Усилитель madfeedback-1 (mf-1) на tda7293, tda7294 с гибридной оос
Содержание:
- ↑ Введение
- Детали и печатная плата
- Схема преобразователя питания
- Связанные материалы
- ↑ Схема усилителя должна быть проста и универсальна
- Налаживание
- ↑ Схема усилителя MadFeedback1 (MF1)
- ↑ Идея? Целая идеология!
- Блок управления режимами ожидания и приглушения
- Микросхема TDA7294 и ее особенности
- Принципиальная схема преобразователя напряжения
- Все о микросхемах TDA7293 / TDA7294
- ↑ Перейдем к решению технологических вопросов
- Назначение выводов микросхемы
↑ Введение
Усилитель MF1 — давно обещанный результат моей разработки в области токового управления — инвертирующий полу-ИТУН с F-образной гибридной ООС. Включает в себя как ОС по напряжению, так и по току. Ураганное, чистое и динамичное звучание. Основа — популярная микросхема TDA7294 или любая из семейства, однако схемотехника может использоваться и с любой другой.
— Ураганное, динамичное и собранное звучание— Полный контроль работы динамика— Уникальная схемотехника, сочетающая в себе лучшие веяния в достижении живого звучания— Схемотехническая надежность даже в самых экстремальных режимах— Доступность к повторению. Основа — популярная ИМС TDA729x— Уникальная топология печатной платы, позволяющая собрать не менее 4 разных вариантов усилителей, не меняя разводки.— Учтены все требования даже самых придирчивых критиков-аудиофилов.
Детали и печатная плата
Электролитические конденсаторы С6 и С7, включенные по цепи питания не должны быть единственными сглаживающими пульсации источника питания в схеме УНЧ. Это только те конденсаторы, которые установлены непосредственно на плате УНЧ, но в самом источнике питания должны быть основные сглаживающие конденсаторы, емкостями не ниже 10000 мкФ, если источник построен на основе низкочастотного силового трансформатора.
Рис. 2. Печатная плата самодельного помехоустойчивого усилителя мощности на TDA7294.
При максимальной выходной мощности 70W, в двухканальном (стереофоническом) варианте источник питания должен быть способен работать с нагрузкой мощностью не ниже 300W. Это нужно учесть при выборе или расчете источника питания для данного усилителя.
Все конденсаторы должны быть на напряжение не ниже 50V (автор использовал конденсаторы на 63V). Все детали схемы стереоусилителя монтируются на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита с односторонней разводкой дорожек. На плате есть две перемычки.
На рисунке показана плата в натуральную величину со стороны разводки печатных дорожек. Никаких крепежных элементов на плате нет, роль крепежа выполняет радиаторная пластина микросхемы. Сама плата маленькая и легкая и в других дополнительных крепежных элементах не нуждается. Включать усилитель без радиатора нельзя, даже кратковременно. При мощности около 70W площадь поверхности радиатора должна быть не менее 400 см2.
Попцов Г. РК-02-2016.
Схема преобразователя питания
Теперь перейдем к инвертору. Сначала был собран конвертер по такой схеме:
Схема преобразователя питания авто 12 В для УНЧ
Но из-за слишком большого нагрева элементов и частых срабатываний защиты отказался от этого инвертора и построил более простой и надежный на трансформаторе etd34 с номинальной мощностью 200 Вт (максимум выдаёт 250 Вт). На первичной обмотке 5-проводной жгут 6×0,5 мм, а на 12-проводной вторичной обмотке 3×0,5 мм, включая потери на диоде и других компонентах на выходе 2х30 В. Все намотано симметрично, чтобы устранить скин-эффект.
Схема преобразователя питания 12-40 для авто УНЧ
Намотка симметричного трансформатора вызвала вначале некоторые проблемы, но после нескольких неудачных попыток удалось его сделать, основная проблема заключалась в том чтоб перемотать трансформатор в правильном соотношении проводов, чтобы напряжение распределялось симметрично.
Применил выпрямительные диоды BYW29-200 200V 8A, которые прикреплены на небольшие алюминиевые радиаторы. Конденсаторы 4x1000uF / 50V в качестве фильтра, транзисторы старые добрые IRFZ44 46 А 60 В 250 Вт, закрепленные на алюминиевом радиаторе от процессора AMD.
Охлаждение TDA9274 — это также 2 радиатора от процессоров AMD с вентиляторами 12 В 0,15 А 8×8 см. Была идея собрать термостат, но при нагрузке 10% практически ничего не нагревается, так что подключился к вентиляторам через резисторы 2 Вт 56 Ом, которые снижают напряжение до около 7 В, а двойные вентиляторы работают со скоростью 1000-1500 об / мин, что в достаточной степени охлаждает усилитель при максимальной нагрузке и практически не шумит.
Чтобы получить 400 Вт от преобразователя, нужно купить трансформатор ETD44 и использовать 2 или 3 пары транзисторов IRFZ44 или даже транзисторы с более высокой мощностью, например IRFZ48.
Корпус изготовлен из алюминия и прозрачного 2 мм акрила, все они соединены заклепками с возможностью отвинчивания верхнего корпуса.
Связанные материалы
Даташит TDA7294 pdf datasheet…
100В — 100Ватт DMOS аудио усилитель с цепями MUTE/ST-BY TDA7294 монолитная микросхема в корпусе…
Переделка усилителя «Романтика 15-120С» на TDA7293 + клипдетектор…
Пылилась у меня старенькая «Романтика 15-120С». Внешнее состояние почти идеальное, а вот с…
Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Титце У., Шенк К….
Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем.-М.: Мир,…
Практическая схемотехника. 450 полезных схем радиолюбителям. Книга 1. Шустов М.А….
Практическая схемотехника. 450 полезных схем радиолюбителям. Книга 1. Шустов М.А. Издательство:…
Полный усилитель на микросхемах. Часть 5-3. Усилитель в режиме ИТУН…
Не мечтай, действуй! Незабываемый кадр из незабываемого фильма. Сейчас Марти МакФлай вжарит!!! В…
CD-проигрыватели. Схемотехника. Ю.Ф. Авраменко…
CD-проигрыватели. Схемотехника В книге систематизировано изложены основные принципы и базирующиеся…
Мой усилитель «Mad Feedback 1» на TDA7294 в корпусе…
Наверное, любой радиолюбитель знаком с микросхемой TDA7294: простая схема, хорошее качество звука,…
Автомобильный аудиоусилитель с инвертором напряжения и отключаемым ФВЧ…
Авто звук — дело сугубо личное и не всем понятное. Но мне нравиться ковыряться в машинах,…
Практическая схемотехника. Преобразователи напряжения. Книга З. Шустов М.А….
Практическая схемотехника. Преобразователи напряжения. Книга З. Шустов М.А. Издательство: Альтекс-А…
Даташит TDA7293 pdf datasheet…
120В — 100Ватт DMOS аудио усилитель с цепями MUTE/ST-BY TDA7293 монолитная микросхема в корпусе…
Полный аудио усилитель на TDA7293. Итоги…
Привет! Продолжаем разговор, начатый в предыдущих статьях «TDA7293 и LM3886 — две пары кирпичиков…
Гитарный преамп Tomato — исправленная печатка. Tomato updated pcb. Обновлено….
Маленькая заметочка в стиле «возвращаясь к напечатанному» для устранения замеченных ошибок. В…
↑ Схема усилителя должна быть проста и универсальна
Для построения усилителя мощности была выбрана популярная, но мною лично не любимая микросхема TDA7294 производства SGS-Thomson. Поводом к такому отношению стали частые отказы и обилие поддельных микросхем. Однако потом выяснилось, что в смерти ИМС повинны мои собственные кривые руки, которые обеспечили явно завышенное питание и не заземлили радиатор. Это обязательное условие стабильной работы микросхемы. Она боится статики — ее надо изолировать от радиатора, а радиатор обязательно заземлить на среднюю точку питания.
Достаточно долгие построения и моделирования в Multisim 2001 позволили создать цепь обратной связи, воплощающую все эти, казалось, несовместимые требования.
Итак, перед вами схема «бешенной» обратной связи, MadFeedback1 (MF1) .
Налаживание
При исправных элементах усилитель начинает работать сразу. В настройке нуждается только блок питания. Поэтому монтаж и настройку целесообразно проводить в два этапа следующим образом.
На печатной плате устанавливают только элементы блока питания (детали усилителя не впаивают). Далее выпаивают резистор Б14 и между общим проводом и положительным выходом блока питания подключают эквивалент нагрузки — проволочный резистор сопротивлением 6…7 Ом мощностью не менее 100 Вт. После включения питания замеряют напряжение на этом резисторе, оно должно находиться в пределах 26..28 В.
Далее сопротивление нагрузки увеличивают до 50 Ом. Вращением движка подстроечного резистора R13 добиваются такого же выходного напряжения блока питания, как и при 100-вагтной нагрузке. Затем R14 впаивают, а R12 выпаивают Настройка второй цепи стабилизации аналогична. По окончании настройки впаивают резистор R12.
Затем монтируют детали УМЗЧ и проверяют работоспособность устройства в сборе на эквиваленты нагрузки от генератора звуковой частоты. Устройство автоматического включения усилителя (см рис. 4) в настройке не нуждается, но если преобразователь запускается и при отсутствии входных сигналов, то уменьшают сопротивление R21 до значения, при котором напряжение на коллекторе УТ1 находится в интервале 6…6,5 В.
А. Колганов, г. Калуга. Р2001, 7.
Литература:
- Шихатов А. Автозвук устанавливаем сами. — Р2000, 1.
- Сырицо А. УМЗЧ на микросхеме TDA7294 — Р2000, 5.
- Интегральные микросхемы: Микросхемы для импульсных источников питания и их применение.
↑ Схема усилителя MadFeedback1 (MF1)
Рассмотрим схему действия поподробнее. Сигнал со входа IN поступает через проходной конденсатор C1 на низкоомное плечо обратной связи R1 R3, которое вместе с конденсатором C2 образует ФНЧ, препятствующий проникновению наводок и ВЧ шумов в звуковой тракт. Вместе с резистором R4, входная цепь создает первый сегмент ООС, Ку которого равен 2.34. Далее, если бы не токовый датчик R7, коэффициент усиления второй цепи задавался бы отношением R5/R6 и равнялся бы 45.5. Итоговый Ку был бы около 100. Однако, токовый датчик в схеме все-таки есть, и его сигнал суммируясь с падением напряжения на R6, создает частичную ООС по току. Выражение полного коэффициента довольно сложно, поэтому для удобства радиолюбителя пришлось аппроксимировать реальную зависимость достаточно простой функцией.
где kп — коэффициент приведения, зависящий от номиналов элементов цепи ООС
Ниже представлен график реального и расчетного (по вышеприведенной формуле) коэффициента усиления. При наших номиналах схемы kп=15.5, что дает результат удовлетворительной точности при сопротивлениях нагрузки выше 1 Ома.
Совершенно очевидно, что ни один здравомыслящий человек акустику с таким низким сопротивлением подключать к микросхемному усилителю не будет, однако вглядитесь, при коротком замыкании Ку практически уходит в ноль, а ведь последовательно динамику стоит еще и R7, который также ограничивает ток.
Характеристики усилителя при работе на нагрузку 4 Ома (ИМС TDA7294): — Рабочий диапазон частот, Гц 20—20 000 — Напряжение питания @4 Ом, В ±30 — Напряжение питания @8 Ом, В ±40 — Номинальное входное напряжение, В 0.6 действ. — Номинальная выходная мощность, Вт 73 действ. — Входное сопротивление, кОм 9.4 — THD при 70Вт, не более, % 0.3* — THD при 60Вт, не более, % 0.01**характеристики производителя
Однако следует заметить, что в данном случае напряжение питания рассчитанное, скажем, для 8 Ом нагрузки не придется снижать для работы на более низкоомную, т. к. выходной ток уже ограничен схемотехнически. К слову сказать, у одного из радиолюбителей поддельная микросхема, встроенная токовая защита которой не сработала, 2 минуты работала на полную мощность на короткое замыкание. Т. е. случайный бросок тока, который привел бы к гибели усилителя, фактически исключен.
Рассмотрим графики выходной мощности и выходного тока от сопротивления нагрузки для входного сигнала 0.6В.
Как видно из графика, клиппинг по мощности практически не возможен при увеличении нагрузки, чем страдают классические схемы, реализующие принцип Источника Тока, Управляемого Напряжением (ИТУН). Если там эквивалентное выходное сопротивление практически бесконечно, то в случае MF1 оно вполне реально ограниченно примерно на 10 Омах.
Что же мы получили в итоге? Мы получили неприхотливый усилитель со звучанием, характерным для ИТУН-а, без паразитных призвуков, мощное и динамичное, однако усилитель остался устойчив, легче переносит комплексную нагрузку фильтров АС и, кроме того, задранный Ку ИТУН-а на резонансной частоте ГД в предлагаемой схеме проявляется в гораздо меньшей степени.
↑ Идея? Целая идеология!
Хочу начать с того, что сама идея данного усилителя пришла ко мне далеко не спонтанно. Скорее она стала результатом анализа наиболее интересных в плане звучания схемотехнических решений, существующих на сей день. Сразу оговорюсь, по результатам сборки множества схем, я для себя вывел собственную философию в конструкциях звукоусиления.
Во-первых, я не гонюсь за линейностью. Иногда даже нарочно ее избегаю. Во-вторых, мне не нравится идеально точный, стерильный, выхолощенный звук. Намного интереснее создавать усилители с характером, звучание которых приятно и узнаваемо с первых нот. Четные гармоники? Пусть! Неидеально ровная АЧХ? Плевать. Главное — чтобы нравилось.
Увы, такой подход приходится где-то урезать, если хочешь быть услышанным широкой общественностью. Схемотехника усилителя, предлагаемого в данной статье, призвана примирить множество разнообразных групп убежденных сторонников того или иного подхода.
Итак, рассмотрим постулаты современного виденья схемотехники бюджетных несложных УМЗЧ.
- Усилитель реализован по принципу мощного ОУ с ОООС, будь то дискрет или микросхема. В данном случае для наиболее широкого круга радиолюбителей будет доступна именно мощная микросхема распространенной линейки.
- Инвертирующее включение, несомненно, более линейно, устойчиво и просто лучше звучит.
- Для повышения входного сопротивления в инвертирующем включении рационально применять Т-образную ООС.
- ИТУН реализуется на МС просто, а звучит, несомненно, намного лучше классических схем с ООС по напряжению. Однако основная сложность — работа на многополосные системы с разделительными фильтрами и усугубление ситуации неравномерности АЧХ динамика на резонансной частоте. Также нельзя не отметить подъем усиления на ВЧ, что сразу отпугивает многих энтузиастов.
- Земля на плате должна быть разведена, несомненно, звездой, а все электролиты зашунтированы пленкой или керамикой.
И, что самое интересное, при всем при этом схема должна быть проста для сборки широким кругом радиолюбителей. Честно говоря, меня поначалу пугала перспектива объединить все требование воедино, не наворочив при этом сложных повторителей, компенсаторов и критических цепей.
Но чем дольше размышлял, тем реальнее казалась эта идея. Оформилась она в следующую мыслеформу — новый УМ должен сочетать в себе как ООС по току, так и по напряжению. Чистая ООС по току недопустима, т. к. резко сужает выбор используемых АС, но и отказываться от нее не стоит. Коэффициент усиления должен быть не прямо пропорционален сопротивлению нагрузки, а, скажем, пропорционален корню из импеданса. При этом схема должна быть, несомненно, инвертирующей, с достаточно высоким (насколько это реально) входным сопротивлением. Не стоит забывать и об источнике сигнала. К нему не должно предъявляться каких-либо особых требований.
Блок управления режимами ожидания и приглушения
В этой микросхеме имеется режим ожидания и приглушения. Осуществлять управление функциями нужно при помощи выводов «9» и «10». Включение режима происходит в том случае, если на этих ножках микросхемы нет напряжения, либо оно менее полутора вольт. Чтобы включить режим, необходимо подать на ножки микросхемы напряжение, значение которого превосходит 3,5 В. Чтобы управление платами усилителя происходило одновременно, что актуально для схем, построенных по типу моста, собирается один блок управления для всех каскадов.
Когда усилитель включается, в блоке питания заряжаются все конденсаторы. В блоке управления также один конденсатор накапливает заряд. При накапливании максимально возможного заряда происходит отключение режима ожидания. Второй конденсатор, применяемый в блоке управления, отвечает за функционирование режима приглушения. Он заряжается немного позже, поэтому режим приглушения отключается вторым.
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 dbВыходная мощность 1Вт | 20-20000 | Гц | ||
Долговременная выходная мощность (RMS) | коэф-т гармоник 0,5%:Uп = ±35 В, Rн = 8 ОмUп = ±31 В, Rн = 6 ОмUп = ±27 В, Rн = 4 Ом | 606060 | 707070 | Вт | |
Пиковая музыкальная выходная мощность (RMS), длительность 1 сек. | коэф-т гармоник 10%:Uп = ±38 В, Rн = 8 ОмUп = ±33 В, Rн = 6 ОмUп = ±29 В, Rн = 4 Ом | 100100100 | Вт | ||
Общие гармонические искажения | Po = 5Вт; 1кГцPo = 0,1–50Вт; 20–20000Гц | 0,005 | 0,1 | % | |
Uп = ±27 В, Rн = 4 Ом:Po = 5Вт; 1кГцPo = 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 | 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 (+) | Плюсовая клемма (+) блока питания |
8 | -Vs | Питания входного каскада (-) | Минусовая клемма (-) блока питания |
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.
Принципиальная схема преобразователя напряжения
Преобразователь блока питания усилителя (рис. 2) построен в основном на микросхеме КР1114ЕУ4 — импортный аналог TL494CN фирмы Texas Instruments. Подробное описание микросхемы можно найти в , ее блок-схема показана на рис. 3.
Рис. 2. Принципиальная схема мощного преобразователя напряжения для автомобильного УМЗЧ.
Она включает в себя широтно-импульсный модулятор (ШИМ) и цепи управления им. Микросхема предоставляет широкие возможности по управлению длительностью выходных импульсов. Так как микросхемы TDA7294 имеют собственные узлы защиты, отпадает необходимость их использования в самом блоке питания.
Микросхема КР1114ЕУ4 может работать как в двухтактных, так и в однотактных преобразователях; режим работы задается по входу OTC (вывод 13). В этом блоке питания вывод 13 подключен к источнику образцового напряжения +5 В и преобразователь работает в двухтактном режиме
Скважность импульсов может меняться в широких пределах
Рис. 3. Блок-схема микросхемы КР1114ЕУ4 (TL494CN).
Выходы микросхемы можно подключить непосредственно через резисторы R16, R17 к базам мощных биполярных транзисторов VT1 и VT2 преобразователя благодаря большому предельному значению выходного тока (до 200 мА).
Поскольку у микросхемы преобразователя имеются выводы коллекторов и эмиттеров выходных транзисторов (выводы 8-11), их возможно включить по схеме с общим эмиттером либо с общим коллектором, в зависимости от структуры транзисторов VT1 и VT2. В описываемом блоке с транзисторами структуры n-p-n применен второй вариант. При использовании в качестве ключей полевых транзисторов (n-канальных ПТ) следует удалить резисторы R18 и R19.
В микросхему КР1114ЕУ4 встроен собственный генератор пилообразных импульсов. Элементы R8, С8 являются времязадающими, и частоту генерации можно определить по формуле 1 = 1/(R8С8). При работе в двухтактном режиме частота автогенератора микросхемы должна быть вдвое выше частоты на выходе преобразователя. Для указанных на схеме номиналах времязадающей цепи частота генератора — около 160 кГц, а частота импульсов на выходе — примерно 80 кГц
Стабильность работы преобразователя в широком диапазоне напряжения питания обеспечивает встроенный источник образцового напряжения (вывод 14) +5 В. Цепь R9С7 обеспечивает после включения питания плавное увеличение ширины выходных импульсов блока и мощности в нагрузке.
Диод VD1 предотвращает выход из строя блока при обратной полярности напряжения питания; в этом случае перегорит лишь предохранитель FU1.
Блок питания имеет стабилизацию напряжения на нагрузке благодаря обратной связи. Она осуществляется через резисторы R10-R15 с каждого плеча выпрямителя.
Эти резисторы образуют два делителя напряжения, через которые часть напряжения с выхода блока питания поступает на усилители ошибки (выводы 1,15) В качестве эталона напряжения, с которым сравниваются выходные напряжения блока питания, используется источник образцового напряжения (ИОН). Выходы усилителей ошибки внутри DA1 соединены вместе через диоды.
Вывод 3 предназначен для местной обратной связи, ограничивающей коэффициент усиления усилителей. В этом блоке вывод 3 использован для запуска преобразователя, а усилители работают как компараторы. С импульсного трансформатора Т1 напряжение выпрямляется диодами VD2-VD5 и сглаживается конденсаторами С11- С14.
Для уменьшения мощности рассеивания на микросхемах УМЗЧ DA1 и DA2 и увеличения максимальной выходной мощности усилителя нужно правильно выбрать выходное напряжение преобразователя, исходя из сопротивления нагрузки.
Данный УМЗЧ рассчитан на работу совместно с нагрузкой 4 Ом в режиме “Стерео” и с нагрузкой 8 Ом в мостовом режиме. Рекомендуемое фирмой-изготовителем значение напряжения питания DA1, DA2 при заданном сопротивлении нагрузки составляет ±25…27 В, на это напряжение и рассчитан импульсный преобразователь.
Все о микросхемах TDA7293 / TDA7294
Усилители на микросхеме TDA7294, TDA7293 довольно популярны. Но форумах часто встречаются и сообщения о том, что они (микросхемы) плохие, плохо работают и часто горят. Я считаю, что 95% проблем с микросхемой вызвано либо “кривыми” руками тех, кто ее использует, либо их недостатком знаний, вызывающим ошибки (эта цифра 95% возникла не на пустом месте, а из анализа сообщений на форумах за последние 2-3 года). Однако, мне пришлось и самому столкнуться с некачественными микросхемами.
Поэтому я провел некоторое “расследование” в этой области, и вот что выяснилось:
1. Мне попался экземпляр микросхемы, самовозбуждающийся на ВЧ. Без нагрузки работает все ОК. В частотном диапазоне от 10 Гц до 100 кГц, при выходных амплитудах от 0,05 до 22 Вольт. Ограничение наступает чистенькое (я всегда в новых устройствах подключаю генератор и осциллограф и смотрю это все). Одако, при подключении нагрузки и выходном напряжении больше 0,5 В на отрицательной полуволне сигнала возникает ВЧ генерация – “звон” (на глаз 50-80 кГц, не мерял). Источник питания хороший, на него грешить нельзя. Кроме того, я всегда ставлю прямо на плату развязывающие конденсаторы в цепи питания не менее 0,47 мкФ, и электролиты не менее 470 мкФ. Так что со стороны питания никакого подвоха.Вылечилось это очень просто – установкой цепочки из последовательно соединенных резистора 10 Ом и конденсатора 0,1 мкФ 63В, идущих с выхода микросхемы на землю (я теперь ее ставлю во все схемы, и она предусмотрена на моей плате – ведь хуже не будет, даже если она не нужна). Но на душе осадок неприятный – производителем эта цепочка не предусмотрена, значит и без нее все должно хорошо работать (и у меня много микросхем работали как часы).
2. Еще в одном экземпляре микросхемы “звон” вообще не удалось победить.
3. По отзывам в Интернете грамотных людей (у которых руки 100% нормальные), существует много изначально в той или иной степени “кривых” микросхем.
Судя по всему, структура микросхемы оказалась легко воспроизводимой, и кто-то ее делает в весьма “упрощенном” виде. Эту продукцию из-за ее дешевизны к нам и везут.
Кроме того. В этой микросхеме изначально заложена небольшая бомба. Дело в том, в микросхемах для изоляции широко применяют n-p переходы. Т.е. изолятор – это обратно смещенный диод, не проводящий ток. Так вот, этот набор n-p переходов в определенном месте микросхемы TDA7294 (выходные транзисторы усилителя напряжения) образует структуру, эквивалентную тиристору. При подаче на него напряжения определенной величины, тиристор открывается, и начинает этот ток пропускать. Причем, закрываться тиристор сам не умеет, поэтому ток через него перестает течь только тогда, когда микросхема вся сгорит!
В нормальных качественных микросхемах напряжение открывания этого тиристора велико, и все работает ОК (то есть, тиристор просто вообще никогда не открывается). А вот в “левых”, где видимо сэкономили на толщине перехода, оно небольшое. И при резком повышении напряжения при включении (особенно при плохом блоке питания), тиристор открывается, и микросхема выходит из строя.
Надо сказать, что мне такие микросхемы не попадались. Или из-за того, что я использую достаточно хорошие источники питания, паразитный тиристор не открывался? Так что практического подтверждения открыванию паразитного тиристора у меня нет.
Точно также есть опасность спалить микросхему по этой причине (паразитная тиристорная структура) при раздельном питании. В этом случае необходимо одновременно подавать на микросхему сразу четыре напряжения, и тут еще больше шансов неугодить этому паразиту-тиристору.
Это все не значит, что микросхема однозначно плохая, и все вообще ужасно! То количество брака, с которым сталкивался я сам – не такое уж и большое. Поэтому не стОит бояться! Все свои схемы я стараюсь разрабатывать так, чтобы дать минимум шансов всем “вредным” микросхемам.
У меня еще ни одна не сгорела!!!
↑ Перейдем к решению технологических вопросов
Многих смущает питание и надежность цепей mute и stby. Согласитесь, держать на одном тумблере два полюса питания просто опасно, особенно если тумблер более чем бюджетный. Не одна микросхема вышла из строя из-за таких фокусов. Об обеспечении надежности этого узла я также позаботился, разведя прямо на печатной плате параметрический стабилизатор на 12В, представленный на рисунке.
Стабилизатор
От него питаются сервисные цепи микросхемы. В качестве выводов установлен трехштырьковый джампер. Это позволило решить сразу несколько задач:
— Если управление микросхемой не нужно, он просто фиксируется в положении Play!, усилитель постоянно находится в разблокированном состоянии и готов к работе ежесекундно.— Если в многоканальном усилителе длительно не используются, скажем, тыловые каналы, можно перекинуть джампер в положение Mute, при этом заблокируются входные и выходные каскады микросхемы и ее потребление снизится до микроскопических дежурных токов.— К джамперу можно подключить внешний ON-ON тумблер, такой, например, как доступный MTS102.
На схеме также представлен пример индикатора включения микросхемы, собранный на элементах R14 LED1. R14 выступает источником тока примерно в 5мА для светодиода LED1, который зажигается в положении Play! и погасает в режиме Mute. Кроме того, даже при неисправности тумблера и замыкании его контактов +Uп-Земля, ничего страшного не произойдет, поскольку ток ограничен резистором R11 на безопасном уровне. Емкости C11 C12 увеличены вдвое по сравнению со штатными для обеспечения большей задержки при включении и предотвращении щелчка в АС даже при длительном заряде силового блока питания.
Назначение выводов микросхемы
А теперь более подробно о том, какие выводы имеются у TDA7294. Первая ножка — это «сигнальная земля», соединяется с общим проводом всей конструкции. Выводы «2» и «3» — инвертирующий и неинвертирующий входы соответственно. «4» вывод также является «сигнальной землей», соединенной с общим проводом. Пятая ножка в усилителях звуковой частоты не используется. «6» ножка – это вольт-добавка, к ней подключается электролитический конденсатор. «7» и «8» выводы — плюс и минус питания входных каскадов соответственно. Ножка «9» — режим ожидания, используется в блоке управления.
Аналогично: «10» ножка – режим приглушения, также применяется при конструировании блока управления усилителя. «11» и «12» выводы не используются в конструкции усилителей звуковой частоты. С «14» вывода снимается выходной сигнал и подается на акустическую систему. «13» и «15» выводы микросхемы — это «+» и «–» для подключения питания выходного каскада. На микросхеме TDA7294 схема усилителя для сабвуфера ничем не отличается от предложенных в статье, дополняется она только фильтром низких частот, который соединяется со входом.