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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Amplificatore di potenza per auto con alimentatore su chip TDA7294. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Amplificatori di potenza per automobili L'amplificatore è preso come base, il cui circuito è stato pubblicato sulla rivista Radio, n. 7, 2002. Il circuito e l'articolo sono di seguito. La potenza di uscita nominale dell'UMZCH con un fattore di distorsione non lineare dello 0,5% in modalità "Stereo" è di circa 2x70 W (2x4 Ohm), in modalità "Mono" - circa 150 W (8 Ohm). Non richiede quasi nessuna messa a punto. Amplificatore L'amplificatore è realizzato su due chip DA1, DA2. Il circuito integrato TDA7294 è un amplificatore di potenza ad alte prestazioni ed è relativamente economico. Gli stadi finale e pre-terminale del TDA7294 sono costruiti su transistor ad effetto di campo, hanno una protezione contro il surriscaldamento e il cortocircuito in uscita. Quando la temperatura del cristallo raggiunge i 145 °C, l'unità di protezione commuta il microcircuito in modalità "MUTE" e quando raggiunge 150 "С - in modalità "STAND-BY". A causa dell'ampia gamma di tensioni di alimentazione, il TDA7294 il microcircuito può essere utilizzato insieme a un carico con una resistenza superiore a 8 ohm senza una significativa perdita di potenza di uscita.Quando si utilizzano due microcircuiti collegati in un circuito a ponte, il limite superiore della resistenza sale a 16 ohm.Con la scelta ottimale dell'alimentazione tensione, la sua potenza massima di uscita a un carico a bassa resistenza (4 ohm e inferiore) è limitata solo dalla corrente massima consentita dello stadio finale, pari a 10 A, e raggiunge 100 W. Con un fattore di distorsione armonica dello 0,5%, il microcircuito fornisce potenza fino a 70 W al carico. Lo schema elettrico UMZCH senza alimentazione è mostrato in fig.
Nello schema proposto non vengono utilizzate le funzioni "STAND-BY" e "MUTE", in quanto l'amplificatore è acceso nell'alimentazione. I resistori R1, R4 impostano l'impedenza di ingresso dell'UMZCH. Le coppie di elementi R1, C1 e R4, C4 formano un filtro passa-alto agli ingressi di entrambi i canali, limitando la larghezza di banda dell'amplificatore dal basso. Allo stesso modo, gli elementi R2, C2 e R5, C5 nella catena OOS definiscono il limite inferiore della larghezza di banda. I rapporti di resistenza R3/R2, R6/R5 impostano il guadagno UMZCH. Con i valori nominali specificati degli elementi R2, R3, R5, R6, il guadagno di tensione è di 30 dB. L'interruttore SA1 seleziona la modalità di funzionamento UMZCH "Stereo / Mono". Nella modalità "Stereo", i microcircuiti DA1 e DA2 funzionano come due amplificatori non invertenti indipendenti; nella modalità "Mono", l'amplificatore DA2 si trasforma da un amplificatore non invertente con un guadagno di Kc \u6d R5 / R1 + 1 in un amplificatore invertente con guadagno unitario. La posizione SA1 sul diagramma corrisponde alla modalità "Stereo". Quando si utilizza UMZCH in modalità bridge, l'uscita CA "+" è collegata all'uscita DA2 e l'uscita "-" è collegata all'uscita DA1114. Il convertitore di alimentazione dell'amplificatore (vedi Fig.) è costruito principalmente sul chip KR4EU494, un analogo importato di TL7294CN. Poiché i microcircuiti TDAXNUMX hanno i propri nodi di protezione, non è necessario utilizzarli nell'alimentatore stesso.
Il microcircuito KR1114EU4 può funzionare sia in convertitori push-pull che a ciclo singolo; la modalità di funzionamento è impostata dall'ingresso OTS (pin 13). In questo alimentatore, il pin 13 è collegato a una sorgente di tensione di riferimento di +5 V e il convertitore funziona in modalità push-pull. Il ciclo di lavoro degli impulsi può variare in un ampio intervallo. Le uscite del microcircuito possono essere collegate direttamente tramite resistori R16, R17 alle basi dei potenti transistor bipolari VT1 e VT2 del convertitore a causa dell'alto valore limite della corrente di uscita (fino a 200 mA). Poiché il chip del convertitore ha uscite di collettore ed emettitore per i transistor di uscita (pin 8-11), è possibile accenderli secondo un emettitore comune o un circuito di collettore comune, a seconda della struttura dei transistor VT1 e VT2. Nel blocco descritto con transistor della struttura n-p-n viene utilizzata la seconda opzione. Quando si utilizzano transistor ad effetto di campo (FET a canale n) come tasti, rimuovere i resistori R 18 e R19. Il chip KR1114EU4 ha il proprio generatore di impulsi a dente di sega. Gli elementi R8, C8 sono temporizzazione e la frequenza di generazione può essere determinata dalla formula f = 1/(R8C8). Quando si opera in modalità push-pull, la frequenza dell'oscillatore del microcircuito deve essere il doppio della frequenza all'uscita del convertitore. Per i valori del circuito di temporizzazione indicati nel diagramma, la frequenza del generatore è di circa 160 kHz, e la frequenza degli impulsi di uscita è di circa 80 kHz. La stabilità del convertitore in un'ampia gamma di tensioni di alimentazione è fornita dalla sorgente di tensione di riferimento integrata (pin 14) +5 V. Il circuito R9C7 fornisce un aumento graduale dell'ampiezza dell'impulso di uscita dell'unità e della potenza nel carico dopo l'accensione. Il diodo VD1 impedisce il guasto dell'unità quando viene invertita la polarità della tensione di alimentazione; in questo caso si brucia solo il fusibile FU1. L'alimentatore ha una stabilizzazione della tensione al carico grazie al feedback. Viene effettuato tramite resistori R10-R15 da ciascun braccio del raddrizzatore. Questi resistori formano due divisori di tensione, attraverso i quali parte della tensione dall'uscita dell'alimentatore va agli amplificatori di errore (pin 1,15). Come standard di tensione, con il quale vengono confrontate le tensioni di uscita dell'alimentatore, viene utilizzata una sorgente di tensione di riferimento (ION). Le uscite degli amplificatori di errore all'interno di DA1 sono collegate tra loro tramite diodi. Il pin 3 serve per il feedback locale che limita il guadagno degli amplificatori. In questo blocco, il pin 3 viene utilizzato per pilotare il convertitore e gli amplificatori fungono da comparatori. Dal trasformatore di impulsi T1, la tensione viene rettificata dai diodi VD2-VD5 e livellata dai condensatori C11-C 14. Per ridurre la dissipazione di potenza sui microcircuiti UMZCH DA1 e DA2 e aumentare la potenza massima di uscita dell'amplificatore, è necessario selezionare correttamente la tensione di uscita del convertitore, in base alla resistenza del carico. Questo UMZCH è progettato per funzionare in combinazione con un carico di 4 ohm in modalità "Stereo" e con un carico di 8 ohm in modalità bridge. Il valore della tensione di alimentazione DA1, DA2 raccomandato dal produttore per una determinata resistenza di carico è ± 25 ... .27 V e il convertitore di impulsi è progettato per questa tensione. Nel circuito di alimentazione mostrato è necessario un interruttore sufficientemente potente per accenderlo. Spesso questo metodo di inclusione è scomodo o inaccettabile. Sulla fig. Di seguito è riportato un diagramma schematico del dispositivo di controllo automatico dell'avvio dell'inverter.
Garantisce che l'UMZCH si accenda quando viene applicata una tensione costante superiore a 20 V al resistore R1 o quando viene applicato un segnale audio con un valore di tensione efficace di almeno 15 V al condensatore C0,6. La prima opzione può essere utilizzato se l'autoradio dispone di un'uscita per il controllo di dispositivi esterni, ad esempio un'antenna elettrica a scomparsa. Un'altra opzione è adatta anche se nell'auto è installato un subwoofer. Quindi il condensatore C15 è collegato a una delle uscite dell'autoradio UMZCH e ora l'amplificatore si accende automaticamente quando la potenza di uscita dell'autoradio è superiore a 0,15 ... 0,2 W e si spegne a meno. È inaccettabile collegare due ingressi alla radio contemporaneamente, in quanto ciò può disabilitarla. Il condensatore C16 attenua contemporaneamente le increspature della tensione CA e ritarda lo spegnimento dell'amplificatore dopo la scomparsa del segnale di ingresso (con un ritardo di circa 30 s). I diodi VD7, VD8 impediscono l'influenza del circuito di commutazione sul funzionamento del modulatore SHI. Hanno anche impostato la soglia di tensione sul collettore VT3, al di sopra della quale la durata degli impulsi all'uscita DA3 inizierà a diminuire gradualmente e, quando raggiunge 4 ... 4,5 V, l'alimentazione si spegne. Se questo amplificatore viene utilizzato solo per un subwoofer, avrai bisogno di un nodo, il cui diagramma è mostrato di seguito.
Questo è un filtro passa basso del secondo ordine con una frequenza di taglio di 80 Hz; si accende prima di entrare nell'UMZCH. Nel diagramma, tra parentesi, sono indicate le conclusioni dell'amplificatore operazionale del secondo canale. I regolatori di tensione integrati DA2, DA3 sono installati nel circuito di potenza. Se si prevede di utilizzare l'amplificatore solo in modalità a ponte, è possibile utilizzare un singolo amplificatore operazionale anziché doppi amplificatori operazionali. Dettagli e design Come VD1, puoi utilizzare diodi delle serie KD2997, KD2999 con qualsiasi indice di lettere. I diodi KD2997B (VD2-VD5) possono essere sostituiti con KD2997A, KD2999A, KD2999B. Invece dei transistor KT898A (VT1, VT2), è consentito utilizzarne altri: KT890 con qualsiasi indice di lettere, KT896A, KT896B, KT898B, KP958A-KP958V, KP954A-KP954V. È possibile utilizzare transistor ad effetto di campo importati IRFZ48, IRFZ44, IRF540, IRF640, IRF530, BUZ11A, BUZ22 o i loro analoghi rimuovendo i resistori R18, R19. I potenti transistor PSU VT1, VT2 e i microcircuiti amplificatori DA1, DA2 sono installati su dissipatori di calore separati. È consentito installare microcircuiti su un dissipatore di calore senza isolamento, ma allo stesso tempo isolarlo dalla custodia dell'amplificatore, poiché il substrato metallico dei microcircuiti ha una tensione di -Upit rispetto al filo comune. I transistor non devono essere installati su un singolo dissipatore di calore senza isolamento. La mica può essere utilizzata come materiale isolante. Quando si montano elementi di potenza sui dissipatori di calore, è preferibile utilizzare la pasta termoconduttrice KPT-8, che faciliterà notevolmente il funzionamento termico di questi elementi. I diodi VD1-VD5 sono installati perpendicolarmente alla scheda. Il circuito magnetico del trasformatore di impulsi T1 è composto da tre anelli di dimensione K40x25x11 incollati tra loro da ferrite M2000NM1. Gli avvolgimenti I, II sono avvolti in 4 giri con un fascio di cinque fili PEV-2 1,2 mm. Gli avvolgimenti III, IV sono avvolti in 10 giri con un fascio di quattro fili PEV-2 0,8 mm. Gli avvolgimenti I, II e III, IV devono essere simmetrici. Prima dell'avvolgimento, gli spigoli vivi dell'anello incollato devono essere arrotondati con una lima ad ago. Tra gli avvolgimenti vengono posati tre o quattro strati di nastro isolante fluoroplastico. Il trasformatore viene installato al centro del circuito stampato mediante una piastra rettangolare o rotonda premuta sulla parte superiore con un foro al centro e una vite M5 o M6 con dado. Nel circuito di controllo dell'avvio del convertitore, tutti i diodi al silicio a bassa potenza sono adatti come VD1-VD3, KT3102A (VT1) è sostituito da un transistor con qualsiasi indice di lettere di questa serie o KT315. È consentito installare amplificatori operazionali KR574UD2, KR140UD20, KR544UD4 nel filtro passa basso. Al posto degli stabilizzatori DA2, DA3, è possibile utilizzare qualsiasi stabilizzatore di tensione positivo e negativo integrato da 15 V. Dobbiamo cercare di collegare i cavi di alimentazione dell'amplificatore il più vicino possibile alla batteria dell'auto (sulla scatola dei fusibili) per escludere l'influenza di altri consumatori di corrente. Poiché la corrente di picco assorbita dall'amplificatore può arrivare fino a 15 A, è necessario utilizzare cavi di grosso calibro (3...5 mm2) nel circuito di alimentazione. Se è presente un dispositivo critico per le ondulazioni di tensione ad alta frequenza nella rete di bordo, è necessario aumentare la capacità C9 e, se ciò non porta l'effetto desiderato, attivare un filtro ad alta frequenza nella circuito di alimentazione del convertitore. Istituzione Con elementi riparabili, l'amplificatore inizia a funzionare immediatamente. È necessario configurare solo l'alimentatore. Pertanto, si consiglia di eseguire l'installazione e la configurazione in due fasi come segue. Sul circuito stampato sono installati solo elementi di alimentazione (le parti dell'amplificatore non sono saldate). Successivamente, il resistore R14 viene saldato e un equivalente di carico viene collegato tra il filo comune e l'uscita positiva dell'alimentatore: un resistore a filo con una resistenza di 6 ... 7 ohm con una potenza di almeno 100 watt. Dopo aver acceso l'alimentazione, viene misurata la tensione attraverso questo resistore, dovrebbe essere compresa tra 26 e 28 V. Successivamente, la resistenza di carico viene aumentata a 50 Ohm. Ruotando il motore del resistore di sintonia R 13, si ottiene la stessa tensione di uscita dell'alimentatore come con un carico di 100 watt. Quindi R14 viene saldato e R12 viene saldato. L'impostazione del secondo circuito di stabilizzazione è simile. Al termine della regolazione saldare la resistenza R12. Quindi vengono montate le parti UMZCH e viene verificata l'operabilità del dispositivo assemblato per gli equivalenti di carico dal generatore di frequenze audio. Non è necessario configurare il dispositivo per l'accensione automatica dell'amplificatore, ma se il convertitore si avvia anche in assenza di segnali di ingresso, la resistenza R21 viene ridotta ad un valore in cui la tensione sul collettore VT1 è compresa tra 6 ... 6,5 V. Commenti L'amplificatore che funziona nella mia macchina è assemblato secondo il circuito del ponte e pilota solo il subwoofer (i canali sinistro e destro suonano TDA1518BQ secondo lo schema preso in prestito dall'amplificatore della prima edizione). I potenti transistor npn VT1 e VT2 si sono rifiutati di funzionare, apparentemente a causa della diffusione dei parametri. Sono stati sostituiti dal campo IRFZ44, tenendo conto delle modifiche nel circuito indicate nell'articolo, e su ciascun braccio sono installati 2 di questi transistor collegati in parallelo. Letteratura 1. Shikhatov A. Suono automatico: ci installiamo. - Radio, 2000, n. 1, pp. 16,17. 2. Syritso A. UMZCH sul chip TDA7294. - Radio, 2000, Ns 5, p. 19-21. 3. Circuiti integrati: Microcircuiti per alimentatori switching e loro applicazione. - M.: DODEKA, 1997. 4. Amplificatore per auto su TDA7294 Pubblicazione: cxem.net
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