Підсилювач на TDA7294

  • Час 30-01-2015, 10:19
  • Автор admin
  • Коментарів 0 Комент.
  • Силка url

Стаття взята з сайту pavel.artmech.com
Автор статті: Новик П.Є.

Введення

Конструювання підсилювача завжди було завданням не простий. На щастя, останнім часом, з'явилося багато інтегрованих рішень, який полегшує життя конструкторам-любителям. Я теж не став собі ускладнювати завдання і вибрав найбільш простий, якісний, з малою кількістю деталей, що не вимагає налаштування і стабільно працюючий підсилювач на мікросхемі TDA7294 від SGS-THOMSON MICROELECTRONICS. Останнім часом в інтернеті поширилися претензії до цієї мікросхемі, які виражалися приблизно в наступному: "мимовільно збуджується, при неправильній розводці; горить, з приводу, і т.д.". Нічого подібного. Спалити її можна тільки неправильним включенням або замиканням, а випадків порушення не було помічено жодного разу, і не тільки в мене. Крім того, у неї є внутрішній захист від короткого замикання в навантаженні і захист від перегріву. Також в ній реалізовані функція приглушення (використовується для запобігання клацань при включенні) і функція режиму очікування (коли немає сигналу). Ця ІМС є УНЧ класу АВ. Однією з основних особливостей цієї мікросхеми є застосування польових транзисторів в попередніх і вихідних каскадах посилення. До її достоїнств відносяться велика вихідна потужність (до 100 Вт на навантаженні опором 4 Ом), можливість роботи в широкому діапазоні живлячих напруг, високі технічні характеристики (малі спотворення, низький рівень шуму, широкий діапазон робочих частот і т.д.), мінімум необхідних зовнішніх компонентів і невелика вартість

Основні характеристики TDA7294:

Параметр

Умови

Мінімум

Типове Максимум Одиниці
Напруга живлення   ± 10   ± 40 В
Діапазон відтворюваних частот сигнал 3db
Вихідна потужність 1Вт
20-20000 Гц
Довготривала вихідна потужність (RMS) коеф-т гармонік 0,5%:
Uп = ± 35 В, Rн = 8 Ом
Uп = ± 31 В, Rн = 6 Ом
Uп = ± 27 В, Rн = 4 Ом

60
60
60

70
70
70
  Вт
Пікова музична вихідна потужність (RMS), тривалість 1 сек. коеф-т гармонік 10%:
Uп = ± 38 В, Rн = 8 Ом
Uп = ± 33 В, Rн = 6 Ом
Uп = ± 29 В, Rн = 4 Ом
 
100
100
100
  Вт
Загальні гармонійні спотворення Po = 5Вт; 1кГц
Po = 0,1-50Вт; 20-20000Гц
  0,005

0,1
%
Uп = ± 27 В, Rн = 4 Ом:
Po = 5Вт; 1кГц
Po = 0,1-50Вт; 20-20000Гц
 
0,01


0,1
%
Температура спрацьовування захисту   145 0C
Струм в режимі спокою   20 30 60 мА
Вхідний опір   100     кОм
Коефіцієнт посилення по напрузі   24 30 40 дБ
Пікове значення вихідного струму   10 А
Робочий діапазон температур   0   70 0C
Термоопір корпусу       1,5 0C / Вт

Фірмове опис та типові схеми включення від виробника (PDF формат).

Схем включення цієї мікросхеми досить багато, розгляну найпростішу:

Типова схема включення:

Підсилювач на TDA7294

Перелік елементів:

Позиція Найменування Тип Кількість
 С1 0,47 мкФ К73-17  1
 С2, С4, С5, С10 22 мкФ х 50 B  К50-35  4
 С3 100 пФ    1
 C6, С7 220 мкФ х 50 B  К50-35   2
 C8, С9 0,1 мкФ К73-17  2
 DA1 TDA7294    1
 R1 680 Ом МЛТ-0,25  1
 R2 ... R4 22 кОм МЛТ-0,25  3
 R5 10 кому МЛТ-0,25  1
 R6 47 кому МЛТ-0,25  1
 R7 15 кОм МЛТ-0,25  1

 Мікросхему необхідно встановити на радіатор площею gt; 600 см2. Будьте уважні, на корпусі мікросхеми знаходиться не загальний, а мінус харчування! При установці мікросхеми на радіатор краще використовувати термопасту. Бажано прокласти між мікросхемою і радіатором діелектрик (слюду, наприклад). У перший раз я не надав цьому значення, подумав, а з якого такого переляку я буду замикати радіатор на корпус, але в процесі налагодження конструкції, ненавмисно впав зі столу пінцет замкнув якраз радіатор на корпус. Вибух був класним! Мікросхеми просто рознесло на шматки! Загалом відбувся легким переляком і 10 $ :). На платі з підсилювачем бажано також поставити на харчування потужні електроліти 10000мк х 50в, щоб при піках потужності дроти від блоку живлення не давали провали напруги. Взагалі, чим більше ємність конденсаторів на харчуванні - тим краще, як мовиться "кашу маслом не зіпсуєш". Конденсатор C3 можна прибрати (чи не ставити), я так і зробив. Як з'ясувалося, саме через нього, при включенні перед підсилювачем регулятора гучності (простого змінного резистора) виходила RC ланцюжок, який при збільшенні гучності косила високі частоти, а взагалі він потрібен щоб запобігати порушення підсилювача при подачі на вхід ультразвуку. Замість C6, C7 я поставив на платі 10000мк х 50в, С8, С9 можна ставити будь-якого близького номіналу - це фільтри харчування, вони можуть стояти в блоці живлення, а можна їх припаяти навісним монтажем, що я і зробив.

Плата:

Я особисто не дуже люблю використовувати готові плати, з однієї простої причини - важко знайти точно такі ж за розміром елементи. Але в підсилювачі розводка може сильно впливати на якість звуку, тому Вам вирішувати яку плату вибрати. Оскільки я збирав підсилювач відразу на 5-6 каналів, відповідно плата відразу на 3 канали:

Підсилювач на TDA7294

У векторному форматі (Corel Draw 12)
Блок живлення підсилювача, фільтр НЧ та ін.

Блок живлення

Чомусь, блок живлення підсилювача викликає багато запитань. Насправді, якраз тут-то, все досить просто. Трансформатор, діодний міст і конденсатори - це основні елементи блоку живлення. Цього достатньо для складання самого простого блоку живлення.

Підсилювач на TDA7294

Для живлення підсилювача потужності стабілізація напруги неважлива, а важливі ємності конденсаторів з харчування, чим більше - тим краще. Важлива також товщина дротів від блоку живлення до підсилювача.

Мій блок живлення реалізований за Наступна схемою:

Підсилювач на TDA7294

Харчування + -15В призначене для живлення операційних підсилювачів в попередніх каскадах підсилювача. Можна обійтися без додаткових обмоток і діодних мостів, живити модуль стабілізації від 40В, але стабілізатору доведеться гасити дуже великий перепад напруги, що призведе до значного нагрівання мікросхем стабілізаторів. Мікросхеми стабілізаторів 7805/7905 - імпортні аналоги наших КРЕН.

Можливі варіації блоків А1 і А2:

Підсилювач на TDA7294

Блок A1 - фільтр для придушення перешкод харчування.

Блок А2 - блок стабілізованих напруг + -15В. Перший альтернативний варіант - простий в реалізації, для живлення слабкострумових джерел, друге - якісний стабілізатор, але вимагає точного підбору комплектуючих (резисторів), інакше отримаєте перекіс плечей "+" і "-", Що дасть потім перекіс нуля на операційних підсилювачах.

Трансформатор

Трансформатор блоку живлення для стерео підсилювача на 100Ват повинен бути приблизно 200Ват. Оскільки я робив підсилювач на 5 каналів, мені знадобився трансформатор потужніший. Але мені не треба було викачувати всі 100Ват, та й всі канали не можуть одночасно відбирати потужність. Мені попався на ринку трансформатор TESLA (нижче на фото) ват так на 250 - 4 обмотки проводом 1,5мм по 17В і 4 обмотки по 6,3. З'єднавши їх послідовно я отримала потрібні напруги, правда довелося трохи відмотати дві обмотки на 17В, щоб отримати сумарне напруга двох обмоток ~ 27-30В, оскільки обмотки були зверху - праці особливого це не склало.

Відмінна річ - тороїдальний трансформатор, такі використовуються для живлення галогенок в світильниках, на ринках і магазинах їх повно. Якщо конструктивно два таких трансформатора покласти один на інший - випромінювання буде взаємно компенсуватися, що зменшить наведення на елементи підсилювача. Біда в тому, що вони мають одну обмотку на 12В. У нас на радіоринку можна зробити такий трансформатор на замовлення, але коштує це задоволення буде пристойно. В принципі, можна купити 2 трансформатора на 100-150Ват і перемотати вторинні обмотки, кількість витків вторинної обмотки треба буде збільшити приблизно в 2-2,4 рази.

Діоди / діодні мости

Можна купити імпортні діодні збірки з струмом 8-12А, це значно спрощує конструкцію. Я використовував імпульсні діоди КД 213, причому робив окремо по мосту на кожне плече, щоб дати запас по струму для діодів. При включенні відбувається заряд потужних конденсаторів, кидок струму при цьому дуже істотний, при напрузі 40 В і ємності 10000 мкФ струм зарядки такого конденсатора складає ~ 10 А, відповідно за двома плечах 20А. При цьому трансформатор і випрямні діоди короткочасно працюють в режимі короткого замикання. Пробій діодів по струму дасть неприємні наслідки. Діоди були встановлені на радіатори, але я не виявив нагрівання самих діодів - радіатори були холодні. Для усунення перешкод з харчування, рекомендують паралельно кожному діоду в мосту, встановлювати конденсатор ~ 0,33мкф тип К73-17. Я правда, робити цього не став. У ланцюзі + -15В можна застосувати мости типу КЦ405, на ток 1-2А.

Конструкція

Підсилювач на TDA7294

Підсилювач на TDA7294

Готова конструкція.

Самое занудне заняття - корпус. В якості корпусу я взяв старий слим корпус від персонального комп'ютера. Довелося його трохи вкоротити по глибині, хоча це було непросто. Вважаю, що корпус вийшов вдалим - блок живлення знаходиться в окремому відсіку і можна ще 3 каналу посилення засунути в корпус вільно.

Загальна конструкція

Підсилювач на TDA7294

Після польових випробувань, з'ясувалося, що не зайве поставити вентилятори на обдув радіаторів, незважаючи на те, що радіатори мають досить значні розміри. Довелося надирявіть корпус знизу і зверху, для хорошої вентиляції. Вентилятори підключені через 100Ом підлаштування резистор 1Вт на найменші оберти (див. Слід малюнок).

Блок підсилювача

Підсилювач на TDA7294

Мікросхеми стоять на слюді і термопасте, гвинти теж треба ізолювати. Радіатори і плата прикручені до корпусу через діелектричні стійки.

Підсилювач на TDA7294

Вхідні ланцюги

Дуже хотілося цього не робити, тільки в надії, що це все тимчасово ....

Підсилювач на TDA7294

Після навішування цих кишок, в колонках з'явився невеликий гул, мабуть з "землею" че то стало не так. Мрію про той день, коли я викину це все з підсилювача та буду використовувати його тільки як підсилювач потужності.

Плата сумматора, фільтра НЧ, фазовращателя

Підсилювач на TDA7294

Блок регуляції

Підсилювач на TDA7294

Результат

Ззаду вийшло красивіше, хоч ти його розверни попою вперед ... :)

Підсилювач на TDA7294

Вартість конструкції.

TDA 7294 $ 25,00
конденсатори (потужні елетролітов) $ 15,00
конденсатори (решта) $ 15,00
роз'єми $ 8,00
кнопка включення $ 1,00
діоди $ 0,50
трансформатор $ 10,50
радіатори з кулерами $ 40,00
резистори $ 3,00
змінні резистори + ручки $ 10,00
галетнік $ 5,00
корпус $ 5,00
операційні підсилювачі $ 4,00
стабілізатори напруги $ 2,00
Всього $ 144,00

Так, недешево щось вийшло. Швидше за все чогось не врахував, просто купувалося, як завжди, все набагато більше, адже довелося ще експериментувати, та й спалив я 2 мікросхеми та підірвав один потужний електроліт (всього цього я не враховував). Це розрахунок підсилювача на 5 каналів. Як видно дуже недешево вийшли радіатори, я використовував недорогі, але масивні кулера для процесорів, на той час (півтора роки тому) вони були дуже гарні для охолодження процесорів. Якщо врахувати, що ресивер початкового рівня можна купити за 240 $, то можна і задуматися - а чи треба Вам це :), правда там стоїть підсилювач більш низької якості. Підсилювачі такого класу коштують близько 500 $.

Список радіоелементів

Позначення Тип Номінал Кількість DA1 C1 С2, С4, С5, С10 С3 C6, С7 C8, С9 R1 R2-R4 R5 R6 R7 U1 U2 D1-D8 D9-D16 C1, C2 C3, C4, C9, C10 C5, C6 C7, C8 T1
Аудіо підсилювачTDA72941
Конденсатор0.47 мкФ1 К73-17
Електролітичний конденсатор22 мкФ х 50 B4 К50-35
Конденсатор100 пФ1
Електролітичний конденсатор220 мкФ х 50 B2 К50-35
Конденсатор0.1 мкФ2 К73-17
Резистор680 Ом1 МЛТ-0.25
Резистор22 кОм3 МЛТ-0.25
Резистор10 кому1 МЛТ-0.25
Резистор47 кому1 МЛТ-0.25
Резистор15 кОм1 МЛТ-0.25
Блок живлення
Лінійний регуляторLM78L051
Лінійний регуляторLM79L051
ДіодКД213Б8
Діодний містКЦ405Б2
Електролітичний конденсатор1000 мкФ х 50 B2
Конденсатор0.33 мкФ4
Електролітичний конденсатор2200 мкФ х 25 B2
Електролітичний конденсатор500 мкФ х 25 B2
Трансформатор200 Ватт1 4 обмотки (2x13В і 2x27В)
Tags

Коментарі до новини

Календарчик

  • «    Квітень 2018    »
    ПнВтСрЧтПтСбНд
     1
    2345678
    9101112131415
    16171819202122
    23242526272829
    30 

Опитування

Оцените работу движка

Лучший из новостных
Неплохой движок
Устраивает ... но ...
Встречал и получше
Совсем не понравился