Схема очень простого и качественного усилителя низкой частоты на TDA2030 с выходной мощностью 100 ватт
Как и обещал, расскажу Вам как на TDA2030 сделать УНЧ мощностью 100 ватт
.
Схема не претендует на оригинальность, она давно гуляет на просторах интернета.
Мною повторялась много раз и в разных вариантах:
R1, R2 и R3 – 100 кОм
R4 – 3,3 кОм
R5 – 30 кОм
R6, R7 – 1,5 Ом, 2 Вт
R8 – 1 Ом
С1 – 1 мкф
С2, С7 – 2200 мкф
С3 – 10 мкф
С4, С5, С6 – 0,22 мкф
Д1, Д2 – КД209, КД226
О транзисторах нужно сказать более подробно.
В цепи питания микросхем включены резисторы R6 и R7, падение напряжения на которых является открывающим для транзисторов VT1 и VT2.
При малой выходной мощности, падения напряжения на резисторах R6 и R7 недостаточно для открывания транзисторов VT1 и VT2. Работают внутренние транзисторы микросхемы. По мере роста выходной мощности и потребляемого тока, падение напряжения на резисторах R6 и R7 достигнет величины открытия транзисторов VT1 и VT2, при этом они окажутся включенными параллельно внутренним транзисторам микросхемы. Возрастет ток, отдаваемый в нагрузку, и соответственно увеличится выходная мощность.
В качестве VT1 и VT2 я использовал КТ818ГМ и КТ819ГМ в металле:
Микросхему нужно использовать TDA2030А – именно с буквой “А”, так-как эта микросхема рассчитана на питание ±22 вольта, в нашем случае +44 вольта однополярного напряжения.
При нагрузке 2 Ома выходная мощность составляет порядка 100 ватт.
Блок питания не стабилизированный, способный отдавать в нагрузку ток 5 Ампер. При более слабом блоке питаниянаблюдаются хрипы и искажения в пиках громкости. Конденсатор фильтра питания – не менее 5000 мкф.
С ув. Beshenyi.
Схема усилителя на TDA2030 является самым простым и качественным усилителем, который может повторить даже школьник.
Описание микросхемы TDA2030A
В роли микросхемы усилителя в этой статье мы возьмем микросхему TDA2030A, которую можно купить абсолютно в любом радиомагазине по цене не дороже, чем буханка черного хлеба.
TDA2030А – это микросхема, которая исполняется Pentawatt (корпус с пятью выводами для мощных линейных интегральных схем). Используется в основном как усилитель низкой частоты (УНЧ) в классе усиления AB. Максимальное однополярного питания составляет 44 Вольта. Вряд ли вы найдете такое напряжение в своей домашней лаборатории. Поэтому, использование этой микросхемы вполне подойдет для ваших электронных безделушек без вреда спалить микросхему.
Также TDA2030A имеет большой выходной ток вплоть до пикового 3,5 Ампер и имеет низкие гармонические и перекрестные искажения. Это значит, что усилитель, собранный на этой микросхеме, будет иметь очень даже неплохое звучание. Кроме того, микросхема включает в себя защиту от и автоматически ограничивает рассеиваемую мощность. Также включена защита от перегрева, при которой микросхема автоматически отключается при высоком нагреве корпуса.
P.S. Так как в основном рынок захлестнули китайские TDAшки, не исключено, что эти защиты могут сработать не так, как надо, а могут не сработать вообще. Поэтому, не рекомендую проверять их на КЗ и на перегрев.
Самая простейшая схема усилителя на TDA2030A
Как вы видите, ничего сложного здесь нет. При сборке схемы не забывайте про электролитические , которые имеют полярность и максимальное напряжение. Как вы помните, оно не должно превышать +Uпит. +Uпит в этой схеме можно брать от 12 и до 44 Вольт.
Мощная схема усилителя на TDA2030A
Если есть желание, то можно собрать схему с парой комплементарных транзисторов, тем самым увеличив выходную мощность. Другими словами, ваш динамик будет орать еще громче, если он, конечно, будет рассчитан на такую мощность. Схема ничуть не сложнее, чем предыдущая:
Если не найдете зарубежные транзисторы BD907 и BD908, то их можно заменить на отечественные аналоги КТ819 и КТ818 соответственно.
Все выше предложенные схемы усиливают только один канал. Для усиления стереосигнала нам потребуется сделать еще один такой же усилитель. Также не забывайте про радиаторы, так как на высокой мощности микросхема сильно греется.
Заключение
Я уже давненько собирал эти схемы и убедился в их работоспособности. Хотя мне наступил медведь на ухо, но могу точно сказать, что по качеству звучания такие усилители нисколько не уступают каким-нибудь Hi-Fi навороченным усилителям. Вполне пойдет для какой-либо комнатушки, либо среднего размера гаража, чтобы потанцевать под любимые песни.
Все эти схемы вы можете найти также в даташите на микросхему. Даташит можете скачать по ссылке, либо без проблем найти в интернете.
Где купить усилитель
На Алиэкспрессе есть даже готовый упрощенный простой схемы усилителя
Его можете посмотреть по этой ссылке.
Если вообще не желаете заморачиваться по поводу пайки усилителей, то можно приобрести готовые модули, которые будут в разы дешевле, чем готовые усилители в корпусе
Пользуется заслуженной популярностью среди радиолюбителей. Она обладает высокими электрическими характеристиками и низкой стоимостью, что позволяет при минимальных затратах собирать на ней высококачественные УНЧ мощностью до 18 Вт. Однако не все знают о ее "скрытых достоинствах": оказывается, на этой ИМС можно собрать ряд других полезных устройств. Микросхема TDA2030A представляет собой 18 Вт Hi-Fi усилитель мощности класса АВ или драйвер для УНЧ мощностью до 35 Вт (с мощными внешними транзисторами). Она обеспечивает большой выходной ток, имеет малые гармонические и интермодуляционные искажения, широкую полосу частот усиливаемого сигнала, очень малый уровень собственных шумов, встроенную защиту от короткого замыкания выхода, автоматическую систему ограничения рассеиваемой мощности, удерживающую рабочую точку выходных транзисторов ИМС в безопасной области. Встроенная термозащита обеспечивает выключение ИМС при нагреве кристалла выше 145°С. Микросхема выполнена в корпусе Pentawatt и имеет 5 выводов. Вначале вкратце рассмотрим несколько схем стандартного применения ИМС - усилителей НЧ. Типовая схема включения TDA2030A показана на рис.1.
Микросхема включена по схеме неинвертирующего усилителя. Коэффициент усиления определяется соотношением сопротивлений резисторов R2 и R3, образующих цепь ООС. Вычисляется он по формуле Gv=1+R3/R2 и может быть легко изменен подбором сопротивления одного из резисторов. Обычно это делают с помощью резистора R2. Как видно из формулы, уменьшение сопротивления этого резистора вызовет увеличение коэффициента усиления (чувствительности) УНЧ. Емкость конденсатора С2 выбирают исходя из того, чтобы его емкостное сопротивление Хс=1 /2?fС на низшей рабочей частоте было меньше R2 по крайней мере в 5 раз. В данном случае на частоте 40 Гц Хс 2 =1/6,28*40*47*10 -6 =85 Ом. Входное сопротивление определяется резистором R1. В качестве VD1, VD2 можно применить любые кремниевые диоды с током I ПР 0,5... 1 А и U ОБР более 100 В, например КД209, КД226, 1N4007. Схема включения ИМС в случае использования однополярного источника питания показана на рис.2 .
Делитель R1R2 и резистор R3 образуют цепь смещения для получения на выходе ИМС (вывод 4) напряжения, равного половине питающего. Это необходимо для симметричного усиления обеих полуволн входного сигнала. Параметры этой схемы при Vs=+36 В соответствуют параметрам схемы, показанной на рис.1, при питании от источника ±18 В. Пример использования микросхемы в качестве драйвера для УНЧ с мощными внешними транзисторами показан на рис.3 .
При Vs=±18 В на нагрузке 4 Ом усилитель развивает мощность 35 Вт. В цепи питания ИМС включены резисторы R3 и R4, падение напряжения на которых является открывающим для транзисторов VT1 и VT2 соответственно. При малой выходной мощности (входном напряжении) ток, потребляемый ИМС, невелик, и падения напряжения на резисторах R3 и R4 недостаточно для открывания транзисторов VT1 и VT2. Работают внутренние транзисторы микросхемы. По мере роста входного напряжения увеличивается выходная мощность и потребляемый ИМС ток. При достижении им величины 0,3...0,4 А падение напряжения на резисторах R3 и R4 составит 0,45...0,6 В. Начнут открываться транзисторы VT1 и VT2, при этом они окажутся включенными параллельно внутренним транзисторам ИМС. Возрастет ток, отдаваемый в нагрузку, и соответственно увеличится выходная мощность. В качестве VT1 и VT2 можно применить любую пару комплементарных транзисторов соответствующей мощности, например КТ818, КТ819. Мостовая схема включения ИМС показана на рис.4.
Сигнал с выхода ИМС DA1 подается через делитель R6R8 на инвертирующий вход DA2, что обеспечивает работу микросхем в противофазе. При этом возрастает напряжение на нагрузке, и, как следствие, увеличивается выходная мощность. При Vs=±16 В на нагрузке 4 Ом выходная мощность достигает 32 Вт. Для любителей двух-, трехполосных УНЧ данная ИМС - идеальный вариант, ведь непосредственно на ней можно собирать активные ФНЧ и ФВЧ. Схема трехполосного УНЧ показана на рис.5.
Низкочастотный канал (НЧ) выполнен по схеме с мощными выходными транзисторами. На входе ИМС DA1 включен ФНЧ R3C4, R4C5, причем первое звено ФНЧ R3C4 включено в цепь ООС усилителя. Такое схемное решение позволяет простыми средствами (без увеличения числа звеньев) получать достаточно высокую крутизну спада АЧХ фильтра. Среднечастотный (СЧ) и высокочастотный (ВЧ) каналы усилителя собраны по типовой схеме на ИМС DA2 и DA3 соответственно. На входе СЧ канала включены ФВЧ C12R13, C13R14 и ФНЧ R11C14, R12C15, которые вместе обеспечивают полосу пропускания 300...5000 Гц. Фильтр ВЧ канала собран на элементах C20R19, C21R20. Частоту среза каждого звена ФНЧ или ФВЧ можно вычислить по формуле fСР=160/RC, где частота f выражена в герцах, R - в килоомах, С - в микрофарадах. Приведенные примеры не исчерпывают возможностей применения ИMC TDA2030A в качестве усилителей НЧ. Так, например, вместо двухполярного питания микросхемы (рис.3,4) можно использовать однополярное питание. Для этого минус источника питания следует заземлить, на неинвертирующий (вывод 1) вход подать смещение, как показано на рис.2 (элементы R1-R3 и С2). Наконец, на выходе ИМС между выводом 4 и нагрузкой необходимо включить электролитический конденсатор, а блокировочные конденсаторы по цепи -Vs из схемы исключить.
Рассмотрим другие возможные варианты использования этой микросхемы. ИМС TDA2030A представляет собой не что иное, как операционный усилитель с мощным выходным каскадом и весьма неплохими характеристиками. Основываясь на этом, были спроектированы и опробованы несколько схем нестандартного ее включения. Часть схем была опробована "в живую", на макетной плате, часть - смоделирована в программе Electronic Workbench.
Мощный повторитель сигнала.
Сигнал на выходе устройства рис.6 повторяет по форме и амплитуде входной, но имеет большую мощность, т.е. схема может работать на низкоомную нагрузку. Повторитель может быть использован, например, для умощнения источников питания, увеличения выходной мощности низкочастотных генераторов (чтобы можно было непосредственно испытывать головки громкоговорителей или акустические системы). Полоса рабочих частот повторителя линейна от постоянного тока до 0,5... 1 МГц, что более чем достаточно для генератора НЧ.
Умощнение источников питания.
Микросхема включена как повторитель сигнала, выходное напряжение (вывод 4) равно входному (вывод 1), а выходной ток может достигать значения 3,5 А. Благодаря встроенной защите схема не боится коротких замыканий в нагрузке. Стабильность выходного напряжения определяется стабильностью опорного, т.е. стабилитрона VD1 рис.7
и интегрального стабилизатора DA1 рис.8
. Естественно, по схемам, показанным на рис.7 и рис.8, можно собрать стабилизаторы и на другое напряжение, нужно лишь учитывать, что суммарная (полная) мощность, рассеиваемая микросхемой, не должна превышать 20 Вт. Например, нужно построить стабилизатор на 12 В и ток 3 А. В наличии есть готовый источник питания (трансформатор, выпрямитель и фильтрующий конденсатор), который выдает U ИП = 22 В при необходимом токе нагрузки. Тогда на микросхеме происходит падение напряжения U ИМС = U ИП - U ВЫХ = 22 В -12 В = 10В, и при токе нагрузки 3 А рассеиваемая мощность достигнет величины Р РАС = U ИМС *I Н = 10В*3А = 30 Вт, что превышает максимально допустимое значение для TDA2030A. Максимально допустимое падение напряжения на ИМС может быть рассчитано по формуле:
U ИМС = Р РАС.МАХ / I Н. В нашем примере U ИМС = 20 Вт / 3 А = 6,6 В, следовательно максимальное напряжение выпрямителя должно составлять U ИП = U ВЫХ +U ИМС = 12В + 6,6 В =18,6 В. В трансформаторе количество витков вторичной обмотки придется уменьшить. Сопротивление балластного резистора R1 в схеме, показанной на рис.7, можно посчитать по формуле:
R1 = (U ИП - U СТ)/I СТ, где U СТ и I СТ - соответственно напряжение и ток стабилизации стабилитрона. Пределы тока стабилизации можно узнать из справочника, на практике для маломощных стабилитронов его выбирают в пределах 7...15 мА (обычно 10 мА). Если ток в вышеприведенной формуле выразить в миллиамперах, то величину сопротивления получим в килоомах.
Простой лабораторный блок питания.
рис.9
. Изменяя напряжение на входе ИМС с помощью потенциометра R1, получают плавно регулируемое выходное напряжение. Максимальный ток, отдаваемый микросхемой, зависит от выходного напряжения и ограничен все той же максимальной рассеиваемой мощностью на ИМС. Рассчитать его можно по формуле:
I МАХ = Р РАС.МАХ / U ИМС
Например, если на выходе выставлено напряжение U ВЫХ = 6 В, на микросхеме происходит падение напряжения U ИМС = U ИП - U ВЫХ = 36 В - 6 В = 30 В, следовательно, максимальный ток составит I МАХ = 20 Вт / 30 В = 0,66 А. При U ВЫХ = 30 В максимальный ток может достигать максимума в 3,5 А, так как падение напряжения на ИМС незначительно (6 В).
Стабилизированный лабораторный блок питания.
Электрическая схема блока питания показана на рис.10 . Источник стабилизированного опорного напряжения - микросхема DA1 - питается от параметрического стабилизатора на 15 В, собранного на стабилитроне VD1 и резисторе R1. Если ИМС DA1 питать непосредственно от источника +36 В, она может выйти из строя (максимальное входное напряжение для ИМС 7805 составляет 35 В). ИМС DA2 включена по схеме неинвертирующего усилителя, коэффициент усиления которого определяется как 1+R4/R2 и равен 6. Следовательно, выходное напряжение при регулировке потенциометром R3 может принимать значение практически от нуля до 5 В * 6=30 В. Что касается максимального выходного тока, для этой схемы справедливо все вышесказанное для простого лабораторного блока питания (рис.9). Если предполагается меньшее регулируемое выходное напряжение (например, от 0 до 20 В при U ИП = 24 В), элементы VD1, С1 из схемы можно исключить, а вместо R1 установить перемычку. При необходимости максимальное выходное напряжение можно изменить подбором сопротивления резистора R2 или R4.
Регулируемый источник тока.
Электрическая схема стабилизатора показана на рис.11 . На инвертирующем входе ИМС DA2 (вывод 2), благодаря наличию ООС через сопротивление нагрузки, поддерживается напряжение U BX . Под действием этого напряжения через нагрузку протекает ток I Н = U BX / R4. Как видно из формулы, ток нагрузки не зависит от сопротивления нагрузки (разумеется, до определенных пределов, обусловленных конечным напряжением питания ИМС). Следовательно, изменяя U BX от нуля до 5 В с помощью потенциометра R1, при фиксированном значении сопротивления R4=10 Ом, можно регулировать ток через нагрузку в пределах 0...0,5 А. Данное устройство может быть использовано для зарядки аккумуляторов и гальванических элементов. Зарядный ток стабилен на протяжении всего цикла зарядки и не зависит от степени разряженности аккумулятора или от нестабильности питающей сети. Максимальный зарядный ток, выставляемый с помощью потенциометра R1, можно изменить, увеличивая или уменьшая сопротивление резистора R4. Например, при R4=20 Ом он имеет значение 250 мА, а при R4=2 Ом достигает 2,5 А (см. формулу выше). Для данной схемы справедливы ограничения по максимальному выходному току, как для схем стабилизаторов напряжения. Еще одно применение мощного стабилизатора тока - измерение малых сопротивлений с помощью вольтметра по линейной шкале. Действительно, если выставить значение тока, например, 1 А, то, подключив к схеме резистор сопротивлением 3 Ом, по закону Ома получим падение напряжения на нем U=l*R=l А*3 Ом=3 В, а подключив, скажем, резистор сопротивлением 7,5 Ом, получим падение напряжения 7,5 В. Конечно, на таком токе можно измерять только мощные низкоомные резисторы (3 В на 1 А - это 3 Вт, 7,5 В*1 А=7,5 Вт), однако можно уменьшить измеряемый ток и использовать вольтметр с меньшим пределом измерения.
Мощный генератор прямоугольных импульсов.
Схемы мощного генератора прямоугольных импульсов показаны на рис.12
(с двухполярным питанием) и рис.13
(с однополярным питанием). Схемы могут быть использованы, например, в устройствах охранной сигнализации. Микросхема включена как триггер Шмитта, а вся схема представляет собой классический релаксационный RC-генератор. Рассмотрим работу схемы, показанной на рис. 12. Допустим, в момент включения питания выходной сигнал ИМС переходит на уровень положительного насыщения (U ВЫХ = +U ИП). Конденсатор С1 начинает заряжаться через резистор R3 с постоянной времени Cl R3. Когда напряжение на С1 достигнет половины напряжения положительного источника питания (+U ИП /2), ИМС DA1 переключится в состояние отрицательного насыщения (U ВЫХ = -U ИП). Конденсатор С1 начнет разряжаться через резистор R3 с той же постоянной времени Cl R3 до напряжения (-U ИП / 2), когда ИМС снова переключится в состояние положительного насыщения. Цикл будет повторяться с периодом 2,2C1R3, независимо от напряжения источника питания. Частоту следования импульсов можно посчитать по формуле:
f=l/2,2*R3Cl. Если сопротивление выразить в килоомах, а емкость в микрофарадах, то частоту получим в килогерцах.
Мощный низкочастотный генератор синусоидальных колебаний.
Электрическая схема мощного низкочастотного генератора синусоидальных колебаний показана на рис.14. Генератор собран по схеме моста Вина, образованного элементами DA1 и С1, R2, С2, R4, обеспечивающими необходимый фазовый сдвиг в цепи ПОС. Коэффициент усиления по напряжению ИМС при одинаковых значениях Cl, C2 и R2, R4 должен быть точно равен 3. При меньшем значении Ку колебания затухают, при большем - резко возрастают искажения выходного сигнала. Коэффициент усиления по напряжению определяется сопротивлением нитей накала ламп ELI, EL2 и резисторов Rl, R3 и равен Ky = R3 / Rl + R EL1,2 . Лампы ELI, EL2 работают в качестве элементов с переменным сопротивлением в цепи ООС. При увеличении выходного напряжения сопротивление нитей накала ламп за счет нагревания увеличивается, что вызывает уменьшение коэффициента усиления DA1. Таким образом, стабилизируется амплитуда выходного сигнала генератора, и сводятся к минимуму искажения формы синусоидального сигнала. Минимума искажений при максимально возможной амплитуде выходного сигнала добиваются с помощью подстроечного резистора R1. Для исключения влияния нагрузки на частоту и амплитуду выходного сигнала на выходе генератора включена цепь R5C3, Частота генерируемых колебаний может быть определена по формуле:
f=1/2piRC. Генератор может быть использован, например, при ремонте и проверке головок громкоговорителей или акустических систем.
В заключение необходимо отметить, что микросхему нужно установить на радиатор с площадью охлаждаемой поверхности не менее 200 см 2 . При разводке проводников печатной платы для усилителей НЧ необходимо проследить, чтобы "земляные" шины для входного сигнала, а также источника питания и выходного сигнала подводились с разных сторон (проводники к этим клеммам не должны быть продолжением друг друга, а соединяться вместе в виде "звезды"). Это необходимо для минимизации фона переменного тока и устранения возможного самовозбуждения усилителя при выходной мощности, близкой к максимальной.
По материалам журнала "Радіоаматор"
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Рис. 1 | |||||||
| DA1 | Аудио усилитель | TDA2030A | 1 | В блокнот | |||
| VD1, VD2 | Выпрямительный диод | 1N4001 | 2 | В блокнот | |||
| С1 | 1 мкФ | 1 | В блокнот | ||||
| С2 | Электролитический конденсатор | 47 мкФ | 1 | В блокнот | |||
| С3, С6 | Электролитический конденсатор | 220 мкФ | 2 | В блокнот | |||
| С4, С5 | Конденсатор | 100 нФ | 2 | В блокнот | |||
| R1 | Резистор | 47 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R2 | Резистор | 680 Ом | 1 | В блокнот | |||
| R3 | Резистор | 13 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R4 | Резистор | 1 Ом | 1 | В блокнот | |||
| ВА1 | Динамическая головка | 1 | В блокнот | ||||
| Рис. 2 | |||||||
| DA1 | Аудио усилитель | TDA2030A | 1 | В блокнот | |||
| VD1, VD2 | Выпрямительный диод | 1N4001 | 2 | В блокнот | |||
| С1, С2, С4 | Электролитический конденсатор | 10 мкФ | 3 | В блокнот | |||
| С3 | Электролитический конденсатор | 220 мкФ | 1 | В блокнот | |||
| С5, С7 | Конденсатор | 100 нФ | 2 | В блокнот | |||
| С6 | Электролитический конденсатор | 2200 мкФ | 1 | В блокнот | |||
| R1-R3, R5 | Резистор | 100 кОм | 4 | В блокнот | |||
| R4 | Резистор | 4.7 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R6 | Резистор | 1 Ом | 1 | В блокнот | |||
| BA1 | Динамическая головка | 1 | В блокнот | ||||
| Рис. 3 | |||||||
| DA1 | Аудио усилитель | TDA2030A | 1 | В блокнот | |||
| VT1 | Биполярный транзистор | BD908 | 1 | В блокнот | |||
| VT2 | Биполярный транзистор | BD907 | 1 | В блокнот | |||
| VD1, VD2 | Выпрямительный диод | 1N4001 | 2 | В блокнот | |||
| С1 | Электролитический конденсатор | 1 мкФ | 1 | В блокнот | |||
| С2 | Электролитический конденсатор | 47 мкФ | 1 | В блокнот | |||
| С3, С4 | Электролитический конденсатор | 100 мкФ | 2 | В блокнот | |||
| С5, С6,С8 | Конденсатор | 100 нФ | 3 | В блокнот | |||
| С7 | Конденсатор | 220 нФ | 1 | В блокнот | |||
| R1 | Резистор | 47 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R2 | Резистор | 1.5 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R3, R4 | Резистор | 1.5 Ом | 2 | В блокнот | |||
| R5 | Резистор | 30 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R6 | Резистор | 1 Ом | 1 | В блокнот | |||
| ВА1 | Динамическая головка | 1 | В блокнот | ||||
| Рис. 4 | |||||||
| DA1, DA2 | Аудио усилитель | TDA2030A | 2 | В блокнот | |||
| VD1-VD4 | Выпрямительный диод | 1N4001 | 4 | В блокнот | |||
| С1 | Электролитический конденсатор | 1 мкФ | 1 | В блокнот | |||
| С2, С9 | Электролитический конденсатор | 47 мкФ | 2 | В блокнот | |||
| С3, С5 | Электролитический конденсатор | 100 мкФ | 2 | В блокнот | |||
| С4, С8 | Конденсатор | 100 нФ | 2 | В блокнот | |||
| С6, С7 | Конденсатор | 220 нФ | 2 | В блокнот | |||
| R1, R9 | Резистор | 47 кОм | 2 | В блокнот | |||
| R2, R8 | Резистор | 1 кОм | 2 | В блокнот | |||
| R3, R6, R7 | Резистор | 22 кОм | 3 | В блокнот | |||
| R4, R5 | Резистор | 1 Ом | 2 | В блокнот | |||
| ВА1 | Динамическая головка | 1 | В блокнот | ||||
| Рис. 5 | |||||||
| DA1-DA3 | Аудио усилитель | TDA2030A | 3 | В блокнот | |||
| VT1 | Биполярный транзистор | BD908 | 1 | В блокнот | |||
| VT2 | Биполярный транзистор | BD907 | 1 | В блокнот | |||
| VD1-VD6 | Выпрямительный диод | 1N4007 | 6 | В блокнот | |||
| С1, С9, С16 | Электролитический конденсатор | 100 мкФ | 3 | В блокнот | |||
| С2, С3, С10, С12, С13, С19, С24 | Конденсатор | 100 нФ | 7 | В блокнот | |||
| С4 | Конденсатор | 33 нФ | 1 | В блокнот | |||
| С5 | Конденсатор | 15 нФ | 1 | В блокнот | |||
| С6 | Электролитический конденсатор | 10 мкФ | 1 | В блокнот | |||
| С7 | Электролитический конденсатор | 220 мкФ | 1 | В блокнот | |||
| С8, С11, С17, С18, С23 | Конденсатор | 220 нФ | 5 | В блокнот | |||
| С14, С20, С21 | Конденсатор | 1.5 нФ | 3 | В блокнот | |||
| С15 | Конденсатор | 750 пФ | 1 | В блокнот | |||
| С22 | Электролитический конденсатор | 47 мкФ | 1 | В блокнот | |||
| R1, R8 | Резистор | 1.5 Ом | 2 | 2 Вт | В блокнот | ||
| R2 | Резистор | 100 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R3, R4, R11, R12, R20 | Резистор | 22 кОм | 5 | В блокнот | |||
| R5, R13 | Резистор | 3.3 кОм | 2 | В блокнот | |||
| R6, R10, R18 | Переменный резистор | 47 кОм | 3 | В блокнот | |||
| R7, R17 | Резистор | 100 Ом | 2 | В блокнот | |||
| R9, R15, R21 | Резистор | 1 Ом | 3 | В блокнот | |||
| R14 | Резистор | 6.8 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R16, R23 | Резистор | 2.2 кОм | 2 | В блокнот | |||
| R19 | Резистор | 12 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R22 | Резистор | 150 Ом | 1 | В блокнот | |||
| ВА1 | Динамическая головка | 1 | НЧ | В блокнот | |||
| ВА2 | Динамическая головка | 1 | СЧ | В блокнот | |||
| ВА3 | Динамическая головка | 1 | ВЧ | В блокнот | |||
| Мощный повторитель сигнала | |||||||
| DA1 | Аудио усилитель | TDA2030A | 1 | В блокнот | |||
| Умощнение источников питания | |||||||
| DA1 | Аудио усилитель | TDA2030A | 1 | В блокнот | |||
| VD1 | Стабилитрон | BZX55C5V1 | 1 | В блокнот | |||
| С1 | Электролитический конденсатор | 10 мкФ | 1 | В блокнот | |||
| С2 | Конденсатор | 100 нФ | 1 | В блокнот | |||
| R1 | Резистор | 470 Ом | 1 | В блокнот | |||
| DA1 | Линейный регулятор | LM78L05 | 1 | В блокнот | |||
| DA2 | Аудио усилитель | TDA2030A | 1 | В блокнот | |||
| С1 | Электролитический конденсатор | 1 мкФ | 1 | В блокнот | |||
| С2 | Конденсатор | 100 нФ | 1 | В блокнот | |||
| Простой лабораторный блок питания | |||||||
| DA1 | Аудио усилитель | TDA2030A | 1 | В блокнот | |||
| С1 | Электролитический конденсатор | 10 мкФ | 1 | В блокнот | |||
| С2 | Электролитический конденсатор | 100 мкФ | 1 | В блокнот | |||
| R1 | Переменный резистор | 33 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R2 | Резистор | 4.3 кОм | 1 | ||||
Микросхема усилитель TDA2030 является достаточно популярной и дешевой микросхемой позволяющей построить качественный усилитель для бытовых нужд. Может работать как от двухполярного, так и однополярного источника питания.
TDA2030 является монолитной интегральной микросхемой в корпусе типа Pentawatt с пятью выводами.
Микросхема предназначена для изготовления низкочастотных усилителей звука класса AB.
Усилитель класса «A» – является линейным, усиление совершается на линейном участке вольт-амперной характеристики. Достоинством является хорошее качество усиления и практически нет переходных искажений. К недостаткам можно отнести не экономичный в плане энергопотребления, отсюда низкий КПД.
Усилитель класса «В» – усиление происходит активными транзисторами, причем каждый работает в ключевом режиме, усиливая свою часть полуволны сигнала. У данного класса высокий КПД, но вместе с тем и уровень нелинейных искажений выше, по причине несовершенной стыковки обоих полуволн.
Усилитель класса «AB» – усредненный вариант. По причине начального смещения снижаются нелинейные искажения звукового сигнала («стыковка» приближена к совершенной), но происходит ухудшение в плане экономичности.
Микросхема обеспечивает 14 ватт выходной мощности (d = 0,5%) при 14 В (двухполярном) или 28 В (однополярном) напряжении питания и нагрузки в 4 Ом. А также обеспечивает гарантированную выходную мощность в 12/8 ватт при нагрузки 4/8 Ом.
TDA2030 создает высокий выходной ток и имеет очень низкие гармонические и перекрестные искажения.
Гармонические колебания возникают из-за искажения формы напряжения от идеальной синусоиды. Это приводит к тому, что, помимо колебания первостепенной частоты (первой гармоники), в форме напряжения возникают колебания высших гармоник, которые и являются гармоническими искажениями.
Перекрестные искажения являются причиной нелинейной входной характеристики транзисторов, функционирующих в усилителях режима «В».
Кроме того, TDA2030 включает в себя оригинальную и запатентованную систему защиты от короткого замыкания, состоящую из модуля автоматического ограничения рассеиваемой мощности для удержания рабочей точки выходных транзисторов в пределах их безопасного рабочего диапазона. Так же имеется типовая схема отключения по перегреву.
Технические характеристики TDA2030
Габаритные размеры и распиновка выводов микросхемы TDA2030
Типовая схема включения TDA2030 с выходной мощностью до 14 ватт
В качестве входного сигнала (приблизительно 0,8 вольт) может выступать аудиосигнал с выхода CD/DVD проигрывателя, радиоприемника, MP3 плеера. К выходу необходимо подключить громкоговоритель с сопротивлением катушки 4 Ом. Переменный резистор Р1 предназначен для изменения величины входного аудиосигнала. Если необходимо усилить достаточно слабый сигнал, например, сигнал с микрофона или со звукоснимателя электрогитары, то в этом случае необходимо применить .
Предусилитель – усилитель слабого сигнала, расположенный, как правило, вблизи источника этого сигнала для предотвращения всевозможных искажений из-за различных наводок. Используется для усиления слаботочных сигналов с таких устройств как микрофоны, всевозможные звукосниматели.
Источник питания желательно собрать на отдельной плате от самого усилителя. Схема источника питания достаточно проста.
Выпрямительным трансформатором может быть любой трансформатор, обеспечивающий на вторичной обмотке напряжение около 20…22 вольт. Для нормальной работы усилителя, микросхему TDA2030 желательно установить на теплоотвод. В качестве, которого вполне подойдет небольшая алюминиевая пластина толщиной около 3 мм с общей площадью поверхности приблизительно 15 кв. см. Собранный без ошибок усилитель в наладке не нуждается и начинает работать сразу.
Мостовая схема включения TDA2030
В случае если необходимо получить более мощное усиление звука, то можно собрать усилитель по мостовой схеме подключения TDA2030
Акустический сигнал с выхода микросхемы DA1 поступает сквозь делитель на резисторах R5, R8 на инвертирующий вход микросхемы DA2. Это позволяет работать в противоположной фазе. В связи с чем увеличивается напряжение на нагрузке, и, следовательно усиливается мощность на выходе. При напряжении питания 16 В и сопротивлении нагрузки 4 Ом выходная мощность может составить 32 Вт.
TDA2030 является монолитной интегральной схемой, выпускается в Pentawatt корпусе. Предназначена для использования в качестве усилителя низкой частоты класса AB. Как правило, она обеспечивает 14W выходной мощности (d = 0.5%) при 14V (двухполярном) или 28V (однополярном) напряжении питания и нагрузкой в 4 Ом, гарантированная выходная мощность 12W на 4 Ом нагрузки и 8W на 8 Ом.
TDA2030 обеспечивает высокий выходной ток и имеет низкие гармонические и переходные искажения. Предусмотрена оригинальная защита от короткого замыкания на выходе. Модуль защиты содержит устройство для автоматического ограничения рассеиваемой мощности таким образом, чтобы сохранить рабочую точку выходных транзисторов в пределах их безопасной эксплуатации. Имеется схема отключения при перегреве.
Абсолютные максимальные значения
- Vs Напряжение питания – ± 18 (36) V
- Vi Входное напряжение – Vs
- Vi Дифференциальное входное напряжение – ± 15 V
- Io Максимальный выходной ток (внутренне ограничивается) – 3.5 A
- Ptot Мощность рассеивания при Tкорпуса = 90°C – 20 W
- Tstg, Tj Температура хранения и температура кристалла – -40 до 150 °C
Распиновка tda2030 (вид сверху)
Испытательная схема
Температурные данные
Рисунок 1. Выходная мощность по сравнению с напряжением питания.
Рисунок 2. Выходная мощность по сравнению с напряжением питания.
Рисунок 3. Искажения в зависимости от выходной мощности.
Рисунок 4. Искажения в зависимости от выходной мощности.
Рисунок 5. Искажения в зависимости от выходной мощности.
Рисунок 6. Искажения в зависимости от частоты.
Рисунок 7. Искажения в зависимости от частоты.
Рисунок 8. Частотный диапазон с различными значениями конденсатора С8 (см. рис. 13).
Рисунок 9. Ток покоя в зависимости от напряжения.
Рисунок 10. Подавление помех питания в зависимости от усиления по напряжению.
Рисунок 11. Мощность рассеиваемая и эффективность в зависимости от выходной мощности.
Рисунок 12. Максимальная рассеиваемая мощность в зависимости от напряжения питания.
Информация по применению
Рисунок 13. Типовая схема умзч на микросхеме tda2030 с двухполярным питанием.
Рисунок 14. Печатная плата для усилителя на tda2030 для схемы рис. 13.
Рисунок 15. Типовая схема умзч на микросхеме tda2030 с однополярным питанием.
Рисунок 16. Печатная плата для усилителя на tda2030 для схемы рис. 15.
Рисунок 17. Мостовая схема tda2030 с двухполярным питанием (Ро = 28W, Vs = ± 14В).
Земля от источника питания должна подводиться разными проводниками к входным и к выходным цепям, тем самым ослабляется влияние сильноточных выходных цепей на слаботочные входные.
При однополярном питании, изоляция корпуса от радиатора не требуется.
Защита от короткого замыкания
TDA2030 имеет оригинальную схему, которая ограничивает ток выходных транзисторов. На рис. 18 показано, что максимальный выходной ток является функцией от напряжения коллектор-эмиттер; следовательно, выходные транзисторы работают в безопасной области (рис. 2).
Поэтому эту функцию можно рассматривать как ограничение пиковой мощности, а не просто ограничение тока. Это уменьшает возможность того, что устройство будет повреждено во время случайного короткого замыкания выхода на землю.
Рисунок 18. Максимальный выходной ток в зависимости от напряжения каждого выходного транзистора.
Рисунок 19. Безопасная область.
Тепловая защита
Наличие тепловой ограничивающей схемы предлагает следующие преимущества.