Блок оконечных усилителей низкой частоты. УНЧ, часть 5.


Блок оконечных усилителей низкой частоты. УНЧ, часть 5.

Медленно, но верно, продвигаясь к окончанию постройки звукового усилителя, публикую очередную статью из цикла "Самодельный усилитель и колонки для компьютера, плеера или мобильного телефона".

В статье описана конструкция блока оконечного стерео усилителя низкой частоты мощностью 2х10 Ватт и даны некоторые советы по организации охлаждения микросхем.


Самые интересные ролики на Youtube

Смотреть на Youtube Смотреть на Youtube Смотреть на Youtube Смотреть на Youtube

Другие статьи посвящённые постройке этого УНЧ.

Как рассчитать и намотать силовой низкочастотный трансформатор для блока питания УНЧ? FAQ.

Самодельный усилитель и колонки для компьютера, плеера или мобильного телефона из доступных деталей. УНЧ, часть 1.

Техническое задание и сборочный чертёж для самодельного усилителя. УНЧ, часть 2.

Блок питания для усилителя низкой частоты из доступных деталей. УНЧ, часть 3.

Блок электронной регулировки громкости, стереобазы и тембра. УНЧ, часть 4.

Простые технологии обработки пластмассы и металла. УНЧ, часть 6.

Финальная сборка, наладка и испытание. УНЧ, часть 7.


Выбор микросхемы для УНЧ.


Выбирая тип микросхемы для УНЧ, я просмотрел даташиты на несколько современных микросхем – усилителей мощности, но либо стоимость оказывалась внебюджетной, либо уровень искажений подозрительно высоким, либо питание однополярное.

Исходя из поговорки «Лучшее – враг хорошего», вернулся к старой проверенной линейке микросхем: TDA2030, TDA2040, TDA2050.

Микросхемы TDA2030A удалось купить на местном радиорынке всего по 0,38$.



Микросхема TDA2030A (К174УН19).

Микросхема TDA2030A представляет собой мощный операционный усилитель с низким уровнем гармонических искажений (THD Total Harmonic Distortion) менее 0,08%.

Микросхема имеет встроенную тепловую защиту, которая срабатывает при температуре кристалла 150ºС, и защиту от коротких замыканий, которая может защитить микросхему в течение 10 секунд при перегрузке.

Микросхему можно питать от двухполярного источника питания, что не создаёт дополнительных трудностей с пульсацией напряжения питания и щелчками при включении.

Советский аналог этой микросхемы К174УН19.


Предельные эксплутационные данные.

Напряжение питания – ±6… ±22 В*,

Максимальное входное напряжение – ±15 В,

Максимальные выходной ток – 3,5 А,

Максимальная температура кристалла – 150ºС,

Максимальная мощность, рассеиваемая микросхемой, при температуре корпуса ≤ 90ºС – 20 Вт.

------------------------------

* Предельное допустимое напряжение для К174УН19 -- ±6… ±18 В


Электрическая схема включения микросхемы TDA2030.

Оконечные усилители собраны по типовой схеме. На чертеже изображён один из каналов оконечного усилителя.


C1, C8 – 100mkF

C2, C4, C7 – 0,22mkF

C3 – 1mkF

C5 – 47mkF

C6* – 15... 82pF


R1, R5 – 22k

R2 – 1Ω

R3 – 1k

R6 – 680R

R7* – 2k


FU1, FU2 – 1A

VD1, VD2 – КД208



Назначение элементов схемы.

С3 – разделительный. R5, R6, C5 – цепь отрицательной обратной связи по переменному току, которая определяет коэффициент усиления, где R5 и R6 делитель напряжения, а C5 – разделительный. Уменьшение номинала R6 увеличивает коэффициент усиления, а увеличение наоборот.

VD1, VD2 – защищают выходной каскад от пробоя при работе на индуктивную нагрузку.

C1, C2, C7, C8 – блокировочные.

R2, C4 – цепь, предотвращающая самовозбуждение.

R7*, C6* – эта цепочка устанавливается в случае самовозбуждения (опционально).

R3 – балластный резистор, ограничивающий мощность подводимую у телефонам (наушникам).

FU1, FU2 – предохранители, защищающие блок питания от перегрузки при замыкании в цепи нагрузки или выходе микросхемы из строя.


Печатная плата.


Печатная Плата (ПП) спроектирована исходя из имеющихся радиоэлементов и корпуса.

Рациональнее было бы разместить блок питания и оконечные усилители на одной печатной плате, но сделать это не позволила конструкция корпуса, а именно то обстоятельство, что большую часть корпуса занял силовой трансформатор.





Для увеличения сечения дорожек и уменьшения расхода хлорного железа, площадь дорожек была увеличена с использованием инструмента «Полигон».


На картинке фрагмент печатной платы, выполненной из стеклотекстолита сечением 1мм, по описанной здесь технологии.

Для повышения надёжности и ремонтопригодности, в отверстиях, предназначенных для установки плавких вставок, развальцованы медные пустотелые заклёпки (пистоны) поз.1.

Для соединения с другими блоками усилителя, в соответствующие отверстия платы заклёпаны медные штырьки поз.2.


This movie requires Flash Player 9


На интерактивной картинке видно, как собиралась эта печатная плата. Добавил этот ролик, так как, как раз во время сборки экспериментировал с цейтраферной съёмкой. Чтобы «управлять» картинкой, потяните изображение мышкой.




В качестве предохранителей я использовал отрезки отдельных жил провода МГТФ (провод во фторопластовой изоляции) диаметром 0,07мм. Такие импровизированные плавкие вставки заменяют предохранители номиналом около 1-го Ампера.



При установке микросхемы TDA2030 на радиатор, нужно иметь в виду, что корпус этого чипа соединён с минусом источника питания. Если на один радиатор устанавливаются сразу две микросхемы, то нужно предусмотреть и установку изоляционных прокладок. Последние можно выполнить из любого материала обеспечивающего зазор в 0,03… 0,05мм между сопрягаемыми поверхностями. Например, можно использовать марлю, бинт или канву, пропитанную термопроводящей пастой КПТ-8.



Крепление удобно осуществлять винтами М2,5, на которые нужно предварительно надеть изоляционные шайбы и отрезки изоляционной трубки (кембрика).



На этой картинке изображен разрез соединения микросхемы с радиатором охлаждения.

  1. Винт М2,5.
  2. Шайба стальная М2,5.
  3. Шайба изоляционная М2,5.
  4. Корпус микросхемы.
  5. Прокладка – отрезок трубки (кембрика).
  6. Прокладка – х/б канва, пропитанная пастой КПТ-8.
  7. Радиатор охлаждения.

Несколько советов по выбору радиатора охлаждения.

Расчёт радиатора пассивного охлаждения сопряжён со сложными вычислениями и измерениями. Результаты зависят от множества переменных, а значения некоторых из них радиолюбителю могут быть неизвестны.

Однако есть несколько простых правил, которые позволяют обеспечить надёжное охлаждение любых компонентов электронной аппаратуры.


  1. Нужно обеспечить хороший контакт полупроводникового элемента с радиатором. Для этого желательно хорошо выровнять контактируемую поверхность радиатора и применить теплопроводную пасту КПТ-8 или любую другую. Когда нет ничего подходящего, можно использовать силиконовую смазку.
  2. При использовании изоляционных прокладок между микросхемой и радиатором, использование теплопроводной пасты обязательно.
  3. Лучше всего выбирать радиаторы чёрного цвета с матовой поверхностью.
  4. Снижение температуры на 10ºС увеличивает ресурс микросхемы вдвое.
  5. Не стоит поднимать температуру радиатора выше 60… 65ºС, а температуру корпуса микросхемы выше 80… 85ºС.

Ориентировочно, необходимую площадь радиатора можно определить при помощи калькулятора, скачав последний из «Дополнительных материалов» к этой статье. Для данного УНЧ, необходимая площадь радиатора – 310см² и более.


Испытание блока оконечного усилителя.

Это схема подключения оконечного УНЧ при тестировании. Проверять каналы УНЧ лучше по-очереди. Коммутировать питание можно установкой или удалением соответствующих предохранителей.

Нагрузкой могут служить 10-ти Ваттные резисторы типа ПЭВ сопротивлением 4Ω.

Вначале нужно подать питание на микросхему и убедиться в том, что она не греется. Если микросхема греется из-за возбуждения на ультразвуковых частотах, то нужно установить цепочку C6*, R7*.

Возбуждаться микросхема может так же, если между блокировочными ёмкостями и микросхемой слишком длинные дорожки ПП или проводники.

Затем, подав на микросхему сигнал и доведя его уровень до ограничения на выходе, нужно проследить за динамикой повышения температуры. Если температура радиатора не превышает 60… 65ºС, а температура корпуса микросхемы – 80… 85ºС, то можно считать, что тепловой режим в норме.



Если на радиаторе установлены сразу две микросхемы, то после того, как каждая из них будет проверена, нужно включить обе микросхемы и снова проверить тепловой режим при максимальной выходной мощности усилителя.



Дополнительные материалы к статье.

Скачать чертёж печатной платы в формате LAY (58КБ).

Скачать калькулятор приблизительного расчёта площади радиатора охлаждения микросхем в формате EXL (3КБ).

Портативная программа Sprint Layout 6.0 для рисования, редактирования и вывода на печать печатных плат. Интерфейс русский. (4,4МБ).




Если Вам не понравилась статья, что расположена выше, Вы всегда можете поискать счастье на стороне, пройдя по этому адресу. www.30hz.ru/ Если объявление не в теме, не обессудьте! Честно пытался выбрать самые интересные.


Нашли ошибку в тексте?Выделите ошибочный текст мышкой и нажмите Ctrl + Enter
Спасибо за помощь!

Комментарии (49)

Страниц: « 1 2 3 4 [5] Показать все

luckyМарт 17th, 2014 at 18:40

Спасибо за помощь! Кондеры С5 обратной связи , после замены все пришло в норму.Если я Вам еще не надоел, то хотелось бы пару советов. Во первых спасибо за марлю(ну не знал я), во вторых прибарахляюсь понемногу для своего хобби вспомогательными средствами -посоветуйте. Во первых Измеритель ESR ? смотрел в сети куча разных по сложности и исполнению, может порекомендуете какой лучше собрать , только не обессудьте буду доставать с вопросами и мультиметр, LCR метр. Начал возится понемножку со схемами ламповых усилителей, пока осилил только гибридные, с трансами еще не решился браться набираюсь теории. Ну и хотелось бы отбраковать электролиты. Еще раз спасибо.

adminМарт 17th, 2014 at 19:50

Lucky, не за что! Знаете, можно много собрать разных простеньких приборов, но все они не заменят один очень удобный и универсальный пробор — осциллограф. Например, вместо того, чтобы выпаивать конденсатор и измерять его реактивное сопротивление, можно просто приложить к нему щуп осциллографа и сразу увидеть как он себя ведёт в реальной схеме.

Измерять ёмкость и индуктивность умеют современные мультиметры. Строить такой прибор, когда он стоит 5-10$ наверное нецелесообразно. Хотя, если интересно, то можно и построить универсальный прибор.

Когда я занимался ремонтом и конструированием р/а, то основными приборами были — хороший профессиональный осциллограф и стрелочный тестер. Когда занимался аудиотехникой, использовал ещё и генератор, а для видео — генератор видеосигналов и частотомер. Некоторые приборы изготовил сам, но до измерителя ESR так и не созрел. Никогда не испытывал необходимости в таком приборе. Хотя, помнится в нашем форуме кто-то его собирал.

luckyМарт 17th, 2014 at 20:17

Посоветуйте модель Осциллографа, и генератора. Меня интересовали модели.

adminМарт 18th, 2014 at 11:44

Lucky, генератор я использовал самодельный. Вот здесь рассказывал про него >>>
Осциллографов у меня два было С1-65А и С1-112А. Это устаревшие модели. Сейчас можно купить что-то более современное. Цифровые осциллографы стали уже продавать по доступным ценам. Но, цена более или менее приличных цифровых осциллографов начинается от нескольких сотен долларов. Аналоговый осциллограф б/у с высокими техническими характеристиками может стоить всего 100$.

Моделей много разных. Исходить нужно из того, что можно купить. Посмотрите на сайте бесплатных объявлений в своём регионе, чтобы найти б/у аналоговый осциллограф. Цифровой осциллограф в виде USB приставки к компьютеру можно купить через Интернет. Ассортимент моделей тоже велик.

витёкМай 18th, 2014 at 00:23

если можно, скинте мне на электронку варианты печатной платы с номиналами для 7294. буду о-очень признателен.(в простом формате-для просмотра). заранее спасибо

витёкМай 18th, 2014 at 16:05

Уважаемый Admin. У меня для регулировки громкости есть резистор 50к. Там по три контакта(он спаренный).Как и куда его припаевать, чтобы регулировать громкость усилителя? Подскажите пожалуйста. А ещё: где можно посмотреть вид печатной платы(7294) чтобы и номиналы элементов знать, ато каждый рисует под себя,и не всегда понятно,часто по разному. Нужен самый оптимальный вариант.Буду признателен.

adminМай 18th, 2014 at 20:26

Привет Витёк! Довольно подробную информацию о выборе резистора для регулятора громкости можно прочесть здесь>>>

Печатную плату лучше разработать самому, исходя из имеющихся компонентов, а точнее размеров электролитических конденсаторов, разъёмов, регуляторов и т.д. Кроме этого, вы сможете выбрать положение отверстий для крепления к корпусу и радиатору. Разводку лучше всего производить по шаблону предоставляемому производителем микросхемы. Если речь идёт о микросхеме TDA7259, то вот ссылка на даташит, где есть чертёж ПП>>>

Скачать самую простую портативную программу для черчения и распечатки ПП Sprint Layout 6.0 можете отсюда>>>

витёкМай 18th, 2014 at 23:46

Извини,не знаю как тебя зовут,как обращаться. Подскажи пожалуйста:какие провода должны быть припаяны к резистору(регулятор громкости). А за помощь я тебе очень благодарен

adminМай 19th, 2014 at 09:54

Витёк, создайте отдельную тему форуме, в неё и будем обсуждать Ваш УНЧ. Или отпишитесь по ссылке ниже, если не знаете, как её создать.
Что касается проводов, то если провода, идущие к регулятору громкости очень длинные, то подключение лучше выполнять экранированным проводом.

Превышено максимальное количество комментариев, поэтому обсуждение перенесено в форум>>>

Страниц: « 1 2 3 4 [5] Показать все

Загрузка...
Загрузка...