За основу взято підсилювач, схема якого була опублікована в журналі 'Радіо', # 7, 2002. Схема і стаття нижче.
Номінальна вихідна потужність УМЗЧ з коефіцієнтом нелінійних спотворень 0,5% в режимі "Стерео" становить приблизно 2х70 Вт (2х4 Ом), в режимі "Моно" - близько 150 Вт (8 Ом). Він майже не вимагає налагодження.
Підсилювач потужності. Підсилювач виконаний на двох мікросхемах DA1, DA2. Інтегральна мікросхема TDA7294 є підсилювач потужності з високими технічними характеристиками і порівняно дешева. Крайовий і предоконечний каскади TDA7294 побудовані на польових транзисторах, мають захист від перегріву і від короткого замикання на виході. При досягненні температури кристала 145 ° С блок захисту переводить мікросхему в режим "MUTE", а при досягненні 150 "З - в режим" STAND-BY ". Завдяки широкому діапазону живлячих напруг мікросхему TDA7294 можна використовувати спільно з навантаженням опором більше 8 Ом без суттєвої втрати вихідної потужності. При використанні двох мікросхем, включених по мостовій схемі, верхня межа опору підвищується до 16 Ом. При оптимальному виборі напруги живлення її максимальна вихідна потужність на низкоомной навантаженні (4 Ом і нижче) обмежена чи ш гранично допустимим струмом кінцевого каскаду, рівним 10 А, і досягає 100 Вт. При коефіцієнті гармонійних спотворень 0,5% мікросхема віддає в навантаження потужність до 70 Вт. Принципова схема УМЗЧ без блоку живлення показана на рис.
У запропонованій схемі функції "STAND-BY" і "MUTE" не використовуються, так як включення підсилювача проводиться в блоці живлення. Резистори R1, R4 задають вхідний опір УМЗЧ. Пари елементів R1, С1 і R4, С4 утворюють на входах обох каналів ФВЧ, обмежують смугу пропускання підсилювача знизу. Аналогічно елементи R2, С2 і R5, С5 в ланцюзі ООС визначають нижню межу смуги пропускання. Співвідношення опорів R3 / R2, R6 / R5 задають коефіцієнт посилення УМЗЧ. При зазначених номіналах елементів R2, R3, R5, R6 коефіцієнт посилення по напрузі становить 30 дБ. Перемикачем SA1 вибирають режим роботи УМЗЧ "Стерео / Моно". У режимі "Стерео" мікросхеми DA1 і DA2 працюють як два незалежних неінвертуючий підсилювача, в режимі "Моно" підсилювач DA2 перетворюється з неінвергірующего підсилювача з коефіцієнтом підсилення КЦ = R6 / R5 + 1 в інвертується підсилювач з одиничним коефіцієнтом посилення. Положення SA1 на схемі відповідає режим "Стерео". При використанні УМЗЧ в мостовому режимі висновок "+" АС підключають до виходу DA1, а висновок "-" - до виходу DA2. Перетворювач блоку живлення підсилювача (див. Рис.) Побудований в основному на мікросхемі КР1114ЕУ4 - імпортний аналог TL494CN. Так як мікросхеми TDA7294 мають власні вузли захисту, відпадає необхідність їх використання в самому блоці живлення.
Мікросхема КР1114ЕУ4 може працювати як в двотактних, так і в однотактих перетворювачах; режим роботи задається по входу ОТС (висновок 13). У цьому блоці живлення висновок 13 підключений до джерела зразкового напруги +5 В і перетворювач працює в двотактному режимі. Шпаруватість імпульсів може змінюватися в широких межах. Виходи мікросхеми можна підключити безпосередньо через резистори R16, R17 до баз потужних біполярних транзисторів VT1 і VT2 перетворювача завдяки великому граничного значення вихідного струму (до 200 мА). Оскільки у мікросхеми перетворювача є висновки колекторів і емітерів вихідних транзисторів (висновки 8-11), їх можливо включити за схемою з загальним емітером або із загальним колектором, в залежності від структури транзисторів VT1 і VT2. В описуваному блоці з транзисторами структури n-р-n застосований другий варіант. При використанні в якості ключів польових транзисторів (n-канальних ПТ) слід видалити резистори R 18 і R19. В мікросхему КР1114ЕУ4 вбудований власний генератор пилкоподібних імпульсів. Елементи R8, С8 є времязадающімі, і частоту генерації можна визначити за формулою f = 1 / (R8C8). При роботі в двотактному режимі частота автогенератора мікросхеми повинна бути вдвічі вище частоти на виході перетворювача. Для зазначених на схемі номіналах времязадающей ланцюга частота генератора - близько 160 кГц, а частота імпульсів на виході - приблизно 80 кГц. Стабільність роботи перетворювача в широкому діапазоні напруги живлення забезпечує вбудований джерело зразкового напруги (висновок 14) +5 В. Ланцюг R9C7 забезпечує після включення живлення плавне збільшення ширини вихідних імпульсів блоку і потужності в навантаженні. Діод VD1 запобігає виходу з ладу блоку при зворотній полярності напруги живлення; в цьому випадку перегорить лише запобіжник FU1.
Блок живлення має стабілізацію напруги на навантаженні завдяки зворотного зв'язку. Вона здійснюється через резистори R10-R15 з кожного плеча випрямляча. Ці резистори утворюють два подільника напруги, через які частина напруги з виходу блоку живлення надходить на підсилювачі помилки (висновки 1,15). Як еталон напруги, з яким порівнюються вихідні напруги блоку харчування, використовується джерело зразкового напруги (ІОН). Виходи підсилювачів помилки усередині DA1 пов'язані один з одним через діоди. Висновок 3 призначений для місцевої зворотного зв'язку, що обмежує коефіцієнт посилення підсилювачів. У цьому блоці висновок 3 використаний для запуску перетворювача, а підсилювачі працюють як компаратори. З імпульсного трансформатора Т1 напруга випрямляється діодами VD2-VD5 і згладжується конденсаторами С11-С 14. Для зменшення потужності розсіювання на мікросхемах УМЗЧ DA1 і DA2 і збільшення максимальної вихідної потужності підсилювача потрібно правильно вибрати вихідну напругу перетворювача, виходячи з опору навантаження. Даний УМЗЧ розрахований на роботу спільно з навантаженням 4 Ом а режимі "Стерео" і з навантаженням 8 Ом в мостовому режимі. Рекомендоване фірмою-виробником значення напруги харчування DA1, DA2 при заданому опорі навантаження становить ± 25 .. .27 В, на цю напругу і розрахований імпульсний перетворювач.
У показаної схемою блоку живлення для його включення потрібен досить потужний перемикач. Найчастіше такий спосіб включення виявляється незручним або ж неприйнятним. На рис. нижче показана схема пристрою автоматичного управління запуском перетворювача.
Вона забезпечує включення УМЗЧ при подачі на резистор R20 постійної напруги понад 1 В або при подачі на конденсатор С15 звукового сигналу з діючим значенням напруги не менше 0,6 В. Перший варіант можна використовувати, якщо автомагнітола має вихід для управління зовнішніми пристроями, наприклад, електричної висувною антеною. Придатний і інший варіант, якщо в автомобілі встановлений сабвуфер. Тоді конденсатор С15 підключають до одного з виходів УМЗЧ автомагнітоли, і тепер підсилювач буде автоматично вмикатися при вихідний потужності автомагнітоли більше 0,15 ... 0,2 Вт і відключатися при меншій. Неприпустимо підключати до магнітоли одночасно два входи, так як це може вивести її з ладу. Конденсатор С16 одночасно згладжує пульсації змінної напруги і затримує відключення підсилювача після зникнення сигналу на вході (з затримкою близько 30 с). Діоди VD7, VD8 запобігають вплив ланцюга включення на роботу ШИ-модулятора. Також вони встановлюють поріг напруги на колекторі VT3, при перевищенні якого тривалість імпульсів на виході DA3 почне плавно скорочуватися і при досягненні 4 ... 4,5 В блок живлення відключиться. Якщо цей підсилювач використовувати тільки для сабвуфера, знадобиться вузол, схема якого наведена нижче.
Це ФНЧ другого порядку з частотою зрізу 80 Гц; його включають перед входом УМЗЧ. На схемі в дужках вказані висновки ОУ другого каналу. У ланцюзі живлення встановлені інтегральні стабілізатори напруги DA2, DA3. Якщо підсилювач планується використовувати тільки в мостовому режимі, замість здвоєних ОУ можна застосувати одиночний.
Деталі та конструкція
Як VD1 можна використовувати діоди серій КД2997, КД2999 з будь-яким буквеним індексом. Діоди КД2997Б (VD2- VD5) можливо замінити на КД2997А, КД2999А, КД2999Б. Замість транзисторів КТ898А (VT1, VT2) допустимо застосувати інші: КТ890 з будь-яким буквеним індексом, КТ896А, КТ896Б, КТ898Б, КП958А- КП958В, КП954А-КП954В. Можна застосувати імпортні польові транзистори IRFZ48, IRFZ44, IRF540, IRF640, IRF530, BUZ11А, BUZ22 або їх аналоги, видаливши резистори R18, R19. Потужні транзистори БП VT1, VT2 і мікросхеми підсилювача DA1, DA2 встановлюють на окремі тепловідвід. Мікросхеми допустимо встановити на один тепловідвід без ізоляції, але при цьому ізолювати його від корпусу підсилювача, так як металева підкладка мікросхем має напругу -Uпіт щодо спільного проведення. Транзистори встановлювати на один тепловідвід без ізоляції неприпустимо. В якості ізолюючого матеріалу можна використовувати слюду. При монтажі силових елементів на тепловідведення бажано використовувати теплопроводящую пасту КПТ-8, що дозволить значно полегшити тепловий режим роботи даних елементів. Діоди VD1-VD5 встановлюють перпендикулярно платі. Магнитопровод імпульсного трансформатора Т1 складений з трьох склеєних разом кілець типорозміру К40х25х11 з фериту М2000НМ1. Обмотки I, II намотані по 4 витка джгутом з п'яти проводів ПЕВ-2 1,2 мм. Обмотки III, IV намотані по 10 витків джгутом з чотирьох проводів ПЕВ-2 0,8 мм. Обмотки I, II і III, IV повинні бути симетричними. Перед намотуванням гострі краї клеєного кільця необхідно закруглити надфілем. Між обмотками прокладають ізоляцію з фторопластовою стрічки в три-чотири шари. Трансформатор встановлюють в центрі друкованої плати за допомогою притискної зверху прямокутної або круглої пластини з отвором в центрі і гвинта М5 або М6 з гайкою. У схемі управління запуском перетворювача як VD1-VD3 придатні будь-які малопотужні кремнієві діоди, КТ3102А (VT1) замінюється транзистором з будь-яким буквеним індексом з цієї серії або КТ315. У ФНЧ допустимо встановити ОУ КР574УД2А, КР140УД20, КР544УД4. Замість стабілізаторів DA2, DA3 можна застосувати будь-які інтегральні стабілізатори позитивного і негативного напруги на 15 В. Треба постаратися підключити дроти живлення підсилювача якомога ближче до акумулятора автомобіля (на щиток запобіжників), щоб виключити вплив інших споживачів струму. Оскільки піковий струм, споживаний підсилювачем, може досягати 15 А, в ланцюзі харчування слід використовувати дроти великого перерізу (3 ... 5 мм 2). При наявності пристрою, критичного до ВЧ пульсацій напруги в бортовій мережі, потрібно збільшити ємність С9, а якщо це не принесе бажаного ефекту, то включити в ланцюг харчування перетворювача високочастотний фільтр.
налагодження
При справних елементах підсилювач починає працювати відразу. У налаштуванні потребує тільки блок живлення. Тому монтаж та налагодження доцільно проводити в два етапи наступним чином. На друкованій платі встановлюють тільки елементи блоку живлення (деталі підсилювач не впаивают). Далі випаюють резистор R14 і між загальним проводом і позитивним виходом блоку живлення підключають еквівалент навантаження - дротяний резистор опором 6 ..- 7 Ом потужністю не менше 100 Вт, Після включення живлення заміряють напруга на цьому резисторі, воно повинно знаходитися в межах 26 ... 28 В. Далі опір навантаження збільшують до 50 Ом. Обертанням движка підлаштування резистора R 13 домагаються такого ж вихідного напруги блоку харчування, як і при 100-ватної навантаженні. Потім R14 впаивают, a R12 випаюють. Налаштування другий ланцюга стабілізації аналогічна. Після закінчення настройки впаивают резистор R12. Потім монтують деталі УМЗЧ і перевіряють працездатність пристрою в зборі на еквіваленти навантаження від генератора звукової частоти. Пристрій автоматичного включення підсилювача в налаштуванні не потребує, але якщо перетворювач запускається і при відсутності вхідних сигналів, то зменшують опір R21 до значення, при якому напруга на колекторі VT1 знаходиться в інтервалі 6 ... 6,5 В.
Коментарі
Підсилювач, що працює у мене в машині, зібраний за мостовою схемою і розгойдує лише сабвуфер (лівий і правий канали озвучують TDA1518BQ за схемою, запозиченою з підсилювача першої редакції). Потужні npn-транзистори VT1 і VT2 працювати відмовилися, мабуть, через розкиду параметрів. Замінено на польові IRFZ44 з урахуванням зазначених в статті змін у схемі, причому на кожне плече встановлені по 2 таких транзистора, включених паралельно.
література
1. Шихатов А. Автозвук: встановлюємо самі. - Радіо, 2000, № 1, с.16,17.
2. Сириця А. УМЗЧ на мікросхемі TDA7294. - Радіо, 2000., Ns 5, с. 19-21.
3. Інтегральні мікросхеми: Мікросхеми для імпульсних джерел живлення та їх застосування. - М .: Додека, 1997..
4. Автомобільний підсилювач на TDA7294
список радіоелементів
Позначення Тип Номінал Кількість Примітка Магазин Мій блокнот Рис. 1 DA1, DA2 Аудіо підсилювач
TDA7294
3 Пошук в Utsource В блокнот С1, С4 Конденсатор 1 мкФ 2 Пошук в Utsource В блокнот С2, С5 електролітичним конденсатор 33 мкФ 25 В 2 Пошук в Utsource В блокнот С3, С6 електролітичним конденсатор 22 мкФ 35 В 2 Пошук в Utsource В блокнот R1, R3, R4, R6 Резистор
22 кОм
5 Пошук в Utsource В блокнот R2, R5 Резистор
680 Ом
2 Пошук в Utsource В блокнот SA1 Перемикач 1 Пошук в Utsource В блокнот Рис. 2 DA3 ШІМ контролер
TL494
1 КР1114ЕУ4 Пошук в Utsource В блокнот VT1, VT2 Біполярний транзистор КТ898А 2 Пошук в Utsource В блокнот VD1-VD5 Діод
КД2997Б
5 Пошук в Utsource В блокнот С7 Конденсатор 0.22 мкФ 1 Пошук в Utsource В блокнот С8 Конденсатор 1000 ПФ 1 Пошук в Utsource В блокнот С9 Конденсатор 1 мкФ 1 Пошук в Utsource В блокнот С10 електролітичним конденсатор 2200 мкФ 25 В 1 Пошук в Utsource В блокнот С11, С12 Конденсатор 2.2 мкФ 2 Пошук в Utsource В блокнот С13, С14 електролітичним конденсатор 470 мкФ 63 В 2 Пошук в Utsource В блокнот R8 Резистор
6.2 кОм
1 Пошук в Utsource В блокнот R9 Резистор
15 кОм
1 Пошук в Utsource В блокнот R10 Резистор
150 кОм
1 Пошук в Utsource В блокнот R11 Резистор
130 кОм
1 Пошук в Utsource В блокнот R12, R14 Резистор
680 кОм
2 Пошук в Utsource В блокнот R13, R15 Подстроєчний резистор 470 кОм 2 Пошук в Utsource В блокнот R16, R17 Резистор
100 Ом
2 0.5 Вт Пошук в Utsource В блокнот R18, R19 Резистор
22 Ом
2 Пошук в Utsource В блокнот Т1 Трансформатор 1 см. Схему Пошук в Utsource В блокнот FU1 Запобіжник 20 А 1 Пошук в Utsource В блокнот Рис. 3 VT3 Біполярний транзистор
КТ3102А
1 Пошук в Utsource В блокнот VD6-VD8 Діод
КД102А
3 Пошук в Utsource В блокнот С15 Конденсатор 0.1 мкФ 1 Пошук в Utsource В блокнот С16 електролітичним конденсатор 1000 мкФ 16 В 1 Пошук в Utsource В блокнот R20 Резистор
5.6 кОм
1 Пошук в Utsource В блокнот R21 Резистор
15 кОм
1 Пошук в Utsource В блокнот Рис. 4 DA1 ОУ КР574УД2А 1 Пошук в Utsource В блокнот DA2 Лінійний регулятор КР142ЕН8 1 Пошук в Utsource В блокнот DA3 Лінійний регулятор КР1168ЕН15Б 1 Пошук в Utsource В блокнот С1, С2 Конденсатор 0.033 мкФ 2 Пошук в Utsource В блокнот С3, С4 Конденсатор 1 мкФ 2 Пошук в Utsource В блокнот R1, R2 Резистор
47 кому
2 Пошук в Utsource В блокнот R Резистор
56 кОм
1 Пошук в Utsource В блокнот R4 Резистор
15 кОм
1 Пошук в Utsource В блокнот Додати все
Завантажити список елементів (PDF)