Как я делал бюджетный усилитель на TDA2050 для старых колонок. Сплит-питания. Типовая схема подключение

Усилитель класса АВ предназначен для использования в качестве усилителя мощности в бытовой технике. Микросхема TDA2050 имеет тепловую защиту и защиту от короткого замыкания выхода на корпус. Особенностью этого усилителя является очень большой диапазон питающих напряжений: от ±4,5 до ±20 В, причем возможно и однополярное питание.

Рис.1. Цоколевка микросхемы TDA2050

Коэффициент усиления в усилителях с обратной связью не должен быть меньше 24 дБ. Рекомендованные значения навесных элементов приведены в таблице, но могут быть использованы и другие значения. Таблица предназначена для ориентирования разработчиков автоаппаратуры.

Рис.2. Схема включения микросхемы TDA2050 с двуполярным питанием

Рис.3. Печатная плата усилителя на TDA2050 с двуполярным питанием

Рис.4. Схема включения микросхемы TDA2050 с однополярным питанием

Рис.5. Печатная плата усилителя на TDA2050 с однополярным питанием

Защитные цепи микросхемы TDA2050 ограничивают выходные токи выходных транзисторов таким образом, что их рабочие режимы не выходят за пределы зоны безопасной работы. Эта функция скорей может быть отнесена к классу ограничителей пиковой мощности, чем к ограничителям тока. Благодаря ей значительно уменьшается вероятность повреждения устройства в результате случайного короткого замыкания выхода усилителя на корпус.

Что касается тепловой защиты, то при повышении температуры кристалла выше 150°С, система тепловой защиты ограничивает ток потребления и рассеиваемую мощность. Поэтому даже постоянная перегрузка выхода или слишком высокая температура воздуха не приведут к порче микросхемы TDA2050. Радиатор можно делать без запаса на безопасность при перегреве, как это делается в классическом варианте теплового расчета.

Между микросхемой TDA2050 и теплоотводом изоляция не требуется. Рекомендуется применение теплопроводящей пасты.

Этот проект представляет собой самодельный стерео усилитель с дополнительным выходом на наушники. Усилитель построен на одной интегральной микросхеме TDA2050 которая предназначена для использования в качестве аудио усилителя класса hi-fi. Она будет работать в диапазоне напряжений питания от +/-4.5 до +/-25 В. Около 30 Вт выходной мощности, КПД составляет около 65%. Однако стоит отметить, что для поддержания стабильности, коэффициент усиления цепи должен быть не менее 24 дБ. Усилитель был построен, для полочных колонок Klipsch RB-51. Динамики 8 ом, чувствительностью 92 дБ. Усилитель может работать с большинством линейных источников, таких как mp3-плеер, cd-плеер, тюнер и т.д. Небольшая микросхема TDA2050 может выдать очень хорошее звучание. Прежде чем мы начнем, предлагаю вам взглянуть на даташит , особенно если вы хотите внести некоторые изменения, чтобы они соответствовали вашей стерео установке.

Принципиальная схема

Также там имеется печатная плата. Схему усилителя сделал, как показано ниже. Показан только один канал. Двухполюсной переключатель является общим для обоих каналов, и это позволяет переключать выход с колонок на наушники. Если вам не нужен выход на наушники, вы можете убрать переключатель и резистор.

Схема была сделана на печатной плате. Для блокирования входного тока использовал конденсатор 1 мкФ (металлизированная полипропиленовая пленка). Большинство конденсаторов должно быть из полипропилена, полиэстера, майлара, электролитические конденсаторы я бы не рекомендовал.

Блок питания

Правильная схема заземления поможет получить низкий уровень шума. Если хотите, сделайте две звезды точками заземления - для сигнала и для питания. Попробуйте сделать сигнальные провода как можно короче. Кроме того, сигнальные провода должны быть плотно скручены вместе. Также постарайтесь держать их вдали от источников переменного тока, как проводов питания, так и трансформатора. Ведите провода как можно ближе к корпусу, помогает. Используйте отдельный источник питания для каждого канала.

Прежде чем описывать питание, я хочу сказать несколько слов о безопасности. Этот проект требует сетевого подключение проводов 220 В. Неправильно выбранное сечение провода для электросети, может привести к серьезным травмам! Также необходимо использовать только подходящие предохранители и подключить шасси к "земле".

Тороидальный трансформатор с двумя вторичными обмотками по 18 вольт. Для выпрямителей использовал 35 А диодные мосты. В оригинале схемы используются отдельные диоды. Каждый выход имеет конденсатор ёмкостью 10 000 мкФ.

Для корпуса использовал подходящее по размеру шасси. Трансформатор и платы прикреплены снизу верхней части корпуса. Выключатель питания, регулятор громкости и разъем для наушников расположены на передней части корпуса для удобного доступа.

Для ввода звука ставим стандартные позолоченные RCA разъемы. Выход на динамик через разъем типа банан диаметром 4 мм. Обратите внимание, что входные разъемы, динамик и соединительные клеммы изолированы от корпуса с помощью имеющихся нейлоновых прокладок. Радиаторы размещены на задней панели корпуса. Каждый радиатор размером 50 х 90 мм. Вырезал отверстие в корпусе так, что TDA2050 может быть установлена непосредственно на радиатор. Обратите внимание, что микросхема TDA2050 должна быть изолированы от земли (корпуса), а отрицательный потенциал находится на металлической вкладке TO-220. Если так не сделать микроконтроллер сгорит после подачи питания. Для изоляции можно использовать кремневые колодки или слюдяные и не забудьте прокладки для крепежного винта, которые обеспечивают крепление микроконтроллера на радиатор. После установки проверьте, чтобы убедиться, что нет никакого соприкосновения между микроконтроллером, радиатором и шасси (землёй). Также, чтобы обеспечить хороший тепловой контакт нужно использовать термопасту.

Не буду давать оценок качеству звука, так как окончательное мнение зависит от конкретного слушателя. Для моих ушей микросхема TDA2050 выдает очень хороший звук, который может поспорить со звуком различных высококачественных усилителей. Усилитель имеет возможность производить глубокий бас, четкие средние частоты с широкой звуковой амплитудой и четкие максимумы, которые не являются слишком острыми. По сравнению с на 20 Вт, этот работает заметно мощнее.

В сегодняшнем посте я хочу рассказать вам о усилителе из линейки TDA20xx

Конкретней об усилителе на микросхеме TDA2050

Микросхема TDA2050 позволяет собрать усилитель среднего-высокого класса с выходной мощностью 32 Вт

Основные характеристики:
Напряжение питания двухполярное два по 25 В
Выходная мощность 32 Вт
Ток покоя 50 мА
Сопротивление нагрузки 4 Ом
Диапазон воспроизводимых частот 20 – 20000 Гц

Теперь схема самого усилителя(один канал):

Ну а теперь печатные платы для усилителей на TDA2050(A)

Печатная плата для TDA2050 (Вид со стороны дорожек)

Related Posts

Вынул из телевизоров динамики 3ГДШ-1, чтоб не лежали без дела решил сделать колонки, но так как внешний усилитель с сабвуфером у меня есть, значит, буду собирать сателлиты.

Всем привет, уважаемые радиолюбители и аудиоманы! Сегодня я расскажу как доработать высокочастотный динамик 3ГД-31 (-1300) он же 5ГДВ-1. Применялись они в таких акустических системах, как 10МАС-1 и 1М, 15МАС, 25АС-109…….

Здравствуйте уважаемые читатели. Да уж, давненько я не писал посты для блога, но со всей ответственностью хочу заявить, что теперь буду стараться не отставать, и буду писать обзоры и статьи…….

Здравствуйте уважаемый посетитель. Я знаю зачем вы читаете эту статью. Да да знаю. Нет что вы? Я не телепат, просто я знаю почему вы попали именно на эту страничку. Наверняка…….

И снова мой знакомый Вячеслав (SAXON_1996) Хочет поделится своей наработкой по колонкам. Слово Вячеславу Досталась как — то мне одна колонка 10МАС с фильтром и высокочастотным динамиком. Я долго не…….

Основные параметры усилителей указаны в таблице ниже:

Для увеличения изображений кликните на картинке.

Принципиальная схема усилителя на TDA2050 (LM1875, TDA2030):

Коэффициент усиления можно подрулить номиналом резистора R5, стоящего в цепи обратной связи, а номиналом емкости С3 – нижнюю границу диапазона (22…47 mF).

Входной конденсатор С1 – ставим керамику, или неполярный электролит, емкость С2 – тоже керамика, С4, 5 и 6 - пленочные.

На выходе усилителя стоит цепь из параллельно соединенных катушки L1 и резистора R7. Эту катушку можно намотать непосредственно на этот двух-ваттный резистор, при этом используется провод ПЭВ-2 диаметром 0,6мм, и мотается порядка 8…10 витков. Как видите на схеме, резистор R6 тоже рассчитан на мощность 2 Ватта, остальные можно поставить на 0,125…0,25 Ватта.

Печатная плата для усилителя на TDA2050:

Обратите внимание, на плате нет установочных мест для конденсаторов С5 и С6, они припаиваются непосредственно к местам пайки электролитов С7 и С8 со стороны дорожек.

Для питания усилителя использована самая обычная схема выпрямителя, понижающий трансформатор, диодная сборка, по 3 электролитических конденсатора в параллель в каждое плечо, плюс пара конденсаторов на 0,1 mF (на плате блока питания обозначены С7 и С8). В нашем случае стоят 6 электролитов по 2200 mF. Печатная плата изображена на следующем изображении.

Слева светлым вертикальным прямоугольником выделено место под установку диодной сборки, например, можно поставить KBU601, она держит ток до 6 ампер. При выборе моста можете воспользоваться следующей таблицей:

При выборе трансформатора для блока питания усилителя не забудьте определиться с напряжением вторичной обмотки в зависимости от того, какую микросхему вы применяете:

LM1875 - напряжение питания ±25V;
TDA2050 - напряжение питания ±18V;
TDA2030 - напряжение питания ±14V.

Читателю предлагается простой в изготовлении и вместе с тем высоко концептуальный усилитель. Базовая схема реализует принцип ИТУН - источник тока, управляемый напряжением. Вкратце его суть такова: сила Лоренца, действующая на проводник в магнитном поле (сиречь катушку ГД в магнитной системе), есть функция от тока, протекающего в проводнике (катушке). Однако большинство промышленных и авторских УМЗЧ представляют собой источники напряжения. И АЧХ их нормируется именно по напряжению. Однако сопротивление ГД на разных частотах, очевидно, значительно нелинейно. А следовательно, и ток в катушке зависит от ее реактивного сопротивления нелинейно. Более подробно можно прочитать в статье А. Любимова «"Сладкая парочка": громкоговоритель + УЗЧ».

Проект этого УМЗЧ стал результатом анализа решений, предложенных в статьях, темы про токовое управление на hi-fi.ru, совместной работы товарищей с форума vegalab.ru и комплекта фильтров обвязки, предложенного Скифом. С данной ИМС автор знаком достаточно давно и в предыдущих статьях также отмечал ее комфортное и сбалансированное звучание, субъективно превосходящее детальностью и ВЧ-пассажами такие брендовые флагманы, как TDA7294 и LM3886.

Схемотехника

В других статьях не было уделено достаточное внимание нюансам поведения цепи обратной связи в приведенном выше включении. Результаты моделирования схемы были проанализированы, сведены в таблицу и позволяют сделать определенные выводы относительно номиналов комплексной цепи ООС. Дело в том, что Ку схемы вычисляется довольно неоднозначно и значительно не линеен. С другой стороны есть такая проблема, как ограничение сигнала при превышении амплитуды. Нормализованный режим усиления для стандартного включения требует входного напряжения 0,5 В для номинальной мощности. Поэтому моделирование проводилось именно по этому напряжению. С третьей стороны, стояла проблема емкости в ООС. Смещение на выходе ИМС значительно, а оно нам не надо, поэтому опорное напряжение должно сниматься с емкости, чтобы избавиться от нулевой гармоники.

Расчет схемы начнем с резистора R6. Зададим его номинал 1 кОм. Тогда сопротивление емкости в 100 мкФ на частоте 20 Гц будет 1/(2πfC)=80 Ом. Это как нельзя лучше подходит для наших целей, т.к. комплексное сопротивление на нижней рабочей частоте будет иметь угол не более 5 0 . Отталкиваясь от заданных параметров, мною была проведена серия моделирований. Результаты сведены в таблицу:

Желтым цветом отмечено, по моему мнению, оптимальное соотношение номиналов. Обозначение «огр» значит, что амплитуда была больше напряжения питания (±20В) и синусоида уходила в ограничение. Исходя из этого, схема обрела номиналы элементов, указанные на первом рисунке.

Детали

Конденсаторы С1 и шунт C3 - пленочные К73-17х63 В. С2 и С5 - керамика К10-17Б. Цепь R7, C5 устанавливается только в случае возбуждения ИМС, чего в моем случае не наблюдалось. Токозадающий резистор R4 - металлопроволочный в керамическом корпусе (см. фото). Из доступных номиналов - 0,22 Ом, обычно применяемый в ОБР выходных транзисторов. Решающее значение здесь играет одинаковость номиналов и сравнительно лучшее звучание металлопроволочников по сравнению с углеродистыми. Сама МС может быть заменена на TDA2030 или LM1875.

Звучание

И, в заключение, о параметрах и звучании. Стоит учесть, что режим ИТУН оправдывает себя при работе на однополосные или двухполосные системы с простейшими фильтрами не выше первого порядка (конденсатор последовательно твиттеру). УМЗЧ обеспечивает выходную мощность до 20 Вт с минимальным уровнем искажений и пиковую до 50 Вт, но такой режим для TDA2050 нехарактерен и крайне экстремален. Питание - до ±20 В, выше тепловой и музыкальный режимы также нежелательны.

Испытания звучания проводились на акустике (модернизация: пылезащитный колпачок вклеен обратной стороной, что сглаживает неравномерность диаграммы направленности в области ВЧ), поддержанные сверху достаточно нейтральными и комфортно звучащими твиттерами с фильтром первого порядка (4 мкФ МБГО-2 + 0,1 мкФ К73-17). Оформление - ЗЯ. Объем порядка 17 л. Испытания показали высокую контрастность звучания, чрезвычайно высокую детализацию и проработку звуковой сцены. Усилитель очень мелодично подчеркивает ВЧ. В целом, звучание схоже с ламповым, но не имеет его недостатков - таких как подчеркнутая «округлость», окрашенность звучания и низкая динамичность. Вместе с тем, ИТУН звучит более комфортно и мягко, чем транзисторные УМЗЧ, выполненные по классической схемотехнике. Отличается собранным басом и менее свистящими верхними частотами. При всех достоинствах следует отметить, что его сборка оправдана только для работы на чувствительную акустику с низкопорядковыми фильтрами. При работе на колонки типа S-30 и т.п. поведение АЧХ совершенно непредсказуемо, особенно в области раздела фильтра.

Подытоживая, скажу, что этот усилитель стоит собрать хотя бы ради эксперимента. Ведь суммарная стоимость деталей вряд ли превысит 50р/канал. И обладатели широкополосных АС, уверен, будут удивлены новым возможностям своей акустики, давно просившейся в мусорный бак.

Печатная плата и расположение деталей приведены ниже. Размер 40х50 мм.

Москва, 2005