Скачать схему умзч на 50 100 вт. Мощный УНЧ на микросхемах TDA7294 (100 Вт). Разводка печатной платы
Данная схема усилителя на 100 ватт собрана по типовой схеме, содержащейся в datasheet TDA7294. Усилитель работает от нестабилизированного двухполярного источника питания с напряжением в диапазоне 10…40В и может отдавать в нагрузку мощность до 100 Вт.
Схему следует оснастить предусилителем или хотя бы для регулировки громкости и, конечно же, использовать радиатор для TDA7294.
С помощью схемы управления можно отключить усилитель без использования автоматических мощных выключателей. Вход управления можно использовать в ситуации, когда предусилитель долго «оживает», или когда требуется внешнее управление вкл/выкл усилителя.
Принцип работы моно усилителя на 100 ватт
Принципиальная схема усилителя представлена на следующем рисунке:
Сердцем схемы является интегральная микросхема DD1 (TDA7294). Это полупроводниковый усилитель, работающий в классе AB, и очень часто используется в бытовой аудиотехнике. Микросхем TDA7294 работает в широком диапазоне питающего напряжения, имеет высокую эффективность и способна работать как с нагрузкой в 4 Ом, так и с нагрузкой в 8 Ом.
Схема питается двухполярным напряжением 10…40В. Электролитические конденсаторы C8-C11(2200 мкФ/50В), а также керамические C6-C7 (100 нФ) фильтруют питающее напряжение. Входом системы является разъем XP1. Резистор R6 (22k) определяет входное сопротивление. Конденсатор C12 (22 мкФ/50В) выходной разделительный. Элементы R5 (680 Ом) и R7 (22k) определяют коэффициент усиления.
После включения питания транзистор VT1 (BC546) заперт, так как выключатель SA1 замкнут, а конденсатор C1 (100 нФ) разряжен. Конденсаторы C4 (10 мкФ/50В) и C5 (10 мкФ/50В) заряжаются через резисторы R2 (10k), R3 (10k) и R4 (33k). Когда напряжения на ножках STBY и MUTE микросхемы DD1 меньше, чем 1,5В усилитель полностью отключен. Медленно увеличивая напряжение на этих выводах, включается DD1, плавно переходя в нормальный режим работы. Эта задержка способствует к тому, что в колонках не слышно щелчков при включении усилителя.
Стабилитрон VD2 (BZX55-C12V) ограничивает напряжение на коллекторе транзистора T1. Если возникла необходимость отключения звука усилителя, то это можно сделать путем размыкания выключателя SA1.
Монтаж следует начинать с припаивания трех перемычек. Далее в все мелкие детали, а потом микросхема TDA7294. В самом конце следует впаивать большие конденсаторы фильтра. Микросхема TDA7294 должна быть установлена на радиатор, и не обязательно использовать изолирующую прокладку. Следует иметь ввиду, что в этом случае на радиаторе будет потенциала отрицательной шины питания (-Vcc).
Для стоваттного усилителя необходимо собрать простой нестабилизированный блок питания. Он должен состоять из трансформатора, выпрямительного моста и электролитического конденсатора емкостью 4700 мкФ/50В или более (может быть несколько конденсаторов меньшей емкости).
Необходим трансформатор с двумя одинаковыми вторичными обмотками (4 провода) или с одной обмоткой, имеющей отвод от середины обмотки (3 провода). В случае двух вторичных обмоток соединяем их так, чтобы конец одной обмотки был соединен с началом другой обмотки.
(3,1 Mb, скачано: 1 183)
Усилитель звука 100 ватт — предлагаю для повторения схему стерео усилителя мощности, с высококачественным звучанием, проверенным в работе. Конструкция собрана на четырех одноканальных усилителях низкой частоты LM3886, производства фирмы National Semiconductor. Микросхемы включены в параллельном варианте, по две на каждый канал. При сопротивлении нагрузки 8 Ом мощность на выходе оконечного каскада составляет около 50 Вт, а на 4 Ом будет 100 Вт.
Между прочим известная компания «Jeff Rowland Design Group» в своих усилителях класса Hi-Fi применяет УНЧ LM3886, при этом имеет отличные рецензии. Поэтому исходя из выше сказанного, бюджетные аппараты такого типа вполне могут обладать высоким качеством звучания!
LM3886 как не инвертирующий усилитель
Усилитель звука 100 ватт на LM3886 работает как не инвертирующий усилитель. Именно такая схема включения обладает устойчивым коэффициентом усиления при нулевой разности фаз относительно входных и выходных сигналов. Значение сопротивления входного тракта усилителя устанавливается подбором постоянного резистора R1-47 кОм. Высокочастотный фильтр установленный на входных коннекторах RCA, состоит из резистора R20-680 Ом и емкости С20-470pF. Для фильтрации звукового сигнала по ВЧ, во входных цепях микросхемы LM3886 предусмотрены конденсаторы C4 и С8 с номиналом 220pF.
В некоторых модулях конструкции были применены конденсаторы высокого качества зарубежных производителей, в частности фирмы Auricap (С1-1uF) и Black Gate. Например: в качестве фильтра постоянного напряжения используется С2, С6, С12, С16 (Black Gate).
На снимке ниже показана схема данного усилителя.
Разводка печатной платы
Разводка печатки выполнялась таким образом, чтобы силовая дорожка «корпус» и сигнальные шины располагаться как можно дальше друг от друга. В то же время сигнальная дорожка идущая на «корпус» расположена в центре, в окружении силовой шины «корпус». Рядом с конденсатором С5 они объединены одним проводника. Разводка печатки выполнялась с помощью PADS PowerPCB 5.0.
Если для кого – то сложно самому заниматься созданием печатных плат, то целесообразнее будет отдать эту работу специалистам. Хотя усилитель звука 100 ватт не так уже и сложен. Но все таки, если есть определенные навыки в изготовлении плат, то можно попробовать и самому.
Готовые печатные платы
Постоянные резисторы с номиналом 1 кОм и 20 кОм желательно устанавливать прецизионные с повышенной точностью ± 0.1%. Выходные резисторы в количестве шести штук нужно ставить однопроцентные с номинальным сопротивлением 1 Ом и мощностью пол-ватта. Так как резистор на три ватта с точностью 1 % найти сложно.
В этой конструкции была использована микросхема в изолированном корпусе LM3886 TF (корпус TO-220-11 Isolated), поэтому крепилась она к радиатору без изоляционной прокладки. Только нужно будет обязательно на нее нанести теплопроводную пасту, например: КПТ-8.
Разделяющий конденсатор
Чтобы исключить возможность появления в тракте переменного тока постоянной составляющей, в цепи установлен фирменный разделяющий конденсатор с номиналом 1uF — 450v. Это конденсатор должен быть высокого качества от зарубежного производителя, так как он применяется в основном сигнальном тракте.
В высокочастотном фильтре задействованы конденсаторы 47pF и 220pF фирмы Silver Mica.
В цепи напряжения питания в качестве фильтра реализована емкость 1000 uF x 50v Black Gate от фирмы Jelmax (Токио)
Повышение качества звучания
Электролитические конденсаторы C2 и C6 с номинальным значением 100uF x 50v также японские Black Gate. Однако для повышения качества звучания следует применить в этой цепи неполярные конденсаторы, если конечно позволяют размеры платы.
Цепочка фильтрующих элементов состоящая из R20-680 Ом и C20-470pF размещена непосредственно на RCA-коннекторе. Такой вариант монтажа компонентов дает возможность убрать высокочастотные шумы, прежде чем они появятся в схеме усилителя.
Также для лучшей фильтрации ВЧ искажений, разделительная емкость по питанию 0.1uF припаяна именно на выводы микросхемы LM3886, только со стороны контактных площадок платы.
УНЧ LM3886 закреплен на алюминиевом теплоотводе, а уже сам радиатор крепится непосредственно к корпусу усилителя. Для увеличения коэффициента рассеивания тепла от микросхем, с внешней стороны корпуса крепится еще добавочные три теплоотвода. В качестве таких теплоотводов использовались ненужные радиаторы охлаждения процессора компьютера. Для эффективного рассеивания тепла выделяемого микросхемами, не забываете везде применять тепло проводимую пасту.
При всех реализованных радиаторах охлаждения, выходной каскад усилителя на номинальной мощности нагревается вполне допустимо.
Блок питания собран с использованием положительного регулируемого стабилизатора LT1083 с низким падением напряжения. В цепи стабилизатора, перед микросхемой установлен конденсатор 1000uF, а после ее 100uF. Данная схема стабилизатора с возможностью регулировать напряжение, позволила практически полностью избавится напряжения пульсаций.
В блоке выпрямителя, диодные мосты собраны на ультра быстрых мощных диодах MUR860 с обратным напряжением 600v.
Данный усилитель мощности основан на PA100, подробно описанный в приложении от National Semiconductor"s AN1192
Когда я собрал свои мощные самодельные 4-х омные колонки, то усилитель не мог "раскачать" такую нагрузку, поэтому решено было собирать более мощный усилитель. Я разработал схему усилителя мощности, в которой используется две микросхемы LM3886 на канал, в схеме с параллельным включением. На 8-ми омной нагрузке выходная мощность усилителя получается порядка 50 Ватт, на 4-х омной 100 Ватт. В данном усилителе используется четыре микросхемы УНЧ LM3886.
Кстати Jeff Rowland в некоторых своих Hi-Fi конструкциях использует LM3886 и имеет хорошие отзывы. Так что недорогой усилитель тоже может быть качественным!
Микросхема LM3886 включена по схеме неинвертирующего усилителя. Входное сопротивление УНЧ зависит от резистора R1 (47 кОм). Резистор R20 (680 Ом) и конденсатор C20 (470 пФ) образуют фильтр высоких частот на входных RCA-разъемах. Конденсаторы C4 и С8 (220 пФ) служат для фильтрации ВЧ на входах микросхемы LM3886.
При сборке усилителя, в некоторых местах я использовал высококачественные конденсаторы: C1 (1 мкФ) "Auricap" для фильтрации постоянной составляющей, С2 и С6 (100 мкФ) "Blackgate" и С12, С16 (1000 мкФ) "Blackgate".
Принципиальная схема усилителя приведена ниже.
Разработка печатной платы велась с учетом того, чтобы силовая земля (питания) и сигнальная были разделены. Сигнальная земля находится в середине и окружена силовой землей. Возле С5 они соединены тонкой дорожкой. Проектирование печатной платы велось в программе PADS PowerPCB 5.0.
Сам делать печатную плату я не стал, а отдал фирме. Когда забрал ее, то обнаружил,что некоторые отверстия были меньшего диаметра чем нужно. Рассверлил уже сам вручную. На фото ниже фотография платы.
Резисторы 1кОм и 20кОм были вручную подобраны с точностью до 0.1%. В качестве выходных резисторов я использовал шесть резисторов номиналом 1 Ом 0.5 Ватт 1%, потому как 3-х Ваттный 1% резистор найти проблематично.
Я использовал изолированную версию микросхемы - LM3886 TF, поэтому я напрямую присоединил к корпусу и радиатору через теплопроводную пасту.
Разделительный конденсатор "Auricap" 1мкФ 450В. Был куплен высококачественный конденсатор, поскольку он задействован в главной сигнальной цепи.
Конденсаторы в ВЧ-фильтре: "Silver Mica" 47пФ и 220пФ.
В фильтре по питанию использовался конденсатор "Blackgate" 1000мкФ 50В
Кондеры C2 и C6 тоже фирмы "Blackgate" номиналом 100мкФ 50В. Для лучшего результата лучше использовать биполярные конденсаторы, однако я использовал электролиты, т.к. биполярные не поместились бы на плату.
Фильтрующая цепочка R20(680 Ом) + C20(470 пФ) помещена прямо на RCA-разъеме. Это помогает отфильтровывать ВЧ-шумы до того, как они попадут на плату усилителя.
Разделительный конденсатор источника питания 0.1мкФ припаян с обратной стороны платы усилителя прямо на ножку LM3886, это позволяет лучше фильтровать ВЧ-шумы.
Микросхема LM3886 посажена на алюминиевый радиатор, а затем к корпусу усилителя. Снаружи корпуса я прикрепил еще 3 радиатора от процессорных вентиляторов PC. Везде использовалась термопаста для лучшей теплоотдачи.
Со всеми этими радиаторами усилитель греется совсем немного на средней громкости.
В источнике питания я использовал микросхему регулируемого стабилизатора напряжения LT1083. Перед ней поставил конденсаторы емкостью 10000 мкФ после - 100 мкФ. Преимущество использования регулируемого стабилизатора напряжения в том, что практически отсутствует напряжение пульсаций. Без него слышен небольшой 50/100 Гц шум.
В диодных мостах использовались мощные диоды MUR860.
Стабилизатор напряжения LT1083 может обеспечивать ток до 8А.
Трансформатор использовался мощностью 500ВА 2х25В. После стабилизатора, напряжение 30 Вольт.
В дальнейшем планирую заменить стабилизатор на более мощный (см. схему ниже). Транзистор TIP2955 способен выдерживать токи до 15А.
После сборки усилителя я измерил постоянное напряжение и получил смещение около 7 мВ на разъемах динамика. Разница напряжения между двумя выходами микросхем меньше чем 1 мВ.
Звучание усилителя чем то похоже на звучание собранного мною ранее усилителя на LM3875 - очень чистое. Не слышен ни шум, ни шипение, ни гудение. Сравнивая с усилителем на LM3875, данный усилитель развивает примерно вдвое большую мощность на моих 4-х Омных колонках и обеспечивает глубокий и напористый бас и хорошую динамику.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| УНЧ | |||||||
| U1, U2 | Аудио усилитель | LM3886 | 2 | В блокнот | |||
| C1 | Конденсатор | 1 мкФ | 1 | В блокнот | |||
| C2, C6 | 100 мкФ | 2 | В блокнот | ||||
| C3, C7 | Конденсатор | 4.7 пФ | 2 | В блокнот | |||
| C4, C8 | Конденсатор | 220 пФ | 2 | В блокнот | |||
| C5, C9 | Электролитический конденсатор | 10 мкФ | 2 | В блокнот | |||
| C10, C11, C13 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 3 | В блокнот | |||
| C12, C14 | Электролитический конденсатор | 1000 мкФ | 2 | В блокнот | |||
| C20 | Конденсатор | 470 пФ | 1 | В блокнот | |||
| R1 | Резистор | 47 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R2, R3, R7, R8 | Резистор | 1 кОм | 4 | В блокнот | |||
| R4, R9 | Резистор | 22 кОм | 2 | В блокнот | |||
| R5, R10 | Резистор | 10 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R6, R11, R13-R16 | Резистор | 0.5Ом 1Вт 1% | 6 | В блокнот | |||
| R12 | Резистор | 2 Ом | 1 | В блокнот | |||
| R20 | Резистор | 680 Ом | 1 | В блокнот | |||
| Блок питания | |||||||
| U1, U2 | Линейный регулятор | LT1083 | 2 | В блокнот | |||
| D1-D8 | Выпрямительный диод | MUR860 | 8 | В блокнот | |||
| C1, C4 | Электролитический конденсатор | 10000 мкФ | 2 | В блокнот | |||
| C2, C5 | Конденсатор | 1 мкФ | 2 | В блокнот | |||
| C3, C6 | Электролитический конденсатор | 100 мкФ | 2 | В блокнот | |||
| R1, R2 | Резистор | 100 Ом | 2 | В блокнот | |||
| R3, R4 | Подстроечный резистор | 2.5 кОм | 2 | В блокнот | |||
| TX1, TX2 | Трансформатор | 220/25В | 2 | В блокнот | |||
| Мощный стабилизатор | |||||||
| N1, N2 | Линейный регулятор | LM317 | 2 | В блокнот | |||
| V1, V2 | Биполярный транзистор | TIP2955 | 2 | В блокнот | |||
| V3-V12 | Выпрямительный диод | MUR1560 | 10 | В блокнот | |||
| V13, V14 | Выпрямительный диод | 1N4007 | 2 | ||||
TDA7294 - микросхема усилителя низкой частоты производства французской фирмы THOMSON. Эта микросхема построена на полевых транзисторах, что обеспечивает высокое качество звучания, а минимум навесных элементов гарантирует хорошую повторяемость устройства. Правильно собранный усилитель из исправных деталей начинает работать сразу и в наладке не нуждается. Внешний вид микросхемы показан на первом рисунке.
Для сборки усилителя на TDA7294 понадобятся следующие детали:
1. Микросхема TDA7294 (или TDA7293)
2. Резисторы мощностью 0.25 вата
R1 - 680 Om
R2, R3, R4 - 22 kOm
R5 - 10 kOm
R6 - 47 kOm
R7 - 15 kOm
3. Конденсатор плёночный, полипропиленовый:
C1 - 0.74 mkF
4. Конденсаторы электролитические:
C2, C3, C4 - 22 mkF 50 volt
C5 - 47 mkF 50 volt
5. Резистор переменный сдвоенный - 50 kOm
Для стерео усилителя понадобится двойной комплект деталей, за исключением переменного резистора.
Монтаж выполнен на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Её чертёж представлен на втором рисунке. Так же добавлен архив с платой в формате.cdr в масштабе один к одному.
На плату устанавливается микросхема, у которой удалены не использующиеся выводы: 5, 11 и 12. Производите монтаж проводом с сечением не менее 0.74 мм2. Саму микросхему необходимо установить на радиатор площадью не менее 600 см2. Радиатор не должен касаться корпуса усилителя так, как на нём будет отрицательное напряжение питания. Сам же корпус необходимо соединить с общим проводом.
Теперь несколько слов о блоке питания.
Блок питания представляет собой понижающий трансформатор с двумя обмотками напряжением 25 вольт и силой тока 5 ампер. Диоды в выпрямителе лучше поставить сверхбыстрые, но в принципе подойдут и обычные. Желательно параллельно каждому диоду припаять конденсатор ёмкостью 0.01 mkF. Конденсаторы фильтра C1 и C3 имеют ёмкость 22.000 mkF на напряжение 50 вольт, конденсаторы C2 и C4 имеют ёмкость 0.1 mkF. Блоку питания уделите особое внимание, напряжение на обмотках должно быть одинаковым и конденсаторы фильтра тоже. Нельзя допускать перекоса напряжения. При подаче питания на усилитель, оно должно подаваться одновременно. В противном случае микросхема взорвётся, что очень впечатляет!
Напряжение питания в 35 вольт должно быть только при нагузке 8 Ом, если у вас нагрузка 4 Ома, то напряжение питания надо уменьшить до 27 вольт. В этом случае напряжение на вторичных обмотках трансформатора должно быть 20 вольт.
Файлы печатных плат для данной схемы усилителя на микросхеме TDA7294 вы можете скачать .
 |
 |
 |
Источник: http://bezkz.su
| C этой схемой также часто просматривают: |
Это многократно проверенная схема самодельного 100 ваттного усилителя на популярной микросхеме TDA7294 усиленной парой мощных транзисторов на выходе. Схема эта предназначена для низкоомной нагрузки, но в ней бОльшая часть выходного тока снимается не с микросхемы, а поставляется в нагрузку дополнительными транзисторами. А микросхема ими только управляет. УМЗЧ предназначен для работы с низкоомной нагрузкой, мощностью от 100 ватт.
Как видно, усилитель на МС TDA7294 дополняется двумя мощными выходными транзисторами, работающими в режиме В. Они усиливают выходной ток микросхемы, поэтому на ней рассеивается гораздо меньшая мощность, из-за чего можно поднять напряжение питания, чтобы получить повышенную мощность в нагрузке. В состоянии покоя выходные транзисторы закрыты и тока от источника питания не потребляют. При небольшом уровне сигнала (до ~0,5 вольт на нагрузке) транзисторы не открываются, а выходной сигнал протекает с выхода микросхемы в нагрузку через резистор R7. При этом на нем появляется напряжение. С ростом уровня сигнала напряжение на R7 растет, и когда оно достигает ~0,6 вольт (это соответствует мощности 30…50 мВт на нагрузке 4 Ома), выходные транзисторы начинают открываться. При маленьких выходных напряжениях выходные транзисторы открываются только на пиках громкости на непродолжительное время. По мере роста выходного сигнала, выходной каскад включается в работу, беря на себя питание нагрузки. При этом от микросхемы в динамик поступает только 10% мощности и еще ~10% от выходной мощности микросхема тратит на раскачку выходных транзисторов.
Таким образом, можно работать на низкоомной нагрузке и получить на ней максимум напряжения и тока без перегрева микросхемы. В отличие от "параллельного" включения, здесь микросхема выполняет роль предварительного каскада, а основной мощностью управляют дополнительные транзисторы. Такое включение будет неплохим вариантом для раскачки мощного сабвуфера, причем его мощность доходит до 100 Вт. Умощненная микросхема как раз легко такую мощность дает. Второй вариант - НЧ/СЧ канал двухполосного усилителя (ВЧ канал сделан на TDA7294 без умощнения) для озвучки помещения. В качестве выходных можно использовать только биполярные транзисторы! У полевых для открывания нужно приложить большое напряжение - порядка 4 вольт, а то и больше. А это напряжение образуется на резисторе R7. Его мощность при этом должна быть минимум 5 Вт, греться он будет соответственно. А, главное, на малой мощности будет работать только одна микросхема без выходников.
Катушку L1 можно намотать прямо на R8. Для этого берется резистор типа МЛТ-2 Вт и на него наматывается 2 слоя провода диаметром 1 мм. Верхний слой должен быть короче, чтобы витки не сползали. Катушку слегка пропитать клеем, чтобы не разлезалась. Выводы катушки наматываем на выводы резистора. Для микросхемы понадобится небольшой радиатор. Можно ее и транзисторы поставить на общий радиатор через прокладки. После сборки усилителя надо убедиться в отсутствии самовозбуждения, посмотрев на сигнал при помощи осциллографа.
Для повышения выходной мощности усилителя свыше 100 ватт, надо напряжение питания транзисторов поднять до 50 вольт нестабилизированным напряжением. А для микросхемы используем стабилизатор на +- 38 вольт. Стабилизатор включается в разрывы цепей питания микросхемы в точках А и Б. Теперь просадки напряжения питания на микросхему не влияют, поэтому питание микросхемы всегда максимально и она всегда может выдать максимум выходного напряжения. А значит напряжение и мощность на нагрузке всегда будут максимально возможными.
