Усилитель на тда 7294 со вторым каскадом. Мощный усилитель на tda7294, собранный по схеме итун
Наверное, любой радиолюбитель знаком с микросхемой : простая схема, хорошее качество звука, невысокая цена. Недавно я решил взглянуть на с другой стороны, вновь наткнувшись на статью об усилителе «MF-1» от Lincor.
Это моя первая статья, она предназначена начинающим любителям хорошего звука. Также представлен чертёж ПП и вариант изготовления корпуса усилителя.
Знакомство с у меня прошло не очень гладко. В то время попадалось очень много подделок. Горели они иногда сразу при первой подаче питания, а если и запускались, выдавали не звук, а что-то отдаленно его напоминающее, из за чего хотелось облить плату бензином и поджечь избавиться от этого УНЧ и никогда о нём не вспоминать. Может виной тому послужила ещё и моя неопытность, а может топология платы собственного изготовления размером 35×45 мм (при воспоминании о той плате у автора пробегают по телу крупнопупырчатые мурашки).
После прочтения было принято решение о сборке по следующим критериям:
1) чистый оконечник без регулятора громкости (усилитель работает в связке с ПК, с него же и регулируется звук),
2) 2 канала усиления по схеме двойное моно (были 2 трансформатора от УМ Вега,
3) более низкий коэфф. взаимного проникновения каналов и красивое стерео),
4) принудительное охлаждение с помощью 2х компьютерных кулеров и вентиляторов на малых оборотах,
5) и всё это обязательно в корпусе в виде законченной конструкции, которую не стыдно выложить на Датагор.
Мой вариант ПП
Корпусом послужил, как это ни странно, самодельный усилитель моего соседа, бывшего радиолюбителя, собраный в корпусе неизвестного лабораторного прибора. Усилок был выставлен на лестничную площадку, т.к. был ему уже без надобности, а в мусор выбрасывать жаль. Об этом корпусе я и вспомнил, когда решил собрать «MF-1».
В процессе доработки корпуса использовались простые и недорогие детали:
Уголок алюминиевый 15×15 х 1 мм, купил в «ХоумЦентре».
Болты М3 с потайной шляпкой, гайки.
Металлические проставки с резьбой М3.
И вот что у нас получилось:
Трансформаторы и фильтр
Выпрямители
Оконечники с кулерами
Настал черед панелей. Т.к. охлаждение у нас вентилятором, воздух должен куда-то выходить и откуда-то заходить. Первым делом начал пилить заднюю панель с отверстием для выхода воздуха:
Все делалось с помощью дрели, электролобзика, гравера и надфилей. Теперь вырезаем решетку из корпуса компьютерного БП, зачищаем края отверстия:
Теперь берем паяльную кислоту, паяльник мощностью не менее 100 Вт и припаиваем решетку к панели в нескольких местах:
Размещаем на панели входные и выходные разъемы, ОБЯЗАТЕЛЬНО ИЗОЛИРУЯ ИХ от корпуса
:
Припаиваем вывод экранировки корпуса к панели. Это будет ЕДИНСТВЕННОЕ место соединения корпуса с общим проводом питания.
Соединяем корпус с земляными контактами входных разъемов через резисторы 1-2 Вт номиналом 1,5-2 Ом. Эти меры нужны для того, чтобы не схватить «земляную петлю», которая будет гадить нам в виде фона 50 Гц.
Задняя панель на месте:
Теперь переносим цепь Цобеля с платы на выходные разъемы УМ. На плате ей не совсем место, т.к. она (цепь) является резонансной системой:
Теперь дело за передней панелью. На ней расположен только тумблер питания. Сама панель из алюминия, за ней вплотную расположена фальшпанель из в меру мягкого пластика, на котором можно закрепить что угодно винтами М3 с потайными головками. Кнопку использовал от старой мертвой кассетной деки Wilma-104-Stereo:
Панель крепится на жестяных уголках с помощью болтов под шестигранник. Вот и все, усилитель готов!
Итоги
Про звук я написал комментарий еще в теме про :Ребята, я НЕ узнал ! Не думал что когда-нибудь скажу такое, но это так! Приятный мягкий бас, отчетливые высокие (теперь я различаю перкуссию и хлопки в ладоши на треках, которые наизусть знаю), и все это удовольствие на самодельных трехполосных ЗЯ с басовиками на 8".
Всех, кого отталкивает повышенный уровень ВЧ, хочу успокоить: на слух это ощущается не как подъем высоких, а как повышение качества источника, увеличение «прозрачности».
И я до сих пор не отказываюсь от своих слов. За несколько месяцев усилитель мне нисколько не надоел, как у меня часто бывает. Звук не раздражает, хочется слушать всё и помногу, не важно, на малой или высокой громкости.
Кстати, про малую громкость. Есть у этого УНЧ приятная особенность: на любом уровне громкости слушатель не испытывает недостатка НЧ, что можно сравнить с использованием ТКРГ, только с плавной (правильной) регулировкой и без завала СЧ.
В моём варианте плата немного переделана. Выбор режимов «mute» и «standby» выкинут за ненадобностью, основной банк ёмкости конденсаторов перенесен ближе к МС.
Питание 2×23 В. В выпрямителе используются диоды КД213Б. Электролиты зашунтированы емкостью 100 нФ, вторички трансформатора - 47 нФ.
Каждая МС изолирована от радиаторов слюдяной пластиной, радиаторы же в свою очередь заземлены на корпус.
Все провода скручены между собой с целью уменьшения помех.
Фона не слышно даже с открытым входом даже вплотную у динамика. Цель, так сказать, достигнута!
Далее в планах просверлить отверстия для забора воздуха в правой части нижней крышки корпуса, изготовить устройство регулировки оборотов вентилятора с контролем температуры радиаторов, возможно встроить предусилитель с регулятором тембров, ну и покрасить корпус.
В этой статье я расскажу Вам о такой микросхеме, как TDA1514A
Вступление
Начну немного с печального... В данный момент производство микросхемы прекращено... Но это не значит, что она сейчас "на вес золота", нет. Практически в любом радиомагазине или на радиорынке ее можно достать по цене 100 - 500 рублей. Согласитесь, немного дороговато, но цена абсолютно справедливая! Кстати, на мировых интернет-площадках, таких как и они стоят намного дешевле...
Микросхема отличается низким уровнем искажений и широким диапазоном воспроизводимых частот, поэтому лучше использовать на широкополосных динамиках. Люди, собиравшие усилители на данной микросхеме хвалят ее за высокое качество звучания. Это одна из немногих микросхем, действительно "качественно звучащая". По качеству звука ни чуть не уступает популярным ныне TDA7293/94. Однако, если в сборке допущены ошибки - качественная работа не гарантируется.
Краткое описание и достоинства
Данная микросхема представляет собой одноканальный Hi-Fi - усилитель класса AB, мощность которого составляет 50Вт. В микросхему встроена защита SOAR, термозащита (защита от перегрева) и режим "Mute"
К достоинствам можно отнести отсутствие щелчков при включении и выключении, наличие защит, малые гармонические и интермодуляционные искажения, низкое тепловое сопротивление и другое. Из недостатков выделить практически нечего, кроме как выход из строя при "бегающем" напряжении (питание должно быть более-менее стабильным) и относительно высокая цена
Коротко о внешнем виде
Микросхема выпускается в корпусе SIP с 9 длинными ножками. Шаг ножек составляет 2.54мм. На лицевой стороне надписи и логотип, а на задней теплоотвод - он соединен с с 4 ножкой, а 4 ножка это "-" питания. По бокам 2 проушины для крепления радиатора.
Оригинал или подделка?
Этим вопросом задаются многие, я постараюсь Вам ответить.
Итак. Микросхема должна быть аккуратно выполнена, ножки должны быть гладкими, незначительная деформация допускается, так как неизвестно как обращались с ними на складе или в магазине
Надпись... Она может быть выполнена как белой краской, так и обычным лазером, две микросхемы выше для сравнения (обе оригинальные). В том случае, если надпись нанесена краской, на микросхеме должна ВСЕГДА быть вертикальная полоса, разделенная проушиной. Пусть Вас не смущает надпись "TAIWAN" - ничего страшного, качество звучания у таких экземпляров ни чуть не хуже экземпляров без этой надписи. Кстати, практически половина радиодеталей делается в Тайване и в странах по соседству. Эта надпись находится не на всех микросхемах.
Еще советую обратить внимание на вторую строчку. Если она содержит только цифры (их должно быть 5) - это микросхемы "старого" производства. Надпись на них более широкая, также теплоотвод может иметь другую форму. Если надпись на микросхеме нанесена лазером и вторая строчка содержит только 5 цифр - на микросхеме должна присутствовать вертикальная полоса
Логотип на микросхеме должен присутствовать обязательно и причем только "PHILIPS"! Насколько мне известно, выпуск прекратился задолго до основания NXP, а это 2006 год. Если вы встретили данную микросхему с логотипом NXP, тут одно из двух - микросхему снова начали выпускать или же типичный "левачок"
Также необходимо присутствие впадин в форме кругов, как на фото. Если их нет - подделка.
Возможно есть еще способы выявить "левачок", но не стоит так напрягаться над этим вопросом. Случаев брака - всего единицы.
Технические характеристики микросхемы
* Входное сопротивление и коэффициент усиления подстраивается внешними элементами
Ниже таблица примерных выходных мощностей в зависимости от питания и сопротивления нагрузки
| Напряжение питания | Сопротивление нагрузки | ||
| 4 ом | 8 ом | ||
| 10Вт | 6Вт | ||
| +-16.5В |
28Вт |
12Вт | |
| 48Вт | 28Вт | ||
| 58Вт | 32Вт | ||
| 69Вт | 40Вт | ||
Принципиальная схема
Схема взята из даташита (май 1992)
Слишком она громоздкая... Пришлось перерисовать:
Схема немного отличается от предоставленной производителем, все характеристики, приведенные выше - они именно под ЭТУ схему. Отличий несколько и все они направлены на улучшение звука - в первую очередь установлены фильтрующие емкости, убрана "вольтдобавка" (о ней чуть позже) и изменен номинал резистора R6.
Теперь более подробно о каждом компоненте. C1 - входной разделительный конденсатор. Пропускает через себя только переменное напряжение сигнала. Также влияет на частотную характеристику - чем меньше емкость, тем меньше НЧ и соответственно чем больше емкость - тем и НЧ больше. Больше 4.7мкФ ставить не советовал бы, так как производитель предусмотрел всё - при емкости этого конденсатора равной 1мкФ усилитель воспроизводит заявленные частоты. Конденсатор использовать пленочный, в крайнем случае электролитический (неполярный желательно), но никак не керамический! R1 уменьшает входное сопротивление, а вместе с C2 образует фильтр от входных помех.
Как и в любом операционном усилителе здесь можно задать коэффициент усиления. Это делается при помощи R2 и R7. При этих номиналах КУ равен 30дБ (может незначительно отклоняться). С4 влияет на включение защиты SOAR и Mute, R5 влияет на плавную зарядку и разрядку конденсатора, в связи с чем при включении и выключении усилителя отсутствуют щелчки. С5 и R6 образуют так называемую цепь Цобеля. Ее задача - препятствование самовозбуждению усилителя, а также выполнение стабилизации частотной характеристики. C6-C10 подавляют пульсации по питанию, защищают от просадки напряжения.
Резисторы в данной схеме можно брать с любой мощностью, я например использую стандартные 0.25Вт. Конденсаторы на напряжение не менее 35В, кроме С10 - я использую у себя в схеме на 100В, хотя и 63В должно хватить. Все компоненты перед пайкой должны быть проверены на исправность!
Схема усилителя с "вольтдобавкой"
Данный вариант схемы взят из даташита. Отличается от вышеописанной схемы присутствием элементов С3, R3 и R4.
Такой вариант позволит получить до 4Вт больше, чем заявлено (при ±23В). Но при таком включении могут незначительно повысится искажения. Резисторы R3 и R4 применять на 0.25Вт. У меня на 0.125Вт не выдерживали. Конденсатор C3 - 35В и выше.
В данной схеме необходимо использование двух микросхем. Одна дает на выходе положительный сигнал, другая - отрицательный. При таком включении можно снять более 100Вт на 8 Ом.
По словам собравших, данная схема абсолютно работоспособна и у меня даже есть более подробная табличка примерных выходных мощностей. Она ниже:
А если поэксперементировать, например при ±23В подключить нагрузку 4 ом, то можно получить до 200Вт! При условии что радиаторы не будут сильно греться, 150Вт в мост микросхемы потянут легко.
Такую конструкцию неплохо использовать в сабвуферах.
Работа в внешними выходными транзисторами
Микросхема является по сути дела мощным операционным усилителем и его можно умощнить еще, повесив на выход пару из комплиментарных транзисторов. Данный вариант пока не проверялся, но теоретически он возможен. Также можно умощнить и мостовую схему усилителя, повесив на выход каждой микросхеме по паре комплиментарных транзисторов
Работа при однополярном питании
В самом начале даташита я нашел строки, в которых написано, что микросхема работает и при однополярном питании. А где же схема тогда? Увы, в даташите нету, в интернете не нашел... Не знаю, может где-то и существует такая схема, но я такую не видел... Единственное что могу посоветовать - TDA1512 или TDA1520. Звучание отличное, но питаются от однополярного питания, да и выходной конденсатор может слегка подпортить картину. Найти их довольно проблематично, выпускались очень давно и были давно сняты с производства. Надписи на них могут быть различной формы, проверять на "фальшивку" их не стоит - случаев отказа не было.
Обе микросхемы представляют собой Hi-Fi - усилители класса АВ. Мощность около 20Вт при +33В на нагрузку 4 ом. Схемы приводить не буду (тема же все-таки про TDA1514A). Скачать печатные платы для них можно в конце статьи.
Питание
Для стабильной работы микросхемы нужен источник питания с напряжением от ±8 до ±30В с током не менее 1.5А. Питание должно подаваться толстыми проводами, входные провода максимально дальше удалить от выходных проводов и источника питания
Питать можно обычным простым блоком питания, в который входят сетевой трансформатор, диодный мост, фильтрующие емкости и по желанию дроссели. Для получения ±24В необходим трансформатор с двумя вторичными обмотками по 18В с током более 1.5А для одной микросхемы.
Можно использовать импульсные блоки питания, например самый простенький, на IR2153. Вот его схема:
Этот ИБП выполнен по полумостовой схеме, частота 47кГц (устанавливается при помощи R4 и C4). Диоды VD3-VD6 ультрабыстрые или Шоттки
Возможно применение данного усилителя в машине, с использованием повышающего преобразователя. На той же IR2153, вот схема:
Преобразователь выполнен по схеме Push-Pull. Частота 47кГц. Диоды выпрямительные нужны ультрабыстрые или Шоттки. Расчет трансформатора также можно выполнить в ExcellentIT. Дроссели в обоих схемах "посоветует" сама ExcellentIT, Считать их нужно в программе Drossel. Автор программы тот же -
Хочу сказать пару слов о IR2153 - блоки питания и преобразователи получаются довольно неплохие, но в микросхеме не предусмотрена стабилизация выходного напряжения и поэтому оно будет меняться в зависимости от напряжения питания, да и просаживаться будет.
Не обязательно использовать IR2153 и вообще импульсные блоки питания. Можно обойтись проще - как в "старину", обычный трансформатор с диодным мостом и огромными емкостями по питанию. Вот так выглядит его схема:
C1 и С4 не менее 4700мкФ, на напряжение не менее 35В. С2 и С3 - керамика или пленка.
Печатные платы
Сейчас у меня имеется такая коллекция плат:
а) основная - ее можно увидеть на фото снизу.
б) слегка измененная первая (основная). Увеличены в ширине все дорожки, силовые намного шире, элементы слегка передвинуты.
в) мостовая схема. Плата отрисована не совсем удачно, но работоспособна
г) первый вариант ПП - первый пробный вариант, не хватает цепи Цобеля, а так собирал, работает. Есть даже фото (снизу)
д) печатная плата от
XandR_man - нашел на форуме сайта "Паяльник". Что сказать... Строго схема из даташита. Более того, я своими глазами видел наборы на основе этой печатки!
Кроме того, Вы можете самостоятельно нарисовать плату, если не устраивают предоставленные.
Пайка
После того, как Вы изготовили плату и проверили все детали на исправность, можно приступать к пайке.
Залудите всю плату, а силовые дорожки лудить как можно более толстым слоем припоя
Первыми впаиваются все перемычки (их толщина должна быть как можно больше в силовых участках), а далее все компоненты по увеличению размера. последней впаивается микросхема. Советую не резать ножки, а впаивать такой, какая она есть. Можно потом согнуть ее для удобства посадки на радиатор.
Микросхема защищена от статического электричества, так что можно паять включенным паяльником, сидя даже в шерстяной одежде.
Однако, необходимо паять так, чтобы микросхема не перегревалась. Для надежности можно во время пайки прицепить за одну проушину к радиатору. Можно за две, разницы тут не будет, лишь бы кристалл внутри не перегрелся.
Настройка и первый запуск
После того, как все элементы и провода впаяны, необходим "тестовый запуск". Прикрутите микросхему на радиатор, замкните входной провод с землей. В качестве нагрузки Вы можете подключать будущие колонки, а вообще, чтобы они не "вылетели" за доли секунд при браке или ошибках в монтаже используют мощный резистор в качестве нагрузки. Если же он вылетает, знайте - Вы допустили ошибку, либо вам попался брак (микросхема имеется ввиду). К счастью, такие случаи почти не происходят, в отличие от TDA7293 и прочих, которых в магазине можно набрать кучу из одной партии и как потом выяснится - все они брак.
Однако, хочу сделать небольшое замечание. Делайте Ваши провода как можно короче. Было такое, что я всего лишь удлинил выходные провода и стал слышать в динамиках гул, похожий на "постоянку". Более того, при включении усилителя из-за "постоянки" динамик выдавал гул, который пропадал через 1-2 секунды. Сейчас у меня из платы выходят провода, максимум 25 см и идут сразу к динамику - усилитель включается бесшумно и работает без проблем! На входные провода тоже обратите внимание - ставьте экранированный провод, длинным его тоже не не стоит делать. Соблюдайте простые требования и у Вас все получится!
Если ничего не произошло с резистором, отключите питание, прикрепите входные провода к источнику сигнала, подключите Ваши колонки и подавайте питание. В динамиках можно услышать небольшой фон - это говорит о том, усилитель работает! Подайте сигнал и наслаждайтесь звучанием (в том случае если все отлично собрано). Если "хрюкает", "пердит" - посмотрите на питание, на правильность сборки, ибо как выявлено в практике - уж таких "гадких" экземпляров нету, которые при правильной сборке и отличном питании криво работали...
Как выглядит готовый усилитель
Вот серия фотографий, сделанных в декабре 2012. Платы как раз после пайки. Тогда я собирал, чтобы убедиться в работоспособности микросхем.
А вот мой первый усилитель, до сегодняшних дней дожила только плата, все детали ушли на другие схемы, а сама микросхема вышла из строя из-за попадания на него переменного напряжения
Ниже свежие фотографии:
К сожалению, мой ИБП на стадии изготовления, а запитывал я микросхему раньше от двух одинаковых аккумуляторов и небольшого трансформатора с диодным мостом и небольшими емкостями по питанию, в итоге было ±25В. Две таких микросхемы с четырьмя колонками от музыкального центра "Sharp" так играли, что даже предметы на столах "танцевали под музыку", окна звенели, да и телом чувствовалась мощность неплохо. Снять этого сейчас не могу, но есть источник питания ±16В, от него до 20Вт на 4 ома можно получить... Вот видео Вам в качестве доказательства, что усилитель абсолютно рабочий!
Благодарности
Огромную благодарность выражаю пользователям форума сайта "Паяльник", а конкретно огромное спасибо пользователю за некоторую помощь, благодарю также , и многих другим (извините что Вас не назвал по никам) за честные отзывы, которые подтолкнули меня на сборку данного усилителя. Без всех Вас данная статья могла быть и не написана.
Завершение
Микросхема обладает рядом достоинств, прекрасным звучанием в первую очередь. Многие микросхемы такого класса могут даже уступать по качеству звучания, но это в зависимости от качественной сборки. Плохая сборка - плохое звучание. Подходите к сборке электронных схем серьезно. Крайне не рекомендую паять данный усилитель навесным монтажем - это может только ухудшить звучание, либо привести к самовозбуждению, а в последствии полного выхода из строя.
Я собрал практически всю информацию, которую проверял сам и мог спросить у других людей,которые собирали данный усилитель. Жаль, что у меня не имеется осциллографа - без него мои высказывания о качестве звука ничего не значат... Но я буду и дальше утверждать, что звучит она просто прекрасно! Собиравшие данный усилитель меня поймут!
Если остались вопросы, пишите мне на форум сайта "Паяльник". по обсуждению усилителей на данной микросхеме, можете спрашивать там.
Надеюсь статья оказалась полезной для Вас. Удачи Вам! С уважением, Юрий.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Микросхема | TDA1514A | 1 | В блокнот | ||||
| С1 | Конденсатор | 1 мкФ | 1 | В блокнот | |||
| С2 | Конденсатор | 220 пФ | 1 | В блокнот | |||
| С4 | 3.3мкФ | 1 | В блокнот | ||||
| С5 | Конденсатор | 22 нФ | 1 | В блокнот | |||
| С6, С8 | Электролитический конденсатор | 1000мкФ | 2 | В блокнот | |||
| С7, С9 | Конденсатор | 470 нФ | 2 | В блокнот | |||
| С10 | Электролитический конденсатор | 100мкФ | 1 | 100В | В блокнот | ||
| R1 | Резистор | 20 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R2 | Резистор | 680 Ом | 1 | В блокнот | |||
| R5 | Резистор | 470 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R6 | Резистор | 10 Ом | 1 | Подбирается при настройке | В блокнот | ||
| R7 | Резистор | 22 кОм | 1 | В блокнот | |||
| Схема с вольтдобавкой | |||||||
| Микросхема | TDA1514A | 1 | В блокнот | ||||
| С1 | Конденсатор | 1 мкФ | 1 | В блокнот | |||
| С2 | Конденсатор | 220 пФ | 1 | В блокнот | |||
| С3 | Электролитический конденсатор | 220мкФ | 1 | От 35В и выше | В блокнот | ||
| С4 | Электролитический конденсатор | 3.3мкФ | 1 | В блокнот | |||
| С5 | Конденсатор | 22 нФ | 1 | В блокнот | |||
| С6, С8 | Электролитический конденсатор | 1000мкФ | 2 | В блокнот | |||
| С7, С9 | Конденсатор | 470 нФ | 2 | В блокнот | |||
| С10 | Электролитический конденсатор | 100мкФ | 1 | 100В | В блокнот | ||
| R1 | Резистор | 20 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R2 | Резистор | 680 Ом | 1 | В блокнот | |||
| R3 | Резистор | 47 Ом | 1 | Подбирается при настройке | В блокнот | ||
| R4 | Резистор | 82 Ом | 1 | Подбирается при настройке | В блокнот | ||
| R5 | Резистор | 470 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R6 | Резистор | 10 Ом | 1 | Подбирается при настройке | В блокнот | ||
| R7 | Резистор | 22 кОм | 1 | В блокнот | |||
| Мостовое включение | |||||||
| Микросхема | TDA1514A | 2 | В блокнот | ||||
| С1 | Конденсатор | 1 мкФ | 1 | В блокнот | |||
| С2 | Конденсатор | 220 пФ | 1 | В блокнот | |||
| С4 | Электролитический конденсатор | 3.3мкФ | 1 | В блокнот | |||
| С5, С14, С16 | Конденсатор | 22 нФ | 3 | В блокнот | |||
| С6, С8 | Электролитический конденсатор | 1000мкФ | 2 | В блокнот | |||
| С7, С9 | Конденсатор | 470 нФ | 2 | В блокнот | |||
| С13, С15 | Электролитический конденсатор | 3.3мкФ | 2 | В блокнот | |||
| R1, R7 | Резистор | 20 кОм | 2 | В блокнот | |||
| R2, R8 | Резистор | 680 Ом | 2 | В блокнот | |||
| R5, R9 | Резистор | 470 кОм | 2 | В блокнот | |||
| R6, R10 | Резистор | 10 Ом | 2 | Подбирается при настрйоке | В блокнот | ||
| R11 | Резистор | 1.3 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R12, R13 | Резистор | 22 кОм | 2 | В блокнот | |||
| Импульсный блок питания | |||||||
| IC1 | Драйвер питания и MOSFET | IR2153 | 1 | В блокнот | |||
| VT1, VT2 | MOSFET-транзистор | IRF740 | 2 | В блокнот | |||
| VD1, VD2 | Выпрямительный диод | SF18 | 2 | В блокнот | |||
| VD3-VD6 | Диод | Любые Шоттки | 4 | Ультрабыстрые диоды или Шоттки | В блокнот | ||
| VDS1 | Диодный мост | 1 | Диодный мост на необходимый ток | В блокнот | |||
| С1, С2 | Электролитический конденсатор | 680мкФ | 2 | 200В | В блокнот | ||
| С3 | Конденсатор | 10 нФ | 1 | 400В | В блокнот | ||
| С4 | Конденсатор | 1000 пФ | 1 | В блокнот | |||
| С5 | Электролитический конденсатор | 100мкФ | 1 | В блокнот | |||
| С6 | Конденсатор | 470 нФ | 1 | В блокнот | |||
| С7 | Конденсатор | 1 нФ | 1 | ||||
Представляем вашему вниманию стерео УНЧ мощностью 100Вт класса Н, который легко собрать даже начинающим радиолюбителям. TDA7294 интегральная микросхема в монолитном корпусе Multiwatt15. Имеет широкий диапазон питающих напряжений +/-40В и может обеспечить высокую выходную мощность на нагрузках 4 и 8 Ом.
Есть встроенная защита от короткого замыкания в нагрузке и защита от перегрева (по достижении 145 градусов).
Также есть функция Mute, которая используется для исключения щелчков при включении и режим ожидания (Stand-by). Диапазон воспроизводимых частот 20-20000Гц. Общие гармонические искажения не более 0.1%.
Обратите внимание, что корпус микросхемы соединен с -Vcc, поэтому не следует устанавливать его в металлический корпус без изоляции. В противном случае, произойдет короткое замыкание с землей. До привинчивания микросхемы к радиатору не забудьте нанести термопасту.
Ниже показана принципиальная схема усилителя мощности на микросхеме TDA7294.
На фото показан только один из каналов усилителя.
На рисунках изображена печатная плата и расположение деталей на ней.
На фотографиях показана последовательность сборки плат
Примечания:
Микросхема TDA7294 IC не совместима с резисторами с допуском 1%.
О конденсаторах фильтра 1000мкФ: если вы используете динамиками диаметром более 10 дюймов (25,4см), следует увеличить емкость конденсаторов до 2200мкФ.
Выбор конденсатора 47мкФ: рекомендую использовать 47uF 50V производства Elna SilmicII и 47uF 50V производства Nichicon MUSE KZ.
Дополнение микросхемы TDA7294 мощными комплементарными транзисторами, управляемыми с ее выходного каскада, увеличивает номинальную выходную мощность УМЗЧ до 100 Вт с нагрузкой 4 Ом. Помимо отечественных транзисторов, для этой цели можно рекомендовать и более мощные импортные. Применение автором в конструкции малошумного вентилятора – "кулера" от компьютерного процессора позволило уменьшить размеры теплоотводов и усилителя.
УМЗЧ на микросхеме TDA7294 приобрел заслуженную популярность у радиолюбителей. При минимуме затрат можно собрать высококачественный УМЗЧ.
Вариант усилителя на микросхеме TDA7294, оказывается более надежным при работе на реальную нагрузку, но его основные технические характеристики остаются прежними: небольшой для выходной мощности 5 Вт коэффициент нелинейных искажений увеличивается до 0,5 % при мощности более 50 Вт. На нагрузке сопротивлением 4 Ом не удается достичь выходной мощности более 80 Вт. Рекомендованная же фирмой – изготовителем мостовая схема включения микросхемы не предусматривает возможность работы с нагрузкой сопротивлением 4 Ом.
Показанный здесь вариант усилителя, его схема показана на рис.1 решает проблему с повышением выходной мощности и уменьшения коэффициента нелинейных искажений при выходной мощности более 50 Bт по сравнению с типовой схемой включения микросхемы. Для снижения нагрузки на выходной каскад микросхемы, встроен дополнительный двухтактный повторитель на мощных биполярных транзисторах, которые работают в режиме В. Искажения типа "лесенка" в выходном каскаде отсутствуют потому, что выход микросхемы также соединен с нагрузкой через низкоомный резистор, а напряжение ООС снимается с эмиттерной цепи дополнительных транзисторов. Резистор R7 обеспечивает быструю разрядку емкости эмиттерных переходов транзисторов выходного каскада.
Основные технические характеристики:
Входное сопротивление: 22 кОм
Входное напряжение: 0,8 В
Номинальная выходная мощность: 100 Вт/4 Ом
Полоса воспроизводимых частот: 20 – 20000 Гц
К недостатку предлагаемого УМЗЧ, по сравнению с вариантом по типовой схеме включения микросхемы, можно отнести более крутой рост нелинейных искажений при выходной мощности, близкой к максимальной. В типовой схеме ограничение выходного сигнала имеет более "мягкий" характер.
Упрощенная структурная схема TDA7294, показанная на рис. 1, позволяет сделать следующее предположение. В цепях выходных транзисторов микросхемы включены резистивные датчики тока, поэтому при напряжении выходного сигнала, близкого к напряжению питания (когда ток через мощные транзисторы микросхемы максимален), блок защиты начинает плавно ограничивать ток в нагрузке, полевые транзисторы выходного каскада, вероятно, тоже способствуют более мягкому ограничению. Дополнительные же транзисторы этого УМЗЧ такой цепью слежения не охвачены, и возникает "жесткое" ограничение выходного сигнала, что заметно на слух.
Уменьшение емкости С6, С7 в сравнении с указанной в схеме, ведет к неустойчивой работе УМЗЧ на большой мощности, но увеличение емкости может привести к выходу из строя транзисторов VT1, VT2, так как при замыкании в нагрузке узел защиты микросхемы не всегда обеспечивает надежную защиту дополнительных транзисторов до того момента, когда сработают предохранители FU1, FU2. Усилитель питается от нестабилизированного блока питания от сети 220 В.
Не все детали, приобретаемые на радиорынках, отличаются высоким качеством. Попадаются микросхемы, склонные к самовозбуждению. В описанном варианте, самовозбуждение некоторых микросхем приходится устранять подбором и конденсатора С6.
В УМЗЧ по предлагаемой здесь схеме даже при небольшом самовозбуждении возникают искажения типа "ступенька". Если нет возможности заменить "неудачную" микросхему, эффект можно устранить, подпаяв параллельно резистору R7 конденсатор емкостью 0,047-0,15 мкФ. Самовозбуждение также устраняют снижением глубины ООС (увеличением сопротивления резистора R3), при этом повышается чувствительность усилителя.
Детали в усилителе использованы:
- резисторы МЛТ
- конденсаторы C1 — K73-17, КМ-6; С2 – КТ-1, КМ-5; С8 – K73-17; СЗ-С7 — К50-35 или импортные.
- дроссель L1 — 25 витков провода ПЭВ-2 диаметром 1 мм — намотан на каркасе диаметром 5 мм в два слоя.
Два канала усилителя собраны на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм; ее чертеж с расположением элементов показан на рис.2 (контур вентиляторов условно прозрачный).
На печатной плате для блокировочных конденсаторов С9, С10 место не предусмотрено. Применение транзисторов, значительно отличающихся по коэффициенту передачи тока базы, на надежности и качестве звучания практически не отражается.
Отсутствие тока покоя позволяет использовать вентилятор ("кулер") от процессора "Pentium" для охлаждения теплоотводов обоих каналов усилителя. Плату и вентиляторы необходимо установить так, чтобы потоки теплого воздуха не нагревали другие детали усилителя.
Мощные транзисторы смонтированы параллельно плоскости печатной платы металлической поверхностью теплоотвода к кулеру. На плоской стороне кулера необходимо просверлить сквозные отверстия диаметром 2,5 мм, совпадающие с отверстиями в печатной плате, затем нарезать резьбу МЗ. Через отверстия в плате вентилятор винтами прижимают к транзисторам. На них необходимо положить тонкие слюдяные прокладки и смазать теплопроводящей пастой.
Под головки винтов со стороны дорожек нужно подложить шайбы диаметром 10-12 мм или небольшую металлическую пластину, чтобы плотно прижать транзисторы к поверхности теплоотвода. Между печатной платой и транзисторами положите тонкий картон толщиной 0,5-0,8 мм, он обеспечит равномерный прижим транзисторов к плоскости вентилятора, так как их толщина не всегда одинакова, даже для изготовленных в одной партии выпуска.
Микросхема DA1 расположена на дополнительном теплоотводе с эффективной площадью поверхности не менее 50 см 2 .
Дорожки на печатной плате, по которым подается напряжение питания к выходным транзисторам, желательно "усилить", пропаяв вдоль них медный луженый провод диаметром около 1 мм.
Усилитель, собранный из исправных деталей, налаживания не требует и может быть повторен даже начинающими радиолюбителями. Эксплуатация в течение двух лет показала его высокую надежность.
С новой разводкой, а так же с креплением микросхемы и транзисторов на одном радиаторе.
Одним из первых мною был собран усилитель на TDA7294 по схеме предложенной производителем.
Вместе с тем, качество воспроизведения звука особенно в области высоких частот меня не очень устраивало. В сети интернет мое внимание привлекла статья LINCOR, размещенная на сайте datagor.ru. Восторженные отзывы автора о звучании УМЗЧ на TDA7294, собранного по схеме источника тока, управляемого напряжением (ИТУН), меня заинтриговали. В результате мной был собран УМЗЧ по следующей схеме.
Схема работает следующим образом. Сигнал со входа IN поступает через проходной конденсатор C1 на низкоомное плечо обратной связи R1 R3, которое вместе с конденсатором C2 образует ФНЧ, препятствующий проникновению наводок и ВЧ шумов в звуковой тракт. Вместе с резистором R4, входная цепь создает первый сегмент ООС, Ку которого равен 2.34. Далее, если бы не токовый датчик R7, коэффициент усиления второй цепи задавался бы отношением R5/R6 и равнялся бы 45.5. Итоговый Ку был бы около 100. Однако, токовый датчик в схеме все-таки есть, и его сигнал суммируясь с падением напряжения на R6, создает частичную ООС по току. При наших номиналах схемы Ку =15.5.
Характеристики усилителя при работе на нагрузку 4 Ома:
– Рабочий диапазон частот (Гц) – 20-20000;
– Напряжение питания (В) – ±30;
– Номинальное входное напряжение (В) – 0.6;
– Номинальная выходная мощность (Вт) – 73;
– Входное сопротивление (кОм) – 9.4;
– THD при 60Вт, не более (%) – 0.01.
На печатной плате разведен параметрический стабилизатор на 12В, для питания сервисных цепей 9 и 10 TDA7294, представлен на рисунке.
В положении «Play!», усилитель находится в разблокированном состоянии и готов к работе ежесекундно. В положении «Mute» блокируются входные и выходные каскады микросхемы, а ее потребление снижается до минимальных дежурных токов. Емкости C11 C12 увеличены вдвое по сравнению со штатными для обеспечения большей задержки при включении и предотвращении щелчка в АС даже при длительном заряде конденсаторов блока питания.
Детали усилителя
Все резисторы, кроме R7 и R8, угольные или металлопленочные на 0.125–0.25Вт, типа С1-4, С2-23 или МЛТ–0.25. Резистор R7 – проволочный резистор на 5Вт. Рекомендуются белые SQP–резисторы в керамическом корпусе. R8 – резистор цепи Цобеля, угольный, проволочный или металлопленочный на 2Вт.
C1 – пленочный, максимально доступного качества, лавсановый или полипропиленовый. Удовлетворительный результат даст и К73–17 на 63В. C2 – керамический дисковый или любого другого типа, например К10–17Б. С3 – электролит максимально доступного качества на напряжение не менее 35 В, C4 C7, C8, C9 - пленочные типа К73–17 на 63 В. C5 C6 – электролитические на напряжение не менее 50 В. C11 C12 – любые электролитические на напряжение не менее 25 В. D1 – любой стабилитрон на 12…15 В мощностью не менее 0.5 Вт. Вместо микросхемы TDA7294 можно использовать TDA7296…7293. В случае использования TDA7296, TDA7295, TDA7293, необходимо откусить или отогнуть и не впаивать 5 ножку микросхемы.
Обе выходные клеммы усилителя «горячие», ни одна из них не заземлена, т.к. акустическая система также является звеном обратной связи. АС включается между и .
Ниже представлена компоновка платы с видами со стороны элементов и проводников, созданная с помощью программы Sprint-Layout_6.0.
