Једноставно појачало од 2к32 вата са тда2050

Ако размишљате о изградњи једноставног, јефтиног и умерено круга појачавача снаге који у звучник може испоручити до 50 В максималне ефективне снаге, онда сте на правом месту. У овом чланку ћемо користити најпопуларнију ТДА2050 ИЦ за пројектовање, демонстрацију, израду и тестирање ИЦ како бисмо постигли горе наведене захтеве. Дакле, без даљег одлагања, кренимо.

Такође, проверите и друге наше кругове аудио појачала где смо изградили коло појачала снаге 25в, 40в, 100в користећи оп-појачала, МОСФЕТ-ове и ИЦ попут ИЦ ТДА2030, ТДА2040.

Пре него што почнемо

Пре него што започнете изградњу овог аудио појачала снаге 32 + 32 вата, требали бисте знати колико снаге ваше појачало може да испоручи. Такође, морате узети у обзир импедансу оптерећења звучника, нискотонца или било чега другог на чему градите појачало. За више информација размислите о читању листа са подацима.

Прелиставајући табелу података, открио сам да ТДА2050 може да избаци 28 В у звучнике од 4Ω са 0,5% изобличења на напајању од 22В. А напајаћу нискотонац од 20 вати са импедансом од 4Ω, што чини ТДА2050 ИЦ савршеним избором.

Избор трансформатора

Узорак кола на техничком листу за ТДА2050 каже да се ИЦ може напајати из једног или подељеног извора напајања. И у овом пројекту ће се користити напајање са двоструким поларитетом за напајање кола.

Циљ овде је пронаћи прави трансформатор, који може испоручити довољан напон и струју за правилно покретање појачала.

Ако узмемо у обзир трансформатор 12-0-12, он ће произвести 12-0-12В АЦ ако је улазни напон напајања 230В. Али како мрежни улаз увек одмиче, тако ће и излаз одлазити. Имајући ту чињеницу на уму, сада можемо израчунати напон напајања појачала.

Трансформатор нам даје наизменични напон и ако га претворимо у једносмерни напон добићемо-

ВсупплиДЦ = 12 * (1,41) = 16,97ВДЦ

Уз то, може се јасно рећи да трансформатор може да испоручи 16,97ВДЦ када је улаз 230В АЦ

Сада ако узмемо у обзир померање напона од 15%, можемо видети да максимални напон постаје-

ВмакДЦ = (16,97 +2,4) = 18,97В

Што је у границама максималног опсега напона напајања ТДА2050 ИЦ.

Потребно напајање за круг појачала ТДА2050

Сада одредимо колико ће снаге утрошити појачало.

Ако узмемо у обзир снагу мог воофера, она износи 20 вати, па ће стерео појачало потрошити 20 + 20 = 40 вати.

Такође, морамо узети у обзир губитке снаге и струју мировања појачала. Генерално, не калкулишем све ове параметре јер ми је то дуготрајно. Дакле, као основно правило, проналазим укупну утрошену снагу и множим је са фактором 1,3 да бих сазнао излазну снагу.

Пмак = (2к18,97) * 1,3 = 49,32 вати

Дакле, за напајање круга појачала користићу трансформатор 12 - 0 - 12, са снагом од 6 ампера, ово је мало превише. Али тренутно са собом немам ниједан други трансформатор, па ћу га користити.

Термички захтеви

Сад, када је потребно напајање за ово Хифи аудио појачало, далеко од тога. Усредсредимо свој фокус на откривање топлотних захтева.

За ову конструкцију сам изабрао алуминијумски хладњак екструзивног типа. Алуминијум је добро позната супстанца за хладњак, јер је релативно јефтин и показује добре топлотне перформансе.

Да бисмо проверили да максимална температура споја ТДА2050 ИЦ не прелази максималну температуру споја, можемо да користимо популарне термичке једначине које можете пронаћи на овој вези на Википедији.

Користимо општи принцип да пад температуре ΔТ преко датог апсолутног топлотног отпора Р _Ø са датим протоком топлоте К кроз њега јесте.

Δ Т = К * Р _Ø

Овде је К проток топлоте кроз хладњак који се може записати као

К = Δ Т / Р _Ø

Овде је ΔТ максимални пад температуре од споја до амбијента

Р _Ø је апсолутни топлотни отпор.

К је снага коју уређај расипа или проток топлоте.

Сада ради израчунавања, формула се може поједноставити и преуредити

Т _Јмак - (Т _амб + Δ Т _ХС) = К _мак * (Р _{Ø ЈЦ} + Р _{Ø Б} + Р _Ø _ХА)

Преуређивање формуле

К _мак = (Т _Јмак - (Т _амб + Δ Т _ХС)) / (Р _{Ø ЈЦ} + Р _{Ø Б} + Р _{Ø ХА})

Ево, Т _Јмак је максимална температура споја уређаја

Т _амб је температура амбијенталног ваздуха

Т _Хс је температура на коју је причвршћен хладњак

Р _ØЈЦ је апсолутни топлотни отпор уређаја од споја до кућишта

Р _ØБ је типична вредност за еластомерну подлогу за пренос топлоте за пакет ТО-220

Р _ØХА типична вредност хладњака за пакет ТО-220

Сада ставимо стварне вредности из техничког листа ТДА2050 ИЦ

Т _Јмак = 150 ° Ц (типично за силиконски уређај)

Т _амб = 29 ° Ц (собна температура)

Р _ØЈЦ = 1,5 ° Ц / В (за типично паковање ТО-220)

Р _ØБ = 0,1 ° Ц / В (типична вредност за еластомерну подлогу за пренос топлоте за пакет ТО-220)

Р _ØХА = 4 ° Ц / В (типична вредност за хладњак за пакет ТО-220)

Дакле, коначни резултат постаје

К = (150 - 29) / (1,5 + 0,1 + 4) = 17,14В

То значи да морамо да одводимо 17,17 вати или више да бисмо спречили да се уређај прегреје и оштети.

Израчунавање вредности компонената за круг појачала ТДА2050

Постављање добитка

Постављање појачања за појачало је најважнији корак израде, јер подешавање ниског појачања можда неће пружити довољно снаге. А подешавање високог појачања сигурно ће изобличити појачани излазни сигнал кола. Према мом искуству, могу да кажем да је подешавање појачања од 30 до 35 дБ добро за репродукцију звука путем паметног телефона или УСБ аудио комплета.

Пример кола у техничком листу препоручује подешавање појачања од 32 дб и оставићу га онаквим какав јесте.

Појачање Оп-појачала може се израчунати према следећој формули

АВ = 1+ (Р6 / Р7) АВ = 1+ (22000/680) = 32.3дб

Што добро иде за ово појачало

Напомена: За подешавање појачала морају се користити отпорници од 1% или 0,5%, иначе ће стерео канали произвести различите излазе

Подешавање улазног филтера за појачало

Кондензатор Ц1 делује као кондензатор који блокира једносмерну струју и тако смањује буку.

Кондензатор Ц1 и отпорник Р7 стварају РЦ високопропусни филтер, који одређује доњи крај ширине опсега.

Гранична фреквенција појачала може се наћи помоћу следеће формуле приказане доле.

ФЦ = 1 / (2πРЦ)

Где су Р и Ц вредности компонената.

Да бисмо пронашли вредности Ц, морамо преуредити једначину у:

Ц = 1 / (2π к 22000Р к 3.5Хз) = 4.7уФ

Напомена: Препоручује се употреба металних филмских уљних кондензатора за најбоље аудио перформансе.

Постављање пропусног опсега у петљи повратних информација

Кондензатор у повратној петљи помаже у стварању нископропусног филтера, што помаже у побољшању бас одзива појачала. Што је вредност Ц15 мања, бас ће бити мекши. А већа вредност за Ц15 ће вам дати снажнији бас.

Подешавање излазног филтера

Излазни филтер или познатији као Зобел мрежа спречава осцилације генерисане завојницом звучника и жицама. Такође одбацује радио сметње које хвата дугачка жица од звучника до појачала; такође их спречава да уђу у петљу повратних информација.

Пресечна фреквенција мреже Зобел може се израчунати према следећој једноставној формули

Датасхеет даје вредности за Р и Ц, што је Р6 = 2,2Р и Ц15 = 0,1уФ Ако ставимо вредности у формулу и израчунамо, добићемо граничну фреквенцију

Фц = 1 / (2π к 2,2 к (1 к 10 ^ -7)) = 723 кХз

723 кХз је изнад опсега људског слуха од 20 кХз, па неће утицати на излазни фреквенцијски одзив, а такође ће спречити жичани шум и осцилације.

Напајање

За напајање појачала потребно је напајање двоструког поларитета са одговарајућим кондензаторима за раздвајање, а шема је приказана доле.

Компоненте потребне

ТДА2050 ИЦ - 2
100к променљиви лонац - 1
Вијчана стезаљка 5ммк2 - 2
Вијчана стезаљка 5ммк3 - 1
Кондензатор 0,1µФ - 6
Отпорник од 22 к ома - 4
2.2 Охм отпорник - 2
Отпорник 1к Охм - 2
Кондензатор 47µФ - 2
Кондензатор 220µФ - 2
Кондензатор 2.2µФ - 2
3,5 мм прикључак за слушалице - 1
Обложена даска 50к 50мм - 1
Хладњак - 1
6Амп диода - 4
Кондензатор 2200µФ - 2

Шема

Дијаграм кола за појачало ТДА2050 дат је у наставку:

Изградња круга

За демонстрацију овог појачавача снаге од 32 вата, коло је направљено на ручно рађеној ПЦБ уз помоћ схематских датотека и датотека за дизајн ПЦБ-а. Имајте на уму да ако повезујемо велико оптерећење на излаз појачала, огромна количина струје ће проћи кроз трагове ПЦБ-а и постоји шанса да трагови изгоре. Дакле, да бих спречио изгарање трагова ПЦБ-а, укључио сам неке краткоспојнике који помажу у повећању тренутног протока.

Тестирање круга појачала ТДА2050

За испитивање кола коришћен је следећи апарат.

Трансформатор који има славину 13-0-13
Звучник од 4Ω од 20 В као оптерећење
Мецо 108Б + ТРМС Мултиметар као сензор температуре
И мој Самсунг телефон као извор звука

Као што видите горе, сензор температуре мултиметра монтирао сам директно на хладњак ИЦ да бих мерио температуру ИЦ током времена тестирања.

Такође, можете видети да је собна температура током тестирања била 31 ° Ц. У овом тренутку појачало је било искључено, а мултиметар је само показивао собну температуру. У време тестирања, додао сам мало соли у конус воофер-а да бих вам показао бас, јер ће у овом кругу бас бити низак, јер нисам користио коло за контролу тона за појачавање баса. То ћу учинити у следећем чланку.

Из горње слике можете видети да су резултати били мање-више одлични, а температура ИЦ током тестирања није прелазила 50 ° Ц.

Даље побољшање

Коло се може даље модификовати како би се побољшале његове перформансе, као што можемо додати додатни филтер како би се одбациле високофреквентне буке. Величина хладњака мора бити већа да би се постигло стање пуног оптерећења од 32В. Али то је тема другог пројекта који успут долази ускоро.

Надам се да вам се свидео овај чланак и да сте из њега научили нешто ново. Ако сумњате, можете питати у коментарима испод или можете користити наше форуме за детаљну дискусију.

Такође погледајте наше друге кругове аудио појачала.