Amplificateur sur la puce TDA7294. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Amplificateurs de puissance à transistors

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introduction

La conception des amplificateurs a toujours été un défi. Heureusement, récemment, de nombreuses solutions intégrées sont apparues qui facilitent la vie des concepteurs amateurs. Je ne me suis pas non plus compliqué la tâche et j'ai choisi le plus simple, de haute qualité, avec un petit nombre de pièces, ne nécessitant aucun réglage et un fonctionnement stable de l'amplificateur basé sur la puce TDA7294 de SGS-THOMSON MICROELECTRONICS.

Récemment, sur Internet, j'ai répandu des revendications sur ce microcircuit, qui s'exprimaient approximativement comme suit : "spontanément excité, avec un câblage incorrect ; il brûle, pour une raison quelconque, etc." Rien de tel. Vous ne pouvez le brûler que par une mise sous tension incorrecte ou un court-circuit, et des cas d'excitation n'ont jamais été remarqués, et pas seulement avec moi.

De plus, il dispose d'une protection interne contre les courts-circuits dans la charge et d'une protection contre la surchauffe. Il dispose également d'une fonction muet (utilisée pour éviter les clics lorsqu'il est allumé) et d'une fonction veille (lorsqu'il n'y a pas de signal). Ce CI est un ULF classe AB. L'une des principales caractéristiques de ce microcircuit est l'utilisation de transistors à effet de champ dans les étages d'amplification préliminaire et de sortie. Ses avantages incluent une puissance de sortie élevée (jusqu'à 100 W sous une charge de 4 ohms), la possibilité de travailler dans une large gamme de tensions d'alimentation, des caractéristiques techniques élevées (faible distorsion, faible niveau de bruit, large plage de fréquences de fonctionnement, etc.) , le minimum de composants externes requis et un faible coût.

Principales caractéristiques du TDA7294 :

Paramètre	Termes	Minimum	Typique	Maximum	unités
source de courant		± 10		± 40	В
Gamme de réponse en fréquence	signal 3db Puissance de sortie 1W	20-20000			Hz
Puissance de sortie à long terme (RMS)	distorsion harmonique 0,5% : Jusqu'à \u35d ± 8 V, Rn \uXNUMXd XNUMX Ohm Jusqu'à \u31d ± 6 V, Rn \uXNUMXd XNUMX Ohm Jusqu'à \u27d ± 4 V, Rn \uXNUMXd XNUMX Ohm	60 60 60	70 70 70		Ma
Puissance de sortie musicale maximale (RMS), durée 1 sec.	distorsion harmonique 10% : Jusqu'à \u38d ± 8 V, Rn \uXNUMXd XNUMX Ohm Jusqu'à \u33d ± 6 V, Rn \uXNUMXd XNUMX Ohm Jusqu'à \u29d ± 4 V, Rn \uXNUMXd XNUMX Ohm		100 100 100		Ma
Distorsion harmonique générale	Po = 5W ; 1 kHz Po = 0,1-50W ; 20-20000Hz		0,005	0,1	%
	Jusqu'à \u27d ± 4 V, Rn \uXNUMXd XNUMX Ohm : Po = 5W ; 1 kHz Po = 0,1-50W ; 20-20000Hz		0,01	0,1	%
Température de fonctionnement de la protection		145			0C
Courant de repos		20	30	60	??
Impédance d'entrée		100			kOhm
Gain de tension		24	30	40	db
Courant de sortie de crête		10			А
Plage de température de travail		0		70	0C
Résistance thermique du boîtier				1,5	0C/W

Description de l'entreprise et schémas de câblage typiques du fabricant (Format PDF).

Il existe de nombreux schémas pour allumer ce microcircuit, je vais considérer le plus simple.

Circuit de commutation typique

Liste des articles

Le microcircuit doit être installé sur un radiateur d'une superficie de \u600e XNUMX cm².

Attention, sur le boitier du microcircuit il n'y a pas de commun, mais un moins de puissance !

Lors de l'installation d'une puce sur un dissipateur thermique, il est préférable d'utiliser de la pâte thermique. Il est conseillé de poser un diélectrique entre le microcircuit et le radiateur (mica par exemple). Pour la première fois, je n'y ai attaché aucune importance, pensai-je, pourquoi aurais-je si peur de fermer le radiateur au boîtier, mais lors du débogage de la conception, la pince à épiler qui est tombée accidentellement de la table a court-circuité le radiateur au boîtier. L'explosion était géniale ! Chips juste brisé en morceaux! En général, je m'en suis sorti avec une légère frayeur et 10$ :). Sur la carte avec un amplificateur, il est également souhaitable de fournir des électrolytes puissants de 10000 microns x 50V, de sorte qu'aux pics de puissance, les fils de l'alimentation ne donnent pas de chutes de tension.

En général, plus la capacité des condensateurs sur l'alimentation est grande, mieux c'est, comme on dit, "vous ne pouvez pas gâcher la bouillie avec de l'huile". Le condensateur C3 peut être retiré (ou non installé), c'est exactement ce que j'ai fait. En fin de compte, c'est précisément à cause de lui que lorsque le contrôle du volume (une simple résistance variable) a été activé devant l'amplificateur, un circuit RC a été obtenu, qui tondait les hautes fréquences lorsque le volume était augmenté, mais en général il est nécessaire pour empêcher l'excitation de l'amplificateur lorsque des ultrasons sont appliqués à l'entrée. Au lieu de C6, C7, j'ai mis sur la carte 10000mk x 50v, C8, C9, vous pouvez mettre n'importe quelle dénomination proche - ce sont des filtres de puissance, ils peuvent être dans l'alimentation, ou vous pouvez les souder avec un montage en surface, ce que je a fait.

Плата

Personnellement, je n'aime pas vraiment utiliser des planches toutes faites, pour une raison simple - il est difficile de trouver exactement les mêmes éléments de taille. Mais dans un amplificateur, le câblage peut grandement affecter la qualité du son, c'est donc à vous de décider quelle carte choisir. Depuis que j'ai assemblé l'amplificateur immédiatement pour 5-6 canaux, respectivement, la carte immédiatement pour 3 canaux:

Au format vectoriel (Corel tirage 12)

Alimentation de l'amplificateur, filtre passe-bas, etc.

Блок питания

Pour une raison quelconque, l'alimentation de l'amplificateur soulève de nombreuses questions. En fait, juste ici, tout est assez simple. Le transformateur, le pont de diodes et les condensateurs sont les principaux éléments de l'alimentation. Cela suffit pour assembler l'alimentation la plus simple.

Pour alimenter l'amplificateur de puissance, la stabilisation de la tension est sans importance, mais les capacités des condensateurs d'alimentation sont importantes, plus il y en a, mieux c'est. L'épaisseur des fils de l'alimentation à l'amplificateur est également importante.

Mon alimentation est implémentée comme suit :

L'alimentation +-15V est destinée à alimenter les amplificateurs opérationnels dans les phases préliminaires de l'amplificateur. Vous pouvez vous passer d'enroulements et de ponts de diodes supplémentaires en alimentant le module de stabilisation à partir de 40V, mais le stabilisateur devra amortir une chute de tension très importante, ce qui entraînera un échauffement important des microcircuits du stabilisateur. Les microcircuits stabilisateurs 7805/7905 sont des analogues importés de notre KREN.

Des variantes des blocs A1 et A2 sont possibles :

(cliquez pour agrandir)

Le bloc A1 est un filtre de suppression de bruit d'alimentation.

Bloc A2 - un bloc de tensions stabilisées + -15V. La première alternative est facile à mettre en œuvre, pour alimenter des sources à faible courant, la seconde est un stabilisateur de haute qualité, mais elle nécessite une sélection précise des composants (résistances), sinon vous obtiendrez des bras "+" et "-" en biais, ce qui donnera alors zéro biais sur les amplificateurs opérationnels.

Transformateur

Le transformateur d'alimentation pour un amplificateur stéréo de 100 W doit être d'environ 200 W. Comme je fabriquais un amplificateur à 5 canaux, j'avais besoin d'un transformateur plus puissant. Mais je n'ai pas eu à pomper tous les 100 W, et tous les canaux ne peuvent pas être alimentés simultanément. Je suis tombé sur un transformateur TESLA sur le marché (ci-dessous sur la photo) watt commercial pour 250 - 4 enroulements avec fil de 1,5 mm à 17V et 4 enroulements à 6,3V chacun. En les connectant en série, j'ai obtenu les tensions nécessaires, même si j'ai dû rembobiner un peu deux enroulements à 17V pour obtenir la tension totale des deux enroulements ~ 27-30V, puisque les enroulements étaient au-dessus - ce n'était pas difficile .

Une bonne chose est un transformateur toroïdal, ceux-ci sont utilisés pour alimenter les halogènes dans les lampes, il y en a beaucoup sur les marchés et les magasins. Si structurellement deux de ces transformateurs sont placés l'un au-dessus de l'autre, le rayonnement sera mutuellement compensé, ce qui réduira les interférences sur les éléments amplificateurs. Le problème est qu'ils ont un enroulement 12V. Dans notre marché de la radio, vous pouvez fabriquer un tel transformateur sur commande, mais ce plaisir en vaudra la peine. En principe, vous pouvez acheter 2 transformateurs pour 100-150W et rembobiner les enroulements secondaires, le nombre de tours de l'enroulement secondaire devra être augmenté d'environ 2 à 2,4 fois.

Diodes / ponts de diodes

Vous pouvez acheter des assemblages de diodes importés avec un courant de 8-12A, cela simplifie grandement la conception. J'ai utilisé des diodes à impulsions KD 213 et créé un pont séparé pour chaque bras pour donner une marge de courant aux diodes. Lorsqu'il est allumé, de puissants condensateurs sont chargés, la surtension est très importante, à une tension de 40 V et une capacité de 10000 10 μF, le courant de charge d'un tel condensateur est de ~ 20 A, respectivement, le long de deux bras 0,33A. Dans ce cas, les diodes du transformateur et du redresseur fonctionnent brièvement en mode court-circuit. La panne des diodes par le courant aura des conséquences désagréables. Les diodes ont été installées sur les radiateurs, mais je n'ai trouvé aucun échauffement des diodes elles-mêmes - les radiateurs étaient froids. Pour éliminer les interférences d'alimentation, il est recommandé d'installer un condensateur ~ 73 μF de type K17-15 en parallèle avec chaque diode du pont. Je ne l'ai vraiment pas fait. Dans le circuit +-405V, vous pouvez utiliser des ponts de type KTs1, pour un courant de 2-XNUMXA.

conception

Fini la conception

L'occupation la plus ennuyeuse est le corps. En guise d'étui, j'ai pris un vieil étui mince d'un ordinateur personnel. J'ai dû le raccourcir un peu en profondeur, même si ce n'était pas facile. Je pense que le boîtier s'est avéré être un succès - l'alimentation est située dans un compartiment séparé et vous pouvez mettre librement 3 canaux d'amplification supplémentaires dans le boîtier.

Conception générale

Après des tests sur le terrain, il s'est avéré qu'il serait utile de mettre les ventilateurs sur les radiateurs, malgré le fait que les radiateurs sont de taille très impressionnante. J'ai dû faire des trous dans le boîtier par le bas et le haut, pour une bonne ventilation. Les ventilateurs sont connectés via un trimmer 100Ω 1W à la vitesse la plus basse (voir la figure suivante).

Bloc amplificateur

Les puces sont sur du mica et de la pâte thermique, les vis doivent également être isolées. Les dissipateurs et la carte sont vissés au boîtier à travers des racks diélectriques.

Circuits d'entrée

Je voulais vraiment ne pas faire ça, seulement avec l'espoir que tout cela est temporaire ....

Après avoir accroché ces boyaux, un petit bourdonnement est apparu dans les haut-parleurs, apparemment quelque chose n'allait pas avec la "masse". Je rêve du jour où je vais tout jeter hors de l'amplificateur et l'utiliser uniquement comme amplificateur de puissance.

Carte d'addition, filtre passe-bas, déphaseur

Bloc de régulation

Résultat

Le dos s'est avéré plus beau, même si vous le tournez vers l'avant ... :)

Coût de construction

Oui, quelque chose est sorti bon marché. Très probablement, je n'ai pas pris en compte quelque chose, j'ai juste acheté, comme toujours, beaucoup plus, car je devais encore expérimenter, et j'ai brûlé 2 microcircuits et fait exploser un électrolyte puissant (je n'ai pas pris tout cela en compte Compte). Il s'agit d'un calcul de l'amplificateur pour 5 canaux. Comme vous pouvez le voir, les dissipateurs thermiques se sont avérés très chers, j'ai utilisé des refroidisseurs peu coûteux mais massifs pour les processeurs, à l'époque (il y a un an et demi), ils étaient très bons pour refroidir les processeurs. Si vous tenez compte du fait qu'un récepteur d'entrée de gamme peut être acheté pour 240 $, vous vous demandez peut-être si vous en avez besoin :), bien qu'il existe un amplificateur de qualité inférieure. Les amplificateurs de cette classe coûtent environ 500 $.

Auteur : Novik P.E. ; Publication : pavel.artmech.com

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