Tda7294 от компьютерного блока питания. Микросхема усилитель TDA7294: описание, datasheet и примеры использования. Основные характеристики TDA7294
BM2033
Усилитель НЧ 100 Вт (TDA7294, готовый блок)
1463 руб.
Предлагаемый блок - это надежный мощный усилитель НЧ, обладающий малыми габаритами, минимальным числом внешних пассивных элементов обвязки, широким диапазоном питающих напряжений и сопротивлений нагрузки. Усилитель можно использовать как на открытом воздухе, так и в помещении в составе Вашего музыкального аудиокомплекса. Усилитель хорошо зарекомендовал себя как УНЧ для сабвуфера.
Внимание! Данный усилитель требует ДВУПОЛЯРНОГО источника питания и, если Вы планируете его использовать в автомобиле от аккумулятора, то в таком случае понадобятся ДВА АККУМУЛЯТОРА или один аккумулятор совместно с NM1025 .
| Параметр | Значение |
| Uпит. постоянное ДВУПОЛЯРНОЕ, В | ±10...40 |
| Uпит. ном. постоянное ДВУПОЛЯРНОЕ, В | ±40 |
| Iпотр. макс. при Uпит. ном. | 100 Вт / 36 В = 2,5 А |
| Iпокоя, мА | 60 |
| Рекомендуемый сетевой источник питания в комплект не входит | трансформатор с двумя вторичными обмотками ТТП-250 + диодный мост KBU8M + ECAP 1000/50V (2 шт.), либо два блока питания S-100F-24 (не для макс. мощности) либо NT606 (не для макс. мощности) |
| Рекомендуемый радиатор, в комплект не входит. Размер радиатора достаточен, если при работе установленный на нем элемент не нагревается более 70 °С (при касании рукой - терпимо) |
205AB0500B , 205AB1000B 205AB1500B , 150AB1500MB Устанавливать через изолятор КПТД ! |
| Режим работы | АВ класс |
| Uвх., В | 0,25...1,0 |
| Uвх.ном., В | 0,25 |
| Rвх., кОм | 100 |
| Rнагр., Ом | 4... |
| Rнагр.ном., Ом | 4 |
| Рмах. при Кгарм.=10%, Вт | 1 х 100 (4 Ом, ±29 В), 1 х 100 (6 Ом, ±33 В), 1 х 100 (8 Ом, ±38 В) |
| Тип микросхемы УМЗЧ | TDA7294 |
| fраб., Гц | 20...20 000 |
| Динамический диапазон, Дб | |
| КПД при f=1кГц, Pном. | |
| Ксигн./шум, дБ | |
| Защита от короткого замыкания | Да |
| Защита от перегрузки по току | |
| Защита от перегрева | Да |
| Габаритные размеры, ДхШхВ, мм | 43 x 33 |
| Рекомендуемый корпус в комплект не входит | |
| Температура эксплуатации, °С | 0...+55 |
| Относительная влажность эксплуатации, % | ...55 |
| Производство | Контрактное производство в России |
| Гарантийный срок эксплуатации | 12 месяцев с даты покупки |
| Срок эксплуатации | 5 лет |
| Вес, г |
УНЧ выполнен на интегральной микросхеме TDA7294. Эта ИМС представляет собой УНЧ класса АВ. Благодаря широкому диапазону питающих напряжений и возможности отдавать ток в нагрузку до 10 А, микросхема обеспечивает одинаковую максимальную выходную мощность на нагрузках от 4 Ом до 8 Ом. Одной из основных особенностей этой микросхемы является применение полевых транзисторов в предварительных и выходных каскадах усиления.
Конструктивно усилитель выполнен на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Конструкция предусматривает установку платы в корпус, для этого зарезервированы монтажные отверстия по краям платы под винты 2.5 мм.
Микросхему усилителя необходимо установить на теплоотвод (в набор не входит) площадью не менее 600 см2. В качестве радиатора можно использовать металлический корпус или шасси устройства, в которое производится установка УНЧ. При монтаже рекомендуется использовать теплопроводную пасту типа КТП-8, для повышения надежности работы ИМС.
Для "мягкого" выключения звука используется нога 10 (MUTE) микросхемы.
Для "мягкого" выключения усилителя в Дежурный Режим используется нога 9 (STAND-BY) микросхемы.
В данном исполнении в усилителе используется одновременное управление двумя режимами (MUTE и STAND-BY).
SW1 разомкнут - звук включен, усилитель включен
SW1 замкнут - MUTE - без звука, STAND-BY - режим ожидания
Усилитель работает, когда напряжение на ноге 9 и на ноге 10 больше + 3,5 вольт. Такие уровни позволяют управлять усилителем от обычных цифровых микросхем.
Если напряжение на соответствующем выводе меньше, чем +1,5 вольта относительно земли (на самом деле относительно вывода 1, соединенного с землей), то режим включен - микросхема молчит, или вообще отключена. Если напряжение больше +3,5 В, то режим отключен.
Правильно собранный УНЧ не требует настройки. Однако перед его использованием необходимо проделать несколько операций:
1. Проверьте правильность подключения источника сигнала, нагрузки и управляющих сигналов MUTE/ST-BY (при отказе использования штатного переключателя SW1).
2. Подайте напряжение питания, полезный сигнал, а затем замкните SW1 для запуска микросхемы.
Блок настроен и полностью готов к эксплуатации.
Х1 - Вход. Сюда подайте сигнал от предварительного усилителя, выхода AUX магнитолы.
Х2 - GND (общий). На Х1,Х2 подайте усиливаемый сигнал.
Х3 - Подключите красный положительный провод питания +48В
Х4 - GND (общий). Подключите зеленый провод питания (средняя точка соединения однополярных источников питания).
Х5 - Положительный выход "+" на динамик.
Х6 - Отрицательный выход "-" на динамик. Внимание: это не -48В (не минус двуполярного питания!) К Х5,Х6 подключите динамик.
Х7 - Подключите черный отрицательный провод питания -48В.
Схема электрическая принципиальная BM2033
Схема подключений BM2033 после темброблока ВМ2111
Использование BM2033 совместно с NM1025
Информация о требуемом двуполярном источнике питания для BM2033
В качестве стереоусилителя мы не рекомендуем использовать очень мощные схемы, требующие двуполярного питания
по причине отсутсвия в наличии источников двуполярного питания. Если Вы приняли решение купить мощный усилитель BM2033 (1 x 100 Вт) или BM2042 (1 x 140 Вт) , то это значит, что Вы готовы к покупке мощного
блока питания, стоимость которого может превышать стоимость самого усилителя в несколько раз
.
В качестве источника питания можно использовать IN3000S (+6...15В/3А) , либо IN5000S (+6...15В/5А) , либо PS-65-12 (+12В/5,2А) , либо PW1240UPS (+12В/4А) , либо PW1210PPS (+12В/10,5А) , либо LPS-100-13.5 (+13,5V/7,5A) , либо LPP-150-13.5 (+13,5В/11,2А) .
Усилители BM2033 (1 x 100 Вт) и BM2042 (1 x 140 Вт) требуют двуполярного источника питания
, которое, к сожалению, в готовом виде у нас отсутствует. Как вариант, его можно обеспечить последовательно соединенными однополярными
источниками питания из перечисленных выше источников. В этом случае стоимость источника питания возрастает в два раза
.
Как ни странно, но у многих пользователей проблемы начинаются уже при покупке источника двуполярного питания либо самостоятельного его изготовления. При этом часто допускают две самые распространенные ошибки:
- Используют источник однополярного питания
- При покупке или изготовлении принимают во внимание действующее значение напряжения вторичной обмотки трансформатора
, которое написано на корпусе трансформатора и которое показывает вольтметр при измерении.
Описание схемы источника двуполярного питания для BM2033
1.1 Трансформатор
- должен иметь ДВЕ ВТОРИЧНЫЕ ОБМОТКИ
. Либо одна вторичная обмотка с отводом от средней точки (встречается очень редко). Итак, если у вас трансформатор с двумя вторичными обмотками, то их необходимо соединить как показано на схеме. Т.е. начало одной обмотки с концом другой (начало обмотки обозначается черной точкой, на схеме это показано). Перепутаете, ничего не будет работать. Когда соединили обе обмотки, проверяем напряжение в точках 1 и 2. Если там напряжение, равное сумме напряжений обеих обмоток, то вы соединили все правильно. Точка соединения двух обмоток и будет "общим" (земля, корпус, GND, называйте как хотите). Это первая распространенная ошибка, как мы видим: обмоток должно быть две, а не одна.
Теперь вторая ошибка: В даташите (тех. описание микросхемы) на микросхему TDA7294 указано: для нагрузки 4Ома рекомендуется питание +/-27. Ошибка в том, что люди часто берут трансформатор с двумя обмотками 27В, ЭТОГО ДЕЛАТЬ НЕЛЬЗЯ!!!
Когда вы покупаете трансформатор, на нем пишут действующее значение
, и вольтметр вам тоже показывает действующее значение. После того, как напряжение выпрямляется, им заряжаются конденсаторы. А заряжаются они уже до амплитудного значения
которое в 1.41 (корень из 2ух) раза больше действующего значения. Стало быть, чтобы на микросхеме было напряжение 27В, то обмотки трансформатора должны быть на 20В (27 / 1,41 = 19,14 Т.к. на такое напряжение трансформаторы не делают, то возьмем ближайшее: 20В). Суть думаю ясна.
Теперь о мощности: для того, чтобы TDA выдала свои 70Вт, ей необходим трансформатор мощностью минимум 106Вт (КПД у микросхемы 66%), желательно больше. Например для стерео усилителя на TDA7294 очень хорошо подойдет трансформатор мощностью 250Вт
1.2 Выпрямительный мостик - Тут как правило вопросов не возникает, но все же. Я лично предпочитаю ставить выпрямительные мосты, т.к. не надо возиться с 4мя диодами, так удобнее. Мостик должен обладать следующими характеристиками: обратное напряжение 100В, прямой ток 20А. Ставим такой мостик и не паримся, что в один "прекрасный" день он сгорит. Такого мостика хватает на две микросхемы и емкость конденсаторов в БП 60"000мкФ (когда конденсаторы заряжаются, через мостик проходит очень высокий ток)
1.3 Конденсаторы
- Как видно, в схеме БП используется 2 типа конденсаторов: полярные (электролитические) и неполярные (пленочные). Неполярные (С2, С3) необходимы для подавления ВЧ помех. По емкости ставьте что будет: от 0,33мкФ до 4мкФ. Желательно ставить наши К73-17, довольно неплохие конденсаторы. Полярные (С4-С7) необходимы для подавления пульсации напряжения, да и к тому же отдают свою энергию при пиках нагрузки усилителя (когда трансформатор не может обеспечить требуемый ток). По емкости до сих пор люди спорят, сколько все таки нужно. Я на опыте понял, что на одну микросхему, достаточно 10000 мкФ в плечо. Напряжение конденсаторов: выбирайте сами, в зависимости от питания. Если у вас трансформатор на 20В, то выпрямленное напряжение будет 28,2В (20 х 1,41 = 28,2), конденсаторы можно поставить на 35В. С неполярными то же самое. Вроде бы ничего не упустил...
В итоге у нас получился БП содержащий 3 клеммы: "+" , "-" и "общий" С БП закончили, переходим к микросхеме.
2) Микросхемы TDA7294 и TDA7293
2.1.1 Описание выводов микросхемы TDA7294
1 - Сигнальная земля
4 - Тоже сигнальная земля
5 - Вывод не используется, можете его смело отламывать (главное не перепутайте!!!)
7 - "+" питания
8 - "-" питания
11 - Не используется
12 - Не используется
13 - "+" питания
14 - Выход микросхемы
15 - "-" питания
2.1.2 Описание выводов микросхемы TDA7293
1 - Сигнальная земля
2 - Инверсный вход микросхемы (в стандартной схеме сюда подключается ОС)
3 - Неинверсный вход микросхемы, сюда подаем аудиосигнал, через разделительный конденсатор С1
4 - Тоже сигнальная земля
5 - Клиппметр, в принципе абсолютно ненужная функция
6 - Вольтодобавка (Bootstrap)
7 - "+" питания
8 - "-" питания
9 - Вывод St-By. Предназначен для перевода микросхемы в дежурный режим (т.е. грубо говоря усилительная часть микросхемы отключается от питания)
10 - Вывод Mute. Предназначен для ослабления входного сигнала (грубо говоря, отключается вход микросхемы)
11 - Вход оконечного каскада усиления (используется при каскадировании микросхем TDA7293)
12 - Сюда подключается конденсатор ПОС (С5) когда напряжение питания превышает +/-40В
13 - "+" питания
14 - Выход микросхемы
15 - "-" питания
2.2 Разница между микросхемами TDA7293 и TDA7294
Такие вопросы встречаются постоянно, итак, вот основные отличия TDA7293:
- Возможность параллельного включения (фигня полная, нужен мощный усилитель - собирайте на транзисторах и будет вам счастье)
- Повышенная мощность (на пару десятков ватт)
- Повышенное напряжение питания (иначе предыдущий пункт был бы не актуален)
- Еще вроде говорят что она вся сделана на полевых транзисторах (а толку то?)
Вот вроде бы все отличия, от себя лишь добавлю что у всех TDA7293 наблюдается повышенная глючность - слишком часто горят.
- Как подключить светодиод для контроля пуска усилителя ВМ2033?
- Светодиод следует подключить параллельно любому плечу источника питания. Не забудьте установить последовательно светодиоду токоограничивающий R=1 кОм.
ВМ2033 - просто сказка! Заменил им сгоревший канал в старом "Cтарт 7235". Качает раза в 1,5-2 мощнее прежнего, при том что греется меньше. Сейчас хочу им же заменить оконечники в "Вега122". Огорчила только одна мелочь - из-за своей невнимательности прикрутил микросхему напрямую к радиатору. В результате - пришлось перепаивать саму микросхему и востанавливать перегоревшую дорожку.
Блок питания
Как ни странно, но у многих проблемы начинаются уже здесь. Две самых распространенных ошибки:
- Однополярное питание
- Ориентирование на напряжение вторичной обмотки трансформатора (действующее значение).
Трансформатор
- должен иметь ДВЕ ВТОРИЧНЫЕ ОБМОТКИ
.
Либо одна вторичная обмотка с отводом от средней точки (встречается
очень редко). Итак, если у вас трансформатор с двумя вторичными
обмотками, то их необходимо соединить как показано на схеме. Т.е.
начало одной обмотки с концом другой (начало обмотки обозначается
черной точкой, на схеме это показано). Перепутаете, ничего не будет
работать. Когда соединили обе обмотки, проверяем напряжение в точках 1
и 2. Если там напряжение, равное сумме напряжений обеих обмоток, то вы
соединили все правильно. Точка соединения двух обмоток и будет "общим"
(земля, корпус, GND, называйте как хотите). Это первая распространенная
ошибка, как мы видим: обмоток должно быть две, а не одна.
Теперь
вторая ошибка: В даташите (тех. описание микросхемы) на микросхему
TDA7294 указано: для нагрузки 4Ома рекомендуется питание +/-27. Ошибка
в том, что люди часто берут трансформатор с двумя обмотками 27В, ЭТОГО ДЕЛАТЬ НЕЛЬЗЯ!!!
Когда вы покупаете трансформатор, на нем пишут действующее значение
,
и вольтметр вам тоже показывает действующее значение. После того, как
напряжение выпрямляется, им заряжаются конденсаторы. А заряжаются они
уже до амплитудного значения
которое в 1.41 (корень
из 2ух) раза больше действующего значения. Стало быть, чтобы на
микросхеме было напряжение 27В, то обмотки трансформатора должны быть
на 20В (27 / 1,41 = 19,14 Т.к. на такое напряжение трансформаторы не
делают, то возьмем ближайшее: 20В). Суть думаю ясна.
Теперь о
мощности: для того, чтобы TDA выдала свои 70Вт, ей необходим
трансформатор мощностью минимум 106Вт (КПД у микросхемы 66%),
желательно больше. Например для стерео усилителя на TDA7294 очень
хорошо подойдет трансформатор мощностью 250Вт
Выпрямительный мостик - Тут как правило вопросов не возникает, но все же. Я лично предпочитаю ставить выпрямительные мосты, т.к. не надо возиться с 4мя диодами, так удобнее. Мостик должен обладать следующими характеристиками: обратное напряжение 100В, прямой ток 20А. Ставим такой мостик и не паримся, что в один "прекрасный" день он сгорит. Такого мостика хватает на две микросхемы и емкость конденсаторов в БП 60"000мкФ (когда конденсаторы заряжаются, через мостик проходит очень высокий ток)
Конденсаторы
- Как видно, в схеме БП используется 2 типа конденсаторов: полярные
(электролитические) и неполярные (пленочные). Неполярные (С2, С3)
необходимы для подавления ВЧ помех. По емкости ставьте что будет: от
0,33мкФ до 4мкФ. Желательно ставить наши К73-17, довольно неплохие
конденсаторы. Полярные (С4-С7) необходимы для подавления пульсации
напряжения, да и к тому же отдают свою энергию при пиках нагрузки
усилителя (когда трансформатор не может обеспечить требуемый ток). По
емкости до сих пор люди спорят, сколько все таки нужно. Я на опыте
понял, что на одну микросхему, достаточно 10000 мкФ в плечо. Напряжение
конденсаторов: выбирайте сами, в зависимости от питания. Если у вас
трансформатор на 20В, то выпрямленное напряжение будет 28,2В (20 х 1,41
= 28,2), конденсаторы можно поставить на 35В. С неполярными то же
самое. Вроде бы ничего не упустил...
В итоге у нас получился БП содержащий 3 клеммы: "+" , "-" и "общий" С БП закончили, переходим к микросхеме.
Напряжение питания
Есть такие экстремалы, запитывают TDA7294 от 45В, потом удивляются: а че горит? Горит потому, что микросхема работает на пределе. Сейчас тут мне скажут: "У меня +/-50В и все работает, не гони!!!", ответ прост: "Вруби на максимальную громкость и засеки время секундомером"
Если у вас нагрузка 4 Ома, то оптимальное питание будет +/- 27В (обмотки трансформатора на 20В)
Если у вас нагрузка 8 Ом, то оптимальное питание будет +/- 35В (обмотки трансформатора на 25В)
С таким напряжением питания микросхема будет работать долго и без
глюков (у меня выдерживала КЗ выхода в течение минуты, и ничего не
сгорело, как обстоят дела с этим у товарищей экстремалов я не знаю, они
молчат)
И еще: если вы все таки решили сделать напряжение питания больше нормы,
то не забывайте: от искажений вы все равно никуда не денетесь Больше
70Вт (напряжение питания +/-27В) с микросхемы выжимать бесполезно, т.к.
слушать этот скрежет невозможно!!!
Вот график зависимости искажений (THD) от выходной мощности (Pout):
Как мы видим, при выходной мощности 70Вт искажения у нас в районе 0,3-0,8% - это вполне приемлемо и на слух не заметно. При мощности 85Вт искажения уже 10%, это уже хрип и скрежет, в общем слушать звук при таких искажениях невозможно. Отсюда получается, что увеличивая напряжение питания, вы увеличиваете выходную мощность микросхемы, а толку то? Все равно после 70Вт слушать не возможно!!! Так что примите к сведению, плюсов тут никаких нет.
Схемы включения - оригинальная (обычная)
C1
- Лучше ставить пленочный конденсатор К73-17, емкость от 0,33мкФ и выше
(чем больше емкость, тем меньше ослабляется низкая частота т.е. всеми
любимые басы).
С2
- Лучше ставить 220мкФ 50В - опять таки, басы станут лучше
С3, С4
- 22мкФ 50В - определяют время включения микросхемы (чем больше емкость, тем дольше длительность включения)
С5
- вот он, конденсатор ПОС (как его подключать я написал в пункте 2.1 (в
самом конце). Его тоже лучше взять 220мкФ 50В (отгадайте с 3ех
раз...басы будут лучше)
С7, С9
- Пленочные, номинал любой: 0,33мкФ и выше на напряжение 50В и выше
С6, С8
- Можно не ставить, у нас в БП уже стоят конденсаторы
R2, R3
- Определяют коэффициент усиления. По умолчанию он равен 32 (R3 / R2), лучше не менять
R4, R5
- По сути та же функция, что и у C3, С4
На схеме есть непонятные клеммы VM и VSTBY - их необходимо подключить к ПЛЮСУ питания, иначе ничего работать не будет.
Схемы включения - мостовая
Схема тоже взята из даташита:
По
сути эта схема представляет из себя 2 простых усилителя, с той лишь
разницей, что колонка (нагрузка) включена между выходами усилителя.
Есть еще пара нюансов, о них чуть позже. Такая схема может
использоваться когда у вас нагрузка 8Ом (Оптимальное питание микросхем
+/-25В) или 16Ом (Оптимальное питание +/-33В). Для нагрузки 4Ома делать
мостовую схему бессмысленно, микросхемы не выдержат ток - результат
думаю известен.
Как я сказал выше, мостовая схема собирается из 2ух
обычных усилителей. При этом, вход второго усилителя подключается к
земле. Еще прошу обратить внимание на резистор который подключен между
14й "ногой" первой микросхемы (на схеме: вверху) и 2ой "ногой" второй
микросхемы (на схеме: внизу). Это резистор обратной связи, если его не
подключить, усилитель работать не будет.
Еще здесь изменены цепи Mute (10я "нога") и Stand-By (9я "нога"). Это
не принципиально, делайте так, как вам нравится. Главное чтобы на лапах
Mute и St-By было напряжение больше 5В, тогда микросхема будет работать.
Пара слов о функциях Mute и Stand-By
Mute - По своей сути, эта функция микросхемы позволяет отключить
вход. Когда на выводе Mute (10я лапа микросхемы) напряжение от 0В до
2,3В производится ослабление входного сигнала на 80дБ. При напряжении
на 10й лапе более 3,5В ослабления не происходит
- Stand-By - Перевод усилителя в дежурный режим. Эта функция отключает
питание выходных каскадов микросхемы. При напряжении на 9-ом выводе
микросхемы более 3ех вольт, выходные каскады работают в своем
нормальном режиме.
Реализовать управление этими функциями можно двумя способами:
В чем разница? По сути своей ни в чем, делайте так, как вам удобно. Я лично выбрал первый вариант (раздельное управление)
Выводы обоих схем должны быть подключены либо к "+" питания (в этом
случае микросхема включена, звук есть), либо к "общему" (микросхема
выключена, звука нет).
Печатная плата
Вот печатная плата для TDA7294 формате Sprint-Layout: скачать .
Плата нарисована со стороны дорожек, т.е. при печати надо зеркалить (для лазерно-утюжного метода изготовления печатных плат)
Печатную плату я делал универсальную, на ней можно собрать как простую
схему, так и мостовую. Для просмотра необходима программа Sprint Layout .
Пробежимся по плате и разберем что к чему относится:
Основная плата
(в самом верху) - содержит 4 простых схемы с возможностью объединения
их в мостовые. Т.е. на этой плате можно собрать либо 4 канала, либо 2
мостовых канала, либо 2 простых канала и один мостовой. Универсал одним
словом.
Обратите внимание на резистор 22к обведенный красным
квадратом, его необходимо впаивать если вы планируете делать мостовую
схемы, так же необходимо впаять входной конденсатор как показано на
разводке (крестик и стрелочка). Радиатор можно купить в магазине Чип и
Дип, продается там такой 10х30см, плата делалась как раз под него.
Плата Mute/St-By
- Так уж получилось что для этих
функций я сделал отдельную плату. Все подключать по схеме. Mute (St-By)
Switch - это переключатель (тумблер), на разводке показано какие
контакты замыкать чтобы микросхема работала.
Сигнальные провода от платы Mute/St-By на основной плате подключать так:
Провода питания (+V и GND) подключать в блок питания.
Конденсаторы можно поставить 22мкФ 50В (не 5 штук в ряд, а одну штуку.
Количество конденсаторов зависит от количества микросхем, управляемых
этой платой)
Платы БП.
Тут все просто, впаиваем мостик, электролитические конденсаторы, подключаем провода, НЕ ПУТАЕМ ПОЛЯРНОСТЬ!!!
Надеюсь сборка не вызовет затруднений. Печатная плата проверена, все работает. При правильной сборке усилитель запускается сразу.
Усилитель не заработал с первого раза
Ну что же, бывает. Отключаем усилитель от сети и начинаем искать ошибку
в монтаже, как правило в 80% случаев ошибка в неправильном монтаже.
Если ничего не найдено, то снова включаем усилитель в сеть, берем
вольтметр и проверяем напряжения:
- Начнем с напряжения питания: на 7ой и 13ой лапе должен быть "+"
питания; На 8ой и 15ой лапах должен быть "-" питания. Напряжения должны
быть одинаковой величины (По крайне мере разброс должен быть не больше
0,5В).
- На 9ой и 10ой лапах должно быть напряжение больше 5В. Если напряжение
меньше, значит вы ошиблись в плате Mute/St-By (перепутали полярность,
тумблер не так поставили)
- При замкнутом на землю входе, на выходе усилителя должно быть 0В.
Если там напряжение больше 1В, то тут уже что-то с микросхемой
(возможно брак или левая микросхема)
Если все пункты в порядке, то микросхема обязана работать. Проверьте
уровень громкости источника звука. Я когда только собрал этот
усилитель, включаю его в сеть...звука нет...через 2 секунды все
заиграло, знаете почему? Момент включения усилителя пришелся на паузу
между треками, вот так вот бывает.
(С) Михаил aka ~D"Evil~ Санкт-Петербург, 2006г.
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
Разновидностей бюджетных усилителей довольно много и это один из них. Схема очень проста и содержит в своем составе всего одну микросхему, несколько резисторов и конденсаторов. Характеристики усилителя довольно серьезные, при столь незначительных затратах. Выходная мощность достигает 100 Вт в максимальной мощности. Абсолютно чистый выход равен 70 Вт.
Характеристики усилителя
Более подробные характеристики усилителя на TDA7294:- Питание двухполярное со средней точкой от 12 до 40 В.
- F вых. - 20-20000 Гц
- Р вых. макс. (пит.+-40V, Rн=8 Ом) - 100 Вт.
- Р вых. макс. (пит.+-35V, Rн=4 Ом) - 100 Вт.
- К гарм. (Рвых.=0.7 Р макс.) - 0.1%.
- Uвх - 700 мВ.
Такие усилители отлично работают в паре, поэтому делайте таких таких два и у вас получится простой стерео усилитель. Более подробные характеристики усилителя и схем включения можно посмотреть в .
Блок питания для усилителя желательно выбирать в полтора раза мощнее, так что учтите.
Печатная плата усилителя
Рисунок расположения элементов:
Скачать в плату в формате lay:
(cкачиваний: 1225)
При печати выставить масштаб 70%.
Готовый усилитель
Микросхему необходимо устанавливать на радиатор, лучше с вентилятором, так как он будет меньше в размерах. Делать печатную плату совсем не обязательно. Можно взять макетную с большим количеством отверстий и собрать усилитель минут за 30.
Я советую вам собрать столь простой усилитель, который себя отлично зарекомендовал.
Блок питания
Блок питания полнен по классической схеме с трансформатором 150 Вт. Рекомендую брать трансформатор с кольцевым сердечником, так как он мощнее, меньше и излучает минимум сетевых помех и электромагнитного фона переменного напряжения. Фильтрующие конденсаторы каждого плеча 10000 мкФ.Собирайте свой усилитель и до новых встреч!
В данной статье речь пойдет о довольно распространенной и популярной микросхеме-усилителе TDA7294 . Рассмотрим ее краткое описание, технические характеристики, типовые схемы подключения и приведем схему усилителя с печатной платой.
Описание микросхемы TDA7294
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.
Технические характеристики TDA7294
Размеры микросхемы:
Как было сказано выше, микросхема TDA7294 выпускается в корпусе MULTIWATT15 и имеет следующее расположение выводов (распиновка):
- GND (общий провод)
- Inverting Input (инверсный вход)
- Non Inverting Input (прямой вход)
- In+Mute
- N.C. (не используется)
- Bootstrap
- Stand-By
- N.C. (не используется)
- N.C. (не используется)
- +Vs (плюс питание)
- Out (выход)
- -Vs (минус питание)
Следует обратить внимание на тот факт, что корпус микросхемы соединен не с общей линией питания, а с минусом питания (вывод 15)
Типовая схема включения TDA7294 из datasheet
Мостовая схема подключения
Мостовое включение — это включение усилителя к динамикам, при котором каналы стереофонического усилителя функционируют в режиме моноблочных усилителей мощности. Они усиливают один и тот же сигнал, но в противофазе. При этом динамик подключается между двумя выходами каналов усиления. Мостовое включение позволяет значительно увеличить мощность усилителя
По сути, данная мостовая схема из datasheet не что иное как два простых усилителя к выходам, которых подключен звуковой динамик. Данная схема включения может применяться только при сопротивлении динамиков 8 Ом или 16 Ом. С динамиком 4 Ом возникает большая вероятность выхода микросхемы из строя.
Среди интегрированных усилителей мощности, микросхема TDA7294 является прямым конкурентом LM3886.
Пример использования TDA7294
Это простая схема усилителя на 70 ватт. Конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение не менее 50 вольт. Для нормальной работы схемы микросхему TDA7294 необходимо установить на радиатор площадью около 500 см. кв. Монтаж выполнен на односторонней плате выполненный по .
Печатная плата и расположение элементов на ней:
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.
(1,2 Mb, скачано: 4 057)