Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ НА TDA7293 СВОИМИ РУКАМИ

Микросхема TDA7293 является логическим продолжением TDA7294, и не смотря на то, что цоколевка почти совпадает, имеет некоторые отличия, выгодно отличающую ее от предшественницы. Прежде всего увеличено напряжение питания и теперь оно может достигать величины ±50В, введены защиты от перегрева кристалла и короткого замыкания в нагрузке, а так же реализована возможность параллельного включения нескольких микросхем, что позволяет в широких пределах изменять выходную мощность. THD при 50Вт не превышает 0,1% в диапазоне 20…15000Гц (типовое значение 0,05%). Напряжение питания ±12…±50В, ток выходного каскада в пике достигает 10А. Все эти данные были взяты из даташника. Однако!!! Бесконечные апгрейды стационарных усилителей мощности выявили ряд некоторых весьма интересных вопросов…


Рисунок 1

      На рисунке 1 приведена типовая схема включения TDA7293. На рисунке 2 приведена схема мостового включения 2-х микросхем, что позволяет при заниженном напряжении питания получать мощность в четыре раза большую, чем при типовом, однако следует учесть, что на кристалл микросхемы будет нагрузка в 4 раза большей и в любом случае она не должна превышать 100Вт на один корпус микросхемы TDA7293.


Рисунок 2

      На рисунке 3 приведена схема параллельного включения, здесь верхняя микросхема работает в режиме «master», а нижняя в режиме «slave». В этом варианте выходные каскады разгружаются, заметно снижаются нелинейные искажения и возможно увеличение выходной мощности в n раз, где n — количество используемых микросхем. Однако следует учесть, что в момент включения на выходах микросхем могут сформироваться броски напряжения, а поскольку системы защиты еще не пришли в рабочий режим, то возможен выход из строя всей линейки включенных параллельно микросхем. Чтобы избежать этой неприятности настоятельно рекомендуется ввести в схему таймер, соединяющий, при помощи контактов реле, выхода микросхем не ранее чем через 2…3 сек с момента подачи питания на микросхемы. Хотя на эту тему завод производитель упорно умалчивает и многие уже попались на «удочку» неограниченных мощностей. Тем не менее, тестовые проверки одинарных вариантов усилителей на TDA7293 показывают устойчивую работу, но стоило одинарные варианты перевести в режим «slave» и подключить к «master»…

      При включении — не обязательно первом — микросхемы просто разрывало до самого теплоотводящего фланца, причем всю запараллеленную линейку. И подобное происходило с TDA7293 не единожды, поэтому можно говорить о закономерности и если у Вас нет лишних денег на повторение наших опытов, то поставте таймерок и реле.
      Что же касается параллельного включения, то тут даташник абсолютно прав — да, действительно TDA7293 может работать в этом режиме и при использовании 12-ти микросхем TDA7293, включенных по 6 шт. параллельно и при включении этих линеек в мостовую схему, теоретически можно получить до 600Вт выходной мощности на нагрузке в 4 Ома. Реально опробывалось по 3 микросхемы в плече моста, при питании ±35 В было получено около 260 Вт на нагрузку 4 Ома.


Рисунок 3

Техничекие характеристики TDA7293

Параметр

Условия

Значение

Выходная мощность при одинарном включении

Rн — 4 Ома     Uип — ±30В
Rн — 8 Ом    Uип — ±45В

80Вт (110Вт макс)
110Вт (140Вт макс)

Выходная мощность при параллельном включении

Rн — 4 Ома     Uип — ±27В
Rн — 8 Ом    Uип — ±40В

110Вт
125Вт

Скорость нарастания выходного напряжения

15V/nS

Диапазон частот при неравномерности 3дБ

С1 не менее 1,5мкФ

6…200000Гц

Искажения

при мощности 5Вт, нагрузке 8Ом и частоте 1кГц
от 0,1 до 50Вт от 20 до 15000Гц не более

0,005%
0,1%

Напряжение питания

±12…±50В

Ток потребления в режиме STBY  

0,5мА

Ток покоя оконечного каскада  

35мА

Пороговое напряжение срабатывания устройств блокировки входного и выходного каскадов

«Включено»
«Выключено»

+1,5 В
+3,5 В

Тепловое сопротивление кристалл-корпус, град.  

1,5С/Вт

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ БЛОКА ПИТАНИЯ

для одного канала

Напряжение вторичной обмотки трансформатора, В

Напряжение после выпрямителя, В

Минимальная емкость сглаживающих конденсаторов на плечо питания, мкФ (мост)

Минимальная мощность трасформатора для Rн 4Ома (мост), ВА

Минимальная мощность трасформатора для Rн 8Ом , ВА (мост)

Выходная мощность одного корпуса на 4Ома (мост), Вт

Выходная мощность одного корпуса на 8Ом (мост), Вт

Выходная мощность 2-х корпусов, включенных параллельно на 4Ома (мост), Вт

Выходная мощность 2-х корпусов, включенных параллельно на 8 Ом (мост), Вт

2х12

±16

2200 (3300)

27 (87)

13 (43)

19 (62)

9 (31)

24 (84)

12 (42)

2х14

±19

2200 (4700)

39 (137)

20 (69)

28 (98)

14 (49)

35 (125)

18 (62)

2х16

±22

3300 (6800)

56 (199)

28 (99)

40

20 (71)

48 (173)

24 (87)

2х18

±24

3300 (6800)

74 (270)

38 (136)

53

27 (97)

63 (230)

32 (115)

2х20

±27

4700 (10000)

97 (354)

48 (176)

69

34 (126)

80 (295)

40 (147)

2х22

±30

4700 (10000)

122 (448)

60 (224)

87

43

99 (368)

49 (184)

2х24

±33

6800 (10000)

148 (554)

74 (277)

106

53

120 (448)

60 (224)

2х26

±35

10000 (15000)

179 (672)

90 (336)

64

143 (537)

71 (268)

2х28

±38

10000 (22000)

211 (799)

106 (400)

76

167 (634)

84 (317)

2х30

±41

15000 (47000)

248 (939)

123 (469)

88

194 (738)

97 (369)

2х32

±44

15000 (47000)

287 (1089)

143 (545)

102

223 (851)

112 (425)

2х34

±47

22000 (68000)

328 (1252)

164 (626)

117

254 (972)

127 (486)

2х35

±48,5

22000 (68000)

350 (1337)

175 (668)

125

270 (1035)

135 (518)

ОРАНЖЕВЫМ обозначены режимы близкие к перегрузке, поэтому использовать их настоятельно не рекомендуем, перейдите на вариант параллельного включения
СИНИМ ТЕМНЫМ обозначны режимы для платы из двух микросхем TDA7293, включенных параллельно в одном плече моста
СИНИМ обозначены режимы для для платы из трех микросхем TDA7293, включенных параллельно в одном плече моста
СИНИМ СВЕТЛЫМ обозначны режимы для платы из четырех микросхем TDA7293, включенных параллельно в одном плече моста
ЗЕЛЕНЫМ ТЕМНЫМ обозначны режимы для платы из пяти микросхем TDA7293, включенных параллельно в одном плече моста
ЗЕЛЕНЫМ обозначны режимы для платы из шести микросхем TDA7293, включенных параллельно в одном плече моста
ЗЕЛЕНЫМ СВЕТЛЫМ обозначны режимы для платы из семи микросхем TDA7293, включенных параллельно в одном плече моста
КОРИЧНЕВЫМ ТЕМНЫМ обозначны режимы для платы из восьми микросхем TDA7293, включенных параллельно в одном плече моста
КОРИЧНЕВЫМ обозначны режимы для платы из девяти микросхем TDA7293, включенных параллельно в одном плече моста
КРАСНЫМ обозначны режимы для платы из десяти микросхем TDA7293, включенных параллельно в одном плече моста
            Тут следует сразу оговорится — у микросхемы не очень хороший такой параметр, как тепловое сопротивление кристалл-корпус, поэтому при использовании микросхем в режиме «вроде должны выдержать» лучше не рисковать, а поставить еще один корпус в параллель имеющимся, тем более для него никакой «обвязки» не требуется…

            Ну и наконец были проведены тесты еще некоторых особенностей TDA7293, но уже Китайского (а может и не Китайского… Корче говоря эта тайна покрыта мраком) производства:
      Система защиты от короткого замыкания сработала с первого раза — раздался сухой хлопок и микросхема приобрела совершенно иной вид:

      Комментарии пожалуй излишни. Что касается защиты от перегрева, то на схему было подано питание ±30 вольт, микросхема TDA7293 была закреплена на теплоотводе заведомо недостаточной площади и нагружена на акустическую систему RADIOTEHNIKA S-70. В течении полутора часов усилитель работал на максимальной громкости и как только температура теплоотводящего фланца (температура измерялась цифровым прибором DT-838) достигла 92-х градусов Цельсия сработала тепловая защита. Таким образом перегрева окружающей среды не произошло, поскольку началось интенсивное охлаждение открытого кристала микросхемы:

      Маркировка у этих чудесных микросхем была выполнена лазером, однако шрифт надписи был несколько иной, причем пока усилитель работал его работоспособность от нормально маркированной TDA7293 практически не отличалась во всех режимах включения. Кстати сказать, микросхемы эти уже практически вытеснили старые образцы, поэтому некоторые поставщики на «раритет» серьезно увеличили цену. Мы же уже торгуем «новыми» микросхемами и нареканий пока не выявленно, поскольку всех усиленно предупреждаем, что «новые» TDA7293 (впрочем как и TDA7294 — тоже уже «новые») не стоит проверять на живучесть, а в режимах нормальной эксплуатации они себя очень даже себя хорошо чувствуют…


Нормальная маркировка.

Немного статистики по «новым» TDA7293, проверялось по 50 штук каждого вида.

Потребление на холостом ходу более 3А с характерным нагревом корпуса

4

Потребление на холостом ходу более 3А с характерным нагревом корпуса

0

Потребление на холостом ходу более 1А с характерным нагревом корпуса

1

Потребление на холостом ходу более 1А с характерным нагревом корпуса

0

Отказалось издавать звук

2

Отказалось издавать звук

1

Результаты проверки на КЗ на фото выше   Результаты проверки на КЗ — пока не проверяли  
К дополнительным приметам можно отнести несколько зеленоватый оттенок корпуса, оранжевые разводы на фланце и отсутствие значка рядом с логотипом фирмы. К дополнительным приметам можно отнести черноватый оттенок корпуса, лазерная маркировка и значка логотипа и самой микросхемы более объемная, под углом к свету просматривается намного четчке.

      Что касается маркировки TDA7293 приведенной ниже, то эти микросхемы даже не стоит и покупать, поскольку кроме как для изготовления брелков они ни на что не пригоды, поскольку даже ток не потребляют…

      Умолчать еще об одном проведенном опыте было бы не справедливо, поскольку это может заинтересовать многих — TDA7293 прекрасно работает и от однополярного питания, необходимо лишь ей имитировать среднюю точку резисторами. Принципиальная схема включения приведена ниже:

      Не проставленные номиналы как в типовой схеме включения.

      На последок остается добавить, что TDA7293 можно использовать с плавающим питанием, принципиальная схема приведена на рисунке 4. Этот вариант позволяет развить до 200Вт на 4 Ома при типовых искажениях.


Рисунок 4

      На рисунке 5 приведены габариты микросхемы TDA7293.


Рисунок 5

      Ну и наконец как можно закрепить микросхему TDA7293 на радиаторе. Можно использовать изолирующие шайбы, которые не дадут коротнуть теплоотводящий фланец микросхемы с радиатором — ведь на нем «МИНУС» напряжения питания, а можно использовать «хвостики» от наших транзисторов типа КТ818. «Хвостик» необходимо вложить между полосками стеклотекстолита, с которых удалена фольга, предварительно смазав их хороша размешанным эпоксидным клеем. Если нет желания долго ждать полимеризацию клея, то можно использовать кусочек ваты, пропитанной ЛЮБЫМ «СУПЕР КЛЕЕМ» — через 15 мин. она уже полностью затвердеет.
      Как только клей затвердеет, обточить напильником края, просверлить отвертия в полоске-кронштейне и в радиаторе, причем в радиаторе лучше нарезать резьбу М3. Слюду, с обоих сторон промазать термопастой! Ну а как будет это выглядеть видно на рисунке 6.


Рисунок 6.

      Плата усилителя мощности на базе TDA7293, наряду с ее недостатками имеет ряд преимуществ — очень приятный звук, минимум обвязки, при отсутствии нарушений условий эксплуатации очень надежна, размеры печатной платы очень маленькие, высокая выходная мощность.

Универсальный блок УНЧ на микросхеме TDA7293 (TDA7294), схема и печатная плата

Принципиальная схема усилителя низкой частоты на микросхеме TDA7293 (TDA7294), которую можно использовать для построения стерео и мостовых УНЧ.

Казалось бы, тема усилителей на этой микросхеме уже настолько избита, что придумать что то новое довольно проблематично – были описаны усилители и по типовой схеме включения, по инвертирующему усилителю было описание, и про мостовые варианты тоже были схемы.

Однако это были все-таки разные усилители, на своих печатных платах и для различной реализации требовалось изготовление новой платы и демонтаж-монтаж элементов.

Однако можно выполнить усилитель по универсальной схеме и на универсальной печатной плате и уже выбрать индивидуально какой именно данному, конкретному слушателю, нравится режим работы, ведь не смотря на одну и ту же элементную базу усилители звучат по разному.

Принципиальная схема

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

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

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

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

Детали и печатная плата

Чертеж печатной платы в масштабе 1:1 приведен на рисунке 2 (вид со стороны дорожек), расположение деталей на плате приведено на рисунке 3, там же указана рекомендуемая емкость конденсаторов фильтра питания для максимальной выходной мощности.

Технические характеристики усилителя от заявленных заводом изготовителем отличаются не сильно, посмотреть можно в журнале РК-06-2003г., стр. 16-17, поэтому на них отвлекаться не будем, а вот по вариантам включения стоит сказать несколько слов. Все варианты использования данного усилителя приведены на рисунке 4.

Рис. 2. Печатная плата для схемы УНЧ на микросхеме TDA7293 (TDA7294).

Для типового режима работы необходимо запаять перемычку между 15 и 16 точками, а движок подстроечного резистора необходимо перевести в крайнее левое по схеме положение.

Таким образом усилитель будет охвачен типовой ООС, ну а будет ли он инвертирующим или нет зависит от того на какой вход буден подан сигнал. Необходимо отметить, что инвертирующий вход имеет довольно низкое входное сопротивление, и на это надо давать поправку.

Для перевода усилителя в режим ИТУН (источник тока управляемый напряжением) необходимо удалить перемычку между 15 и 16 точками и движок подстроечного резистора перевести в крайнее правое положение.

Теперь в качестве сигнала ООС будет использоваться напряжение, которое падает на резисторе R13, а величина этого напряжения пропорциональна протекающему через акустическую систему току.

Таким образом, усилитель уже не просто выдает в акустику напряжение, а контролирует протекающий через нее ток. Подобный режим работы идеально подходит при использовании усилителя с широкополосной акустической системой, не имеющей LC фильтров, которые вносят сдвиг фаз и уже не позволяют данной ООС корректно работать.

Рис. 3. Размещение деталей на печатной плате для УНЧ с TDA7293 (TDA7294).

Рис. 4. Варианты подключения модуля на микросхеме TDA7293 (TDA7294) в стерео и мостовом режимах.

Казалось бы, что было бы логичней поставить вместо подстроечного резистора джампер, однако многочисленные эксперименты показали, что это не совсем так.

Действительно, при подключении к усилителю в режиме ИТУН трехполосной АС получается в буквальном смысле слова каша, а не звук. Перевод усилителя в типовой режим работы, но с не замкнутыми контактами 15-16 делает звук несколько мягким, т.е. ООС получается типовая, но последовательно с АС стоит резистор на 0,22 Ома.

И вот собственно тут можно немного «поиграться» подстроечным резистором, т.е. изменять степень влияния типовой обратной связи и токовой.

В подавляющем большинстве случаев удавалось найти «золотую середину», когда токовая обратная связь уже оказывает некоторое влияние на работу усилителя, но происходящие в фильтрах АС сдвиги фаз еще не сказываются на работе усилителя.

И как только движок подстроечного резистора попадал «на свое место» звучание усилителя менялось кардинально – звук становился значительно прозрачней, басы напористые, но и в тоже время достаточно мягкие.

Конечно уровень искажений усилителя в таком режиме работы несколько выше по отношению к типовому, но они абсолютно не напрягают слух, а как раз наоборот -происходит наилучшее согласование между усилителем и АС.

Мостовой режим работы данного варианта усилителя особых пояснений не требует, единственно, на что надо обратить внимание, так это на небольшую разницу собственного коэф. усиления в инвертирующем и не инвертирующим вариантах. Однако этот перекос полностью устраняется регулировкой все того же подстроечного резистора R10.

На последок, несколько слов о параллельном включении усилителей (только для TDA7293). Усилителю, работающему в качестве «ведущего» (master) никаких изменений на печатной плате не требуется, а вот для усилителей работающих «ведомыми» (slave) необходимо немного изменить печатную плату, чтобы как раз перевести микросхему в режим slave.

Необходимые изменения показаны на рисунке 5. Так же необходимо введение устройства задержки подключения АС, точнее устройства соединяющего выхода включенных параллельно усилителей.

Подобная необходимость вызвана тем, что довольно часто в момент включения у микросхем с соединенными выходами просто разрывало кристалл.

Причина такого поведения видимо кроется в имеющихся, пусть и небольших, переходных процессах на выходе микросхемы в момент подачи питания. И, скорее всего, разность длительности этих процессов и вызывает перегрузку оконечного каскада, что влечет за собой его разрушение вместе с корпусом микросхемы.

Рис. 5. Изменения на печатной плате.

ВАЖНО!!! На теплоотводящем фланце микросхемы находится «минус» напряжения питания, поэтому устанавливать микросхему на радиатор необходимо через теплопровдящую прокладку (слюду).

РК-06-08.

Нужна помощь по этой схеме TDA7293

Перейти к последнему

Элкаид
Участник

#1