem osobny mostek, aby zapewnić diodom rezerwę prądową. Po włączeniu ładują się mocne kondensatory, a skok prądu jest bardzo znaczny; przy napięciu 40 V i pojemności 10 000 μF prąd ładowania takiego kondensatora wynosi odpowiednio ~10 A i 20 A na dwóch ramionach. W takim przypadku diody transformatora i prostownika działają krótko w trybie zwarcia. Obecna awaria diod będzie miała nieprzyjemne konsekwencje. Diody były zamontowane na grzejnikach, jednak nagrzewania się samych diod nie stwierdziłem - grzejniki były zimne. W celu wyeliminowania zakłóceń zasilania zaleca się zamontowanie równolegle do każdej diody w mostku kondensatora ~0,33 µF typu K73-17. Naprawdę tego nie zrobiłem. W obwodzie +-15V można zastosować mostki typu KTs405, dla prądu 1-2A.
Projekt
Gotowy projekt.
Najbardziej nudną czynnością jest ciało. Na ten przypadek wziąłem starą, smukłą obudowę z komputera osobistego. Musiałem go trochę skrócić, choć nie było to łatwe. Myślę, że sprawa okazała się sukcesem - zasilacz znajduje się w osobnej komorze i do obudowy można swobodnie włożyć jeszcze 3 kanały wzmacniające.
Po testach terenowych okazało się, że przydałoby się zamontować wentylatory nadmuchujące grzejniki, mimo że grzejniki robią wrażenie gabarytami. Musiałem zrobić dziury w obudowie od dołu i od góry, żeby zapewnić dobrą wentylację. Wentylatory są podłączone poprzez rezystor trymera 100 Ohm o mocy 1 W przy najniższej prędkości (patrz następny rysunek).
Blok wzmacniacza
Mikroukłady oparte są na mice i paście termicznej, śruby również wymagają izolacji. Radiatory i płytka przykręcone są do obudowy poprzez listwy dielektryczne.
Obwody wejściowe
Bardzo chciałam tego nie robić, tylko w nadziei, że to wszystko przejściowe....
Po zawieszeniu tych bebechów w głośnikach pojawił się lekki szum, widocznie coś było nie tak z „ziemią”. Marzę o dniu, w którym wyrzucę to wszystko ze wzmacniacza i użyję go wyłącznie jako końcówki mocy.
Płytka sumująca, filtr dolnoprzepustowy, przesuwnik fazowy
Blok regulacyjny
Wynik
Od tyłu wyszło piękniej, nawet jeśli obróciliśmy go tyłem do przodu... :)
Koszt budowy.
| TDA 7294 | $25,00 |
| kondensatory (elektrolity mocy) | $15,00 |
| kondensatory (inne) | $15,00 |
| złącza | $8,00 |
| przycisk zasilania | $1,00 |
| diody | $0,50 |
| transformator | $10,50 |
| grzejniki z chłodnicami | $40,00 |
| rezystory | $3,00 |
| rezystory zmienne + pokrętła | $10,00 |
| Herbatnik | $5,00 |
| rama | $5,00 |
| wzmacniacze operacyjne | $4,00 |
| Ochronniki przeciwprzepięciowe | $2,00 |
| Całkowity | $144,00 |
Tak, to nie było tanie. Najprawdopodobniej czegoś nie wziąłem pod uwagę, po prostu kupiłem jak zawsze znacznie więcej wszystkiego, bo wciąż musiałem eksperymentować, a spaliłem 2 mikroukłady i eksplodowałem jeden mocny elektrolit (nie wziąłem tego wszystkiego pod uwagę ). To jest obliczenie dla wzmacniacza dla 5 kanałów. Jak widać, grzejniki okazały się bardzo drogie; stosowałem niedrogie, ale masywne chłodnice procesorów; w tamtym czasie (półtora roku temu) były one bardzo dobre do chłodzenia procesorów. Jeśli weźmiemy pod uwagę, że amplituner dla początkujących można kupić już za 240 dolarów, to można się zastanawiać, czy jest on nam potrzebny :), choć zawiera wzmacniacz gorszej jakości. Wzmacniacze tej klasy kosztują około 500 dolarów.
Lista radioelementów
| Przeznaczenie | Typ | Określenie | Ilość | Notatka | Sklep | Mój notatnik |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DA1 | Wzmacniacz dźwięku | TDA7294 | 1 | Do notatnika | ||
| C1 | Kondensator | 0,47 µF | 1 | K73-17 | Do notatnika | |
| C2, C4, C5, C10 | 22 µF x 50 V | 4 | K50-35 | Do notatnika | ||
| C3 | Kondensator | 100 pF | 1 | Do notatnika | ||
| C6, C7 | Kondensator elektrolityczny | 220 µF x 50 V | 2 | K50-35 | Do notatnika | |
| C8, C9 | Kondensator | 0,1 µF | 2 | K73-17 | Do notatnika | |
| R1 | Rezystor | 680 omów | 1 | MLT-0,25 | Do notatnika | |
| R2-R4 | Rezystor | 22 kOhm | 3 | MLT-0,25 | Do notatnika | |
| R5 | Rezystor |
Mikroukład TDA7294 to zintegrowany wzmacniacz niskiej częstotliwości, który cieszy się dużą popularnością wśród inżynierów elektroników, zarówno początkujących, jak i profesjonalistów. W sieci aż roi się od różnych recenzji na temat tego chipa. Postanowiłem zbudować na nim wzmacniacz. Schemat wziąłem z arkusza danych.
Ta „micruha” żywi się dietą dwubiegunową. Początkującym wyjaśnię, że nie wystarczy mieć „plus” i „minus”.
Potrzebujesz źródła z zaciskiem dodatnim, ujemnym i wspólnym. Na przykład w stosunku do wspólnego przewodu powinno być plus 30 woltów, a w drugim ramieniu minus 30 woltów.
Wzmacniacz w TDA7294 jest dość mocny. Maksymalna moc znamionowa wynosi 100 W, ale przy zniekształceniach nieliniowych rzędu 10% i przy maksymalnym napięciu (w zależności od rezystancji obciążenia). Możesz niezawodnie strzelać z mocą 70 W. Tak więc w moje urodziny słuchałem dwóch równolegle połączonych głośników „Radio Engineering S30” na jednym kanale TDA 7294. Przez cały wieczór i połowę nocy głośniki grały, czasami doprowadzając je do przeciążenia. Ale wzmacniacz zniósł to spokojnie, choć czasami się przegrzewał (przez słabe chłodzenie).
Główna charakterystykaTDA7294
Napięcie zasilania +-10V…+-40V
Szczytowy prąd wyjściowy do 10A
Temperatura pracy kryształu do 150 stopni Celsjusza
Moc wyjściowa przy d=0,5%:
Przy +-35V i R=8Ohm 70W
Przy +-31 V i R=6 omów 70 W
Przy +-27 V i R=4 Ohm 70 W
Przy d=10% i podwyższonym napięciu (patrz) można osiągnąć 100W, ale będzie to brudne 100W.
Obwód wzmacniacza dla TDA7294
Pokazany schemat pochodzi z paszportu, wszystkie nominały są zachowane. Przy prawidłowej instalacji i odpowiednio dobranych wartościach elementów wzmacniacz uruchamia się za pierwszym razem i nie wymaga żadnych ustawień.
Elementy wzmacniacza
Wartości wszystkich elementów pokazano na schemacie. Moc rezystora 0,25 W.
Sam „mikrofon” należy zamontować na grzejniku. Jeśli grzejnik styka się z innymi metalowymi elementami obudowy lub sama obudowa jest grzejnikiem, konieczne jest zainstalowanie uszczelki dielektrycznej pomiędzy grzejnikiem a obudową TDA7294.
Uszczelka może być silikonowa lub mikowa.
Powierzchnia grzejnika powinna wynosić co najmniej 500 cm2, im większa, tym lepiej.
Początkowo zmontowałem dwa kanały wzmacniacza, bo zasilacz na to pozwalał, jednak nie wybrałem odpowiedniej obudowy i oba kanały po prostu nie zmieściły się gabarytowo do obudowy. Próbowałem zmniejszyć PCB, ale nie wyszło.
Po całkowitym złożeniu wzmacniacza zdałem sobie sprawę, że obudowa nie wystarczy do chłodzenia jednego kanału wzmacniacza. W moim przypadku był to grzejnik. Krótko mówiąc, rozłożyłem wargę na dwa kanały.
Kiedy słuchałem mojego urządzenia przy pełnej głośności, kryształ zaczął się przegrzewać, ale obniżyłem poziom głośności i kontynuowałem testowanie. W efekcie do północy słuchałem muzyki na umiarkowanym poziomie głośności, co okresowo powodowało przegrzewanie się wzmacniacza. Wzmacniacz TDA7294 okazał się bardzo niezawodny.
TrybPODSTAWKA- PRZEZ TDA7294
Jeśli do 9. nóżki zostanie przyłożone napięcie 3,5 V lub więcej, mikroukład wyjdzie z trybu uśpienia; jeśli zostanie przyłożone napięcie mniejsze niż 1,5 V, przejdzie w tryb uśpienia.
Aby wybudzić urządzenie z trybu uśpienia, należy podłączyć 9. odnogę przez rezystor 22 kOhm do zacisku dodatniego (bipolarne źródło zasilania).
A jeśli 9. noga zostanie podłączona przez ten sam rezystor do zacisku GND (bipolarne źródło zasilania), wówczas urządzenie przejdzie w tryb uśpienia.
Płytka drukowana znajdująca się pod artykułem jest poprowadzona w taki sposób, że nóżka 9 jest połączona za pomocą rezystora 22 kOhm z dodatnim zaciskiem zasilacza. Dzięki temu po włączeniu źródła zasilania wzmacniacz natychmiast przechodzi w stan uśpienia.
TrybNIEMY TDA7294
Jeśli do dziesiątego odcinka TDA7294 zostanie przyłożone napięcie 3,5 V lub więcej, urządzenie wyjdzie z trybu wyciszenia. Jeśli zastosujesz napięcie mniejsze niż 1,5 V, urządzenie przejdzie w tryb wyciszenia.
W praktyce odbywa się to w ten sposób: poprzez rezystor 10 kOhm podłącz 10 nóżkę mikroukładu do plusa bipolarnego źródła zasilania. Wzmacniacz będzie „śpiewał”, czyli nie będzie wyciszony. Na płytce drukowanej dołączonej do artykułu odbywa się to za pomocą ścieżki. Po podłączeniu zasilania do wzmacniacza natychmiast zaczyna on śpiewać, bez żadnych zworek i przełączników.
Jeśli podłączymy nogę TDA7294 przez rezystor 10 kOhm 10 do pinu GND zasilacza, to nasz „wzmacniacz” przejdzie w tryb wyciszenia.
Zasilacz.
Źródłem napięcia dla urządzenia było zmontowane, co pokazało się bardzo dobrze. Podczas słuchania jednego kanału klawisze są ciepłe. Diody Schottky'ego są również ciepłe, chociaż nie ma na nich zainstalowanych grzejników. IIP bez zabezpieczenia i miękkiego startu.
Obwód tego SMPS jest przez wielu krytykowany, ale jest bardzo łatwy w montażu. Działa niezawodnie bez miękkiego startu. Obwód ten jest bardzo odpowiedni dla początkujących inżynierów elektroników ze względu na prostatę.
Rama.
Sprawa została zakupiona.
Teraz redakcja strona internetowa pokaże kilka wersji słynnego niskobudżetowego wzmacniacza mocy audio opartego na dwóch układach TDA7294. Wzmacniacz przeznaczony jest do podłączenia dwóch głośników o mocy 150 W każdy. Układy i przedwzmacniacze zmontowano w oparciu o obwody wspólne dla tego m/s, dlatego nie będziemy ich ponownie prezentować - .
Jest przedwzmacniacz z regulatorami i końcówką mocy. Zasilanie symetryczne +/- 40 V oparte na transformatorze 2x28V i dwóch kondensatorach 10000 µF. Dwa monofoniczne przedwzmacniacze, pracujące równolegle z zasilaniem 18 V z LM7818, napędzają układy TDA. Wszystko chłodzone jest wewnątrz obudowy za pomocą wentylatora, jednak ze względu na nagrzewanie się radiatorów zostały one wyjęte na zewnątrz obudowy. Maksymalna moc wyjściowa wynosi prawie 2 x 100 W (4 omy) lub 200 W na mostek. Wszystko mieści się w obudowie zasilacza komputerowego. Wzmacniacz działa stabilnie i bez nieprzyjemnych obcych dźwięków.
Parametry układu TDA7294
- Ciągła moc wyjściowa - 70 W (obciążenie 4 omów przy +/- 27 V)
- Zniekształcenia harmoniczne – 0,005% (5 W, 1 kHz)
- Napięcie graniczne - +/- 50 V (zalecane 10 - 40 V)
Ten domowy UMZCH naprawdę ma stosunkowo wysoką moc wyjściową i małe rozmiary. Koszt realizacji projektu mieścił się w granicach 1000 rubli. Obudowę i transformator otrzymano gratis.
Zdjęcia projektu ULF na TDA7294
To prawda, że \u200b\u200bw przypadku tego transformatora taka moc będzie możliwa do osiągnięcia tylko przy szczytach sygnału. Biorąc pod uwagę proporcje zasilacza i transformatora, ma on nie więcej niż 100W, a to za mało na długotrwały RMS. Ale nie będziemy też jak chińscy producenci kieszonkowych magnetofonów, pobierających na nie setki watów PMPO (maksymalnej mocy szczytowej). W rzeczywistości z mikroukładu można wydobyć do 70 W na kanał, co w każdym razie nie jest złe dla domu.
Obecnie większość urządzeń takich jak wzmacniacze audio wykorzystuje transformatory toroidalne (okrągłe), ponieważ zajmują mniej miejsca, mają większą moc i rozpraszają mniej pola magnetycznego, ale niestety mają jedną wadę. Po włączeniu pojawia się tzw. Impuls prądowy, który może osiągnąć wartość kilkukrotnie większą od mocy transformatora. W rezultacie przepalają się bezpieczniki w sieci elektrycznej. Co więcej, kondensatory znajdujące się pośrodku wzmacniacza powodują dodatkowe zwarcie po włączeniu zasilania, co może spowodować uszkodzenie zacisków zasilania i części.
Dla wszystkich transformatorów (zwłaszcza toroidalnych) w zasilaczu należy zastosować zabezpieczenie opóźnienia prądu (), gdyż w momencie załączenia transformatora będzie występował prąd rozruchowy kilkukrotnie większy od prądu znamionowego, np.: dla 500 VA prąd znamionowy wynosi około 2 A, a po włączeniu może osiągnąć 12 A.
Jak działa system bezpieczeństwa? Działanie to polega na czasowym ograniczeniu prądu płynącego w czasie załączenia transformatora, tak aby nie wystąpił prąd rozruchowy. Po około 2 sekundach następuje załączenie przekaźnika i transformator powraca do normalnej pracy. Cały obwód zbudowano na osobnej płytce drukowanej, jego montaż jest bardzo prosty.
Z TDA7294 trudno jest osiągnąć pożądane 100 W. Dlatego transformator o mocy 120 W jest całkiem odpowiedni. Dzięki niemu moc około 2 x 60W i nic więcej nie da się osiągnąć.
Ogólnie rzecz biorąc, po wystarczającej zabawie z TDA i LM, zalecamy odwrócić wzrok STK4241 Lub STK4050. To naprawdę mocniejsze i lepsze wzmacniacze dźwięku. Jeśli chodzi o LM czy TDA, to nie da się ich nawet porównać do STK pod względem współczynnika zniekształceń. Jeśli więc masz zamiar zrobić naprawdę przyzwoity wzmacniacz o mocy 2 x 100 W, to zrób to z dwoma STK4050 (wg paszportu spokojnie wydadzą po 200 szt.). W trakcie amatorskiej praktyki radiowej na STK wykonano w sumie 10 wzmacniaczy i nikt nas nie zawiódł.
Wzmacniacz, którego montaż dzisiaj opiszemy, pomimo swojej względnej prostoty, zapewnia dość wysokie parametry. Oczywiście urządzenia „mikroukładowe” mają szereg ograniczeń, więc „luźne” wzmacniacze mogą zapewnić wyższą wydajność. Jednocześnie wybrany przez nas schemat ma wiele zalet:
- to całkiem proste;
- kosztuje mniej;
- praktycznie nie wymaga regulacji;
- szybko się składa (dosłownie wieczorem);
- Jakość jest lepsza od wielu wzmacniaczy z lat 70. i 80. i jest wystarczająca do większości zastosowań (a nawet nowoczesne systemy poniżej 300 dolarów mogą być od niej gorsze);
- Ta wersja wzmacniacza jest uniwersalna (odpowiednia zarówno dla początkujących, jak i doświadczonych radioamatorów).
- Zobacz charakterystykę - jakie urządzenia można na jej podstawie stworzyć
Podstawowe parametry wzmacniacza Hi-Fi na chipie TDA7294
Od razu zauważmy, że mikroukład działał stabilnie przy aktywnym obciążeniu 2–24 omów, przy czynnej rezystancji 4 omów, przy obciążeniu pojemnościowym +/- 15 μF, a także przy obciążeniu indukcyjnym +/- 1,5 mH. Co więcej, zniekształcenia pozostały niewielkie w przypadku obciążeń pojemnościowych i indukcyjnych. Warto powiedzieć, że wielkość zniekształceń silnie zależy od źródła zasilania (szczególnie przy obciążeniu pojemnościowym).
Wyniki pomiarów możesz zobaczyć bezpośrednio w poniższej tabeli:
| Parametr | Oznaczający | Warunki pomiaru |
| Rout.max, W (długotrwała sinusoidalna) | 36 | Napięcie zasilania +- 22 V, Rн = 4 Ohm |
| Zakres częstotliwości na poziomie -3 dB | 9 Hz–50 kHz | Rn = 8 omów, Uout = 4 V |
| Kg, % (przy użyciu programu RMAA 5.5) | 0,008 | Rн = 8 omów, Рout = 16 W, f = 1 kHz |
| Wrażliwość, V | 0,5 | Rout.max = 50 W, Rn = 4 Ohm, Uip = +/-27 V |
Wzmacniacz Hi-Fi na chipie TDA7294: schemat i opis obwodu
Szczegółowy schemat obwodu wzmacniacza Hi-Fi opartego na chipie TDA7294
Układ tego wzmacniacza jest praktycznie powtórzeniem obwodu przełączającego oferowanego przez producenta. I to nie przypadek – kto wie lepiej, jak to włączyć. I na pewno nie będzie żadnych niespodzianek ze względu na niestandardową aktywację lub tryb pracy.
Od razu zaznaczmy, że nie uzyska się z niego żadnych 80 watów (a co dopiero 100 watów). Realistycznie 40–60, ale będą to uczciwe waty długoterminowe. W krótkotrwałym impulsie można uzyskać znacznie więcej, ale to już będzie moc RMPO, swoją drogą, również uczciwa (80–120 W). W „chińskich” watach będzie to kilka tysięcy. Jeśli ktoś jest zainteresowany - pięć tys. Wszystko zależy w dużej mierze od źródła zasilania.
I nie zapominaj, że wzmacniacz stereo wymaga zasilacza o dwukrotnie większej mocy (przy obliczeniach za pomocą proponowanego programu wszystko jest brane pod uwagę automatycznie).
Ważny!!! Przynajmniej w uzwojeniu pierwotnym transformatora musi znajdować się bezpiecznik! Pamiętaj, że wysokie napięcie jest niebezpieczne dla życia, a zwarcie może spowodować pożar! I jeszcze jedno: nie można włączać bezpiecznika do obwodu „masy”!
Obwód działa również ze źródła impulsowego, ale tutaj samemu źródłu stawiane są wysokie wymagania: małe tętnienia, zdolność do bezproblemowego dostarczania prądu do 10 amperów, silne „zapady” i awarie generacji. Pamiętaj, że pulsacje o wysokiej częstotliwości są znacznie gorzej tłumione przez mikroukład, więc poziom zniekształceń może wzrosnąć 10–100 razy, chociaż „zewnętrznie” wszystko jest w porządku. Dobre źródło przełączające odpowiednie dla dźwięku Hi-Fi jest złożonym i kosztownym urządzeniem, więc wykonanie „staromodnego” analogowego zasilacza będzie często łatwiejsze i tańsze.
Zespół płytki drukowanej i wzmacniacza na chipie TDA7294
Płytka drukowana jest jednostronna i ma wymiary 65x70 mm:
Płytka jest okablowana z uwzględnieniem wszystkich wymagań dotyczących okablowania wysokiej jakości wzmacniaczy. Wejście jest oddzielone możliwie najdalej od wyjścia i otoczone „ekranem” podzielonej ziemi – wejście i wyjście. Tory zasilania zapewniają maksymalną wydajność kondensatorów filtrujących (w tym przypadku długość przewodów kondensatorów C10 i C12 powinna być minimalna). Na tej płycie eksperymentalnej zainstalowaliśmy listwy zaciskowe do podłączenia wejścia, wyjścia i zasilania. Jest dla nich miejsce (kondensator C10 może nieco przeszkadzać), ale w przypadku konstrukcji stacjonarnych lepiej jest przylutować wszystkie te przewody, ponieważ jest to bardziej niezawodne.
Oprócz niskiego oporu, szerokie gąsienice mają również tę zaletę, że trudniej je odkleić w przypadku przegrzania. A przy produkcji metodą „prasowania laserowego”, jeśli gdzieś nie jest „drukowany” kwadrat o wymiarach 1x1 mm, to nie jest to wielka sprawa. Mimo wszystko przewodnik nie pęknie. Ponadto szeroki przewodnik lepiej trzyma ciężkie części (podczas gdy cienki przewodnik może po prostu odkleić się od płytki).
Na płycie jest tylko jeden zworka. Leży pod pinami mikroukładu, dlatego należy go najpierw zamontować i pozostawić pod pinami wystarczająco dużo miejsca, aby nie doszło do zwarcia.
Podczas instalacji wykorzystano następujące ważne komponenty:
- Rezystory 0,12 W (z wyjątkiem R9);
- kondensatory C9, C10, C12 K73-17 63V;
- kondensatory C4 K10-47v 6,8 µF 25V.
Zrobią to dowolne nowoczesne elektrolity. Na płytce pokazana jest polaryzacja podłączenia wszystkich kondensatorów elektrolitycznych i diody. Dioda - dowolny prostownik małej mocy, który może wytrzymać napięcie wsteczne co najmniej 50 woltów (na przykład 1N4001-1N4007). Lepiej nie używać diod wysokiej częstotliwości.
W rogach płytki wydzielono miejsce na otwory pod śruby montażowe M3. Płytkę można przymocować tylko do korpusu chipa, ale nadal bezpieczniej jest przymocować ją śrubami.
Mikroukład należy zainstalować na grzejniku o powierzchni co najmniej 350 cm2. Wiecej znaczy lepiej. W zasadzie ma wbudowane zabezpieczenie termiczne, ale lepiej nie kusić losu. Nawet jeśli założymy aktywne chłodzenie, grzejnik musi być nadal dość masywny: przy pulsacyjnym uwalnianiu ciepła, typowym dla muzyki, ciepło jest skuteczniej usuwane przez pojemność cieplną grzejnika (czyli duży, zimny kawałek żelaza), a nie niż poprzez rozproszenie do środowiska.
Metalowa obudowa mikroukładu jest podłączona do ujemnej strony zasilacza. Daje to dwa sposoby montażu na grzejniku:
- Przez uszczelkę izolacyjną. W takim przypadku grzejnik można podłączyć elektrycznie do obudowy.
- Bezpośrednio w tym przypadku grzejnik jest koniecznie elektrycznie odizolowany od korpusu.
Druga opcja zapewnia lepsze chłodzenie, ale wymaga ostrożności (na przykład nie można wyjąć chipa, gdy zasilanie jest włączone).
W obu przypadkach należy zastosować pastę przewodzącą ciepło, a w pierwszym przypadku należy ją nałożyć zarówno pomiędzy korpus mikroukładu a uszczelkę, jak i pomiędzy uszczelkę a chłodnicę.
Płytkę drukowaną w formacie Sprint-Layout 4.0, schemat w formacie pdf i rozmieszczenie części na płytce w formacie gif znajdziesz w archiwum poniżej:
Debugowanie wzmacniacza Hi-Fi na chipie TDA7294
Jak pokazuje praktyka, 90% wszystkich problemów ze sprzętem wynika z jego „braku regulacji”. Oznacza to, że po zlutowaniu kolejnego obwodu i nie naprawieniu go, radioamator poddaje się i publicznie stwierdza, że obwód jest uszkodzony. Dlatego konfiguracja jest najważniejszym (i często najtrudniejszym) etapem tworzenia urządzenia elektronicznego.
Prawidłowo zmontowany wzmacniacz nie wymaga regulacji. Ponieważ jednak nikt nie gwarantuje, że wszystkie części są całkowicie sprawne, należy zachować ostrożność przy pierwszym włączeniu.
Pierwsze załączenie odbywa się bez obciążenia i przy wyłączonym źródle sygnału wejściowego (lepiej zwierać wejście zworką). Dobrze byłoby włączyć w obwód zasilania bezpieczniki około 1A (zarówno na „plusie”, jak i „minusie” między źródłem zasilania a samym wzmacniaczem). Na krótko (około 0,5 sek.) podać napięcie zasilania i upewnić się, że prąd pobierany ze źródła jest mały (bezpieczniki nie przepalają się). Jest to wygodne, jeśli źródło ma wskaźniki LED. Po odłączeniu od sieci diody LED świecą jeszcze przez co najmniej 20 sekund: kondensatory filtra są przez długi czas rozładowywane przez mały prąd spoczynkowy mikroukładu.
Jeśli prąd pobierany przez mikroukład jest duży (ponad 300 mA), może być wiele przyczyn:
- Zwarcie w instalacji;
- słaby kontakt w przewodzie „uziemionym” od źródła;
- „plus” i „minus” są zdezorientowane;
- kołki mikroukładu dotykają zworki;
- mikroukład jest uszkodzony;
- kondensatory C11, C13 są nieprawidłowo przylutowane;
- kondensatory C10-C13 są uszkodzone.
Obecność napięcia przemiennego na wyjściu wskazuje na problemy z mikroukładem lub obwodami C7R9, C3R3R4, R10. Niestety, konwencjonalne testery często nie są w stanie zmierzyć napięcia o wysokiej częstotliwości, które pojawia się podczas samowzbudzenia (do 100 kHz), dlatego najlepiej tutaj zastosować oscyloskop.
Jeśli tutaj wszystko jest w porządku, podłączamy obciążenie, ponownie sprawdzamy brak wzbudzenia z obciążeniem i to wszystko - możesz słuchać!
Ale lepiej zrobić inny test. Faktem jest, że najbardziej obrzydliwym rodzajem wzbudzenia wzmacniacza jest „dzwonienie” (gdy wzbudzenie pojawia się tylko w obecności sygnału i przy określonej amplitudzie). Głównym problemem jest to, że bez oscyloskopu i generatora audio trudno go wykryć (i nie jest łatwo go wyeliminować), a dźwięk ogromnie się pogarsza z powodu ogromnych zniekształceń intermodulacyjnych. Przez ucho zwykle odbiera się to jako dźwięk „ciężki”, czyli pozbawiony dodatkowych podtekstów (ze względu na bardzo wysoką częstotliwość), dzięki czemu słuchacz nie wie, że jego wzmacniacz jest podekscytowany. Po prostu słucha i decyduje, że mikroukład jest „zły” i „nie brzmi”. Przy odpowiednim montażu wzmacniacza i normalnego źródła zasilania nie powinno to mieć miejsca.
Graficzne przedstawienie „dzwonienia” wzmacniacza
Czasem jednak takie zniekształcenia się zdarzają i właśnie układ C7R9 z nimi walczy. Ale w normalnym mikroukładzie wszystko jest w porządku, nawet przy braku C7R9. Natknęliśmy się na przykłady mikroukładów z dźwiękiem dzwonka. W nich problem rozwiązano wprowadzając układ C7R9 (dlatego go używamy, mimo że nie ma go w karcie katalogowej). Jeśli taka nieprzyjemna rzecz wystąpi nawet jeśli masz C7R9, możesz spróbować ją wyeliminować „bawiąc się” rezystancją (można ją zmniejszyć do 3 omów), ale nie zalecamy stosowania takiego mikroukładu. To na pewno jakiś rodzaj małżeństwa i kto wie, co jeszcze z tego wyniknie.
Jak zauważyliśmy powyżej, „dzwonienie” można zobaczyć tylko na oscyloskopie i nie wszyscy radioamatorzy mają ten sprzęt. Chociaż jeśli chcesz się dobrze zająć elektroniką radiową, postaraj się zdobyć takie urządzenia lub chociaż gdzieś z nich skorzystać. Aby zawsze uzyskać dźwięk wysokiej jakości, zdecydowanie musisz sprawdzić to na urządzeniach. Pamiętaj, że „dzwonienie” to najbardziej podstępna rzecz, która może zepsuć dźwięk na tysiąc sposobów.
Inną metodę montażu wzmacniacza Hi-Fi na chipie TDA7294 możesz zobaczyć na poniższym filmie:
