Стаття взята з сайту pavel.artmech.com
Автор статті: Новик П.Є.
Вступ
Конструювання підсилювача завжди було завданням не простий. На щастя, останнім часом, з'явилося багато інтегрованих рішень, що полегшує життя конструкторам-любителям. Я теж не став собі ускладнювати завдання і вибрав найбільш простий, якісний, з малою кількістю деталей, що не вимагає настройки 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 порушується, при неправильній розводці; горить, з будь-якого 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 у 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 живлячої напруги, 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
ТиповеМаксимумОдиниці
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 кому 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 і типові схеми включення від виробника (PDF формат).
Схем включення цієї мікросхеми досить багато, розгляну найпростішу:
Типова схема включення:
Перелік елементів:
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 кому МЛТ-0,25 3 R5 10 кОм МЛТ-0,25 1 R6 47 кому МЛТ-0,25 1 R7 15 кОм МЛТ-0,25 1
Мікросхему необхідно встановити на радіатор площею> 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 то кажуть "кашу маслом не зіпсуєш". Конденсатор C3 можна прибрати (або не ставити), я так і зробив. Як з'ясувалося, саме через нього, при включенні перед підсилювачем регулятора гучності (простого змінного резистора) виходила RC ланцюжок, яка 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:
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.
Для живлення підсилювача потужності стабілізація напруги неважлива, а важливі ємності конденсаторів з харчування, чим більше - тим краще. Важлива також товщина проводів від блоку живлення до підсилювача.
Мій блок живлення, реалізованих за Наступна схемою:
Харчування + -15В призначений для живлення операційних підсилювачів в попередніх каскадах підсилювача. Можна обійтися без додаткових обмоток і діодних мостів, живити модуль стабілізації від 40В, але стабілізатора 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:
Блок A1 - фільтр для придушення перешкод харчування.
Блок А2 - блок стабілізованих напруг + -15В. Перший альтернативний варіант - простий в реалізації, для харчування слабкострумових джерел, другий - 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 все канали не можуть одночасно відбирати потужність. Мені попався на ринку трансформатор TESLA (нижче на фото) ват десь на 250 - 4 обмотки проводом 1,5 мм по 17В і 4 обмотки по 6,3. Поєднавши їх послідовно я отримав потрібні напруги, правда довелося трохи відмотати дві обмотки на 17В, щоб отримати сумарну напругу двох обмоток ~ 27-30В, оскільки обмотки були зверху - праці особливого це не склало.
Відмінна річ - тороїдальний трансформатор, такі використовуються для харчування 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 становить ~ 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
Готова конструкція.
Саме занудне заняття - корпус. В якості корпусу я взяв старий слім 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 канали посилення засунути в корпус вільно.
Загальна конструкція
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
Мікросхеми стоять на слюди і термопасте, гвинти теж треба ізолювати. Радіатори і плата прикручені до корпусу через діелектричні стійки.
вхідні ланцюги
Дуже хотілося цього не робити, тільки в надії, що це все тимчасово ....
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 суматора, фільтра НЧ, фазовращателя
блок регуляції
результат
Ззаду вийшло красивіше, хоч ти його розверни попою вперед ... :)
Вартість конструкції.
TDA 7294 $ 25,00 конденсатори (потужні елетролітов) $ 15,00 конденсатори (інші) $ 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 і підірвав один потужний електроліт (всього цього я не брав до уваги). 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 Примітка Магазин Мій блокнот DA1 Аудіо підсилювач
TDA7294
1 Пошук в Utsource В блокнот C1 Конденсатор 0.47 мкФ 1 К73-17 Пошук в Utsource В блокнот С2, С4, С5, С10 електролітичним конденсатор 22 мкФ х 50 B 4 К50-35 Пошук в Utsource В блокнот С3 Конденсатор 100 пФ 1 Пошук в Utsource В блокнот C6, С7 електролітичним конденсатор 220 мкФ х 50 B 2 К50-35 Пошук в Utsource В блокнот C8, С9 Конденсатор 0.1 мкФ 2 К73-17 Пошук в Utsource В блокнот R1 Резистор
680 Ом
1 МЛТ-0.25 Пошук в Utsource В блокнот R2-R4 Резистор
22 кОм
3 МЛТ-0.25 Пошук в Utsource В блокнот R5 Резистор
10 кОм
1 МЛТ-0.25 Пошук в Utsource В блокнот R6 Резистор
47 кому
1 МЛТ-0.25 Пошук в Utsource В блокнот R7 Резистор
15 кОм
1 МЛТ-0.25 Пошук в Utsource В блокнот Блок живлення U1 Лінійний регулятор
LM78L15
1 Пошук в Utsource В блокнот U2 Лінійний регулятор
LM79L15
1 Пошук в Utsource В блокнот D1-D8 Діод
КД213Б
8 Пошук в Utsource В блокнот D9-D16 Діодний міст
КЦ405Б
2 Пошук в Utsource В блокнот C1, C2 електролітичним конденсатор 1000 мкФ х 50 B 2 Пошук в Utsource В блокнот C3, C4, C9, C10 Конденсатор 0.33 мкФ 4 Пошук в Utsource В блокнот C5, C6 Електролітичний конденсатор 2200 мкФ х 25 B 2 Пошук в Utsource В блокнот C7, C8 електролітичним конденсатор 500 мкФ х 25 B 2 Пошук в Utsource В блокнот T1 Трансформатор 200 Ватт 1 4 обмотки (2x13В і 2x27В) Пошук в Utsource В блокнот Додати все
Завантажити список елементів (PDF)
