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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Amplificateur de puissance AF avec outils de diagnostic TDA1562Q. Donnée de référence
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Les références Le microcircuit décrit est un amplificateur de signal monophonique en pont 3H avec une puissance de sortie maximale allant jusqu'à 70 W sous une charge de 4 ohms et est destiné à être utilisé dans les équipements de reproduction sonore automobiles et domestiques. Structurellement, l'amplificateur est logé dans un boîtier en plastique DBS17P avec 17 fils étamés rigides (Fig. 1).
Le côté plat arrière du boîtier est réalisé sous la forme d'une plaque métallique dissipateuse de chaleur. De ce côté, le microcircuit est fixé à la paroi métallique massive de l'appareil, après avoir préalablement recouvert la surface du joint de pâte thermoconductrice. Le poids de l'appareil ne dépasse pas 10 g. Avec un minimum de composants externes requis, le microcircuit permet de construire un amplificateur à haute puissance de sortie, alimenté par une source unipolaire. Lorsque l'amplificateur est connecté à la tension d'alimentation de fonctionnement, il peut être dans l'un des trois modes suivants : "On", "Mute" et "Standby". En mode de fonctionnement « On », le microcircuit amplifie le signal d'entrée et délivre la puissance réglée à la charge, tout en consommant le courant correspondant (jusqu'à des dizaines d'ampères). En mode Silent, aucun signal d'entrée ne passe par la sortie de l'amplificateur, mais ses puissants étages de sortie restent allumés. Pour cette raison, l'amplificateur consomme un courant important, mais est capable de passer presque instantanément en mode « On ». En « mode veille », presque tous les composants de l’amplificateur sont hors tension et il consomme un courant négligeable de la source d’alimentation – généralement quelques microampères. Le temps de commutation du « Mode veille » au mode « Marche » ne dépasse pas 50 ms. La commutation d'un mode à l'autre est réalisée en appliquant une tension de commande à l'entrée de sélection de mode du microcircuit. L'amplificateur présente un très faible niveau de bruit propre et une faible distorsion harmonique. Un schéma fonctionnel simplifié de l'amplificateur et un circuit typique pour sa connexion sont présentés sur la Fig. 2.
Si la puissance de sortie ne dépasse pas 18 W, l'amplificateur fonctionne en mode classe B. Avec une nouvelle augmentation du niveau du signal d'entrée, la tension d'alimentation interne de l'amplificateur augmente en raison de l'inclusion d'unités booster de tension avec oxyde externe haute capacité condensateurs connectés aux broches 3,5 et 13 du microcircuit, comme indiqué dans le schéma fonctionnel. L'amplificateur passe en mode Classe H et la puissance de sortie passe à 15 W. Si le cristal de la puce chauffe jusqu'à une température de 70 °C, le capteur de température intégré fait passer l'amplificateur en mode classe B. La puissance de sortie ne dépasse pas 120 W. Si la tension d'alimentation U du microcircuit diminue jusqu'à 7 V, l'amplificateur passera automatiquement en mode « Silencieux ». Avec une augmentation ultérieure de la tension d'alimentation à 9 V, l'amplificateur revient en mode « On ». Le microcircuit est également équipé d'unités de protection intégrées contre les courts-circuits mutuels des conducteurs de sortie et leur court-circuit avec le fil d'alimentation positif et le fil commun. Brochage du microcircuit : broche. 1 - entrée de signal 3H non inverseuse ; vyv. 2 - entrée inverseuse du signal 3H ; vyv. 3 et 5 - bornes de connexion du condensateur d'alimentation du bras supérieur de l'amplificateur selon le circuit ; vyv. 4 - entrée du signal de commande pour changer (sélectionner) le mode de fonctionnement ; vyv. 6 et 12 - bornes du fil commun, bornes négatives de l'alimentation ; vyv. 7 - sortie directe du signal 3H ; vyv. 8 - sortie du signal de l'unité de diagnostic ; vyv. 9 et 10 - bornes positives de l'alimentation ; vyv. 11 - sortie inverse du signal 3H ; vyv. 13 et 15 - bornes de raccordement du condensateur élévateur de tension du bras inférieur de l'amplificateur selon le schéma : broche. 14 - sortie de contrôle de la source de tension de référence interne : broche. 16 - entrée du signal de commande de l'état de l'amplificateur ; sortie de signal d'indication ; vyv. 17 - sortie du fil commun du signal. Pour répondre aux exigences du contrôle intelligent de la puissance, des unités de diagnostic et de contrôle/indication de l'état de l'amplificateur sont intégrées à la puce. L'unité de diagnostic informe sur les situations d'urgence dans le circuit de charge et sur la surcharge de l'amplificateur. Un signal apparaît à la sortie du nœud (broche 8), dont le niveau et la nature peuvent être facilement déterminés. qu'est-il arrivé à la charge - elle a été court-circuitée avec l'un des fils d'alimentation, les bornes ont été court-circuitées ou il y a eu une rupture. Ce signal, après traitement par le microcontrôleur, pourra être appliqué aux entrées appropriées de l'amplificateur, ce qui le mettra en mode sans échec. L'unité de contrôle/indication d'état n'a qu'une seule broche externe - 16, qui sert à la fois d'entrée et de sortie. L'entrée vous permet de contrôler l'état de l'amplificateur. Un signal de commande de haut niveau fait passer l'amplificateur en mode classe H (augmentation de tension activée) quelle que soit la température du cristal. A un niveau de signal de commande moyen, l'amplificateur passe en mode classe B, quelle que soit la température du cristal. Une commande de niveau bas met immédiatement l'amplificateur en mode Silence. Sans délai, l'amplificateur passe du mode « Silencieux » au mode « On », et le changement de classe d'amplification de B à H et vice versa se produit au moment où le signal d'entrée passe par « zéro ». Lorsqu'aucune tension de commande n'est appliquée à cette entrée, elle devient une sortie et l'état actuel de l'amplificateur peut être jugé à partir des signaux de sortie. La tension de sortie peut prendre trois niveaux discrets : faible, moyen et élevé. Un niveau bas l’indique. que l'amplificateur est en mode Silencieux ; moyen - en mode « On » et fonctionne en classe B, l'augmentation de tension est désactivée par un signal du capteur de température (la température dépasse 120°C) ; élevé - l'amplificateur fonctionne en classe H. la température des cristaux est inférieure à 120°C. La commutation de l'amplificateur de la classe B à la classe H se produit au moment où le signal d'entrée 34 passe par « zéro ». Principales caractéristiques techniques
Limites de fonctionnement
Le fonctionnement de l'amplificateur dans différents modes est illustré par des chronogrammes simplifiés présentés sur la Fig. 3.
Au moment initial to, la tension d'alimentation Up est appliquée à l'amplificateur et un signal de niveau haut Uin control/ind est appliqué à l'entrée de l'unité de commande/indication (broche 16). A l'instant t, l'entrée de sélection de mode (broche 4) reçoit un signal de haut niveau correspondant au passage de l'amplificateur en mode « On ». La source de tension de référence commence à atteindre le mode de fonctionnement (la tension à la broche 14 augmente). À une certaine tension de seuil au temps t2, l'amplificateur est allumé et une tension de 3H Umax XNUMXH apparaît aux bornes de la charge. et l'amplificateur fonctionne en mode classe H. A l'instant t3, l'amplificateur à l'entrée de l'unité de commande/indication est commuté en mode classe B. Si la tension du signal d'entrée 3H a un niveau significatif, alors une limitation du signal de sortie se produira immédiatement. A l'instant t5, une commande est envoyée à l'entrée de l'unité de commande/indication pour ramener l'amplificateur en mode classe H. A la première transition du signal 34 par « zéro » (instant U, cette commutation se produira. Pendant la période de au temps t7 -t8, l'amplificateur est en mode « Silence », et l'entrée dans ce mode et le retour à l'état initial se font de manière synchrone avec la commande, sans attendre le passage par « zéro ». Dans l'intervalle t9 - t12, l'amplificateur est commuté sur le même mode « Silence », mais avec le signal Uper.mode à l'entrée de commande (broche 4). Riz. La figure 3 montre que dans ce cas, la commutation se produit aux instants où le signal 3H passe par « zéro » (aux instants t10 et t12). Si vous réduisez la tension d'alimentation à 7 V (t13), l'amplificateur passe immédiatement en mode « Silent » et revient également sans délai en mode « On » dès que la tension d'alimentation, en augmentant, atteint 9 V (t14). A l'instant t15 l'amplificateur passe en « Mode veille ». Dans le cas où la broche 16 du microcircuit est utilisée comme sortie de l'unité de commande/indication, au moment de la mise sous tension de l'amplificateur (t1), un signal de sortie apparaît à cette sortie. contrôle/indication, niveau bas, correspondant au mode "Silence". Dès que l'amplificateur commence à fonctionner (t2). Sur la broche 16, un niveau élevé ou moyen apparaîtra (indiqué par la ligne pointillée) en fonction de la température à laquelle le cristal du microcircuit est chauffé - moins de 120°C ou plus. La commutation de l'amplificateur et la modification des niveaux de sortie de la broche 16 se produisent aux moments où le signal 3H passe par « zéro » (t4, t0, t10, t12). Les exceptions sont les transitions rapides vers le mode "Silent" et retour (t7, t8), tandis que le niveau du signal sur la broche 16 reste inchangé, et les cas d'abaissement de la tension d'alimentation (t13, t14). L'unité de diagnostic est conçue pour surveiller les circuits de sortie de l'amplificateur. Les informations sur les situations d'urgence dans la charge sont envoyées à la broche 8 (sortie collecteur ouvert). Des diagrammes simplifiés des signaux U à cette sortie sont présentés sur la Fig. 4.
En mode normal, la broche 8 est haute (t0 - t2). L'absence de signal sonore Uout en sortie de l'amplificateur pendant le temps t0 - t1 s'explique par l'application de la commande "Silence" sur l'entrée de sélection de mode. En cas de surcharge des étages de sortie de l'amplificateur et, par conséquent, d'une limitation du signal, un détecteur de distorsion dynamique entre en fonctionnement et des impulsions étroites de bas niveau (t2 - 13) apparaissent à la sortie de l'unité de diagnostic. Ce signal peut être transmis à un atténuateur électronique d'entrée (il n'est pas représenté dans le schéma de la figure 2), qui réduira l'amplitude du signal d'entrée 3H jusqu'à ce que la distorsion disparaisse. Lorsque l'un ou l'autre fil de sortie est court-circuité avec le fil d'alimentation positif ou avec le fil commun, la tension sur ce fil de sortie disparaît et à la broche 8, le niveau haut est remplacé par un niveau bas - environ 0,6 V (t4). Après avoir éliminé le circuit de secours, la tension à la sortie de l'amplificateur est automatiquement rétablie après environ 20 ms (t5). Un court-circuit entre les bornes de sortie de l'amplificateur entraîne l'apparition d'une séquence d'impulsions courtes (50 μs) de haut niveau d'une période de 20 ms (t6 - t7) à la sortie de l'unité de diagnostic. Immédiatement après avoir commuté l'amplificateur du mode veille au mode silencieux ou allumé, le détecteur de charge intégré vérifie si une charge est connectée. Si à ce moment la résistance de charge dépasse 100 Ohms. Ensuite, le détecteur de charge force l'amplificateur en mode « Silence » et à ce moment-là, sur la broche 8, il y a un niveau bas (sur la figure 4, cela est illustré par une ligne pointillée dans l'intervalle de temps t0 - t1). Riz. La figure 5 illustre le fonctionnement de systèmes de protection thermique. Si la température du cristal ne dépasse pas 120°C, l'amplificateur peut fonctionner en mode classe H (ligne continue sur le graphique de la dépendance temporelle de l'amplitude du signal audio de sortie Uout.zh). Dans ce cas, tant à la sortie de l'unité de diagnostic qu'à la sortie de l'unité de contrôle/indication, il y a un niveau haut.
Lorsque la température du cristal atteint 120°C, le capteur de température forcera l'amplificateur en mode classe B et le niveau haut à la sortie de l'unité de contrôle/indication passera au niveau moyen. Dans les cas où, pour une raison ou une autre, la température des cristaux continue d'augmenter, à une valeur de 145°C, l'unité de protection thermique génère un signal par lequel l'unité de diagnostic change le niveau de sortie haut en niveau bas, avertissant ainsi que la température des cristaux s'approche de la valeur maximale admissible de 150° AVEC. Cette chute de tension peut être utilisée pour désactiver soit le signal d'entrée, soit l'amplificateur lui-même. Une fois la température maximale atteinte, le niveau du signal d'entrée doit être réduit à zéro pour éviter d'endommager le microcircuit (à une température de 160°C). Auteur : V. Chudnov
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