Возможности TDA2030 (от усилителя до блока питания)
Микросхема усилителя НЧ TDA2030A фирмы ST Microelectronics пользуется заслуженной популярностью среди радиолюбителей. Она обладает высокими электрическими характеристиками и низкой стоимостью, что позволяет при минимальных затратах собирать на ней высококачественные УНЧ мощностью до 18 Вт. Однако не все знают о ее “скрытых достоинствах”: оказывается, на этой ИМС можно собрать ряд других полезных устройств. Микросхема TDA2030A представляет собой 18 Вт Hi-Fi усилитель мощности класса АВ или драйвер для УНЧ мощностью до 35 Вт (с мощными внешними транзисторами). Она обеспечивает большой выходной ток, имеет малые гармонические и интермодуляционные искажения, широкую полосу частот усиливаемого сигнала, очень малый уровень собственных шумов, встроенную защиту от короткого замыкания выхода, автоматическую систему ограничения рассеиваемой мощности, удерживающую рабочую точку выходных транзисторов ИМС в безопасной области.
Встроенная термозащита обеспечивает выключение ИМС при нагреве кристалла выше 145°С. Микросхема выполнена в корпусе Pentawatt и имеет 5 выводов. Вначале вкратце рассмотрим несколько схем стандартного применения ИМС – усилителей НЧ. Типовая схема включения TDA2030A показана на рис.1.
Микросхема включена по схеме неинвертирующего усилителя. Коэффициент усиления определяется соотношением сопротивлений резисторов R2 и R3, образующих цепь ООС. Вычисляется он по формуле Gv=1+R3/R2 и может быть легко изменен подбором сопротивления одного из резисторов. Обычно это делают с помощью резистора R2. Как видно из формулы, уменьшение сопротивления этого резистора вызовет увеличение коэффициента усиления (чувствительности) УНЧ. Емкость конденсатора С2 выбирают исходя из того, чтобы его емкостное сопротивление Хс=1 /2?fС на низшей рабочей частоте было меньше R2 по крайней мере в 5 раз. В данном случае на частоте 40 Гц Хс2=1/6,28*40*47*10-6=85 Ом. Входное сопротивление определяется резистором R1.
В качестве VD1, VD2 можно применить любые кремниевые диоды с током IПР0,5… 1 А и UОБР более 100 В, например КД209, КД226, 1N4007. Схема включения ИМС в случае использования однополярного источника питания показана на рис.2.
Делитель R1R2 и резистор R3 образуют цепь смещения для получения на выходе ИМС (вывод 4) напряжения, равного половине питающего. Это необходимо для симметричного усиления обеих полуволн входного сигнала. Параметры этой схемы при Vs=+36 В соответствуют параметрам схемы, показанной на рис.1, при питании от источника ±18 В. Пример использования микросхемы в качестве драйвера для УНЧ с мощными внешними транзисторами показан на рис.3.
При Vs=±18 В на нагрузке 4 Ом усилитель развивает мощность 35 Вт. В цепи питания ИМС включены резисторы R3 и R4, падение напряжения на которых является открывающим для транзисторов VT1 и VT2 соответственно. При малой выходной мощности (входном напряжении) ток, потребляемый ИМС, невелик, и падения напряжения на резисторах R3 и R4 недостаточно для открывания транзисторов VT1 и VT2.
Работают внутренние транзисторы микросхемы. По мере роста входного напряжения увеличивается выходная мощность и потребляемый ИМС ток. При достижении им величины 0,3…0,4 А падение напряжения на резисторах R3 и R4 составит 0,45…0,6 В. Начнут открываться транзисторы VT1 и VT2, при этом они окажутся включенными параллельно внутренним транзисторам ИМС. Возрастет ток, отдаваемый в нагрузку, и соответственно увеличится выходная мощность. В качестве VT1 и VT2 можно применить любую пару комплементарных транзисторов соответствующей мощности, например КТ818, КТ819. Мостовая схема включения ИМС показана на рис.4.
Сигнал с выхода ИМС DA1 подается через делитель R6R8 на инвертирующий вход DA2, что обеспечивает работу микросхем в противофазе. При этом возрастает напряжение на нагрузке, и, как следствие, увеличивается выходная мощность. При Vs=±16 В на нагрузке 4 Ом выходная мощность достигает 32 Вт. Для любителей двух-, трехполосных УНЧ данная ИМС – идеальный вариант, ведь непосредственно на ней можно собирать активные ФНЧ и ФВЧ.
Схема трехполосного УНЧ показана на рис.5.
Низкочастотный канал (НЧ) выполнен по схеме с мощными выходными транзисторами. На входе ИМС DA1 включен ФНЧ R3C4, R4C5, причем первое звено ФНЧ R3C4 включено в цепь ООС усилителя. Такое схемное решение позволяет простыми средствами (без увеличения числа звеньев) получать достаточно высокую крутизну спада АЧХ фильтра. Среднечастотный (СЧ) и высокочастотный (ВЧ) каналы усилителя собраны по типовой схеме на ИМС DA2 и DA3 соответственно. На входе СЧ канала включены ФВЧ C12R13, C13R14 и ФНЧ R11C14, R12C15, которые вместе обеспечивают полосу пропускания 300…5000 Гц. Фильтр ВЧ канала собран на элементах C20R19, C21R20. Частоту среза каждого звена ФНЧ или ФВЧ можно вычислить по формуле fСР=160/RC, где частота f выражена в герцах, R – в килоомах, С – в микрофарадах. Приведенные примеры не исчерпывают возможностей применения ИMC TDA2030A в качестве усилителей НЧ. Так, например, вместо двухполярного питания микросхемы (рис.3,4) можно использовать однополярное питание.
Для этого минус источника питания следует заземлить, на неинвертирующий (вывод 1) вход подать смещение, как показано на рис.2 (элементы R1-R3 и С2). Наконец, на выходе ИМС между выводом 4 и нагрузкой необходимо включить электролитический конденсатор, а блокировочные конденсаторы по цепи -Vs из схемы исключить.
Рассмотрим другие возможные варианты использования этой микросхемы. ИМС TDA2030A представляет собой не что иное, как операционный усилитель с мощным выходным каскадом и весьма неплохими характеристиками. Основываясь на этом, были спроектированы и опробованы несколько схем нестандартного ее включения. Часть схем была опробована “в живую”, на макетной плате, часть – смоделирована в программе Electronic Workbench.
Мощный повторитель сигнала:
Сигнал на выходе устройства рис.6 повторяет по форме и амплитуде входной, но имеет большую мощность, т.е. схема может работать на низкоомную нагрузку. Повторитель может быть использован, например, для умощнения источников питания, увеличения выходной мощности низкочастотных генераторов (чтобы можно было непосредственно испытывать головки громкоговорителей или акустические системы).
Полоса рабочих частот повторителя линейна от постоянного тока до 0,5… 1 МГц, что более чем достаточно для генератора НЧ.
Умощнение источников питания:
Микросхема включена как повторитель сигнала, выходное напряжение (вывод 4) равно входному (вывод 1), а выходной ток может достигать значения 3,5 А. Благодаря встроенной защите схема не боится коротких замыканий в нагрузке. Стабильность выходного напряжения определяется стабильностью опорного, т.е. стабилитрона VD1 рис.7 и интегрального стабилизатора DA1 рис.8. Естественно, по схемам, показанным на рис.7 и рис.8, можно собрать стабилизаторы и на другое напряжение, нужно лишь учитывать, что суммарная (полная) мощность, рассеиваемая микросхемой, не должна превышать 20 Вт. Например, нужно построить стабилизатор на 12 В и ток 3 А. В наличии есть готовый источник питания (трансформатор, выпрямитель и фильтрующий конденсатор), который выдает UИП= 22 В при необходимом токе нагрузки.
Тогда на микросхеме происходит падение напряжения UИМС= UИП – UВЫХ = 22 В -12 В = 10В, и при токе нагрузки 3 А рассеиваемая мощность достигнет величины РРАС= UИМС*IН = 10В*3А = 30 Вт, что превышает максимально допустимое значение для TDA2030A. Максимально допустимое падение напряжения на ИМС может быть рассчитано по формуле: UИМС= РРАС.МАХ / IН.
В нашем примере UИМС= 20 Вт / 3 А = 6,6 В, следовательно максимальное напряжение выпрямителя должно составлять UИП = UВЫХ+UИМС = 12В + 6,6 В =18,6 В. В трансформаторе количество витков вторичной обмотки придется уменьшить. Сопротивление балластного резистора R1 в схеме, показанной на рис.7, можно посчитать по формуле: R1 = ( UИП – UСТ)/IСТ, где UСТ и IСТ – соответственно напряжение и ток стабилизации стабилитрона. Пределы тока стабилизации можно узнать из справочника, на практике для маломощных стабилитронов его выбирают в пределах 7…15 мА (обычно 10 мА).
Если ток в вышеприведенной формуле выразить в миллиамперах, то величину сопротивления получим в килоомах.
Простой лабораторный блок питания:
Электрическая схема блока питания показана на рис.9. Изменяя напряжение на входе ИМС с помощью потенциометра R1, получают плавно регулируемое выходное напряжение. Максимальный ток, отдаваемый микросхемой, зависит от выходного напряжения и ограничен все той же максимальной рассеиваемой мощностью на ИМС. Рассчитать его можно по формуле:
IМАХ = РРАС.МАХ / UИМС
Например, если на выходе выставлено напряжение UВЫХ = 6 В, на микросхеме происходит падение напряжения UИМС = UИП – UВЫХ = 36 В – 6 В = 30 В, следовательно, максимальный ток составит IМАХ = 20 Вт / 30 В = 0,66 А. При UВЫХ = 30 В максимальный ток может достигать максимума в 3,5 А, так как падение напряжения на ИМС незначительно (6 В).
Стабилизированный лабораторный блок питания:
Электрическая схема блока питания показана на рис.10. Источник стабилизированного опорного напряжения – микросхема DA1 – питается от параметрического стабилизатора на 15 В, собранного на стабилитроне VD1 и резисторе R1. Если ИМС DA1 питать непосредственно от источника +36 В, она может выйти из строя (максимальное входное напряжение для ИМС 7805 составляет 35 В). ИМС DA2 включена по схеме неинвертирующего усилителя, коэффициент усиления которого определяется как 1+R4/R2 и равен 6. Следовательно, выходное напряжение при регулировке потенциометром R3 может принимать значение практически от нуля до 5 В * 6=30 В. Что касается максимального выходного тока, для этой схемы справедливо все вышесказанное для простого лабораторного блока питания (рис.9). Если предполагается меньшее регулируемое выходное напряжение (например, от 0 до 20 В при UИП = 24 В), элементы VD1, С1 из схемы можно исключить, а вместо R1 установить перемычку.
При необходимости максимальное выходное напряжение можно изменить подбором сопротивления резистора R2 или R4.
Регулируемый источник тока:
Электрическая схема стабилизатора показана на рис.11. На инвертирующем входе ИМС DA2 (вывод 2), благодаря наличию ООС через сопротивление нагрузки, поддерживается напряжение UBX. Под действием этого напряжения через нагрузку протекает ток IН = UBX / R4. Как видно из формулы, ток нагрузки не зависит от сопротивления нагрузки (разумеется, до определенных пределов, обусловленных конечным напряжением питания ИМС). Следовательно, изменяя UBX от нуля до 5 В с помощью потенциометра R1, при фиксированном значении сопротивления R4=10 Ом, можно регулировать ток через нагрузку в пределах 0…0,5 А. Данное устройство может быть использовано для зарядки аккумуляторов и гальванических элементов. Зарядный ток стабилен на протяжении всего цикла зарядки и не зависит от степени разряженности аккумулятора или от нестабильности питающей сети.
Максимальный зарядный ток, выставляемый с помощью потенциометра R1, можно изменить, увеличивая или уменьшая сопротивление резистора R4. Например, при R4=20 Ом он имеет значение 250 мА, а при R4=2 Ом достигает 2,5 А (см. формулу выше). Для данной схемы справедливы ограничения по максимальному выходному току, как для схем стабилизаторов напряжения. Еще одно применение мощного стабилизатора тока – измерение малых сопротивлений с помощью вольтметра по линейной шкале. Действительно, если выставить значение тока, например, 1 А, то, подключив к схеме резистор сопротивлением 3 Ом, по закону Ома получим падение напряжения на нем U=l*R=l А*3 Ом=3 В, а подключив, скажем, резистор сопротивлением 7,5 Ом, получим падение напряжения 7,5 В. Конечно, на таком токе можно измерять только мощные низкоомные резисторы (3 В на 1 А – это 3 Вт, 7,5 В*1 А=7,5 Вт), однако можно уменьшить измеряемый ток и использовать вольтметр с меньшим пределом измерения.
Мощный генератор прямоугольных импульсов:
Схемы мощного генератора прямоугольных импульсов показаны на рис.
12 (с двухполярным питанием) и рис.13 (с однополярным питанием). Схемы могут быть использованы, например, в устройствах охранной сигнализации. Микросхема включена как триггер Шмитта, а вся схема представляет собой классический релаксационный RC-генератор. Рассмотрим работу схемы, показанной на рис. 12. Допустим, в момент включения питания выходной сигнал ИМС переходит на уровень положительного насыщения (UВЫХ = +UИП). Конденсатор С1 начинает заряжаться через резистор R3 с постоянной времени Cl R3. Когда напряжение на С1 достигнет половины напряжения положительного источника питания (+UИП/2), ИМС DA1 переключится в состояние отрицательного насыщения (UВЫХ = -UИП). Конденсатор С1 начнет разряжаться через резистор R3 с той же постоянной времени Cl R3 до напряжения (-UИП / 2), когда ИМС снова переключится в состояние положительного насыщения. Цикл будет повторяться с периодом 2,2C1R3, независимо от напряжения источника питания.
Частоту следования импульсов можно посчитать по формуле:
f=l/2,2*R3Cl.
Если сопротивление выразить в килоомах, а емкость в микрофарадах, то частоту получим в килогерцах.
Мощный низкочастотный генератор синусоидальных колебаний:
Электрическая схема мощного низкочастотного генератора синусоидальных колебаний показана на рис.14. Генератор собран по схеме моста Вина, образованного элементами DA1 и С1, R2, С2, R4, обеспечивающими необходимый фазовый сдвиг в цепи ПОС. Коэффициент усиления по напряжению ИМС при одинаковых значениях Cl, C2 и R2, R4 должен быть точно равен 3. При меньшем значении Ку колебания затухают, при большем – резко возрастают искажения выходного сигнала. Коэффициент усиления по напряжению определяется сопротивлением нитей накала ламп ELI, EL2 и резисторов Rl, R3 и равен Ky = R3 / Rl + REL1,2. Лампы ELI, EL2 работают в качестве элементов с переменным сопротивлением в цепи ООС.
При увеличении выходного напряжения сопротивление нитей накала ламп за счет нагревания увеличивается, что вызывает уменьшение коэффициента усиления DA1. Таким образом, стабилизируется амплитуда выходного сигнала генератора, и сводятся к минимуму искажения формы синусоидального сигнала. Минимума искажений при максимально возможной амплитуде выходного сигнала добиваются с помощью подстроечного резистора R1. Для исключения влияния нагрузки на частоту и амплитуду выходного сигнала на выходе генератора включена цепь R5C3, Частота генерируемых колебаний может быть определена по формуле:
f=1/2piRC.
Генератор может быть использован, например, при ремонте и проверке головок громкоговорителей или акустических систем.
В заключение необходимо отметить, что микросхему нужно установить на радиатор с площадью охлаждаемой поверхности не менее 200 см2. При разводке проводников печатной платы для усилителей НЧ необходимо проследить, чтобы “земляные” шины для входного сигнала, а также источника питания и выходного сигнала подводились с разных сторон (проводники к этим клеммам не должны быть продолжением друг друга, а соединяться вместе в виде “звезды”).
Это необходимо для минимизации фона переменного тока и устранения возможного самовозбуждения усилителя при выходной мощности, близкой к максимальной.
По материалам из журнала “Радіоаматор”
Усилитель на TDA2030 с однополярным питанием – Поделки для авто
Часто при построении усилителя возникает проблема построения источника питания. Не всегда есть возможность купить или намотать трансформатор со средней точкой для двухполярного блока питания. В то же время можно найти готовый рабочий однополярный источник, например от старого оборудования или питать усилитель от бортовой сети автомобиля, катера и т.д. Кстати хочу сразу предложить отличный ресурс, где можно купить запчасти для вашего авто.
Для примера рассмотрим микросхему НЧ усилителя TDA2030. Она спроектирована для построения усилителей класса АВ. В тех. документации производителя показано типичное применение микросхемы с однополярным питанием.
Типичным для TDA2030 является выходная мощность 14Вт при питании 14В на 4 Ом-ной нагрузке (при коэффициенте искажений 0.
5%). Максимальное значение однополярного питания 36В. TDA2030 имеет большой ток на выходе (до 3.5А), низкие значения перекрестных и гармонических искажений.
Кроме того, она имеет встроенную оригинальную (запатентованную) систему защиты от короткого замыкания, обеспечивающую автоматическое ограничение рассеиваемой мощности для того, чтобы сохранить рабочую точку выходных транзисторов в пределах области их безопасной работы. Также имеется типовая тепловая защита (отключение) при достижении 150?С.
Назначение каждого элемента на схеме и возможность изменения их номиналов показаны в таблице.
| Номинал | Назначение | Повышение номинала | Снижение номинала | |
| R1 | 150 кОм | петля замкнутой обратной связи | усиление возрастет | усиление уменьшится * |
| R2 | 4.7 кОм | петля замкнутой обратной связи | усиление уменьшится * | усиление возрастет |
| R3 | 100 кОм | смещение неинвертирующего входа | входное сопротивление возрастет | входное сопротивление уменьшится |
| R4 | 1 Ом | стабилизация частоты | возможна осцилляция на ВЧ при индуктивной нагрузке | |
| RA/RB | 100 кОм | смещение неинвертирующего входа | ухудшение ослабления ВЧ | расход мощности |
| C1 | 1мкФ | развязка по постоянному току | увеличивает частоту среза НЧ | |
| C2 | 2мкФ | развязка по постоянному току | увеличивает частоту среза НЧ | |
| C3 | 0. 1мкФ | фильтр питающего напряжения | возможна осцилляция | |
| C5 | 100мкФ | фильтр питающего напряжения | возможна осцилляция | |
| C7 | 0.22мкФ | стабилизация частоты | возможна осцилляция | |
| CB | ~1/(2? B R1) В – полоса пропускания | частота среза ВЧ
| сужение полосы пропускания | расширение полосы пропускания |
| D1,D2 | 1N4001 | защита от пиковых напряжений |
* – петлевое усиление должно быть больше 24 дБ.
Печатная плата для приведенной схемы
TDA2030 следует установить на соответствующий радиатор. При однополярном питании не требуется электрическая изоляция между корпусом микросхемы и радиатором.
Печатка в формате .lay скачать…
Универсальные Особенности TDA2030 Усилители Мощности
Данная микросхема усилителя NCH TDA2030A фирмы ST Microelectronics пользуется заслуженной популярностью у радиолюбителей.
Обладает высокими электрическими характеристиками и низкой стоимостью, что позволяет с наименьшими затратами собрать на ней высокую УНЧ мощностью до 18 Вт. Но не все знают о его скрытых достоинствах: оказывается, на ИИС можно собрать ряд других полезных приспособлений. Микросхема TDA2030A представляет собой усилитель мощности Hi-Fi класса AB мощностью 18 Вт или драйвер для УНЧ мощностью до 35 Вт (с мощным внешним транзистором). Он обеспечивает высокий выходной ток, имеет малые гармонические и интермодуляционные искажения, широкополосный усиленный сигнал, очень низкий уровень собственных шумов, встроенную защиту от выходных коротких замыканий, автоматическую систему ограничения рассеиваемой мощности, удержание рабочей точки выходных транзисторов. IMS в безопасной зоне. Этот чип выполнен в оболочке Pentawatt и имеет 5 выводов. Для начала бегло рассмотрим несколько стандартных схем применения ИМС – басовых усилителей. Схема модели с включением TDA2030A показана в Рисунок 1.
Эта микросхема включена по схеме неинвертирующего усилителя.
Коэффициент усиления определяется соотношением сопротивлений резисторов R2 и R3, образующих цепочку ООС. Он рассчитывается по формуле Gv = 1 + R3/R2 и может быть легко изменен подбором сопротивления резистора. Обычно это делается через резистор R2. Как видно из формулы, уменьшение сопротивления сопротивления увеличивает усиление (чувствительность) УНЧ. Емкость конденсатора С2 светлая из-за того, что его емкость Hs = 1/2? FS на более низкой рабочей частоте был ниже R2 не менее чем в 5 раз. В этом случае на частоте 40 Гц Hs 2 = 1 /6, 28*40*47*10 -6 = 85 Ом. Входное сопротивление определяется резисторами R1. В качестве VD1, VD2 можно использовать любые кремниевые диоды с током I OL 0,5…1 А и U OBR более 100, например КД209, КД226, 1Н4007. Крючок-ИМС в случае однополярного источника питания проиллюстрирован на рис. 2.
Делитель R1R2 и резистор R3 образуют цепочку сдвига для получения на выходе ИМС (вывод 4) напряжения, равного половине питающего .
Это необходимо для усиления обоих симметричных вводов полуволн. Параметры этой схемы при Vs = +36 В соответствуют схеме, приведенной на рис. 1, при питании источника ±18 В. Пример микросхемы в качестве драйвера УНЧ с мощным внешним транзистором показан на Рис.3.
При Vs = ±18 В на нагрузке 4 Ом мощность усилителя 35 Вт. В цепь питания ИМС входят резисторы R3 и R4, капля которых открыта для транзисторов VT1 и VT2 соответственно. При малом выходном (входном напряжении) токе, потребляемом ИМС, мало и падение напряжения на резисторах R3 и R4 недостаточно для открытия транзисторов VT1 и VT2. По мере увеличения входного напряжения увеличивается выходной и потребляемый ток ИМС. При достижении его значения 0,3…0,4 А падение напряжения на резисторах R3 и R4 составит 0,45…0,6 В. Начнут открываться транзисторы VT1 и VT2, при этом они будут включены наряду с внутренними транзисторами ИМС. В качестве VT1 и VT2 можно использовать любые пары комплементарных транзисторов соответствующих мощностей, например КТ818, КТ819.
Квадратная схема включения ИИС проиллюстрирована на рис. 4.
Сигнал от серийной ИИС DA1 через делитель R6R8 на инвертирующем входе DA2, который подает микросхемы в обратном направлении. При этом увеличивается напряжение на нагрузке и, как следствие, увеличивается выходная мощность. При Vs = ±16 В на нагрузке 4 Ом выходная мощность достигает 32 Вт. Для любителей двух-, трех-, УНЧ этот ИМС – идеальное решение, т.к. он может напрямую собирать активные ФНЧ и ФВЧ. Схема трех-УНЧ показана на Рис.5.
Нижний канал (НЧ) выполнен по схеме с мощными выходными транзисторами. На входе ИМС DA1 включены ФНЧ R3C4, R4C5, первое звено ФНЧ R3C4 включено в цепь ООС усилителя. Такие конструкции позволяют простым управлением (без увеличения количества звеньев) получить достаточно высокий наклон спада фильтра АЧХ. Усилитель среднего (СЧ) и высокочастотного (ВЧ) каналов собран по типовой схеме для ИМС DA2 и DA3 соответственно. На входе канала СЧ установлены ФХП С12Р13, С13Р14 и ФНЧ R11С14, Р12С15, которые в совокупности обеспечивают полосу пропускания 300.
..5000 Гц. Фильтр частотного канала собран в ячейке C20R19, C21R20. Частота среза каждого звена, ФНЧ или ФВЧ, может быть рассчитана по формуле f = 160/RC, где частота f выражается в Гц, R – в кОм, S – в микрофарадах. Этими примерами не исчерпываются возможности применения IMC TDA2030A в качестве усилителя НЧ. Например, вместо подачи двухполярного питания (рис.3, 4) можно использовать однополярное питание. Для этого минус источника питания следует заземлить на неинвертирующий (выход 1) входной файл со смещением, как показано на рисунке 2 (элементы R1-R3 и S2). Наконец, на выходе ИМС между 4 и нагрузочным выводом следует включить электролитический конденсатор, а блокировочные конденсаторы по цепочке В-с из схемы следует исключить.
TDA2030A IMS представляет собой не что иное, как операционный усилитель с мощным выходным каскадом и очень хорошими характеристиками. Исходя из этого, были разработаны и испытаны несколько нестандартных включений. Часть схем проверена “вживую” на макетной плате, часть – смоделирована в Electronic Workbench.
Мощный повторитель сигнала.
Сигнал на выходе устройства Рис.6 повторяет по форме и амплитуде входной, но имеет большую мощность, т.е. схема может работать при низких давлениях. Репитер можно использовать, например, для умощнения блоков питания, увеличения мощности генератора НЧ (чтобы можно было сразу почувствовать головной динамик или акустическую систему). Полоса рабочих частот повторителя линейная от постоянного тока до 0,5…1 МГц, более чем достаточная для генератора НЧ.
Умощнение источников питания.
Данная микросхема включена как повторитель сигнала, выходное напряжение (выход 4) является входом (выход 1), а выходной ток может достигать значения 3,5 А. Благодаря встроенной схеме защиты не боится короткие замыкания в нагрузке. Стабильность стабильности выходного напряжения определяется эталоном, то есть стабилитрона VD1 рис.7 и интегрального стабилизатора DA1 рис.
8. Естественно, по схеме, показанной на рис.7 и рис.8, можно собирать стабилизаторы и другие напряжения, только нужно учитывать, что суммарная (полная) мощность, рассеиваемая микросхемой, не должна превышать 20 Ватт. Например, нужно построить стабилизатор на 12 В и ток 3 А. Имеется готовый источник питания (трансформатор, выпрямитель и конденсатор фильтра), который дает U IP = 22 В, при необходимой токовой нагрузке. Тогда на микросхеме происходит падение напряжения U ИМС ИП = U – U ВЫХ = 22 -12 В = 10В и при токе нагрузки 3 А рассеиваемая мощность достигает значения R = U РАН ИМС * I * N = 10В = 3А Вт 30, что превышает максимальное значение для TDA2030A. Максимально допустимое падение напряжения в ИИС можно рассчитать по формуле:
U ИИС = R рас.мах / I Н. В нашем примере U ИМС = 20 Вт / 3 А = 6,6 В, при этом максимальное напряжение выпрямителя должно быть U = U новый ИП + U ИМС = 12В + 6,6 В = 18,6 В.
Число витков вторичной обмотки трансформатора уменьшится. Сопротивление балластного резистора R1 в схеме, представленной на рис.7, можно рассчитать по формуле:
R1 = (U ИП – U СТ) / I СТ, , где U СТ и СТ I – соответственно напряжение и ток стабилизации стабилитрона. Пределы тока стабилизации можно найти в справочнике, на практике для маломощных стабилитронов его выбирают в пределах 7…15 мА (обычно 10 мА). Если ток в приведенной формуле выразить в миллиамперах, то величину сопротивления получить в килоомах.
Простой лабораторный блок питания.
Варьируя напряжение на входе ИИС с помощью потенциометра R1, производится плавная регулировка выходного напряжения. Максимальный ток, отдаваемый микросхеме, зависит от выходного напряжения и ограничивается той же максимальной рассеиваемой мощностью на ИМС. Рассчитать его можно по формуле:
I МАХ = R рас.
мах / U ИИС
Например, если выходное напряжение U выставлено VYH = 6, на микросхеме происходит падение напряжения U IMS IP = U – U VYH = 36 – 6 = 30, следовательно, максимальный ток I MAX = 20 Вт/30 = 0,66 А. При U VYH = 30 В максимальный ток может достигать максимально 3,5 А, а также падение ИМС незначительно (6).
Стабилизированный лабораторный источник питания.
Источник стабилизированного опорного напряжения – микросхема DA1 – питается от Параметрического стабилизатора на 15В, собранного на стабилитроне VD1 и резисторе R1. Если IMS питать DA1 напрямую от источника +36 В, его можно легко повредить (максимальное входное напряжение для IMS 7805 составляет 35 В). ИИС DA2 включен по схеме неинвертирующего усилителя, коэффициент усиления которого определяется как 1+R4/R2 и равен 6. Следовательно, регулировка выходного напряжения потенциометром R3 может принимать значение от близкого к нулю до 5*6=30 В.
Что касается максимального выходной ток, для данной схемы справедливо все это для простого лабораторного блока питания (рис.9). При меньшем регулируемом выходном напряжении (например, от 0 до 20 В в У и ИП = 24) элементы VD1, S1 можно исключить из схемы, а вместо R1 установить перемычку. При необходимости максимальное выходное напряжение можно изменить подбором сопротивлений резисторов R2 и R4.
Регулируемый источник тока.
На вход инвертирующей ИМС DA2 (вывод 2), благодаря ООС через нагрузку сопротивления, поддерживаемую натяжением У ВХ. Как видно из формулы, ток нагрузки не зависит от сопротивления нагрузки (разумеется, до определенных пределов, за счет конечного напряжения ИМС). Следовательно, изменяя U BX от нуля до 5 В с помощью потенциометра R1, при фиксированном значении сопротивления R4 = 10 Ом, можно управлять через токовую нагрузку 0…0,5 А. Устройство можно использовать для зарядки батареи и гальванические элементы.
Зарядный ток стабилен на протяжении всего цикла зарядки и не зависит от степени разрядки аккумулятора или нестабильности питающей сети. Максимальный зарядный ток, отображаемый с помощью потенциометра R1, можно изменять, увеличивая или уменьшая сопротивление резистора R4. Например, при R4 = 20 Ом он имеет значение 250 мА, а при R4 = 2 Ом достигает 2,5 А (см. формулу выше). Для схемы справедливы ограничения по максимальному выходному току, как для цепей стабилизации напряжения. Еще одно применение мощного ингибитора тока — измерение малых сопротивлений с помощью вольтметра по линейной шкале. Действительно, если значение тока выставить, например, 1 А, подключить к схеме резистор сопротивлением 3 Ом, то по закону Ома получить падение напряжения его U = l * R = l A * 3 Ом = 3 В, а подключив, скажем, резистор сопротивлением 7,5 Ом, получим падение 7,5 В. Конечно, такой ток можно измерить только мощными резисторами Low (3 В на 1 А – это 3 Вт, 7,5 В * 1 А = 7,5 Вт) Но вы можно уменьшить измеряемый ток и использовать вольтметр до нижнего предела измерения.
Мощный генератор прямоугольных импульсов.
Схемы мощного генератора прямоугольных импульсов показаны на рис.12 (с биполярным питанием) и рис.13 (с униполярным питанием). В планах можно использовать, например, устройство сигнализации. В состав этой микросхемы входит триггер Шмитта, а вся схема представляет собой классический релаксационный RC-генератор. Рассмотрим цифры работы. 12. Предположим, что в момент выхода мощности ИМС движется в сторону положительного уровня насыщения (U ВЫХ = +У ИП). Конденсатор С1 начинает заряжаться через резистор R3 с постоянным временем Кл-R3. Когда напряжение на С1 достигнет половины положительного напряжения источника питания (+U ИП /2), ИИС DA1 перейдут в состояние отрицательного насыщения (U ВЫХ =-U ИП). Конденсатор С1 разрядится через резистор R3 одновременно с Кл R3 до напряжения (-U IP /2), когда ИМС снова перейдет в положительное состояние насыщения.
Цикл будет повторяться с 2,2 C1R3, независимо от напряжения питания. Импульсы частоты можно рассчитывать по формуле:
f = л/2,2*R3Cl. Если сопротивление выразить в килоомах, а емкость в микрофарадах, то частота получится в килогерцах.
Мощный низкочастотный генератор гармонических колебаний.
Электрическая схема мощного низкочастотного генератора гармонических колебаний показана на рис.14. Генератор собран на мосту Вина, образованном элементами DA1 и S1, R2, C2, R4, обеспечивающими необходимый фазовый сдвиг в цепи ПОС. Коэффициент усиления по напряжению ИМС, при одинаковых значениях Cl, C2 и R2, R4, должен быть точно равен 3. При меньшем значении Ku колебания затухают, а при повышенном – резко возрастают искажения выходного сигнала. Коэффициент усиления по напряжению определяется сопротивлением накальных ламп ЭЛИ, ЭЛ2 и резисторами Rl, R3 и составляет Кy = R3 / Rl + R EL1, 2. Лампы ЭЛИ, EL2 служат элементами с переменным сопротивлением в цепи ООС.
При увеличении выходного напряжения сопротивление лампы накаливания при нагреве увеличивается, вызывая уменьшение коэффициента усиления DA1. Таким образом, стабилизируется амплитуда выходного сигнала генератора и минимизируются искажения формы синусоидального сигнала. Минимальные искажения при максимально возможной выходной амплитуде добиваются с помощью подстроечного резистора R1. Для исключения влияния напряжения на частоту и амплитуду выходного сигнала на выходе генератора включена цепь R5C3, частоту генерируемых колебаний можно определить по формуле:
f = 1/2piRC. Генератор можно использовать, например, при ремонте и осмотре головок громкоговорителей или громкоговорителей.
В заключение, микросхемы должны быть установлены на радиатор с охлаждаемой поверхностью площадью не менее 200 см 2. При разводке средств печатной платы на усилитель необходимо провести басовую дорожку к «земле» шины для ввода, а также источник питания и вывод, суммированные с разных сторон (проводники к этим клеммам не должны быть продолжением один другого, а собираться вместе в «звезды»).
Это необходимо для минимизации фона переменного тока и исключения возможного самопроизвольного -усилитель с выходной мощностью близкой к максимальной
От журнала Радіоаматор
Теги: Усилитель мощности, Схема, Электронная схема, Усилитель звука, Дизайн, Базовые знания
TDA2030A оригинал от UTC, моноусилитель
Качественный усилитель на базе TDA2030A от UTC. Практика показывает, что данная компания занимается производством по лицензии радиодеталей, качество которых сравнимо с оригиналом.Помимо качественного чипа, в усилителе используются только качественные комплектующие.
По умолчанию схема собрана с использованием разделительного конденсатора на входе, но в большинстве случаев можно обойтись и без него, при постоянном напряжении на выходе не более 0,015-0,020В, что вполне нормально. А высвободившийся качественный конденсатор можно использовать для обхода биполярного электролитического конденсатора в цепи ОФ.
Такое включение дает двойной положительный эффект: 1 устраняет влияние входного разделительного конденсатора; 2 улучшает качество биполярного электролита в ЯТ. Это отражается на звуке увеличением детализации ВЧ и расширением полосы до НЧ.
На плате предусмотрены оба соединения:
2. Подключение без конденсатора – сигнал поступает на контакт (IN’), обе перемычки (J’) припаяны с обратной стороны.
Доступна Премиум-версия. Отличается установкой прецизионных, суперкачественных компонентов:
Изолирующие конденсаторы – Epcos или WIMA
Резисторы – Vishay DALE
В комплекте стойка с болтами М2 для установки в корпус, а также слюдяные прокладки, изолирующие шайбы и термопаста для установки на радиатор.
Напряжение питания +/- 6 В – +/- 18 В
Мощность зависит от напряжения и тока 6-18 Вт
| Измерения | |
| Напряжение питания биполярное | -18В. ..0…+18В |
| Сопротивление нагрузке | 4 Ом |
| Максимальная мощность, Вт | 20 |
| Испытательная мощность, Вт | 8 |
| Частотная характеристика (от 40 Гц до 15 кГц), дБ | +0,05, -0,06 |
| Уровень шума, дБ(А) | -101,7 |
| Динамический диапазон, дБ(А) | 101,7 |
| КНИ, % | 0,0200 |
| КНИ + шум, дБ(А) | -71,8 |
| ИМД + шум, % | 0,0300 |
| ИМД на частоте 10 кГц, % | |
| Страница измерения усилителя | |
| Общие характеристики | |
| Класс усилителя | АБ |
| Встроенная защита | Да |
| Чип | ТДА2030А |
| Усиление | 33 |
Максимальное напряжение питания (двухполярное/постоянное) пост. Больше новостей | |