Усилитель для сабвуфера на TDA7294 (мостовая схема). Повышение мощности усилителя на микросхеме TDA7294 Технические характеристики TDA7294
Полный УНЧ 2х70 Ватт на TDA7294.
При сборке усилителя на микросхемах, TDA7294 является не плохим выбором. Ну, впрочем не будем останавливаться на технических характеристиках, их вы можете посмотреть в PDF файле TDA7294_datasheet, находящегося в папке для скачивания материала для сборки этого УНЧ. Как вы уже поняли из заголовка статьи, это схема полного усилителя, которая содержит в себе блок питания, каскады предварительного усиления сигнала с трех-полосным регулятором тембра, реализованные на двух распространенных операционных усилителях 4558, два канала оконечных каскадов, а также узел защиты. Принципиальная схема показана ниже:
При напряжении питания ±35 Вольт на нагрузку 8 Ом получите 70 Ватт мощности.
Исходники печатной платы следующие:
Печатная плата LAY6 формата:
Расположение элементов на плате усилителя:
Фото-вид LAY формата платы:
На плате имеется разъем J5 для подключения термодатчика (Bimetal Thermostat), обозначен он B60-70. В нормальном режиме его контакты разомкнуты, при нагревании до 60°С контакты замыкаются, реле отключает нагрузку. В принципе можно применить и термо-датчики с нормально замкнутыми контактами, расчитанными на срабатывание при 60...70°С, только включить его нужно в разрыв эмиттера транзистора Q6 и общего провода, при этом разъем J5 не используется. Если вы не собираетесь использовать данную функцию – оставьте разъем J5 пустым.
Операционные усилители установлены в панельки. Реле на напряжение срабатывания 12 Вольт с двумя группами переключающихся контактов, контакты должны выдерживать 5 Ампер.
Печатная плата предохранителей LAY6 формата:
Фото-вид LAY формата платы предохранителей:
Разъем питания узла защиты находится на плате чуть выше разъема J5. Просто сделайте перемычу двумя проводами между этим разъемом и основным разъемом питания как показано на снимке ниже:
Внешние соединения:
Дополнительная информация:
4Ом – 2х18В 50Гц
8Ом – 2х24В 50Гц
При питании 2х18В 50Гц:
Резисторы R1, R2 – 1 кОм 2Вт
Резистор RES – 150 Ом 2Вт
При питании 2х24В 50Гц:
Резисторы R1, R2 – 1,5 кОм 2Вт
Резистор RES – 300 Ом 2Вт
Операционный усилитель JRC4558 можно заменить на NE5532 или TL072.
Обращаем ваше внимание, со стороны проводников печатной платы между контактами катушки реле установлен диод LL4148 в SMD исполнении, можно припаять обычный 1N4148.
Возле регулятора громкисти на плате есть точка GND, она предназначена для заземления корпусов всех регуляторов. Этот отрезок голого медного провода хорошо видно на главной картинке новости.
Список элементов для повторения схемы усилителя на TDA7293 (TDA7294):
Конденсаторы электролитические:
10000mF/50V – 2 шт.
100mF/50-63V – 9 шт.
22mF – 5 шт.
10mF – 6 шт.
47mF – 2 шт.
2,2mF – 2 шт.
Конденсаторы пленочные:
1 mF – 8 шт.
100n – 8 шт.
6n8 – 2 шт.
4n7 – 2 шт.
22n – 2 шт.
47n – 2 шт.
100pF – 2 шт.
47pF – 4 шт.
Резисторы 0,25W:
220R – 1 шт.
680R – 2 шт.
1K – 6 шт.
1K5 – 2 шт.
3K9 – 4 шт.
10K – 10 шт.
20K – 2 шт.
22K – 8 шт.
30K – 2 шт.
47K – 4 шт.
220K – 3 шт.
Резисторы 0,5W:
Резисторы 2 Вт:
RES - 300R – 2 шт.
100R – 2 шт.
Диоды:
Стабилитроны 12V 1W – 2 шт.
1n4148 – 1 шт.
LL4148 – 1 шт.
1n4007 – 3 шт.
Мост 8...10A – 1 шт.
Переменные резисторы:
A50K – 1 шт.
B50K – 3 шт.
Микросхемы:
NE5532 – 2 шт.
TDA7293 (TDA7294) – 2 шт.
Разъемы:
3х – 1 шт.
2х – 2 шт.
Реле – 1 шт.
Транзисторы:
BC547 – 5 шт.
LM7812 – 1 шт.
Скачать принципиальную схему усилителя на TDA7294, TDA7294_datasheet, печатные платы формата LAY6 вы можете одним файлом с нашего сайта. Размер архива – 4 Mb.
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.
Автор статьи: Новик П.Е.
Введение
Конструирование усилителя всегда было задачей не простой. К счастью, в последнее время, появилось много интегрированных решений, облегчающий жизнь конструкторам-любителям. Я тоже не стал себе усложнять задачу и выбрал наиболее простой, качественный, с малым количеством деталей, не требующий настройки и стабильно работающий усилитель на микросхеме TDA7294 от SGS-THOMSON MICROELECTRONICS. В последнее время в интернете распространились претензии к этой микросхеме, которые выражались примерно в следующем: "самопроизвольно возбуждается, при неправильной разводке; горит, по любому поводу, и т.д.". Ничего подобного. Спалить её можно только неправильным включением или замыканием, а случаев возбуждения не было замечено ни разу, и не только у меня. Кроме того, у неё есть внутренняя защита от короткого замыкания в нагрузке и защита от перегрева. Также в ней реализованы функция приглушения (используется для предотвращения щелчков при включении) и функция режима ожидания (когда нет сигнала). Эта ИМС представляет собой УНЧ класса АВ. Одной из основных особенностей этой микросхемы является применение полевых транзисторов в предварительных и выходных каскадах усиления. К ее достоинствам относятся большая выходная мощность (до 100 Вт на нагрузке сопротивлением 4 Ом), возможность работы в широком диапазоне питающих напряжений, высокие технические характеристики (малые искажения, низкий уровень шума, широкий диапазон рабочих частот и т.д.), минимум необходимых внешних компонентов и небольшая стоимость
Основные характеристики TDA7294:
Параметр |
Условия |
Минимум |
Типовое | Максимум | Единицы |
| Напряжение питания | ±10 | ±40 | В | ||
| Диапазон воспроизводимых частот | сигнал 3db Выходная мощность 1Вт |
20-20000 | Гц | ||
| Долговременная выходная мощность (RMS) | коэф-т гармоник 0,5%: Uп = ± 35 В, Rн = 8 Ом Uп = ± 31 В, Rн = 6 Ом Uп = ± 27 В, Rн = 4 Ом |
60 60 60 |
70 70 70 |
Вт | |
| Пиковая музыкальная выходная мощность (RMS), длительность 1 сек. | коэф-т гармоник 10%: Uп = ± 38 В, Rн = 8 Ом Uп = ± 33 В, Rн = 6 Ом Uп = ± 29 В, Rн = 4 Ом |
100 100 100 |
Вт | ||
| Общие гармонические искажения | Po = 5Вт; 1кГц Po = 0,1-50Вт; 20-20000Гц |
0,005 |
0,1 |
% | |
| Uп = ± 27 В, Rн = 4 Ом: Po = 5Вт; 1кГц Po = 0,1-50Вт; 20-20000Гц |
0,01 |
% | |||
| Температура срабатывания защиты | 145 | 0 C | |||
| Ток в режиме покоя | 20 | 30 | 60 | мА | |
| Входное сопротивление | 100 | кОм | |||
| Коэффициент усиления по напряжению | 24 | 30 | 40 | дБ | |
| Пиковое значение выходного тока | 10 | А | |||
| Рабочий диапазон температур | 0 | 70 | 0 C | ||
| Термосопротивление корпуса | 1,5 | 0 C/Вт | |||
(PDF формат).
Схем включения этой микросхемы достаточно много, рассмотрю самую простую:
Типовая схема включения:
Перечень элементов:
| Позиция | Наименование | Тип | Количество |
| С1 | 0,47 мкФ | К73-17 | 1 |
| С2, С4, С5, С10 | 22 мкФ х 50 B | К50-35 | 4 |
| С3 | 100 пФ | 1 | |
| C6, С7 | 220 мкФ х 50 B | К50-35 | 2 |
| C8, С9 | 0,1 мкФ | К73-17 | 2 |
| DA1 | TDA7294 | 1 | |
| R1 | 680 Ом | МЛТ-0,25 | 1 |
| R2…R4 | 22 кОм | МЛТ-0,25 | 3 |
| R5 | 10 кОм | МЛТ-0,25 | 1 |
| R6 | 47 кОм | МЛТ-0,25 | 1 |
| R7 | 15 кОм | МЛТ-0,25 | 1 |
Микросхему необходимо установить на радиатор площадью >600 см 2 . Будьте внимательны, на корпусе микросхемы находится не общий, а минус питания! При установке микросхемы на радиатор лучше использовать термопасту. Желательно проложить между микросхемой и радиатором диэлектрик (слюду, например). В первый раз я не придал этому значения, подумал, а с какого такого перепугу я буду замыкать радиатор на корпус, но в процессе отладки конструкции, нечаянно упавший со стола пинцет замкнул как раз радиатор на корпус. Взрыв был классным! Микросхемы просто разнесло на куски! В общем отделался лёгким испугом и 10$ :). На плате с усилителем желательно также поставить на питание мощные электролиты 10000мк х 50в, дабы при пиках мощности провода от блока питания не давали провалы напряжения. Вообще, чем больше ёмкость конденсаторов на питании - тем лучше, как говорится "кашу маслом не испортишь". Конденсатор C3 можно убрать (или не ставить), я так и сделал. Как выяснилось, именно из-за него, при включении перед усилителем регулятора громкости (простого переменного резистора) получалась RC цепочка, которая при увеличении громкости косила высокие частоты, а вообще он нужен чтобы предотвращать возбуждение усилителя при подаче на вход ультразвука. Вместо C6, C7 я поставил на плате 10000мк х 50в, С8, С9 можно ставить любого близкого номинала - это фильтры питания, они могут стоять в блоке питания, а можно их припаять навесным монтажом, что я и сделал.
Плата:
Я лично не очень люблю использовать готовые платы, по одной простой причине - трудно найти точно такие же по размеру элементы. Но в усилителе разводка может сильно влиять на качество звука, поэтому Вам решать какую плату выбрать. Поскольку я собирал усилитель сразу на 5-6 каналов, соответственно плата сразу на 3 канала:
В векторном формате (Corel Draw 12)
Блок питания усилителя, фильтр НЧ и др.
Блок питания
Почему-то, блок питания усилителя вызывает много вопросов. На самом деле, как раз тут-то, всё достаточно просто. Трансформатор, диодный мост и конденсаторы - это основные элементы блока питания. Этого достаточно для сборки самого простого блока питания.
Для питания усилителя мощности стабилизация напряжения неважна, а важны ёмкости конденсаторов по питанию, чем больше - тем лучше. Важна также толщина проводов от блока питания до усилителя.
Мой блок питания реализован по следующеё схеме:
Питание +-15В предназначено для питания операционных усилителей в предварительных каскадах усилителя. Можно обойтись без дополнительных обмоток и диодных мостов, запитав модуль стабилизации от 40В, но стабилизатору придётся гасить очень большой перепад напряжения, что приведёт к значительному нагреву микросхем стабилизаторов. Микросхемы стабилизаторов 7805/7905 - импортные аналоги наших КРЕН.
Возможны вариации блоков А1 и А2:
Блок A1 - фильтр для подавления помех питания.
Блок А2 - блок стабилизированных напряжений +-15В. Первый альтернативный вариант - простой в реализации, для питания слаботочных источников, второй - качественный стабилизатор, но требует точного подбора комплектующих (резисторов), иначе получите перекос плеч "+" и "-", что даст потом перекос нуля на операционных усилителях.
Трансформатор
Трансформатор блока питания для стерео усилителя на 100Ват должен быть примерно 200Ват. Поскольку я делал усилитель на 5 каналов, мне понадобился трансформатор помощнее. Но мне не надо было выкачивать все 100Ват, да и все каналы не могут одновременно отбирать мощность. Мне попался на рынке трансформатор TESLA (ниже на фото) ват эдак на 250 - 4 обмотки проводом 1,5мм по 17В и 4 обмотки по 6,3В. Соединив их последовательно я получил нужные напряжения, правда пришлось немного отмотать две обмотки на 17В, дабы получить суммарное напряжение двух обмоток ~27-30В, поскольку обмотки были сверху - труда особого это не составило.
Отличная вещь - тороидальный трансформатор, такие используются для питания галогенок в светильниках, на рынках и магазинах их полно. Если конструктивно два таких трансформатора положить один на другой - излучение будет взаимно компенсироваться, что уменьшит наводки на элементы усилителя. Беда в том, что они имеют одну обмотку на 12В. У нас на радиорынке можно сделать такой трансформатор на заказ, но стоит это удовольствие будет прилично. В принципе, можно купить 2 трансформатора на 100-150Ват и перемотать вторичные обмотки, количество витков вторичной обмотки надо будет увеличить примерно в 2-2,4 раза.
Диоды / диодные мосты
Можно купить импортные диодные сборки с током 8-12А, это значительно упрощает конструкцию. Я использовал импульсные диоды КД 213, причём делал отдельно по мосту на каждое плечо, чтобы дать запас по току для диодов. При включении происходит заряд мощных конденсаторов, бросок тока при этом весьма существенен, при напряжении 40 В и емкости 10000 мкФ ток зарядки такого конденсатора составляет ~10 А, соответственно по двум плечам 20А. При этом трансформатор и выпрямительные диоды кратковременно работают в режиме короткого замыкания. Пробой диодов по току даст неприятные последствия. Диоды были установлены на радиаторы, но я не обнаружил нагрева самих диодов - радиаторы были холодные. Для устранения помех по питанию, рекомендуют параллельно каждому диоду в мосте, устанавливать конденсатор ~0,33мкф тип К73-17. Я правда, делать этого не стал. В цепи +-15В можно применить мосты типа КЦ405, на ток 1-2А.
Конструкция
Готовая конструкция.
Самое занудное занятие - корпус. В качестве корпуса я взял старый слим корпус от персонального компьютера. Пришлось его немного укоротить по глубине, хотя это было непросто. Считаю, что корпус получился удачным - блок питания находится в отдельном отсеке и можно ещё 3 канала усиления засунуть в корпус свободно.
После полевых испытаний, выяснилось, что нелишне поставить вентиляторы на обдув радиаторов, несмотря на то, что радиаторы имеют весьма внушительные размеры. Пришлось надырявить корпус снизу и сверху, для хорошей вентиляции. Вентиляторы подключены через 100Ом подстроечный резистор 1Вт на самые малые обороты (см. след рисунок).
Блок усилителя
Микросхемы стоят на слюде и термопасте, винты тоже надо изолировать. Радиаторы и плата прикручены к корпусу через диэлектрические стойки.
Входные цепи
Очень хотелось этого не делать, только в надежде, что это всё временно....
После навешивания этих кишек, в колонках появился небольшой гул, видимо с "землёй" чё то стало не так. Мечтаю о том дне, когда я выкину это всё из усилителя и буду использовать его только как усилитель мощности.
Плата сумматора, фильтра НЧ, фазовращателя
Блок регуляции
Результат
Сзади получилось красивей, хоть ты его разверни попой вперёд... :)
Стоимость конструкции.
| TDA 7294 | $25,00 |
| конденсаторы (мощные элетролиты) | $15,00 |
| конденсаторы (остальные) | $15,00 |
| разъемы | $8,00 |
| кнопка включения | $1,00 |
| диоды | $0,50 |
| трансформатор | $10,50 |
| радиаторы с кулерами | $40,00 |
| резисторы | $3,00 |
| переменные резисторы + ручки | $10,00 |
| галетник | $5,00 |
| корпус | $5,00 |
| операционные усилители | $4,00 |
| стабилизаторы напряжения | $2,00 |
| Всего | $144,00 |
Да, недешево что-то получилось. Скорее всего чего-то не учёл, просто покупалось, как всегда, всего гораздо больше, ведь пришлось ещё экспериментировать, да и сжёг я 2 микросхемы и взорвал один мощный электролит (всего этого я не учитывал). Это расчёт усилителя на 5 каналов. Как видно очень недёшево получились радиаторы, я использовал недорогие, но массивные кулера для процессоров, на то время (полтора года назад) они были очень хороши для охлаждения процессоров. Если учесть, что ресивер начального уровня можно купить за 240$, то можно и задуматься - а надо ли Вам это:), правда там стоит усилитель более низкого качества. Усилители такого класса стоят порядка 500$.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DA1 | Аудио усилитель | TDA7294 | 1 | В блокнот | ||
| C1 | Конденсатор | 0.47 мкФ | 1 | К73-17 | В блокнот | |
| С2, С4, С5, С10 | 22 мкФ х 50 B | 4 | К50-35 | В блокнот | ||
| С3 | Конденсатор | 100 пФ | 1 | В блокнот | ||
| C6, С7 | Электролитический конденсатор | 220 мкФ х 50 B | 2 | К50-35 | В блокнот | |
| C8, С9 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 2 | К73-17 | В блокнот | |
| R1 | Резистор | 680 Ом | 1 | МЛТ-0.25 | В блокнот | |
| R2-R4 | Резистор | 22 кОм | 3 | МЛТ-0.25 | В блокнот | |
| R5 | Резистор |
Обновлено: 27.04.2016
Отличный усилитель для дома можно собрать на микросхеме TDA7294. Если вы не сильны в электронике, то такой усилитель идеальный вариант, он не требует тонкой настройки и отладки как транзисторный усилитель и прост в построении в отличие от лампового усилителя.
Микросхема TDA7294 выпускается вот уже на протяжении 20 лет и до сих пор не потеряла своей актуальности, и по прежнему востребована в кругу радиолюбителей. Для начинающего радиолюбителя, эта статья станет хорошим подспорьем для знакомства с интегральными усилителями звуковой частоты.
В этой статье я постараюсь подробно расписать устройство усилителя на TDA7294. Основной акцент сделаю на стерео усилителе, собранном по обычной схеме (1 микросхема на канал) и вкратце расскажу про мостовую схему (2 микросхемы на канал).
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
| Технические характеристики микросхемы TDA7294 | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Параметр | Условия | Минимум | Типовое | Максимум | Единицы |
| Напряжение питания | ±10 | ±40 | В | ||
| Диапазон воспроизводимых частот | Cигнал 3 db Выходная мощность 1Вт |
20-20000 | Гц | ||
| Долговременная выходная мощность (RMS) | коэф-т гармоник 0,5%: Uп = ±35 В, Rн = 8 Ом Uп = ±31 В, Rн = 6 Ом Uп = ±27 В, Rн = 4 Ом |
60 60 60 |
70 70 70 |
Вт | |
| Пиковая музыкальная выходная мощность (RMS), длительность 1 сек. | коэф-т гармоник 10%: Uп = ±38 В, Rн = 8 Ом Uп = ±33 В, Rн = 6 Ом Uп = ±29 В, Rн = 4 Ом |
100 100 100 |
Вт | ||
| Общие гармонические искажения | Po = 5Вт; 1кГц Po = 0,1–50Вт; 20–20000Гц |
0,005 | 0,1 | % | |
| Uп = ±27 В, Rн = 4 Ом: Po = 5Вт; 1кГц Po = 0,1–50Вт; 20–20000Гц |
0,01 | 0,1 | % | ||
| Температура срабатывания защиты | 145 | °C | |||
| Ток в режиме покоя | 20 | 30 | 60 | мА | |
| Входное сопротивление | 100 | кОм | |||
| Коэффициент усиления по напряжению | 24 | 30 | 40 | дБ | |
| Пиковое значение выходного тока | 10 | А | |||
| Рабочий диапазон температур | 0 | 70 | °C | ||
| Термосопротивление корпуса | 1,5 | °C/Вт | |||
Назначение выводов
| Назначение выводов микросхемы TDA7294 | |||
|---|---|---|---|
| Вывод микросхемы | Обозначение | Назначение | Подключение |
| 1 | Stby-GND | «Сигнальная земля» | «Общий» |
| 2 | In- | Инвертирующий вход | Обратная связь |
| 3 | In+ | Неинвертирующий вход | Вход аудиосигнала через разделительный конденсатор |
| 4 | In+Mute | «Сигнальная земля» | «Общий» |
| 5 | N.C. | Не используется | – |
| 6 | Bootstrap | «Вольтодобавка» | Конденсатор |
| 7 | +Vs | Питание входного каскада (+) | |
| 8 | -Vs | Питания входного каскада (-) | |
| 9 | Stby | Режим ожидания | Блок управления |
| 10 | Mute | Режим приглушения | |
| 11 | N.C. | Не используется | – |
| 12 | N.C. | Не используется | – |
| 13 | +PwVs | Питания выходного каскада (+) | Плюсовая клемма (+) блока питания |
| 14 | Out | Выход | Выход аудиосигнала |
| 15 | -PwVs | Питания выходного каскада (-) | Минусовая клемма (-) блока питания |
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.
Усилитель мощности на TDA7294
Минимум деталей в обвязке, простая печатная плата, терпение и заведомо годные детали позволят вам без труда собрать недорогой УМЗЧ на TDA7294 с чистым звучанием и хорошей мощностью для домашнего использования.
Вы можете подключить данный усилитель непосредственно к линейному выходу звуковой карты компьютера, т.к. номинальное входное напряжение усилителя 700 мВ. А уровень номинального напряжения линейного выхода звуковой карты регламентируется в пределах 0,7–2 В.
Структурная схема усилителя
На схеме представлен вариант стерео усилителя. Структура усилителя по мостовой схеме аналогична – также две платы с TDA7294.
- А0 . Блок питания
- А1 . Блок управления режимами Mute и Stand-By
- A2 . УМЗЧ (левый канал)
- A3 . УМЗЧ (правый канал)
Обратите внимание на подключение блоков. Неправильная разводка проводов внутри усилителя может вызвать дополнительные помехи. Чтобы максимально минимизировать шумы следуйте нескольким правилам:
- Питание к каждой плате усилителя нужно подводить отдельным жгутом.
- Провода питания должны быть свиты в косичку (жгут). Это позволит компенсировать магнитные поля, создаваемые протекающим по проводникам током. Берем три провода («+», «-», «Общий») и плетем из них косичку с легким натягом.
- Избегайте «земляных петель». Это такая ситуация когда общий проводник, соединяя блоки, образует замкнутый контур (петлю). Подключение общего провода должно идти последовательно от входных разъемов к регулятору громкости, от него к плате УМЗЧ и дальше на выходные разъемы. Желательно использовать изолированные от корпуса разъемы. А для входных цепей также экранированные провода в изоляции.
Перечень деталей для БП TDA7294:
Приобретая трансформатор, обратите внимание, что на нем пишут действующее значение напряжения – U Д, и, замерив вольтметром вы также увидите действующее значение. На выходе после выпрямительного мостика конденсаторы заряжаются до амплитудного напряжения – U А. Амплитудное и действующее напряжения связаны следующей зависимостью:
U А = 1,41 × U Д
Согласно характеристикам TDA7294 для нагрузки сопротивлением 4 Ом оптимальное напряжение питания ±27 вольт (U А). Выходная мощность при таком напряжении будет 70 Вт. Это оптимальная мощность для TDA7294 – уровень искажений составит 0,3–0,8 %. Увеличивать питание для повышения мощности нет смысла т.к. уровень искажений растет лавинообразно (см. график).
Вычисляем необходимое напряжение каждой вторичной обмотки трансформатора:
U Д = 27 ÷ 1,41 ≈ 19 В
У меня трансформатор с двумя вторичными обмотками, с напряжением на каждой обмотке 20 вольт. Поэтому на схеме я обозначил клеммы питания как ± 28 В.
Для получения 70 Вт на канал, учитывая КПД микросхемы 66 %, считаем мощность трансформатора:
P = 70 ÷ 0,66 ≈ 106 ВА
Соответственно для двух TDA7294 это 212 ВА. Ближайший стандартный трансформатор, с запасом, будет на 250 ВА.
Здесь уместно заявить, что мощность трансформатора посчитана для чистого синусоидального сигнала, для реального музыкального звука возможны поправки. Так, Игорь Рогов утверждает , что для усилителя мощностью 50 Вт, достаточно будет трансформатора на 60 ВА.
Высоковольтная часть БП (до трансформатора) собирается на печатной плате 35×20 мм, можно и навесным монтажом:
Низковольтная часть (А0 по структурной схеме) собрана на печатной плате 115×45 мм:
Все платы усилителя доступны в одном .
Данный блок питания для TDA7294 рассчитан на две микросхемы. Для большего количества микросхем придется заменить диодный мост и увеличить емкость конденсаторов, что повлечет за собой изменение габаритов платы.
Блок управления режимами Mute и Stand-By
Микросхема TDA7294 обладает режимом ожидания (Stand-By) и режимом приглушения (Mute). Управление этими функциями происходит через выводы 9 и 10 соответственно. Режимы будут включены пока на этих выводах напряжение отсутствует или оно меньше +1,5 В. Чтобы «разбудить» микросхему достаточно подать на выводы 9 и 10 напряжение больше +3,5 В.
Для одновременного управления всеми платами УМЗЧ (особенно актуально для мостовых схем) и экономии радиодеталей есть резон собрать отдельный блок управления (А1 по структурной схеме):
Список деталей для блока управления:
- Диод (VD1) . 1N4001 или аналогичный.
- Конденсаторы (C1, C2) . Полярные электролитические, отечественные K50-35 или импортные, 47 мкФ 25 В.
- Резисторы (R1–R4) . Обычные маломощные.
Печатная плата блока имеет размеры 35×32 мм:
Задача блока управления обеспечить бесшумное включение и отключение усилителя за счет режимов Stand-By и Mute.
Принцип работы следующий. При включении усилителя, вместе с конденсаторами блока питания, заряжается и конденсатор C2 блока управления. Как только он зарядится, режим Stand-By отключится. Чуть дольше заряжается конденсатор C1, поэтому режим Mute отключится во вторую очередь.
При отключении усилителя от сети первым разряжается конденсатор C1 через диод VD1 и включает режим Mute. Затем разряжается конденсатор C2 и устанавливает режим Stand-By. Микросхема замолкает, когда конденсаторы блока питания имеют заряд порядка 12 вольт, поэтому никаких щелчков и прочих звуков не слышно.
Усилитель на TDA7294 по обычной схеме
Схема включения микросхемы неинвертирующая, концепция соответствует оригинальной из даташита, только изменены номиналы компонентов для улучшения звуковых характеристик.
Список деталей:
- Конденсаторы:
- C1 . Пленочный, 0,33–1 мкФ.
- С2, С3 . Электролитические, 100–470 мкФ 50 В.
- С4, С5 . Пленочные, 0,68 мкФ 63 В.
- С6, С7 . Электролитические, 1000 мкФ 50 В.
- Резисторы:
- R1 . Переменный сдвоенный с линейной характеристикой.
- R2–R4 . Обычные маломощные.
Резистор R1 сдвоенный т.к. усилитель стерео. Сопротивление не более 50 кОм с линейной, а не логарифмической характеристикой для плавной регулировки громкости.
Цепь R2C1 представляет собой фильтр верхних частот (ФВЧ), подавляет частоты ниже 7 Гц, не пропуская их на вход усилителя. Резисторы R2 и R4 должны быть равны для обеспечения устойчивой работы усилителя.
Резисторы R3 и R4 организуют цепь отрицательной обратной связи (ООС) и задают коэффициент усиления:
Ку = R4 ÷ R3 = 22 ÷ 0,68 ≈ 32 дБ
Согласно даташиту коэффициент усиления должен лежать в пределах 24–40 дБ. Если меньше, то микросхема будет самовозбуждаться, если больше – вырастут искажения.
Конденсатор C2 участвует в цепи ООС, лучше взять с большей емкостью, чтобы снизить его влияние на низкие частоты. Конденсатор C3 обеспечивает увеличение напряжения питания выходных каскадов микросхемы – «вольтодобавка». Конденсаторы C4, C5 устраняют наводки вносимые проводами, а C6, C7 дополняют емкость фильтра блока питания. Все конденсаторы усилителя, кроме C1, должны быть с запасом по напряжению, поэтому берем на 50 В.
Печатная плата усилителя односторонняя, довольно компактная – 55×70 мм. При ее разработке стояла цель развести «землю» звездой, обеспечить универсальность и при этом сохранить минимальные габариты. Думаю это одна из самых маленьких плат для TDA7294. Данная плата рассчитана под установку одной микросхемы. Для стерео варианта, соответственно, понадобится две платы. Их можно установить рядом или одну над другой как у меня. Подробнее про универсальность расскажу чуть позже.
Радиатор, как видите, указан на одной плате, а вторая, аналогичная, крепится к нему сверху. Фотографии будут чуть дальше.
Усилитель на TDA7294 по мостовой схеме
Мостовая схема это сопряжение двух обычных усилителей с некоторыми поправками. Такое схемотехническое решение рассчитано для подключения акустики сопротивлением не 4, а 8 Ом! Акустика подключается между выходами усилителей.
Отличий от обычной схемы всего два:
- входной конденсатор C1 второго усилителя подключается к «земле»;
- добавлен резистор обратной связи (R5).
Печатная плата также представляет собой комбинацию из усилителей по обычной схеме. Размер платы – 110×70 мм.
Универсальная плата для TDA7294
Как вы уже заметили, вышеупомянутые платы по сути одинаковые. Следующий вариант печатной платы полностью подтверждает универсальность. На этой плате можно собрать стерео усилитель 2×70 Вт (обычная схема) или моно усилитель 1×120 Вт (мостовая). Размер платы – 110×70 мм.
Обратите внимание. Для использования этой платы в мостовом варианте, необходимо установить резистор R5, а перемычку S1 установить в горизонтальном положении. На рисунке эти элементы изображены пунктиром.
Для обычной схемы резистор R5 не нужен, а перемычку необходимо установить в вертикальном положении.
Сборка и наладка
Сборка усилителя не вызовет особых трудностей. Как таковой наладки усилитель не требует и заработает сразу при условии, что все собрано правильно и микросхема не бракованная.
Перед первым включением :
- Убедитесь в правильном монтаже радиодеталей.
- Проверьте правильность подключения проводов питания, не забывайте, что на моей плате усилителя «земля» находится не по центру между плюсом и минусом, а с краю.
- Убедитесь, что микросхемы изолированы от радиатора, если нет, то проверьте отсутствие контакта радиатора с «землей».
- Подавайте питание по очереди на каждый усилитель, так есть шанс не сжечь сразу все TDA7294.
Первое включение :
- Нагрузку (акустику) не подключаем.
- Входы усилителей замыкаем на «землю» (замкнуть X1 с X2 на плате усилителя).
- Подаем питание. Если с предохранителями в БП все нормально и ничего не задымилось, то запуск удался.
- Мультиметром проверяем отсутствие постоянного и переменного напряжения на выходе усилителя. Допускается незначительное постоянное напряжение, не более ±0,05 вольта.
- Отключаем питание и проверяем на нагрев корпус микросхемы. Будьте внимательны, конденсаторы в БП долго разряжаются.
- Через переменный резистор (R1 по схеме) подаем звуковой сигнал. Включаем усилитель. Звук должен появиться с небольшой задержкой, а при выключении сразу пропадать, это характеризует работу блока управления (A1).
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
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.