Двухканальный умзч на микросхемах tda2050 (25вт)

Качественные усилители TDA 2050 AB класса, обеспечивающие 32W в нагрузке

Не каждый начинающий радиолюбитель сможет собрать качественный усилитель мощности на основе полупроводниковых приборов, не говоря уже о вакуумных лампах. Так как человеку, плохо разбирающемуся в электронике, очень трудно будет построить более-менее нормальный усилитель, а тем более правильно его настроить.

Другой разговор, когда можно создать схему или взять готовую для повторения выполненную на интегральной микросхеме. Вот как раз в этой статье я представляю вам схемы, на основе которых можно собрать усилители TDA, в частности с использованием чипа TDA2050. Изготовить такой HI-FI усилитель на TDA сможет даже начинающий паяльщик.

Аппарат очень простой в сборке, не требует много электронных компонентов, а те детали которые потребуются, находятся в свободной продаже и их стоимость приемлема для каждого радиолюбителя. Все это при том, что такие усилители на TDA2050 характеризуются отличными техническими параметрами. Для примера можно взять монофонический усилитель собранный на микросхеме TDA2050, который работает в классе AB.

Техническая характеристика

  • Усилитель TDA 2050 обеспечивает акустику 4 Ом номинальной мощностью 32W;
  • Аппарат способен воспроизводить звуковые частоты в диапазоне 20Гц — 80кГц;
  • Коэффициент нелинейных искажений при сопротивлении нагрузки 4 Ом от 0,02 до 0,4%, при сопротивлении 8 Ом от 0,01 до 0,4%;
  • Питающее напряжение схемы может быть в пределах от ±4.6 до ±26v. Однако, возможно подавать на схему питающее напряжение от одно-полярного источника тока;
  • Потребляемый усилителем ток находится в пределах 5А;
  • Имеется схема температурной защиты и от короткого замыкания в нагрузке.

Усилители TDA — изготовление

Схема печатной платы УМЗЧ выполняется на заготовке 50х50 мм стеклотекстолита, которая с одной стороны покрыта тонкой медной фольгой. Далее нужно отформатировать все предназначенные для установки электронные компоненты и скомпоновать их на плате, так чтобы они все уместились. Затем на поверхности фольги развести токопроводящие дорожки, отметить контактные площадки. Все это можно выполнить вручную, используя при этом рейсфедер либо разводка выполняется специальной программой.

После этого печатная плата подвергается процессу травления в хлорном железе или в другом подходящем растворе. После травления печатка готова к монтажу деталей. При условии применения деталей с указанными в схеме их номинальными значениями, а также правильной их установки на плате, данный УМЗЧ на TDA2050, какой либо дополнительной настройки не требует.

В данном варианте УМ были использованы постоянные резисторы МЛТ, расчитанные на мощность рассеивания 0,125 Вт, но можно установить и мощнее, лишь бы у них были аналогичные номиналы и они подходили по размерам. Также были использованы пленочные конденсаторы С3, С4, С7, а электролитические емкости С5, С6 необходимо устанавливать с номинальным напряжение 50v и более. Емкости С1, С2 танталовые электролитические.

Напряжение питание для УНЧ.

Блок питания я изготовил на основе имеющегося у меня тороидального трансформатора от старого усилителя. За неимением такого подходящего транса, можно будет применить импульсный источник питания, если конечно он у вас есть в запасе. Такой БП значительно дешевле трансформаторного варианта, например отлично подходит от ноутбука. У такого блока питания имеется двуполярное питание с нужным напряжением ±15v и током около 5А.

Если поискать на барахолке, то можно запросто найти БУ детали необходимые для сборки. Хотя, нужно заметить, что в случае применения импульсного источника питания, вам потребуется улучшить фильтрацию силовых цепей, путем увеличения суммарной емкости конденсаторов. Кроме этого, чтобы снизить электрические наводки от импульсника, придется для блока питания выполнить экранирование.

Предыдущая запись Восстановить данные с флешки: возврат утерянных файлов

Следующая запись Программа расчета трансформатора двухтактных преобразователей

Характеристики TDA2050

TDA2050 — аудиоусилитель АВ класса, способный обеспечить следующие параметры:

Номинальная выходная мощность: до 35 Вт на динамик с сопротивлением 4 Ом при THD=10%, VS=±18v, f=1 кГц и до 32 Вт при сопротивлении громкоговорителя 8 Ом при THD=10%, VS=±22v, f=1 кГц. Кроме того, TDA 2050 может выдавать максимальную мощность 50 Вт.

Принципиальная схема

Музыкальная мощность при сопротивлении динамика 4 Ом в течение 1 секунды при VS = 22,5v, f = 1 кГц. Может быть вам будет интересно попробовать построить уже готовые схемы, попробуйте повторить эту простую схему с напряжением Vcc +/-25V.

Детали, которые вам понадобятся:

НАЗВАНИЕ

ЗНАЧЕНИЕ

Электролитические конденсаторы

C1: от 0,47 до 22 мкФ 50 В
C2: 22 мкФ 35 В
C6, C7: 2200 мкФ 50 В

Майларовые или керамические конденсаторы

C3, C4: 0,1 мкФ 50 В
C5: 0,15 мкФ или 0,1 мкФ 63 В
C8, C9: 0,1 мкФ 63 В

Резисторы

0,25 Вт, допуск 5% R1, R3: 47 кОм
R2: от 1 до 3,3 кОм или 680 Ом
R4: от 1 до 4,7 Ом

Печатная плата усилителя

Ранее мы использовали микросхему TDA2030 для создания различных усилителей мощности, но они имеют мощность ниже 30 Вт. Поэтому, сегодня мы стараемся использовать TDA2050, который имеет выходную мощность около 50 Вт, что делает его идеальным и простым в использовании.

Этот проект — стерео, который легко построить, он может регулировать громкость, тон и сбалансированный звук.

В первую очередь смотрим на схему ниже. Эта схема с большим током требует низкого напряжения 25 В, как и обычный усилитель мощностью 30 Вт.

Рисунок 1: схема стереоусилителя 35 Вт + 35 Вт на TDA2050

Здесь нужно подключать силовую цепь 25V CT-25V вместе с системой фильтрации RFI. Которая собрана на конденсаторах 4х2200 мкФ 50 В, соединенных параллельно.

Двуполярный источник питания 25V CT-25V для этих проектов

При необходимости можно увеличить выходную мощность до 75 Вт с помощью того же источника питания. В схеме мы используем оба транзистора типа 2N3055 NPN и MJ2955 PNP для увеличения тока.

Рисунок 3: проект стерео усилителя мощности 50 Вт + 50 Вт (макс. 75 Вт) с использованием TDA2050 и 2N3055-MJ2955

Как собрать схему усилителя. Здесь много объяснять ничего не надо, а лучше сразу приступать к сборке.

Печатная плата

Компоновка деталей

Компоненты, которые вам понадобятся:

НАЗВАНИЕ

ЗНАЧЕНИЕ

Микросхема

IC1, IC2: TDA2050

Резисторы 0,5 Вт 5%

R1, R8: 5,6 кОм
R2, R9: 47 кОм
R3, R18: 2,7 кОм
R4, R11: 22 кОм
R5, R12: 680 Ом
R6, R13: 22 кОм
R7, R14: 1 Ом
R01, R02, R03, R04: резисторы 10 Ом 5 Вт

Керамические конденсаторы

C1, C10: 47 нФ (0,047 мкФ) 50 В
C2, C4,C11, C13: 2,2 нФ (0,0022 мкФ) 50 В
C3, C7, C8, C9, C12, C16: 0,1 мкФ 50 В

Электролитические конденсаторы

C5, C14: 1 мкФ 50 В
C19, C20: 2200uF 50V
C21: 2200uF 80V

Остальные компоненты

P1: 100 КБ, двойной аудио потенциометр
P2: 100 КA, двойной аудио потенциометр
P3: 100 К, аудио потенциометр
Q1, Q3: MJ2955, транзисторы PNP
Q2, Q4: 2N3055, транзисторы NPN

Вы можете использовать TIP3055 вместо 2N3055 и TIP2955 вместо MJ2955 из-за простоты использования.

Предыдущая запись Что такое регулятор напряжения LM7805

Следующая запись Балансный звуковой драйвер

Запуск и настройка схемы

При первом запуске не вставляйте в панельки операционные усилители и после включения питания проверьте, что на каждой панельке имеются правильные напряжения питания. Потом уже можно всунуть их по местам. Потенциометр громкости должен быть закручен на минимум (до упора влево), а на вход надо подать сигнал с mp3-плеера или компьютера. Усилитель хорошо работает как с динамиками (колонками акустических систем) с сопротивлением 4, так и 8 Ом.

В роли выходных усилителей мощности работают микросхемы TDA2050, TDA2030 или TDA2040, обеспечивая выходную мощность, соответственно 14, 20 или 30 Ватт на канал. Не обязательно все микросхемы усилители должны быть одинаковые. Вы можете установить те что слабее в роли УНЧ стерео, а более мощный усилитель оставить для сабвуфера.

Стабилизаторы напряжения U1 и U2 обеспечивают симметричное двухполярное напряжение на уровне +/-15 В. Можно с успехом применить стабилизаторы на напряжение 12 В или даже 9 В. Это не вызовет изменений в работе предусилителя. Такая процедура будет необходима в случае, если мы хотим питать усилитель меньшим напряжением, чем +/- 18 В. Стабилизаторы 7815 и 7915 могут не хотеть нормально работать с малым падением напряжения. Скачать файлы печатных плат можно тут.

Форум по аудио

Детали и печатная плата

Усилители на А1 и А2 выполнены на отдельных одинаковых малогабаритных печатных платах (на рисунке приводится плата для усилителя на А1). Платы не имеют элементов механического крепления и держатся за счет крепления радиаторных пластин микросхем к радиатору.

Рис. 2. Печатная плата для схемы усилителя мощности ЗЧ.

Микросхемы установлены на один общий радиатор площадью поверхности около 400 см2, который одновременно является элементом задней стенки корпуса усилителя. В источнике питания работает готовый трансформатор ТБС 012 220/24 с вторичным напряжением 24V.

Такой трансформатор (или аналогичный) можно приобрести в магазинах и на базах, торгующих электрощитовым оборудованием и электроарматурой для ремонта и оборудования помещений. Обычно там есть очень широкий выбор аналогичных трансформаторов на разные напряжения и мощности.

Корпус выполнен из древесно-стружечных плит (боковые панели) и металлических пластин (верхняя и нижняя панели). Передняя панель, — оргстекло, задняя, -радиатор. В качестве заготовок для верхней и нижней панели используются алюминиевые подносы для транспортировки продуктов питания.

Микросхемы TDA 2050 можно заменить отечественными аналогами, — К174УН30. Все электролитические конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение не ниже 40V (автор использовал конденсаторы на 63V). Диоды выпрямителя должны допускать прямой ток не менее 10А. Крупные конденсаторы С17-С20, С31, С32 располагаются непосредственно в корпусе усилителя.

Они обернуты ватманом и привинчены к дну корпуса посредством металлических хомутов. Налаживание заключается в корректировке коэффициентов усиления усилителей на А1 и А2, так, чтобы получить равенство каналов и необходимую чувствительность. Для этого подбирают сопротивления резисторов R5 и R11 (уменьшение сопротивления ведет к уменьшению чувствительности).

Сильно увлекаться увеличением чувствительности не рекомендую, — сначала увеличится КНИ, а далее, усилитель может самовозбудиться. Конденсаторы С6 и С12 расположены возле плат усилителя и припаяны короткими проводниками к дорожкам этих плат. С13, С14, С15 и С16 расположены возле выпрямителя.

Усилитель по данной схеме можно питать и от другого источника питания. Максимальное напряжение питания, по такой схеме (однополярное) 50V при этом максимальная выходная мощность будет около 50W. Минимальное напряжение питания всего 9V. При этом мощность будет не более 12W.

Такие «широкие» параметры по напряжению питания позволяют работать усилителю от самых разных источников постоянного тока. Это может быть и автомобильный аккумулятор напряжением 12V, и блок питания от старого принтера «НР» напряжением 32V.

Кроме того, широкие пределы напряжения питания и возможность в очень широких пределах изменять чувствительность усилителя (коэффициент усиления) дает возможность использовать его и как ремонтный модуль для замены вышедшего из строя УНЧ различной бытовой аудиотехники.

Попцов Г. РК-08-17.

Детали

Микросхемы TDA 2050 можно заменить отечественными аналогами, — К174УН30. Все электролитические конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение не ниже 16V. Диоды выпрямителя должны допускать прямой ток не менее 5А.

Крупные конденсаторы С17-С20, С31, С32 располагаются непосредственно в корпусе усилителя. Они обернуты ватманом и привинчены к дну корпуса посредством металлических хомутов. Как уже сказано, источником питания служит импульсный блок питания для галогенных ламп.

Его номинальное выходное переменное напряжение 12V. Оно поступает на мостовой выпрямитель на диодах VD1-VD4 и конденсаторе С17. Налаживание заключается в корректировке коэффициентов усиления усилителей на А1 и А2, так, чтобы получить равенство каналов и необходимую чувствительность.

Для этого подбирают сопротивления резисторов R16 и R21 (уменьшение сопротивления ведет к увеличению чувствительности). Сильно увлекаться увеличением чувствительности не рекомендую, — сначала увеличится КНИ, а далее, усилитель может самовозбудиться.

Попцов Г. РК-10-2019.

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.

Самые интересные ролики 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.

Работа узла УМЗЧ

Усилитель мощности построен на базе популярной микросхемы U7 (TDA2050). Это наверное самый распространённый аудио усилитель, работающий в классе AB. При общих гармонических искажениях на уровне 0,5% он позволяет достичь мощности порядка 30 Вт. Конденсатор C8 (1uF) отсекает постоянную составляющую сигнала и в то же время представляет собой фильтр высоких частот на входе. R20 (22k) определяет сопротивление на входе усилителя мощности.

Цепь обратной связи — резисторы R21 (680R) и R22 (22k), изменение их соотношения приводит к изменению усиления, причем снижение R22 или увеличение R21 вызывает уменьшение усиления. В даташите микросхемы TDA2050 производитель рекомендует чтоб оно было больше 24 дб. Конденсатор C29 (22uF) отсекает постоянную составляющую на входе усилителя. Резистор R19 (2,2 Ома) и конденсатор C32 (470nF) предотвращает самовозбуждение усилителя. Питание УМЗЧ фильтруют конденсаторы С26-C27 (2200uF) и C30-C31 (100nF). Остальные два канала работают аналогично.