Приветствую Вас Гость | RSS

Радио-Хобби

Пятница, 18.04.2014, 13:45
Главная » 2008 » Сентябрь » 27 » Усилители низкой частоты на интегральных микросхемах
13:53
Усилители низкой частоты на интегральных микросхемах

Вашему вниманию предлагается несколько схем усилителей мощности на интегральных микросхемах.

1. Одноканальный усилитель НЧ 22 Вт (TDA2005, мостовое включение)

УНЧ имеет хорошие эксплуатационные характеристики, надежен и прост в сборке. Его можно использовать как в домашних условиях, так и в автомобиле. Применение в качестве усилительного элемента интегральной микросхемы TDA2005 позволило реализовать следующие функции:

  • защита от КЗ нагрузки;
  • защита от перегрева;
  • защита от бросков напряжения питания в диапазоне до 40 В.

Усилитель имеет широкий диапазон питающих напряжений от 6 до 18 В.

Cхема электрическая принципиальная на рис.1, схема расположения элементов на плате и подключение усилителя на рис.2, вид печатной платы со стороны проводников на рис.3. Перечень элементов приведен в табл.1.

Технические характеристики УНЧ
Напряжение питания6...18 В
Пиковое значение выходного тока3 А
Ток в режиме покоя75 мА
Диапазон воспроизводимых частот40...20000 Гц
Коэффициент нелинейных искажений1%
Сопротивление нагрузки> 2 Ом
Выходная мощность22 Вт
Чувствительность300 мВ
Коэффициент усиления50 дБ
Размеры печатной платы34х28 мм
  
Рисунок 1. Cхема электрическая принципиальная.
Рисунок 1. Cхема электрическая принципиальная.
 
Рисунок 2. Cхема расположения элементов на плате и подключение усилителя.
Рисунок 2. Cхема расположения элементов на плате и подключение усилителя.
 
Рисунок 3. Bид печатной платы со стороны проводников.
Рисунок 3. Bид печатной платы со стороны проводников.

Таблица 1. Перечень элементов усилителя

 
ПозицияНаименованиеКол.
R1220 Ом1
R2,R31,1 Ом2
C11000 пФ1
C2,C310 мкФ/25...50 В2
C4,C6...C90,1 мкФ5
C51000 мкФ/25...35 В1
ICTDA20051

2. Четырех/двух канальный усилитель низкой частоты 4X11Вт/2X22Вт (TDA1554Q)

Предлагаемый усилитель обладает малыми габаритами и широким диапазоном питающих напряжений. УНЧ воспроизводит частоты 45 Гц…20 кГц при коэффициенте нелинейных искажений 0.1%. Области применения данного УНЧ крайне разнообразны. УНЧ можно использовать как на открытом воздухе для проведения различных мероприятий, так и в домашних условиях в составе Вашего музыкального комплекса. Выбор выходной мощности и числа каналов осуществляется самим радиолюбителем, поскольку элементная база обеспечивает работу как одного, так и другого варианта.

Схема электрическая принципиальная представлена на рис.4 (вариант 4х11 Вт) и рис.5 (вариант 2X22 Вт), схема расположения элементов на плате и подключение усилителя на рис.6, вид печатной платы со стороны проводников на рис.7. Перечень элементов приведен в табл.2.

Технические характеристики УНЧ
Напряжение питания6...15 В
Пиковое значение выходного тока4 А
Ток в режиме mute/stand-by100 мкА
Диапазон воспроизводимых частот45...20000 Гц
Коэффициент нелинейных искажений0,1%
Сопротивление нагрузки> 2 Ом
Стандартный режим (4х11 Вт): 
 выходная мощность11 Вт
 входное сопротивление60 кОм
 коэффициент усиления20 дБ
Мостовое включение (2х22 Вт):
 выходная мощность22 Вт
 входное сопротивление30 кОм
 коэффициент усиления26 дБ
Размеры печатной платы45х60 мм

УНЧ выполнен на интегральной микросхеме TDA1554Q, содержащей четыре идентичных УНЧ по 11 Вт. При работе в режиме 4х11 Вт каждый усилитель работает отдельно со своим входным сигналом и на свою нагрузку. Для удвоения выходной мощности на той же нагрузке и при том же напряжении питания (вариант 2х22 Вт) усилители включаются попарно по мостовой схеме.

Конструктивно усилитель выполнен на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Конструкция предусматривает установку платы в корпус (для этого имеются монтажные отверстия по краям платы под винты 2,5 мм).

Габариты устройства специально рассчитаны для использования его совместно с компьютерным радиатором от процессоров семейства Pentium. Радиатор устанавливается перпендикулярно плате.

Переключатель SW1 служит для выбора режимов работы усилителя:

  • рабочий режим – SW1 замкнут;
  • дежурный режим – SW1 разомкнут.
Рисунок 4. Cхема электрическая принципиальная.
Рисунок 4. Cхема электрическая принципиальная.
 
Рисунок 5. Cхема электрическая принципиальная.
Рисунок 5. Cхема электрическая принципиальная.
 
Рисунок 6. Cхема расположения элементов на плате и подключение усилителя.
 
Рисунок 7. Bид печатной платы со стороны проводников.
Рисунок 7. Bид печатной платы со стороны проводников.
 
Таблица 2. Перечень элементов
ПозицияНаименованиеКол.
C1, С2, С4, С50,22 мкФ4
C3100,0 мкФ/16...50 В1
C6, С7, С9, С101000,0 мкФ/16...50 B4
C82200,0 мкФ/25...50 В 1
C110,1 мкФ1
DA1TDA1554Q1

3. Четырех канальный усилитель низкой частоты 4X30Вт (TDA7385) / 4X40Вт (TDA7386)

В зависимости от типа применяемой микросхемы можно получить 4X30 Вт (TDA7385), или 4X40 Вт (TDA7386).

Схема электрическая принципиальная на рис.8, схема расположения элементов на плате и подключение усилителя на рис.9, вид печатной платы со стороны проводников на рис.10. Перечень элементов приведен в табл.3.

Технические характеристики УНЧ 
Напряжение питания6...18 В
Пиковое значение выходного тока4,5...5,5 А
Ток в режиме mute/stand-by100 мкА
Диапазон воспроизводимых частот20...75000 Гц
Коэффициент нелинейных искажений1%
Сопротивление нагрузки >2 Ом
Выходная мощность 
TDA73854x30 Вт
TDA73864x40 Вт
Входное сопротивление100 кОм
Коэффициент усиления26 дБ
Чувствительность300 мВ
Размеры печатной платы45x40 мм

Возможно подключение усилителя как к стереофоническому источнику с последующим раздвоением каждого канала, так и к квадрафоническому.

Квадрафонический источник необходимо подключать к входам IN1, IN2, IN3, IN4, а стереофонический к IN5, IN6. При подключении усилителя к стереофоническому источнику контакты IN1/IN2 и IN3/IN4 необходимо замкнуть между собой перемычками.

Конструктивно предусмотрены логические входы управляющих сигналов MUTE и ST-BY (рекомендуется использовать при установке усилителя в автомагнитоле).

Рисунок 8. Cхема электрическая принципиальная.
Рисунок 8. Cхема электрическая принципиальная.
 
Рисунок 9. Cхема расположения элементов на плате и подключение усилителя.
Рисунок 9. Cхема расположения элементов на плате и подключение усилителя.
 
Рисунок 10. Bид печатной платы со стороны проводников.
Рисунок 10. Bид печатной платы со стороны проводников.
 
Таблица 3. Перечень элементов
ПозицияНаименованиеКол.
C1, С2, С3, С4, С5, С80,1 мкФ6
C647 мкФ/50 В1
C72200 мкФ/25 В1
C9,C101 мкФ/50 В2
R110 кОм1
R247 кОм1
- TDA7385 TDA73861

4. Мощный одноканальный усилитель низкой частоты 100 Вт (TDA7294).

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.

Технические характеристики УНЧ 
Напряжение питания± 10 … 40 В
Пиковое значение выходного тока10 А
Ток в режиме покоя20…60 мА
Долговременная выходная мощность при коэффициенте гармоник 0,5%
 Uп = ± 35 В, Rн = 8 Ом70 Вт
 Uп = ± 31 В, Rн = 6 Ом70 Вт
 Uп = ± 27 В, Rн = 4 Ом70 Вт
Пиковая музыкальная выходная мощность (в течение 1 сек.) при коэффициенте гармоник = 10%
 Uп = ± 38 В, Rн = 8 Ом100 Вт
 Uп = ± 33 В, Rн = 6 Ом100 Вт
 Uп = ± 29 В, Rн = 4 Ом100 Вт
Коэффициент усиления по напряжению30 дБ
Диапазон воспроизводимых частот20 … 20000 Гц
Входное сопротивление22 кОм
Размеры печатной платы43х33 мм
  

Принципиальная схема - на рис.11, расположение элементов на плате и подключение усилителя - на рис.12, печатная плата со стороны проводников - на рис.13. Перечень элементов приведен в табл.4.

Рисунок 11. Принципиальная схема.
Рисунок 11. Принципиальная схема.
 
Рисунок 12. Расположение элементов на плате и подключение усилителя.
Рисунок 12. Расположение элементов на плате и подключение усилителя.
 
Рисунок 13. Печатная плата со стороны проводников.
Рисунок 13. Печатная плата со стороны проводников.

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 диаметром 2,5 мм.

Конструктивно предусмотрен сдвоенный логический вход управляющих сигналов MUTE/ST-BY для “мягкого” включения УНЧ.

Микросхему усилителя необходимо установить на теплоотвод площадью не менее 600 см2 . В качестве радиатора можно использовать металлический корпус или шасси устройства, в которое производится установка УНЧ. При монтаже для повышения надежности работы ИМС рекомендуется использовать теплопроводную пасту типа КТП-8.

Таблица 5. Перечень элементов усилителя
Позиция Наименование Кол.
С10,47 мкФ   1
С2 100 пФ   1
С3, С4, С5, С922 мкФ/50 B   4
C6, С7 220 мкФ/50 B   2
C8, С10 0,1 мкФ   2
DA1 TDA7294   1
R1 680 Ом   1
R2…R4 22 кОм   3
R5 10 кОм   1
R6 47 кОм   1 
R7 15 кОм   1

5. Мощный одноканальный усилитель низкой частоты 70 Вт/12 В (TDA1562)

Усилитель НЧ выполнен на интегральной микросхеме TDA1562. Эта ИМС представляет собой УНЧ класса Н (с вольтдобавкой).

Как следует из практики, при воспроизведении звуковых (а точнее, музыкальных) сигналов, высокая выходная мощность требуется на очень короткий промежуток времени, все остальное время выходная мощность остается небольшой. Поэтому алгоритм работы ИМС следующий: пока выходная мощность не превышает 18 Вт, устройство функционирует как обычный УНЧ с питанием от источника 14,4 В. При превышении выходной мощности 18 Вт внутреннее напряжение питания кратковременно повышается при помощи преобразователя на C5, C6. Подобное решение позволяет получить на нагрузке пиковую мощность порядка 70 Вт.

Технические характеристики УНЧ 
Напряжение питания14,4 B
Максимальное напряжение питания18 В
Пиковое значение выходного тока10 А
Ток в режиме покоя110 …150 мА
Ток в режиме MUTE/ST-BY25 мА
Сопротивление нагрузки4 Ом
Долговременная выходная мощность, при коэффициенте гармоник 
 0,03%1 Вт
 0,06%20 Вт
 0,5%55 Вт (класс Н)
 10%70 Вт (класс Н)
Коэффициент усиления по напряжению26 дБ
Диапазон воспроизводимых частот20…20000 Гц
Входное сопротивление10 кОм
Размеры печатной платы67х37 мм

Принципиальная схема - на рис.14, расположение элементов на плате и подключение усилителя - на рис. 15, печатная плата со стороны проводников - на рис. 16. Перечень элементов приведен в табл.5.

Рисунок 14. Принципиальная схема.
Рисунок 14. Принципиальная схема.
 
Рисунок 15. Расположение элементов на плате и подключение усилителя.
Рисунок 15. Расположение элементов на плате и подключение усилителя.
 
Рисунок 17. Печатная плата со стороны проводников.
Рисунок 16. Печатная плата со стороны проводников.

Микросхема имеет балансный вход, что полностью решает проблему наводок при подключении к автомагнитоле.

Выходы DIAG и STAT позволили индицировать следующие режимы:

  • светодиод HL1 (красный) – искажения/перегрев/КЗ/обрыв нагрузки;
  • светодиод HL2 (зеленый) – режим “класс Н”.

Резистором R1 регулируется уровень входного сигнала.

Выход MODE предназначен для управления режимом работы ИМС (ON/MUTE/ST-BY). Замыканием контактов в XP1 осуществляется перевод микросхемы из дежурного режима в рабочий и наоборот.

Усилитель не рекомендуется подключать к сабвуферам со встроенными фильтрами, содержащие емкости до 1000 мкФ. При неудачном стечении обстоятельств микросхема выходит из строя.

Особое внимание следует обратить на подключение микросхемы к источнику питания:

  • ИМС чрезвычайно чувствительна к напряжению питания – максимум 18 В;
  • переполюсовка источника напряжения питания приводит к выходу ИМС из строя (Uобр – не более 6 В).

Конструктивно предусмотрен сдвоенный логический вход управляющих сигналов MUTE/ST-BY для “мягкого” включения УНЧ XP1.

Микросхему усилителя необходимо установить на теплоотвод площадью не менее 600 см2. В качестве радиатора можно использовать металлический корпус или шасси устройства, в которое производится установка УНЧ. При монтаже для повышения надежности работы ИМС рекомендуется использовать теплопроводную пасту типа КТП-8.

Таблица 6. Перечень элементов усилителя
Позиция Наименование Кол.
С1 0,47 мкФ/63 В 1
С2,С3 0,1 мкФ/63 В 2
С4 10 мкФ/25 B 1
C5, С6 4700 мкФ/25 B 2
С7 0,1 мкФ 1
С8 2200 мкФ/25 B 1
DA1 TDA1562 1
HL1 красный 1
HL1 зеленый 1
R1 10 кОм 1
R2, R4 10 кОм 2
R3 100 кОм 1
R5 1 кОм 1
R6 820 Ом 1
VD1 Zenner 2V4 1
VT1 BC558 1
VT1 BC548 1
Категория: Усилители мощности | Просмотров: 7406 | Добавил: Admin | Рейтинг: 5.0/1
Всего комментариев: 6
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]