лучший усилитель на микросхеме tda

Одноплатные усилители мощности звуковой частоты D-класса (подборка с Алиэкспресс): маленькие, но сильные!

Усилители D-класса имеют по крайней мере одно неоспоримое и очень важное преимущество: высокий КПД, достигающий 90% и более.

Такой КПД позволяет создать в малых габаритах очень мощные усилители.

Однако же, среди мировой радиолюбительской общественности не утихают споры: а не потерялось ли одновременно с повышением КПД качество звука?

Некоторая потеря качества не исключена, поскольку в большинстве мощных усилителей должны стоять фильтры; а они повышают выходное сопротивление в области высоких частот и могут искажать АЧХ (подробности — по ссылке, сторонний ресурс).

И всё-таки, усилители D-класса при грамотном схемотехническом построении и достаточно высоком качестве источника питания способны дать очень высокое качество звука, достойное класса Hi-Fi.

Немного терминологии, применяемой далее:

SE (Single Ended) — обычный ШИМ-выход в усилителе D-класса;

BTL (Bridge-Tied Load) — схема с мостовым выходом (два SE-выхода в противофазе по звуковой частоте);

PBTL (Paralleled Bridge-Tied Load) — параллельное соединение выходов BTL, работающих синхронно.

Мощность усилителей в этой подборке указана согласно документации (datasheet) на применённые микросхемы; но надо сказать, что далеко не всегда номинальную мощность из них удаётся «выжать». А уж фантазии продавцов на Алиэкпресс в отношении мощности вообще не знают границ. 🙂

Цены указаны в долларах (т.к. цены в рублях быстро становятся недействительными) и в дальнейшем могут меняться в любую сторону. Но на распродаже 11.11 они, скорее всего, на несколько процентов упадут.

Одноплатные УНЧ на основе микросхемы TPA3116D2

Микросхема TPA3116D2 работает в мостовом режиме и оказалась настолько удачной и универсальной, что если бы других микросхем усилителей класса D не существовало бы, мир не сильно обеднел бы. 🙂

Микросхема может работать в широком диапазоне питающих напряжений (4.5 — 26 В), развивает на нагрузке 4 Ом мощность до 2*50 Вт (U пит.=21 В); а также может быть сконфигурирована в одноканальном режиме (мощность 100 Вт).

На Алиэкспресс предлагается множество вариантов одноплатных усилителей на основе этой микросхемы.

Существуют и варианты с 2-3 микросхемами TPA3116 на борту, предназначенными для построения усилителей конфигурации 2.1 и выше.

Вместе с тем надо напомнить о «щедрости» китайских производителей, которые запросто могут присвоить усилителю 2*50 Вт мощность 2*120 Вт.

Одноплатные УНЧ на основе микросхемы TDA7498

Микросхема TDA7498, в отличие от предыдущей (TPA3116D2), предназначена для работы с более высокоомными нагрузками и при более высоком напряжении питания, которое может составлять 14 — 39 В.

Предельная мощность на нагрузке составляет до 2*100 Вт (U пит.=36 В, Rн=6 Ohm).

«Грабли» при применении этой микросхемы заключаются в том, что её производитель не гарантирует работоспособность при нагрузке 4 Ом (может срабатывать защита по току); рекомендуется нагрузка 6 или 8 Ом.

Тем не менее, китайские продавцы сплошь и рядом пишут, что усилитель якобы работает с нагрузкой от 4 Ом. Будьте бдительны!

Одноплатные УНЧ на основе микросхемы TPA3110 (TPA3110D2) 2×15 Вт

Когда от усилителя не требуется мощность, сокрушающая стены, то можно применить и более простые решения, например, на основе микросхемы TPA3110 (aka TPA3110D2).

Микросхема может развить мощность 2×15 Вт или 1×30 Вт в монофоническом PBTL режиме (в последнем случае для стереоусилителя потребуются две платы).

В монофоническом режиме за счет параллельного соединения каналов одновременно ещё больше становится КПД.

Одноплатные УНЧ на основе микросхемы TPA3255

Микросхему TPA3255 (она же TPA3255D2) можно назвать легендарной.

Заслужила она это своими характеристиками: официальная выходная мощность (суммарная по всем каналам) заявлена на уровне 600 Вт!

Другое дело, что мне, например, не попадалось обзоров, где эта цифра подтверждалась бы. Но даже при отдаче половины мощности эта микросхема — крайне мощная.

Кроме того, возможна её гибкая конфигурация — она может работать как 4-канальная (4 канала SE), 3-канальная (2 канала SE и один канал BTL), двухканальная (2 канала BTL) и одноканальная (1 канал PBTL). Конфигурация задаётся при разводке платы и не меняется.

Недостаток каналов SE — в том, что они требуют наличия на выходе разделительного электролита, что ухудшает работу на низких частотах и увеличивает габариты усилителя.

При работе с высокой мощностью весьма рекомендуется принудительная вентиляция.

Одноплатный УНЧ на основе микросхемы TDA8954

Все ранее рассмотренные микросхемы были в той или иной степени «идеологической» копией друг друга и не предлагали ничего оригинального.

А вот микросхема TDA8954 — «не такая, как все».

Её главное отличие — в том, что она работает от двухполярного питания!

А в этом есть два «плюса».

Первый: питать микросхему не обязательно от стабилизированного источника питания, можно и от трансформатора с отводом от средней точки во вторичной обмотке.

Второй: по постоянно циркулирующим в радиолюбительских кругах слухам, схемы с двухполярным питанием в принципе дают лучшее качество звука, чем с однополярным.

Микросхема может быть сконфигурирована как двухканальная с каналами SE (2*210 Вт), либо как одноканальная BTL с мощностью 420 Вт (задаётся при разводке платы).

Перечисленные в подборке микросхемы — самые популярные, но в природе есть и много других, ничуть не хуже.

Можно упомянуть, например, TAS5630 (2*300 Вт, Texas Instruments), TPA3118D2 (2*30 Вт, не требует теплоотвода, Texas Instruments), PAM8610 (2*10 Вт, не требует теплоотвода, Diodes Inc.).

Применение усилителей класса D позволяет не только уменьшить массу и габариты аппаратуры, но и сократить потребление энергии (что очень важно для аппаратуры на автономном питании).

В тех случаях, когда в составе платы усилителя нет темброблока, есть смысл задуматься о его приобретении или сборке.

Это позволит добавить звуку окраски на низких и высоких частотах, или, попросту говоря, исправить типовые недостатки средних и дешевых звуковых колонок.

Потребуются также и корпуса для сборки полностью всей конструкции; их тоже можно подобрать и приобрести на Алиэкспресс.

Если перечисленные в подборке одноплатные усилители у других продавцов найдутся дешевле, то тоже можно брать — товар одинаковый (но надо следить за стоимостью доставки — она не всегда бесплатная).

Источник

Одноплатные усилители мощности звуковой частоты класса AB (подборка с Алиэкспресс): классика жанра

Первые однокристалльные микросхемы усилителей мощности звуковой частоты были выпущены ещё несколько десятилетий назад (можно обозначить этот рубеж словами «в незапамятные времена» или же «даже старожилы не помнят», хотя они никогда ничего не помнят).

Эти чипы потихоньку развивались, расширяли полосу пропускания, увеличивали мощность, обзаводились мостовым выходом, и, наконец, у самых сильных и прогрессивных из них на выходе появились MOSFET (МОП) транзисторы.

Последнее событие оказалось и последним этапом в их развитии: дальше развиваться им стало некуда, а на арену вышли усилители класса D с их невероятным КПД, а заодно и со своими не всегда позитивными особенностями.

В этой подборке усилителей классического жанра будут представлены одноплатные усилители на основе однокристалльных микросхем усилителей мощности, т.е. без дискретных элементов в выходном каскаде (транзисторов или ламп).

Такие усилители имеют небольшие габариты и массу, и, как правило, (почти) не требуют настройки: подключай и пользуйся!

В подборке приведены примерные цены на дату обзора; в дальнейшем они могут меняться в любую сторону. Но на распродаже 11.11 они, скорее всего, на несколько процентов снизятся.

Цены указаны в долларах, так как цены в рублях быстро становятся недействительными (время сейчас такое!).

Одноплатный стереоусилитель мощности на основе TDA7377 с темброблоком

Микросхема TDA7377 построена на обычных биполярных транзисторах и представляет собой популярный и проверенный временем усилитель с однополярным питанием.

Выходы одноплатного усилителя — мостовые, благодаря чему он может развивать значительную мощность даже при невысоком напряжении питания (8-18 В).

Сама микросхема TDA7377 может работать и как 4-канальная с независимыми одиночными каналами, но в этом мало смысла (мостовые выходы лучше во всех отношениях).

В обзорах на данный одноплатный усилитель он критикуется за малый диапазон регулировки тембра по низам; но плата собрана на основе обычных элементов (не SMD!), так что всё в руках пользователя. 🙂

Китайские продавцы заявляют выходную мощность усилителя как 2*40 Вт, но паспортная мощность TDA7377 составляет только 2*30 Вт; так что, как всегда, к информации китайских продавцов надо относиться очень критически.

Одноплатный стереоусилитель мощности на основе TDA2030 с темброблоком

Микросхема TDA2030 (TDA2030A) — исторически первая удачная микросхема для усилителей с двухполярным питанием. Микросхема — одноканальная с мощностью до 15 Вт; на плате расположены две микросхемы.

Усилители с двухполярным питанием относятся к числу особо почитаемых у любителей Hi-Fi. И это — в значительной степени обосновано: благодаря их симметричности относительно питающих напряжений значительно снижается влияние качества источника питания на качество звука.

По факту такие усилители можно запитывать прямо от сетевого трансформатора с выпрямителем.

Именно так и сделано в этом одноплатном усилителе: прямо на плате расположен выпрямительный мост и сглаживающие конденсаторы. Хотя, если есть возможность разместить выпрямитель и конденсаторы за пределами платы, было бы ещё лучше.

Также на плате имеется чисто пассивный регулятор тембра.

Одноплатный моноусилитель мощности на основе TDA2050

Микросхема TDA2050 — это дальнейшая модификация предшественника, TDA2030; полностью совместимая по выводам.

От предшественника она отличается только более высокой выходной мощностью (35 Вт вместо 15 Вт у TDA2030). Также немного повышено и допустимое напряжение питания (до 50 В вместо 44 В).

Данная плата — одноканальная, в ней реализовано однополярное подключение TDA2050 (что допускается документацией на TDA2050).

Хотя это и не лучшее применение TDA2050, но не всегда у пользователя есть возможность реализовать двухполярное питание.

У платы есть очевидный недостаток: площадь теплоотвода явно не соответствует рассеиваемой мощности микросхемы.

В связи с этим, если планируется использование усилителя на высокой мощности, то надо задуматься о принудительной вентиляции или об установке более серьёзного радиатора.

При наличии желания и «прямых рук» плату можно переделать под двухполярное питание.

Одноплатные 4-канальные усилители мощности на основе TDA7850

Микросхема TDA7850 имеет MOSFET-ы в выходных каскадах, 4 канала с мостовыми выходами, сопротивление нагрузки до 2 Ом, мощность 4*50 Вт. Огонь.

Если у Вас под окнами ночью гоняет на «тачке» какой-либо джентльмен и радует весь район своей любимой музыкой; то знайте, что в его магнитоле, скорее всего, установлена именно эта микросхема! 🙂

Плата по первой ссылке не сразу готова к употреблению: на ней нет теплоотвода, и пользователю нужно решить эту проблему самостоятельно.

Кроме того, в ней есть особенность: помехоподавляющая микросхема BA3121. Для её функционирования на плате разделены сигнальная земля и земля питания. Если они нигде не объединены за пределами платы, их надо соединить на плате.

Плата по второй ссылке — «навороченная». Она содержит теплоотвод с принудительной вентиляцией, канал Bluetooth и два регулятора громкости.

Одноплатный мостовой моноусилитель мощности на основе LM3886

Микросхема LM3886 (LM3886TF) — одноканальный усилитель мощности (68 Вт) с двухполярным питанием.

Микросхема имеет изолированный корпус, что упрощает выбор конструкции теплоотвода (на теплоотводе не будет электрического потенциала).

Кроме того, как и многие другие одноканальные УНЧ, она допускает лёгкое построение усилителя с мостовым выходом из двух микросхем, подключенных в противофазе.

Этто позволяет ещё больше увеличить мощность и объединить преимущества двухполярного питания и мостового выхода.

Правда, при таком способе подключения должно быть вдвое повышено и сопротивление нагрузки (с 4 до 8 Ом); иначе будет превышен предельный ток.

Представленная плата построена именно по такой схеме и может отдать мощность до 130 Вт.

Для построения стерео усилителя потребуются две таких платы.

Плата не имеет в комплекте теплоотвода (а он — обязателен), об этом должен будет позаботиться потребитель.

Одноплатный мостовой стереоусилитель мощности на основе TDA7293 / TDA7294

Есть и ещё пара родственных очень мощных микросхем для УНЧ с биполярным питанием: TDA7293 и TDA7294.

Обе микросхемы рассчитаны на выходную мощность 100 Вт и построены с DMOS-транзисторами в выходных каскадах, но рассчитаны на разное питающее напряжение: от ±12 В до ±50 В для TDA7293 и от ±10 В до ±40 В для TDA7294. Справка: DMOS — технология, близкая к MOSFET.

На данной плате установлены 4 микросхемы, работающие попарно в мостовом режиме.

Продавец заявляет для такой конфигурации мощность 2*150 Вт.

Как всегда, надо помнить, что сопротивление нагрузки для такой схемы должно быть двойным (8 Ом или более).

Также пользователю придётся самостоятельно позаботиться о радиаторе (внимание: теплоотвод микросхемы находится под потенциалом отрицательного источника питания!).

Пример радиатора 60*150*25 для усилителей

Усилители класса AB рассеивают довольно значительную мощность и требуют теплоотвода.

Алюминиевые радиаторы стоят относительно дорого, и, поэтому, при возможности, лучше их найти где-нибудь в неиспользуемой аппаратуре. Например, для охлаждения некоторых старых процессоров использовались кулеры с массивными алюминиевыми радиаторами. Теперь эти радиаторы могут обрести «вторую жизнь»!

Если найти подходящий радиатор не удаётся, то можно поискать его на Алиэкспресс.

В качестве примера приведена ссылка на радиатор 60*150*25, содержащий 24 ребра. Общая площадь радиатора — около 800 кв. см.

Микросхемы усилителей мощности звуковой частоты россыпью

Большинство микросхем УНЧ класса AB имеет конструкцию, удобную для монтажа в радиолюбительских конструкциях даже с проводным монтажом.

В связи с этим, когда ни одна готовая плата не подходит для задуманной конструкции, можно разработать свою собственную плату; а микросхемы для неё купить отдельно, благо микросхемы россыпью стоят настолько дешево, что чаще всего продаются не поштучно, а наборами по 2 — 10 шт.

По приведённой ссылке можно приобрести микросхемы УМЗЧ в наборах по 5 штук одного наименования.

Это — TDA7385 (4 мостовых канала по 30 Вт), TDA7388 (4 мостовых канала по 41 Вт), TDA7850 (4 мостовых канала по 50 Вт, MOSFET), TDA7851 (4 мостовых канала по 48 Вт, MOSFET).

Усилители класса AB на основе однокристалльных микросхем показали себя как добротное и проверенное временем решение с высоким качеством звучания.

Выходная мощность таких микросхем может быть очень значительной.

Фактически, если потребителю не нужно конструировать аппаратуру для озвучки стадионов и концертных залов, то для всех прочих бытовых нужд конструкции на основе таких микросхем будут вполне достаточны.

Кроме того, надо заметить, что они содержат различные виды защиты (от перегрева, от перегрузки по току и т.п.), а также имеют качественную термостабилизацию режимов за счёт того, что термодатчик и источник тепла расположены в непосредственной близости (на одной подложке).

То есть, при мощности до 100 — 150 Вт нет никакой необходимости собирать усилитель из дискретных элементов.

Описанные в подборке одноплатные усилители могут быть применены как для ремонта радиоаппаратуры, так и для создания самостоятельных конструкций; в том числе, например, для оживления «старосоветских» колонок (многие из которых до сих пор у населения живы и здоровы); или же для возвращения в строй «осиротевших» колонок от магнитол и музыкальных центров после непоправимого выхода из строя основного устройства.

Если указанные в описаниях товары найдутся у других продавцов на Алиэкспресс дешевле, то тоже можно брать — товар одинаковый (но надо следить за стоимостью доставки).

Источник

Усилитель 100 Вт на TDA7294

Усилитель мощности НЧ на TDA7294

Статья посвящается любителям громкой и качественной музыки. TDA7294 (TDA7293) – микросхема усилителя низкой частоты производства французской фирмы THOMSON. Схема содержит полевые транзисторы, что обеспечивает высокое качество звучания и мягкий звук. Простая схема, мало добавочных элементов делает схему доступной для изготовления любому радиолюбителю. Правильно собранный усилитель из исправных деталей начинает работать сразу и в наладке не нуждается.

Усилитель мощности звуковой частоты на микросхеме TDA 7294 отличается от остальных усилителей такого класса:

Применять можно в радиолюбительских аудиоустройствах, при доработке усилителей, акустических систем, устройств аудиотехники и т.д.

На рисунке ниже показана типовая принципиальная схема усилителя мощности для одного канала.

Микросхема TDA7294 это мощный операционный усилитель, коэффициент усиления которого устанавливается цепью отрицательной обратной связи, включенной между его выходом (14 выв. микросхемы) и инверсионным входом (выв. 2 микросхемы). Прямой сигнал поступает на вход (выв. 3 микросхемы). Цепь состоит из резисторов R1 и конденсатора С1. Изменяя значения сопротивлений R1 можно подстроить чувствительность усилителя под параметры предварительного усилителя.

Структурная схема усилителя на TDA 7294

Технические характеристики микросхемы TDA7294

Технические характеристики микросхемы TDA7293

Принципиальная схема усилителя на TDA7294

Для сборки этого усилителя понадобятся следующие детали:

1. Микросхема TDA7294 (или TDA7293)
2. Резисторы мощностью 0.25 вата
R1 – 680 Om
R2, R3, R4 – 22 kOm
R5 – 10 kOm
R6 – 47 kOm
R7 – 15 kOm
3. Конденсатор плёночный, полипропиленовый:
C1 – 0.74 mkF
4. Конденсаторы электролитические:
C2, C3, C4 – 22 mkF 50 volt
C5 – 47 mkF 50 volt
5. Резистор переменный сдвоенный — 50 kOm

На одной микросхеме можно собрать моно усилитель. Чтобы собрать стерео усилитель, надо сделать две платы. Для этого все необходимые детали умножаем на два, кроме сдвоенного переменного резистора и БП. Но об этом позже.

Печатная плата усилителя на микросхеме TDA 7294

Монтаж элементов схемы выполнен на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита.

Похожая схема, но немного побольше элементов, в основном конденсаторов. Включена схема задержки включения по входу «mute» выв.10. Это сделано для мягкого, без хлопков, включения усилителя.

На плату устанавливается микросхема, у которой удалены не использующиеся выводы: 5, 11 и 12. Производите монтаж проводом с сечением не менее 0,74 мм2. Саму микросхему необходимо установить на радиатор площадью не менее 600 см2. Радиатор не должен касаться корпуса усилителя так, как на нём будет отрицательное напряжение питания. Сам же корпус необходимо соединить с общим проводом.

Если использовать меньшую площадь радиатора, необходимо сделать принудительный обдув, поставив вентилятор в корпус усилителя. Вентилятор подойдёт от компьютера, напряжением на 12 вольт. Саму микросхему следует крепить на радиатор с помощью теплопроводной пасты. Радиатор не соединять с токоведущими частями, кроме шины отрицательного питания. Как писали выше, металлическая пластина сзади микросхемы соединена с цепью отрицательного питания.

Микросхемы для обоих каналов можно установить на один общий радиатор.

Блок питания для усилителя.

Блок питания представляет собой понижающий трансформатор с двумя обмотками напряжением 25 вольт и силой тока не менее 5 ампер. Напряжение на обмотках должно быть одинаковым и конденсаторы фильтра тоже. Нельзя допускать перекоса напряжения. При подаче двухполярного питания на усилитель, оно должно подаваться одновременно!

Диоды в выпрямителе лучше поставить сверхбыстрые, но в принципе подойдут и обычные типа Д242-246 на ток не менее 10А. Желательно параллельно каждому диоду припаять конденсатор ёмкостью 0,01 мкф. Также можно использовать готовые диодные мосты с такими же параметрами по току.

Конденсаторы фильтра C1 и C3 имеют ёмкость 22.000 мкф на напряжение 50 вольт, конденсаторы C2 и C4 имеют ёмкость 0,1 мкф.

Напряжение питания в 35 вольт должно быть только при нагрузке 8 Ом, если у вас нагрузка 4 Ома, то напряжение питания надо уменьшить до 27 вольт. В этом случае напряжение на вторичных обмотках трансформатора должно быть 20 вольт.

Можно использовать два одинаковых трансформатора мощностью 240 ватт каждый. Один из них служит для получения положительного напряжения, второй — отрицательного. Мощность двух трансформаторов составляет 480 ватт, что вполне подойдет для усилителя с выходной мощностью 2 х 100 Ватт.

Трансформаторы ТБС 024 220-24 можно заменить на любые другие мощностью не менее 200 Ватт каждый. Как писали выше питание должно быть одинаковое — транcформаторы должны быть одинаковые. Напряжение на вторичной обмотке каждого трансформатора от 24 до 29 вольт.

Схема усилителя повышенной мощности на двух микросхемах TDA7294 по мостовой схеме.

По такой схеме для стерео варианта понадобится четыре микросхемы.

Технические характеристики усилителя:

Вид готового усилителя в деревянном корпусе с прозрачной верхней крышкой из оргстекла.

Для работы усилителя в полную мощность нужно подать необходимый уровень сигнала на вход микросхемы, а это не менее 750мВ. Если сигнала не хватает, то нужно собрать для раскачки предварительный усилитель.

Схема предварительного усилителя на TDA1524A

Налаживание усилителя

Правильно собранный усилитель в налаживании не нуждается, но никто не гарантирует, что все детали абсолютно исправны, при первом включении нужно соблюдать осторожность.

Первое включение проводится без нагрузки и с отключенным источником входного сигнала (лучше вообще закоротить вход перемычкой). Хорошо бы в цепь питания (и в «плюс» и в «минус» между источником питания и самим усилителем) включить предохранители порядка 1А. Кратковременно (

0,5 сек.) подаем напряжение питания и убеждаемся, что ток, потребляемый от источника небольшой — предохранители не сгорают. Удобно, если в источнике есть светодиодные индикаторы — при отключении от сети, светодиоды продолжают гореть не менее 20 секунд: конденсаторы фильтра долго разряжаются маленьким током покоя микросхемы.

Если потребляемый микросхемой ток большой (больше 300 мА), то причин может быть много: КЗ в монтаже; плохой контакт в «земляном» проводе от источника; перепутаны «плюс» и «минус»; выводы микросхемы касаются перемычки; неисправна микросхема; неправильно впаяны конденсаторы С11, С13; неисправны конденсаторы С10-С13.

Убедившись, что с током покоя все нормально, смело включаем питание и измеряем постоянное напряжение на выходе. Его величина не должна превышать +-0,05 В. Большое напряжение говорит о проблемах с С3 (реже с С4), или с микросхемой. Бывали случаи, когда «межземельный» резистор либо был плохо пропаян, либо вместо 3 Ом имел сопротивление 3 кОм. При этом на выходе была постоянка 10…20 вольт. Подключив к выходу вольтметр переменного тока, убеждаемся, что переменное напряжение на выходе равно нулю (это лучше всего делать с замкнутым входом, или просто с не подключенным входным кабелем, иначе на выходе будут помехи). Наличие на выходе переменного напряжения говорит о проблемах с микросхемой, или цепями С7R9, С3R3R4, R10. К сожалению, зачастую обычные тестеры не могут измерить высокочастотное напряжение, которое появляется при самовозбуждении (до 100 кГц), поэтому лучше всего здесь использовать осциллограф.

Далее подключаем нагрузку и ещё раз проверяем на отсутствие возбуждения с нагрузкой.

Источник