2 схемы

Умощнение транзисторами

Для повышения тока в нагрузке выполняют умощнение схемы на tda7294. Такое возможно реализовать добавив на выход транзисторы. Примеров подобных доработок в интернете достаточно. На рисунке представлен один из вариантов.

Номинальная мощность усилителя в таком исполнении, на нагрузку в 4 Ом, достигает 100 Вт. Коэффициент нелинейных искажений, при работе на уровне до 80 Вт, значительно меньше типового решения. Провал типа «лесенка» в каскаде вовсе отсутствует.

В интернете есть и альтернативные решения на этой TDA. Одним из них является популярный инвертирующий усилитель на tda7294, по схеме с проекта audiokiller. Пример сборки такого модуля смотрите в видеоролике

https://youtube.com/watch?v=kmJ0bUo9Oo4

Типовое включение

Типовую схему включения на tda7294 можно взять из технического описания в datasheet.  Контакты VM и VSBY подключают к положительному выводу +V_S. Если питание на них отсутствует или меньше 1,5 В – устройство выключено. В случае увеличения напряжения более 3,5 В микросхема выходит из энергосберегающего состояния (StandBy) и тихого режима (Mute).

Данную конструкцию можно собрать используя изображенную на рисунке элементную базу.  Вместе с тем, любителям глубоких низких частот, её следует незначительно доработать. Ниже приведены рекомендации по выбору конденсаторов и резисторов, которые помогут получить более качественное звучание.

На место С1 целесообразно установить металлизированные плёночные конденсаторы не менее 0,33 мкФ. Чем больше ёмкость, тем лучше будут звучать басы. C2 должен быть на 50 В и не менее 22 мкФ. На форумах рекомендуют ставить 220 мкФ. C3,C4 (на 50 В) задают время включения. Примерно такое же назначение у резисторов R4 и R5, их номиналы лучше оставить на 10 и 22 кОм соответственно.

ПОС конденсатор С5 имеет место только при превышении источника питания более 40 В. На схеме он указан 22 мкФ, но лучше ставить 220 мкФ x 50 В. Это также будет способствовать  появлению хороших низких част.

С7, C9 это плёночныё кондеры на 0,33 мкФ. C6 и С8 можно не ставить. Резистор R1 определяет входное сопротивление. R2 и R3 (их соотношение R3/R2) задают коэффициент усиления.

Аналоги

Какая микросхема лучше для усилителя звука tda7294 или tda7293? Данный вопрос встречается часто при поиске аналогов, так как эти две TDA можно назвать взаимозаменяемыми (главное условие – питания схемы не более 40 В). Основные параметры у них особо ничем не отличаются.

Вместе с тем, tda7293 имеет чуть лучше характеристики по максимальному питающему напряжению и выходной мощности. В ней доработаны функции вольтодобавки и клип-детектора. Реализована возможность параллельного соединения для умощнения. Но, несмотря на эти плюсы, некоторые радиолюбители считают её более глючной и менее надёжной в использовании.

Hi-Fi усилитель на микросхеме TDA7294 (TDA7293) — схема

Схема Hi-Fi усилителя на микросхеме TDA7293 (TDA7294) показана на рисунке. Конденсатор Cx не имеет порядкового номера. Это сделано для совместимости с самодельной печатной платой: я добавил конденсатор Cx позже.

Hi-Fi усилитель на TDA7294. Принципиальная схема.

Схема Hi-Fi усилителя на TDA7293.

Описание усилителя, его свойства и принцип работы описаны в статье Усилитель на TDA7293 / 7294 с Т-образной ООС.

Усилитель не содержит дефицитных деталей и каких-нибудь
сложных вещей. Поэтому собрать усилитель своими руками может даже начинающий.

На что обратить
внимание

В усилителе можно использовать как TDA7294, так и TDA7293. В зависимости от того, какая
микросхема используется, на плате в соответствующем месте устанавливается
перемычка.

Важно! Микросхема TDA7293 может работать в режиме микросхемы TDA7294. Если перемычка на плате установлена в положение TDA7294, то можно устанавливать как микросхему TDA7294, так и микросхему TDA7293

При этом не все преимущества микросхемы TDA7293 будут использованы.
Микросхема TDA7294 в режиме TDA7293 работать не может! Если перемычка на плате установлена в положение TDA7293, то микросхему TDA7294 использовать нельзя!

Микросхема TDA7293
немного лучше, чем TDA7294:
у нее чуть больше выходная мощность и качество звучания, поэтому я рекомендую
использовать именно TDA7293.

Емкости конденсаторов C1, C2, Cx не обязательно должны быть такими, как на схеме. Вы их выбираете самостоятельно, исходя из того, какие именно частотные свойства усилителя вы хотите получить.

Емкость конденсатора С1 зависит от сопротивления регулятора
громкости.

Усилитель в целом (не только эта печатная плата, а усилитель полностью) будет иметь максимальное качество только в том случае, если абсолютно все его части правильно сделаны и соединены. Об этом в конце статьи.

Параллельное включение

Как уже говорилось ранее, TDA7293 допускает параллельное включение двух микросхем (схема есть в даташит). Оно позволяет повысить ток в акустической нагрузке и добиться выходной мощности в 100-120 Вт. При таком подключении одно из устройств работает в режиме мастер (master), а другое – раб (slave). На slave будет работать только выходной каскад, который получает усиленный сигнал от master.

Параллельное подключение рекомендуется только для схем с повышенным питанием (до ± 40 В) с низкоомной нагрузкой 4 или 8  Ом. Подобным образом возможно соединить даже более двух микросхем, где одна будет выполнять роль master, а остальные slave. Но такое решение считается нецелесообразным, так как питающее напряжение необходимо будет увеличивать (нужен хороший блок питания), а прирост выходной мощности на выходе схемы будет незначительным.

Кроме того в таких схемах желательно предусмотреть поэтапное включение каждого из slave примерно через 1-2 сек, для смягчения возможных последствий после подачи напряжения на master. Дело в том, что в момент появления питания на выходах каждой из микросхем формируется бросок сигнала, который может повредить подключённые к ним slave-устройства, работающие в режиме slave. Задержку можно организовать с помощь дополнительных таймеров и управляющих реле.

При параллельном включении желательно, чтобы все микросхемы были от одного производителя, лучше из одной партии. Стоит учитывать, что с увеличением их числа в выходном результирующем каскаде неминуемо будут расти звуковые искажения. Указанные проблемы, необходимость применения мощного блока питания, а также усложнение схемы усиления, делают это решение непопулярным у радиолюбителей.

TDA8567q 4х25 Вт

Мостовой усилитель класса Hi – Fi на четыре канала. Открыть в полном размере

Есть защита от короткого замыкания выходного каскада и термозащита с уменьшением выходной мощности при перегреве. А еще микросхема обладает защитой от колебаний напряжения и режимом отключения. Еще данная микросхема обладает режимом вкл/выкл входного сигнала(режим Mute), и защитой при подаче напряжения на схему от «щелчка».

Характеристики микросхемы

Назначение выводов

Блок питания усилителя TDA7294

Для питания усилитель с нагрузкой 4 Ома питание должно составлять 27 вольт, при сопротивлении динамиков 8 Ом напряжение должно быть уже 35 вольт.

Блок питания для усилителя TDA7294 состоит из понижающего трансформатора Тр1 имеющего вторичную обмотку на 40 вольт (50 вольт при нагрузке 8 Ом) с отводом посередине либо две обмотки по 20 вольт (25 вольт при нагрузке 8 Ом) с током нагрузки до 4 ампер. Диодный мост должен отвечать следующим требованиям: прямой ток не менее 20 ампер и обратное напряжение не менее 100 вольт. С успехом диодный мост можно заменить четырьмя выпрямительными диодами с соответствующими показателями.

Электролитические конденсаторы фильтра C3 и C4 предназначены в основном для снятия пиковой нагрузки усилителя и устранению пульсации напряжения идущего с выпрямительного моста. Данные конденсаторы обладают ёмкостью 10000 мкф с рабочим напряжением не менее 50 вольт. Неполярные конденсаторы (пленочные) C1 и C2 могут быть емкостью от 0,5 до 4 мкф с напряжением питания не менее 50 вольт.

Нельзя допускать перекосов напряжения, напряжение в обоих плечах выпрямителя обязательно должно быть равным.

Скачать datasheet на tda7294 (1,2 MiB, скачано: 5 578)

Установка микросхемы TDA7294

В зависимости от применяемой микросхемы на плате устанавливается перемычка в нужной позиции.

Установка перемычки TDA7294 или TDA7293

Если перемычка установлена в положение TDA7293, то пустую квадратную контактную
площадку с надписью TDA7294
можно залить припоем.

Заливка контактной площадки

Так будет совсем-совсем немного, но лучше.

Микросхема должна быть установлена на радиаторе площадью не
менее 700 квадратных сантиметров. При установке микросхемы на радиатор
необходимо использовать термопасту. Радиатор должен свободно охлаждаться
воздухом.

Важно! Корпус
микросхемы соединен с минусом источника питания, поэтому, чтобы избежать
короткого замыкания источника питания, надо либо устанавливать микросхему через
изолирующую прокладку (и изолировать винт, которым микросхема крепится к
радиатору), либо надежно изолировать радиатор от корпуса. В первом варианте микросхема охлаждается немного хуже

Во втором есть возможность случайно замкнуть радиатор, находящийся под напряжением, на корпус

В первом варианте микросхема охлаждается немного хуже. Во втором есть возможность случайно замкнуть радиатор, находящийся под напряжением, на корпус.

Поступайте так, как вам удобнее.

На один радиатор можно установить несколько микросхем, при этом площадь радиатора увеличить в столько раз, сколько микросхем на него установлено. Но провода питания при этом должны подходить к каждой из плат усилителя. Нельзя «пускать питание» от одной микросхемы к другой через радиатор! Тот факт, что фланец микросхемы соединён с минусом питания не означает, что микросхема может получать энергию питания через свой фланец!

Крепить плату к радиатору можно просто прикрутив к нему микросхему. Этот способ применим, если на плате не используются тяжелые экзотические компоненты и если при эксплуатации усилителя отсутствует вибрация. Пример такого крепления платы в корпусе усилителя показан на странице Четырехканальный усилитель.

Габариты платы и присоединительные размеры показаны на
рисунке. Фланец микросхемы выступает за габариты платы на 1…2 миллиметра в
зависимости от того, как микросхема сориентирована при пайке.

Для более надежного крепления можно использовать специальное крепежное отверстие под винт с резьбой М3. Это отверстие изолировано от схемы.

Принцип использования этого отверстия довольно прост, главное, чтобы ничего не замкнуло.

Идея крепления

Размеры микросхемы:

Как было сказано выше, микросхема TDA7294 выпускается в корпусе MULTIWATT15 и имеет следующее расположение выводов (распиновка):

Держатель для платы
Материал: АБС + металл, размер зажима печатной платы (max): 20X14 см…

Подробнее

1.    GND (общий провод )
2.    Inverting Input (инверсный вход)
3.    Non Inverting Input (прямой вход)
4.    In+Mute
5.    N.C. (не используется)
6.    Bootstrap
7.    +Vs
8.    -Vs
9.    Stand-By
10.    Mute
11.    N.C. (не используется)
12.    N.C. (не используется)
13.    +Vs (плюс питание)
14.    Out (выход)
15.    -Vs (минус питание)

Следует обратить внимание на тот факт, что  корпус микросхемы соединен не с общей линией питания, а с минусом питания (вывод 15)

Оценка мощности и звука

Оцениваю мощность первого усилителя в 2×70 Вт, а второго 2×60 Вт. Что касается затрат на сборку УМЗЧ, то за все электронные компоненты, интегральные микросхемы, транзисторы и трансформаторы для 2-х усилителей заплатил 4000 рублей с доставкой. Бесплатные были радиаторы, вентиляторы и корпус.

Теперь у всех легковых автомобилей есть регуляторы напряжения и колебания напряжения действительно незначительны. Единственное, что следует использовать, это дроссель от помех, потому что иногда при включении усилителя он тихо тянет какое-то радио. В следующей конструкции, которая наверняка будет на транзисторах, будет использоваться стабилизатор и система плавного пуска, а также разряда конденсатора при выключении УНЧ.

Микросхема TDA7294 и ее особенности

TDA7294 – детище компании SGS-THOMSON Microelectronics, эта микросхема представляет собой усилитель низкой частоты AB класса, и построена на полевых транзисторах.

Из достоинств TDA7294 можно отметить следующее:

• выходная мощность, при искажениях 0,3–0,8 %:
  • 70 Вт для нагрузки сопротивлением 4 Ом, обычная схема;
  • 120 Вт для нагрузки сопротивлением 8 Ом, мостовая схема;
• функция приглушения (Mute) и функция режима ожидания (Stand-By);
• низкий уровень шумов, малые искажения, диапазон частот 20–20000 Гц, широкий диапазон рабочих напряжений — ±10–40 В.

Технические характеристики

Назначение выводов

Обратите внимание. Корпус микросхемы связан с минусом питания (выводы 8 и 15)

Не забывайте про изоляцию радиатора от корпуса усилителя или изоляцию микросхемы от радиатора, установив ее через термопрокладку.

Также хочу заметить, что в моей схеме (как и в даташите) нет разделения входных и выходных «земель». Поэтому в описании и на схеме определения «общий», «земля», «корпус», GND следует воспринимать как понятия одного толка.

Отличие в корпусах

Микросхема TDA7294 выпускается двух видов – V (вертикальный) и HS (горизонтальный). TDA7294V, имея классическое вертикальное исполнение корпуса, первой сошла с конвейера и до настоящего времени является наиболее распространённой и доступной.

Комплекс защит

Микросхема TDA7294 имеет ряд защит:

• защита от перепадов напряжения питания;
• защита выходного каскада от короткого замыкания или перегрузки;
• тепловая защита. При нагреве микросхемы до 145 °С включается режим приглушения (Mute), а при 150 °С включается режим ожидания (Stand-By);
• защита выводов микросхемы от электростатических разрядов.

Подключение регулятора громкости

Если предусилитель отсутствует, то регулятор громкости
подключается непосредственно к усилителю

Важно, чтобы входные цепи не имели
контакта с «землей» или с корпусом усилителя. 

В качестве регулятора рекомендуется использовать переменный резистор (потенциометр) сопротивлением 30…50 кОм. Предельные значения сопротивления регулятора громкости 5…100 кОм, но при этом возможно небольшое ухудшение качества звучания.

Переменный резистор лучше использовать с экспоненциальной
зависимостью сопротивления от угла поворота. Тогда при вращении ручки
регулятора, громкость будет изменяться пропорционально углу поворота. Такие
переменные резисторы российского производства имеют в обозначении букву В, а
резисторы произведенные не в России – букву A.

Принципиальная схема

Принципиальная схема усилителя приведена на рисунке 1. Усилитель имеет инвертирующий (поз 4) и не инвертирующий (поз 1) входа, выведенные отдельно входы управления режимами работы MUTE (поз 9) и STBY (поз 8), а так же управление общим включением, при использовании нескольких усилителей (поз 5, 6) и джампер шунта R13 (поз 15 — 16).

Рис. 1. Принципиальная схема универсального блока усиления звука на микросхеме TDA7293 (TDA7294).

Схемы включения микросхем TDA7293 и TDA7294 практически одинаковые, единственным отличием является подключение конденсатора С8.

Для TDA7294 минусовой вывод этого конденсатора должен идти на 14-й вывод микросхемы, а для TDA7293 — на 12-й. Номиналы конденсаторов C3 и С7 могут быть одинаковыми, либо 22 мкФ, либо 47 мкФ, главное — чтобы номинал C3 был больше или равен номиналу С7.

Технические параметры

Технические характеристики TDA7294 позволяют получить максимальную мощность до 100 Вт, при сопротивлении в цепи нагрузки от 4 до 8 Ом. Этому способствуют полевые транзисторы, установленные в её предварительном и выходном каскадах. Устройство славится низким уровнем собственных искажений и шумов, работает в широком диапазоне частот и питающих напряжений.

Максимальные параметры

Рассмотрим максимальные значения предельно допустимых режимов эксплуатации TDA7294:

• напряжение питания (без сигнала) V_S = ± 50 В;
• пиковый выходной ток I_O = 10 А;
• мощность рассеивания (при T_case=70 ОС) P_tot = 50 Вт;
• диапазон рабочих температур от 0 до 70 ОС;
• температура: кристалла Tj до +150 ОС; при хранении до +150 ОС.

Стоит учитывать, что поданные на микросхему 50 В являются критическими и могут вывести её из строя. Поэтому не стоит экспериментировать с такими величинами, если нет желания спалить устройство. Оптимальным напряжением при нагрузке в 4 Ом считается ±27 В, а для 8 Ом не более ±35 В.

Для использования на мощности более 10 Вт, необходимо предусмотреть радиатор. Если не заморачиваться с расчётами, то его можно взять из старого компьютерного блока питания. В любом случае, чем он больше тем лучше. Ставить нужно через слюдяную прокладку. Дополнительно можно установить вентилятор, предусмотрев при этом выход для воздуха.

Отдельно нужно сказать про выбор источника напряжения. Чтобы устройство выдавало заявленные 100 Вт для воспроизведения музыки, достаточно будет блока питания мощностью от 110 Вт. На многих форумах советуют брать с запасом на 250 Вт. C таким БП данная TDA справится и c чистым синусоидальным сигналом.

Электрические параметры

Значения электрических параметров TDA7294 получены производителем при следующих режимах измерения: напряжение питания V_S = ± 35 В, сопротивлении нагрузки R_L = 8 Ом, температуры воздуха T_amb=25 ОС, рабочая частоты f=1 кГц. Они справедливы если в графе «условия» не указано иных величин.

Описание микросхемы TDA7294

Недорогая микросхема TDA7294 представляет собой монолитную интегральную схему в корпусе MULTIWATT15. Она предназначена для использования в качестве AB усилителя звука класса Hi-Fi. Благодаря широкому диапазону питающего напряжения и высокому выходному току, TDA7294 способна обеспечивать высокую выходную мощность при сопротивлении динамиков 4 Ом и 8 Ом.

TDA7294 имеет низкий уровень шума, низкий уровень искажений, хорошее подавление пульсаций и может работать от широкого диапазона питающего напряжения. Микросхема имеет встроенную защиту от короткого замыкания и схему отключения при перегреве. Встроенная функция подавления (Mute) упрощает дистанционное управление усилителем, предотвращая появления шумов.

Этот интегральный  усилитель прост в использовании и для его полноценной работы требуется не так много внешних компонентов.

Мостовое включение

Мостовая схема позволяет добиться до 120 Вт на выходе. Для её реализации потребуется две микросхемы и только в случаях, когда нагрузка составляет 8 или 16 Ом.  При меньшем сопротивлении, из-за больших токов, TDA может перегреться и выйти из строя. Она представляет собой конструктивное решение из двух типовых, рассмотренных выше. При этом, громкоговоритель подключен между выходами (контакт 14) микросхем. Оптимальное питающее напряжение для такой сборки не менее 35 В. Вход одного из усилителей (контакт 3) должен быть подключен к земле.

Здесь необходимо наличие резистора обратной связи (на 22 кОм), между контактами 14 и 2, первой и второй микросхемы соответственно. Если этого не сделать, то усилитель работать не будет.

Для включения усилителя на контакты 10 (Mute) и 9 (StandBuy) должно подаваться не менее 5 В.

Схема преобразователя питания

Теперь перейдем к инвертору. Сначала был собран конвертер по такой схеме:

Схема преобразователя питания авто 12 В для УНЧ

Но из-за слишком большого нагрева элементов и частых срабатываний защиты отказался от этого инвертора и построил более простой и надежный на трансформаторе etd34 с номинальной мощностью 200 Вт (максимум выдаёт 250 Вт). На первичной обмотке 5-проводной жгут 6×0,5 мм, а на 12-проводной вторичной обмотке 3×0,5 мм, включая потери на диоде и других компонентах на выходе 2х30 В. Все намотано симметрично, чтобы устранить скин-эффект.

Схема преобразователя питания 12-40 для авто УНЧ

Намотка симметричного трансформатора вызвала вначале некоторые проблемы, но после нескольких неудачных попыток удалось его сделать, основная проблема заключалась в том чтоб перемотать трансформатор в правильном соотношении проводов, чтобы напряжение распределялось симметрично.

Применил выпрямительные диоды BYW29-200 200V 8A, которые прикреплены на небольшие алюминиевые радиаторы. Конденсаторы 4x1000uF / 50V в качестве фильтра, транзисторы старые добрые IRFZ44 46 А 60 В 250 Вт, закрепленные на алюминиевом радиаторе от процессора AMD.

Охлаждение TDA9274 — это также 2 радиатора от процессоров AMD с вентиляторами 12 В 0,15 А 8×8 см. Была идея собрать термостат, но при нагрузке 10% практически ничего не нагревается, так что подключился к вентиляторам через резисторы 2 Вт 56 Ом, которые снижают напряжение до около 7 В, а двойные вентиляторы работают со скоростью 1000-1500 об / мин, что в достаточной степени охлаждает усилитель при максимальной нагрузке и практически не шумит.

Чтобы получить 400 Вт от преобразователя, нужно купить трансформатор ETD44 и использовать 2 или 3 пары транзисторов IRFZ44 или даже транзисторы с более высокой мощностью, например IRFZ48.

Корпус изготовлен из алюминия и прозрачного 2 мм акрила, все они соединены заклепками с возможностью отвинчивания верхнего корпуса.

Заключение

Надеюсь, данная статья поможет вам собрать качественный усилитель на TDA7294. Напоследок представляю несколько фотографий в процессе сборки, не обращайте внимания на качество исполнения платы, старый текстолит неравномерно протравился. По результатам сборки были сделаны некоторые правки, поэтому платы в файле .lay немного отличаются от плат на фотографиях.

Усилитель изготавливался для хорошего знакомого, он придумал и реализовал такой оригинальный корпус. Фотографии стерео усилителя на TDA7294 в сборе:

На заметку: Все печатные платы собраны в одном файле. Для переключения между «печатками» покликайте по вкладкам как показано на рисунке.

Список файлов

amp_7294.lay6

Печатные платы для усилителя на TDA7294

 Скачать

• Загрузок: 10395
• Размер: 290 Kb

TDA7294V-HS.pdf

Datasheet TDA7294

 Скачать

• Загрузок: 5750
• Размер: 1477 Kb

Похожие записи:

Правила и сроки высадки плодовых деревьев Электронный регулятор переменного напряжения Как из картошки сделать чипсы в микроволновке Течет унитаз после смыва: причины и что делать Колбаса из говядины в домашних условиях Березовый деготь