Аудио појачало од 40 В помоћу тда2040 и пара транзистора

Појачало снаге је део звучне електронике. Дизајниран је тако да максимизира величину снаге датог улазног сигнала. У звучној електроници, оперативно појачало повећава напон сигнала, али није у стању да обезбеди струју која је потребна за погон терета. У овом упутству ћемо направити појачало од 40 В помоћу ТДА2040 ИЦ појачала снаге и два транзистора снаге са звучником импедансе од 4 Ома.

Топологија конструкције појачавача

У систему ланаца појачала, појачало снаге се користи у последњој или завршној фази пре оптерећења. Генерално, систем појачала звука користи доњу топологију приказану у блок дијаграму

Као што видите на горњем блок дијаграму, појачало снаге је последња фаза која је директно повезана са оптерећењем. Генерално, пре појачавача снаге, сигнал се коригује помоћу појачала преднапојачала и напонских контрола. Такође, у неким случајевима, где је потребна контрола тона, склоп за контролу тона додаје се пре појачавача снаге.

Кнов Иоур Лоад

У случају система аудио појачала, оптерећење и носивост појачала је важан аспект у конструкцији. Велики оптерећење за појачало налази се звучник. Излаз појачала снаге зависи од импедансе оптерећења, па повезивање неправилног оптерећења може угрозити ефикасност појачавача снаге као и стабилност.

Звучник је огромно оптерећење које делује као индуктивно и отпорно оптерећење. Појачало снаге испоручује наизменичну струју, због чега је импеданција звучника пресудан фактор за правилан пренос снаге.

Импеданса је ефективни отпор електронског кола или компоненте за наизменичну струју који настаје услед комбинованих ефеката повезаних са омским отпором и реактанцијом.

У Аудио електроници су доступни различити типови звучника у различитим снагама са различитом импедансом. Импеданција звучника се најбоље може разумети коришћењем односа између протока воде унутар цеви. Замислите звучник само као водовод, вода која пролази кроз цев је наизменични аудио сигнал. Ако је цев постала већег пречника, вода ће лако тећи кроз цев, запремина воде ће бити већа, а ако смањимо пречник, мање воде ће тећи кроз цев, па ће запремина воде бити ниже. Пречник је ефекат створен омским отпором и реактанцијом. Ако цев добије већи пречник, импеданса ће бити мала,тако да звучник може добити више снаге, а појачало пружа више сценарија преноса снаге, а ако импеданција постане велика, појачало ће пружати мање снаге звучнику.

Постоје различити избори, као и различити сегменти звучника који су доступни на тржишту, углавном са 4 ома, 8 ома, 16 ома и 32 ома, од којих су звучници са 4 и 8 ома широко доступни по повољним ценама. Такође, морамо да схватимо да је појачало од 5 вати, 6 вата или 10 вата или више и РМС (основни квадрат), испоручено појачалом на одређено оптерећење у непрекидном раду.

Дакле, морамо бити опрезни у погледу оцене звучника, оцене појачала, ефикасности звучника и импедансе.

Конструкција једноставног појачала од 40 В

У нашим претходним водичима направили смо појачало од 10 В помоћу оптичког појачала и транзистора снаге, такође конструисали појачало од 25 В помоћу ТДА2040. Али за овај водич, направићемо појачало снаге 40 В који ће покретати звучник импеданце од 4 Охма. Користићемо исти ТДА2040 који се користио у појачивачу снаге 25 В, али да бисмо добили излазну снагу од 40 В, користићемо додатне транзисторе снаге.

На горњој слици је приказан ТДА2040. Доступан је у већини генеричких Интернет продавница као и на еБаи-у. Пакет се назива ' Пентаватт ' пакет са 5 излазних пинова. Дијаграм пиноута је прилично једноставан и доступан је у техничком листу,

Картица је повезана на пин 3 или –Вс (негативни извор напајања). Да не спомињем, хладњак повезан са језичком такође има исту везу.

Ако проверимо технички лист, такође можемо видети карактеристике овог ИЦ појачала снаге

Карактеристике ИЦ су прилично добре. Пружа заштиту од кратког споја на масу. Такође, топлотна заштита ће пружити додатне сигурносне функције због стања преоптерећења. Као што видимо, ТДА2040 је способан да обезбеди излаз од 25 В на оптерећење од 4 Охма ако је прикључено подељено напајање са излазом +/- 17В. У том случају, ТХД (Тотал Хармониц Дистортион) износиће 0,5%. У истој конфигурацији, ако добијемо излазну снагу од 30 В, ТХД ће постати 10%.

Такође, у листи података постоји још један графикон који пружа везу између напона напајања и излазне снаге.

Ако видимо графикон, можемо постићи већу излазну снагу од 26В ако користимо подељено напајање са више од 15В излазне снаге.

Као што смо већ видели да је могуће постићи непрекидну излазну снагу од 25 В кроз ТДА2040. Али желимо да направимо појачало снаге 40 В. Дакле, ових додатних 15 вати, треба да додамо два транзистора снаге НПН и ПНП да бисмо обезбедили додатно појачање и излазну снагу преко звучника од 4 ома.

Да бисмо постигли ово додатно појачање снаге, користили смо упарени транзистор снаге БД712 и БД711. Оба транзистора су доступна у пакету ТО-220Ц.

Дијаграм пин оут БД711 и БД712 је

За савршен рад без угрожавања ТХД-а потребно нам је напајање од 36 В да бисмо постигли излаз од 40 В Иако се ово коло може напајати помоћу 15В до 40ВДЦ.

Потребне компоненте

За конструкцију кола потребне су нам следеће компоненте -

Веро табла (може се користити тачкасто или повезано било ко)
Лемилица
Жица за лемљење
Алат за скидање оштрице и жице
Жице
Алуминијумски хладњак КС-58
36В једно напајање
Звучник од 40 вати од 4 ома
4 ком отпорници 1,5Р отпорници 1/2 В (вати)
4пцс 100к Резистор 1/4 ^ог В
12к отпорник
1Р отпорник снаге 2 В
470нФ кондензатор
Кондензатор од 100уФ
ТДА2040
1Н4148 Диода два ком
220нФ кондензатор
2200уФ кондензатор
4.7уФ кондензатор
БД711 и БД712 Транзисторски пар.

Шема и објашњење

Шема је аудио појачало од 40 вати прилично једноставно; ТДА2040 појачава сигнал и обезбеђује 25 В РМС снаге. Додатно појачање снаге врши се помоћу БД711 и БД712 транзисторских парова. Улазни кондензатор 470нФ је кондензатор за блокирање једносмерне струје који ће омогућити само пролаз АЦ сигнала. Једна главна ствар је појединачни напон напајања. Како се појачало напаја једним напајањем, улазни сигнал треба подићи изнад неколико волти како би појачало могло да појача сигнал у позитивном и негативном пику. Отпорници Р6, Р9 и Р7, Р8 пружају пристрански напон на транзисторима снаге и појачалима снаге. Р10 и Ц5 су пригушивачки или РЦ стезни круг који штити појачало од огромног индуктивног оптерећења звучника.

Тестирање круга појачала од 40 вати

Користили смо алате за симулацију протеуса да бисмо проверили излаз кола; мерили смо излаз у виртуелном осцилоскопу. Можете погледати комплетни демонстрацијски видео који је дат у наставку.

Коло напајамо помоћу 36ВДЦ и улазни синусоидни сигнал је обезбеђен. Осцилоскоп је повезан преко излаза са оптерећењем од 4 ома на каналу А (жута) и улазни сигнал повезан преко канала Б (плава).

Излазну разлику између улазног сигнала и појачаног излаза можемо видети на видео снимку: -

Такође смо проверили излазну снагу, Појачала снага јако зависи од више ствари, као што је претходно речено. Веома зависи од импедансе звучника, ефикасности звучника, ефикасности појачала, конструкционих топологија, укупних хармонијских изобличења итд. Нисмо могли да узмемо у обзир или израчунамо све могуће факторе који стварају зависности у снази појачала. Круг стварног живота разликује се од симулације јер је потребно узети у обзир многе факторе током провере или тестирања резултата.

Прорачун снаге појачала

Користили смо једноставну формулу за израчунавање снаге појачала -

Снага појачала = В ² / Р

Преко излаза смо повезали АЦ-метар. Наизменични напон приказан у мултиметру је највиши наизменични напон.

Дали смо врло нискофреквентни синусоидни сигнал 200Хз. Као и на ниским фреквенцијама, појачало ће испоручити више струје оптерећењу и мултиметар ће моћи правилно да детектује наизменични напон.

Мултиметар је показао + 12,5В АЦ. Дакле, према формули, излаз појачала снаге при оптерећењу од 4 Ома је

Појачало Снага = 12.5 ² /4 појачало Снага = 39.06 (40В приближно)

Ствари које треба запамтити током конструкције појачала од 40 В

Приликом конструкције кола, појачало снаге ТДА2040 мора бити правилно повезано са хладњаком. Већи хладњак пружа бољи резултат. Такође, добро је користити кондензаторе типа бок оцењене звуком за бољи резултат.

Увек је добар избор да се ПЦБ користи за апликације повезане са звуком. Најбољи начин за изградњу ПЦБ-а је позивање на смернице произвођача ИЦ.

Учините трагове аудио сигнала што краћим како бисте смањили нежељену спрегу шума.
Моћни транзистори морају бити повезани одговарајућим хладњацима. Може се користити хладњак серије КС-58.
Не користите један велики хладњак и поправите ТДА2040, БД711 и БД712. Користите одвојене хладњаке за одвојене компоненте, иначе ће доћи до услова кратког споја.
Пазите на снагу звучника, јер у супротном звучник може да изгори и оштети.
Не уклањајте стезаљке или круг снубера, изузетно је важно за сигурност транзистора снаге и појачавача снаге.
Не примењујте појачани сигнал у појачало, ТХД ће се повећати.