Двухканальный умзч на микросхемах tda2050 (25вт)

Детали и печатная плата

Усилители на А1 и А2 выполнены на отдельных одинаковых малогабаритных печатных платах (на рисунке приводится плата для усилителя на А1). Платы не имеют элементов механического крепления и держатся за счет крепления радиаторных пластин микросхем к радиатору.

Рис. 2. Печатная плата для схемы усилителя мощности ЗЧ.

Микросхемы установлены на один общий радиатор площадью поверхности около 400 см2, который одновременно является элементом задней стенки корпуса усилителя. В источнике питания работает готовый трансформатор ТБС 012 220/24 с вторичным напряжением 24V.

Такой трансформатор (или аналогичный) можно приобрести в магазинах и на базах, торгующих электрощитовым оборудованием и электроарматурой для ремонта и оборудования помещений. Обычно там есть очень широкий выбор аналогичных трансформаторов на разные напряжения и мощности.

Корпус выполнен из древесно-стружечных плит (боковые панели) и металлических пластин (верхняя и нижняя панели). Передняя панель, — оргстекло, задняя, -радиатор. В качестве заготовок для верхней и нижней панели используются алюминиевые подносы для транспортировки продуктов питания.

Микросхемы TDA 2050 можно заменить отечественными аналогами, — К174УН30. Все электролитические конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение не ниже 40V (автор использовал конденсаторы на 63V). Диоды выпрямителя должны допускать прямой ток не менее 10А. Крупные конденсаторы С17-С20, С31, С32 располагаются непосредственно в корпусе усилителя.

Они обернуты ватманом и привинчены к дну корпуса посредством металлических хомутов. Налаживание заключается в корректировке коэффициентов усиления усилителей на А1 и А2, так, чтобы получить равенство каналов и необходимую чувствительность. Для этого подбирают сопротивления резисторов R5 и R11 (уменьшение сопротивления ведет к уменьшению чувствительности).

Сильно увлекаться увеличением чувствительности не рекомендую, — сначала увеличится КНИ, а далее, усилитель может самовозбудиться. Конденсаторы С6 и С12 расположены возле плат усилителя и припаяны короткими проводниками к дорожкам этих плат. С13, С14, С15 и С16 расположены возле выпрямителя.

Усилитель по данной схеме можно питать и от другого источника питания. Максимальное напряжение питания, по такой схеме (однополярное) 50V при этом максимальная выходная мощность будет около 50W. Минимальное напряжение питания всего 9V. При этом мощность будет не более 12W.

Такие «широкие» параметры по напряжению питания позволяют работать усилителю от самых разных источников постоянного тока. Это может быть и автомобильный аккумулятор напряжением 12V, и блок питания от старого принтера «НР» напряжением 32V.

Кроме того, широкие пределы напряжения питания и возможность в очень широких пределах изменять чувствительность усилителя (коэффициент усиления) дает возможность использовать его и как ремонтный модуль для замены вышедшего из строя УНЧ различной бытовой аудиотехники.

Попцов Г. РК-08-17.

Электрическая схема включения микросхемы TDA2030.

Оконечные усилители собраны по типовой схеме. На чертеже изображён один из каналов оконечного усилителя.

C1, C8 – 100mkF

C2, C4, C7 – 0,22mkF

C3 – 1mkF

C5 – 47mkF

C6* – 15… 82pF

R1, R5 – 22k

R2 – 1Ω

R3 – 1k

R6 – 680R

R7* – 2k

FU1, FU2 – 1A

VD1, VD2 – КД208

Назначение элементов схемы.

С3 – разделительный.
R5, R6, C5 – цепь отрицательной обратной связи по переменному току, которая определяет коэффициент усиления, где R5 и R6 делитель напряжения, а C5 – разделительный. Уменьшение номинала R6 увеличивает коэффициент усиления, а увеличение наоборот.

VD1, VD2 – защищают выходной каскад от пробоя при работе на индуктивную нагрузку.

C1, C2, C7, C8 – блокировочные.

R2, C4 – цепь, предотвращающая самовозбуждение.

R7*, C6* – эта цепочка устанавливается в случае самовозбуждения (опционально).

R3 – балластный резистор, ограничивающий мощность подводимую у телефонам (наушникам).

FU1, FU2 – предохранители, защищающие блок питания от перегрузки при замыкании в цепи нагрузки или выходе микросхемы из строя.

Принципиальная схема

Принципиальная схема показана на рисунке. Входной стереофонический аудиосигнал поступает на разъем Х1. Далее, сигнал по экранированному кабелю подается к панели регулировок, в состав которой входит пассивный регулятор громкости, стереобаланса и пассивный регулятор тембра по низким и высоким частотам.

Рис. 1. Принципиальная схема усилитель звука на микросхемах TDA2050 с темброблоком.

Сдвоенный переменный резистор R1 служит регулятором громкости, одинарный переменный резистор R2 — регулятором стереобаланса (резисторы R3 и R4 исключают закорачивание входов при крайних положениях R2 и максимальном положении R1.

Пассивный регулятор тембра выполнен по типовой пассивной схеме на сдвоенных переменных резисторах R7 и R9. Переменным резистором R7 регулируется тембр по низким частотам, а переменным резистором R9 — по высоким.

С выхода регулятора тембра НЧ сигналы поступают на усилители на микросхемах А1 и А2. Усилители включены по типовым схемам для TDA2050 при питании от однополярного источника.

Для этого на прямое вход усилителя, который так же является и основным сигнальным входом, подается напряжением смещения, равное половине напряжения питания. Это напряжение создается для каждой микросхемы отдельно, делителями на резисторах R13, R15 и R20, R21.

Каждая микросхема TDA2050, по сути дела представляет собой мощный операционный усилитель. И коэффициент усиления его зависит от цепи ООС между выходом и инверсным входом ОУ. В данном случае, это цепи R17, R16, С15 и R23, R22, С16, соответственно.

Изменяя параметры этих цепей можно в очень широких пределах изменять коэффициент усиления микросхемы, изменяя таким образом чувствительность УНЧ.

Нагружены усилители на акустические системы мощностью 10 W и сопротивлением 4 Ом, в каждой из которых установлено по одному широкополосну динамику 10ГДШ-2.

Поскольку динамики широкополосные (с высокочастотным конусом в центре диффузора), данные акустические системы очень хорошо работают и в широкой полосе частот (от 40 до 16000 Гц).

Но, акустические системы могут быть и другими, сопротивлением не менее 4 Ом и мощностью не менее 10W. Микросхемы установлены на один общий радиатор площадью поверхности около 200 см2, который одновременно является элементом задней стенки корпуса усилителя.

Несколько советов по выбору радиатора охлаждения.

Расчёт радиатора пассивного охлаждения сопряжён со сложными вычислениями и измерениями. Результаты зависят от множества переменных, а значения некоторых из них радиолюбителю могут быть неизвестны.

Однако есть несколько простых правил, которые позволяют обеспечить надёжное охлаждение любых компонентов электронной аппаратуры.

1. Нужно обеспечить хороший контакт полупроводникового элемента с радиатором. Для этого желательно хорошо выровнять контактируемую поверхность радиатора и применить теплопроводную пасту КПТ-8 или любую другую. Когда нет ничего подходящего, можно использовать силиконовую смазку.
2. При использовании изоляционных прокладок между микросхемой и радиатором, использование теплопроводной пасты обязательно.
3. Лучше всего выбирать радиаторы чёрного цвета с матовой поверхностью.
4. Снижение температуры на 10ºС увеличивает ресурс микросхемы вдвое.
5. Не стоит поднимать температуру радиатора выше 60… 65ºС, а температуру корпуса микросхемы выше 80… 85ºС.

Ориентировочно, необходимую площадь радиатора можно определить при помощи калькулятора, скачав последний из «Дополнительных материалов» к этой статье. Для данного УНЧ, необходимая площадь радиатора – 310см² и более.

Печатная плата.

Печатная Плата (ПП) спроектирована исходя из имеющихся радиоэлементов и корпуса.

Рациональнее было бы разместить блок питания и оконечные усилители на одной печатной плате, но сделать это не позволила конструкция корпуса, а именно то обстоятельство, что большую часть корпуса занял силовой трансформатор.

Для увеличения сечения дорожек и уменьшения расхода хлорного железа, площадь дорожек была увеличена с использованием инструмента «Полигон».

На картинке фрагмент печатной платы, выполненной из стеклотекстолита сечением 1мм, по описанной здесь технологии.

Для повышения надёжности и ремонтопригодности, в отверстиях, предназначенных для установки плавких вставок, развальцованы медные пустотелые заклёпки (пистоны) поз.1.

Для соединения с другими блоками усилителя, в соответствующие отверстия платы заклёпаны медные штырьки поз.2.

	This movie requires Flash Player 9

На интерактивной картинке видно, как собиралась эта печатная плата. Добавил этот ролик, так как, как раз во время сборки экспериментировал с цейтраферной съёмкой. Чтобы «управлять» картинкой, потяните изображение мышкой.

В качестве предохранителей я использовал отрезки отдельных жил провода МГТФ (провод во фторопластовой изоляции) диаметром 0,07мм. Такие импровизированные плавкие вставки заменяют предохранители номиналом около 1-го Ампера.

При установке микросхемы TDA2030 на радиатор, нужно иметь в виду, что корпус этого чипа соединён с минусом источника питания. Если на один радиатор устанавливаются сразу две микросхемы, то нужно предусмотреть и установку изоляционных прокладок. Последние можно выполнить из любого материала обеспечивающего зазор в 0,03… 0,05мм между сопрягаемыми поверхностями. Например, можно использовать марлю, бинт или канву, пропитанную термопроводящей пастой КПТ-8.

Крепление удобно осуществлять винтами М2,5, на которые нужно предварительно надеть изоляционные шайбы и отрезки изоляционной трубки (кембрика).

На этой картинке изображен разрез соединения микросхемы с радиатором охлаждения.

1. Винт М2,5.
2. Шайба стальная М2,5.
3. Шайба изоляционная М2,5.
4. Корпус микросхемы.
5. Прокладка – отрезок трубки (кембрика).
6. Прокладка – х/б канва, пропитанная пастой КПТ-8.
7. Радиатор охлаждения.