Amplificatore sul chip TDA7294. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Amplificatori di potenza a transistor

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Introduzione

La progettazione dell'amplificatore è sempre stata una sfida. Fortunatamente, negli ultimi anni sono apparse molte soluzioni integrate che semplificano la vita ai designer dilettanti. Inoltre, non mi sono complicato il compito e ho scelto il più semplice, di alta qualità, con un numero limitato di parti, che non richiedeva la messa a punto e il funzionamento stabile dell'amplificatore basato sul chip TDA7294 di SGS-THOMSON MICROELECTRONICS.

Di recente, su Internet, ho diffuso affermazioni su questo microcircuito, che sono state espresse approssimativamente come segue: "eccitato spontaneamente, con cablaggio errato; brucia, per qualsiasi motivo, ecc." Niente del genere. Puoi bruciarlo solo con un'accensione o un cortocircuito impropri e non sono mai stati notati casi di eccitazione, e non solo con me.

Inoltre, ha una protezione interna contro i cortocircuiti nel carico e una protezione contro il surriscaldamento. Ha anche una funzione muto (usata per evitare clic quando è acceso) e una funzione standby (quando non c'è segnale). Questo circuito integrato è un ULF di classe AB. Una delle caratteristiche principali di questo microcircuito è l'uso di transistor ad effetto di campo negli stadi preliminari e di amplificazione dell'uscita. I suoi vantaggi includono un'elevata potenza di uscita (fino a 100 W con un carico di 4 ohm), la capacità di lavorare in un'ampia gamma di tensioni di alimentazione, elevate caratteristiche tecniche (bassa distorsione, basso livello di rumore, ampio range di frequenza operativa, ecc.) , i componenti esterni minimi richiesti e il basso costo.

Caratteristiche principali del TDA7294:

Parametro	Condizioni	minimo	Tipico	Максимум	unità
alimentazione		± 10		± 40	В
Gamma di risposta in frequenza	Segnale 3dB Potenza in uscita 1W	20-20000			Hz
Potenza di uscita a lungo termine (RMS)	distorsione armonica 0,5%: Fino \u35d ± 8 V, Rn \uXNUMXd XNUMX Ohm Fino \u31d ± 6 V, Rn \uXNUMXd XNUMX Ohm Fino \u27d ± 4 V, Rn \uXNUMXd XNUMX Ohm	60 60 60	70 70 70		Mar
Potenza di uscita musicale di picco (RMS), durata 1 sec.	distorsione armonica 10%: Fino \u38d ± 8 V, Rn \uXNUMXd XNUMX Ohm Fino \u33d ± 6 V, Rn \uXNUMXd XNUMX Ohm Fino \u29d ± 4 V, Rn \uXNUMXd XNUMX Ohm		100 100 100		Mar
Distorsione armonica generale	Po = 5 W; 1 kHz Po = 0,1-50 W; 20-20000 Hz		0,005	0,1	%
	Su \u27d ± 4 V, Rn \uXNUMXd XNUMX Ohm: Po = 5 W; 1 kHz Po = 0,1-50 W; 20-20000 Hz		0,01	0,1	%
Temperatura di funzionamento della protezione		145			0C
Corrente di riposo		20	30	60	?
Impedenza di ingresso		100			k
Guadagno di tensione		24	30	40	db
Corrente di uscita di picco		10			А
Intervallo di temperatura di lavoro		0		70	0C
Resistenza termica della cassa				1,5	0C/W

Descrizione azienda e schemi elettrici tipici del produttore (formato PDF).

Ci sono molti schemi per accendere questo microcircuito, prenderò in considerazione il più semplice.

Tipico circuito di commutazione

Elenco articoli

Il microcircuito deve essere installato su un radiatore con un'area di \u600e XNUMX cm².

Fai attenzione, sul case del microcircuito non c'è un comune, ma un meno potenza!

Quando si installa un chip su un dissipatore di calore, è meglio usare la pasta termica. Si consiglia di interporre un dielettrico tra il microcircuito e il radiatore (mica ad esempio). Per la prima volta, non ho attribuito alcuna importanza a questo, ho pensato, perché avrei avuto tanta paura di chiudere il radiatore sulla custodia, ma nel processo di debug del progetto, le pinzette cadute accidentalmente dal tavolo hanno cortocircuitato il radiatore alla cassa. L'esplosione è stata grandiosa! Patatine fritte appena fatte a pezzi! In generale, sono sceso con un leggero spavento e $ 10 :). Sulla scheda con un amplificatore, è anche desiderabile fornire potenti elettroliti di 10000 micron x 50 V, in modo che ai picchi di potenza i fili dell'alimentatore non diano cali di tensione.

In generale, maggiore è la capacità dei condensatori sull'alimentatore, meglio, come si suol dire, "non puoi rovinare il porridge con l'olio". Il condensatore C3 può essere rimosso (o non installato), l'ho fatto proprio così. Come si è scoperto, era proprio grazie a lui che quando si accendeva il controllo del volume (un semplice resistore variabile) davanti all'amplificatore si otteneva un circuito RC, che falciava le alte frequenze quando si aumentava il volume, ma in generale è necessario per prevenire l'eccitazione dell'amplificatore quando gli ultrasuoni vengono applicati all'ingresso. Invece di C6, C7, ho messo sulla scheda 10000mk x 50v, C8, C9, puoi mettere qualsiasi denominazione vicina: questi sono filtri di potenza, possono essere nell'alimentatore o puoi saldarli mediante montaggio superficiale, che io fatto.

pagamento

Personalmente non mi piace molto usare schede già pronte, per un semplice motivo: è difficile trovare elementi esattamente delle stesse dimensioni. Ma in un amplificatore, il cablaggio può influire notevolmente sulla qualità del suono, quindi sta a te decidere quale scheda scegliere. Dato che ho montato subito l'amplificatore per 5-6 canali, rispettivamente, la scheda subito per 3 canali:

In formato vettoriale (Corel sorteggio 12)

Alimentazione amplificatore, filtro passa basso, ecc.

Блок питания

Per qualche ragione, l'alimentazione dell'amplificatore solleva molte domande. In effetti, proprio qui, tutto è abbastanza semplice. Il trasformatore, il ponte a diodi e i condensatori sono gli elementi principali dell'alimentazione. Questo è sufficiente per assemblare l'alimentatore più semplice.

Per alimentare l'amplificatore di potenza, la stabilizzazione della tensione non è importante, ma la capacità dei condensatori per l'alimentazione è importante, più è meglio è. Anche lo spessore dei cavi dall'alimentatore all'amplificatore è importante.

Il mio alimentatore è implementato come segue:

L'alimentazione +-15V è progettata per alimentare gli amplificatori operazionali nelle fasi preliminari dell'amplificatore. Puoi fare a meno di avvolgimenti e ponti a diodi aggiuntivi alimentando il modulo di stabilizzazione da 40 V, ma lo stabilizzatore dovrà smorzare una caduta di tensione molto ampia, che comporterà un riscaldamento significativo dei microcircuiti stabilizzatori. I microcircuiti stabilizzatori 7805/7905 sono analoghi importati del nostro KREN.

Sono possibili variazioni dei blocchi A1 e A2:

(clicca per ingrandire)

Il blocco A1 è un filtro di soppressione del rumore dell'alimentatore.

Blocco A2 - un blocco di tensioni stabilizzate + -15V. La prima alternativa è facile da implementare, per l'alimentazione di sorgenti a bassa corrente, la seconda è uno stabilizzatore di alta qualità, ma richiede un'accurata selezione dei componenti (resistenze), altrimenti otterrai una distorsione tra "+" e "-" spalle, che darà quindi un'inclinazione pari a zero sugli amplificatori operazionali.

trasformatore

Il trasformatore di alimentazione per un amplificatore stereo da 100 W dovrebbe essere di circa 200 W. Dato che stavo realizzando un amplificatore a 5 canali, avevo bisogno di un trasformatore più potente. Ma non ho dovuto pompare tutti i 100 W e tutti i canali non possono prendere energia contemporaneamente. Mi sono imbattuto in un trasformatore TESLA sul mercato (sotto nella foto) watt commerciale per 250 - 4 avvolgimenti con filo da 1,5 mm a 17V e 4 avvolgimenti a 6,3V. Collegandoli in serie, ho ottenuto le tensioni necessarie, anche se ho dovuto riavvolgere un po' due avvolgimenti a 17V per ottenere la tensione totale dei due avvolgimenti ~ 27-30V, dato che gli avvolgimenti erano in alto - non era molto opera.

Una cosa grandiosa è un trasformatore toroidale, questi sono usati per alimentare gli alogeni nelle lampade, ce ne sono molti nei mercati e nei negozi. Se strutturalmente due di questi trasformatori sono posizionati uno sopra l'altro, la radiazione verrà compensata reciprocamente, il che ridurrà le interferenze sugli elementi dell'amplificatore. Il problema è che hanno un avvolgimento da 12V. Nel nostro mercato radiofonico, puoi realizzare un tale trasformatore su ordinazione, ma ne varrà la pena. In linea di principio, puoi acquistare 2 trasformatori per 100-150 W e riavvolgere gli avvolgimenti secondari, il numero di giri dell'avvolgimento secondario dovrà essere aumentato di circa 2-2,4 volte.

Diodi/ponti a diodi

È possibile acquistare gruppi di diodi importati con una corrente di 8-12 A, questo semplifica notevolmente il design. Ho usato diodi a impulsi KD 213 e ho creato un ponte separato per ciascun braccio per dare un margine di corrente per i diodi. Quando accesi, vengono caricati potenti condensatori, il picco di corrente è molto significativo, a una tensione di 40 V e una capacità di 10000 μF, la corrente di carica di un tale condensatore è rispettivamente di ~ 10 A, lungo due bracci 20A. In questo caso, i diodi del trasformatore e del raddrizzatore funzionano brevemente in modalità di cortocircuito. La rottura dei diodi per corrente avrà conseguenze spiacevoli. I diodi sono stati installati sui radiatori, ma non ho trovato alcun riscaldamento dei diodi stessi: i radiatori erano freddi. Per eliminare le interferenze di alimentazione, si consiglia di installare un condensatore ~ ​​0,33 μF tipo K73-17 in parallelo con ciascun diodo nel ponte. Davvero non l'ho fatto. Nel circuito +-15V si possono utilizzare ponti del tipo KTs405, per una corrente di 1-2A.

disegno

Disegno finito

L'occupazione più noiosa è il corpo. Come caso, ho preso una vecchia custodia sottile da un personal computer. Ho dovuto accorciarlo un po' in profondità, anche se non è stato facile. Penso che il caso si sia rivelato un successo: l'alimentatore si trova in uno scomparto separato e puoi inserire altri 3 canali di amplificazione liberamente nel caso.

Disegno generale

Dopo i test sul campo, si è scoperto che non è fuori luogo mettere le ventole sui radiatori, nonostante i radiatori siano di dimensioni molto impressionanti. Ho dovuto fare dei fori nella custodia dal basso e dall'alto, per una buona ventilazione. Le ventole sono collegate tramite un trimmer da 100Ω 1W alla velocità più bassa (vedi figura seguente).

Blocco amplificatore

I trucioli sono su mica e pasta termica, anche le viti devono essere isolate. I dissipatori di calore e la scheda sono avvitati al case tramite rack dielettrici.

Circuiti di ingresso

Volevo davvero non farlo, solo con la speranza che tutto ciò fosse temporaneo ....

Dopo aver appeso queste budella, è apparso un piccolo ronzio negli altoparlanti, a quanto pare c'era qualcosa che non andava con il "terreno". Sogno il giorno in cui butterò tutto fuori dall'amplificatore e lo userò solo come amplificatore di potenza.

Scheda sommatore, filtro passa basso, sfasatore

Blocco regolamento

risultato

La schiena si è rivelata più bella, anche se lo giri in avanti ... :)

Costo di costruzione

Sì, qualcosa è uscito a buon mercato. Molto probabilmente, non ho tenuto conto di qualcosa, ho appena comprato, come sempre, molto di più, perché dovevo ancora sperimentare, ho bruciato 2 microcircuiti e fatto esplodere un potente elettrolita (non ho preso tutto questo in account). Questo è un calcolo dell'amplificatore per 5 canali. Come puoi vedere, i dissipatori di calore si sono rivelati molto costosi, ho usato dispositivi di raffreddamento economici ma enormi per i processori, a quel tempo (un anno e mezzo fa) erano molto buoni per il raffreddamento dei processori. Se prendi in considerazione che un ricevitore entry-level può essere acquistato per $ 240, allora puoi pensare se ne hai bisogno :), anche se lì c'è un amplificatore di qualità inferiore. Gli amplificatori di questa classe costano circa $ 500.

Autore: Novik PE; Pubblicazione: pavel.artmech.com

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