TDA1514A 50-ватний підсилювач за 15 хвилин - Журнал практичної електроніки Датагор (Datagor
Ще раз перерахую переваги чіпа TDA1514:- прийнятна ціна - висока потужність, до 50 Ватт! - низькі спотворення - тепловий захист - відсутність клацання при включенні/вимкненні
Можу сказати, мабуть, співає вона і справді добре. Вірніше сказати, співала. Мабуть тому й перестали випускати. Маркетинг, млинець. Ловіть момент, беріть, якщо зможете знайти. Натура, що йде.
Нижче наводжу шматки статті Н. Сухова та різні доповнення.
Донедавна любителі звуковідтворення високої вірності (Hi-Fi) належали до можливості створення високоякісного УМЗЧ на єдиній мікросхемі з відомою часткою скепсису. Адже не можна вважати високоякісним підсилювач з вихідною потужністю менше 5 Вт і коефіцієнтом гармонік більше 1%, який можна створити на поширеній, у телевізорахМС К174УН7(на цій мікросхемі були виконані підсилювачі в магнітофонах серії «Маяк 233» ).
Дещо серйознішим буде підсилювач, виконаний на мікросхеміК174УН19(аналог TDA2030) з вихідною потужністю до 20Вт і коефіцієнтом гармонік близько кількох десятих відсотка. Але справжніх меломанів не влаштує такий підсилювач. Вони віддадуть перевагу значно складнішому підсилювачу на дискретних транзисторах з коефіцієнтом гармонік на один, а то й на два порядки менше. Створення такого підсилювача – справа непроста і для недосвідчених радіоаматорівнерідко обертається купкою згорілих транзисторів та розчаруванням.
Одна з нових розробок фірми «Philips» - мікросхемаTDA1514A– може допомогти у створенні Hi-Fi підсилювача навіть радіоаматорам-початківцям, тому що не вимагає ніяких підстроювальних елементів і попереднього підбору транзисторів, а її схема включення (мал.1 ) лише трохи складніше, ніж звичайного операційного підсилювача.
Мікросхема виконана в пластмасовому 9-вивідному корпусі типу SOT131A, що має розміри 12,0х23,7 мм (крок висновків 2,54 мм), що дозволяє легко розмістити всі елементи схеми (без радіатора і блоку живлення) на друкованій платі розміром 80х25 мм. Як видно з рис.1, транзистори вихідного каскаду мають дві системи захисту від перегріву та від перевантажень струмом. У таблиці наведено характеристики, що заявляються виробником.
При збільшенні амплітуди вхідного сигналу частотою 1кГц обмеження настає при вихідному напрузі 16,4В (середньоквадратичне значення), що відповідає потужності 67,2Вт. На навантаженні опором 4Ом і 33,6Вт на навантаженні 8Ом. При роботі на навантаження 4Ом обмеження нижньої напівхвилі настає трохи раніше, ніж позитивної, що свідчить про невелику асиметрію вихідного каскаду.
Спектр вихідного сигналу при роботі на еквівалент навантаження IHF A202 та вихідний потужності 95% від порога обмеження насичений гармоніками до 16-ї, але рівень гармонік не перевищує -90дБ, а це відповідає дуже малому для мікросхем РОЗУМ коефіцієнту гармонік – не більше 0,01% . При вихідний потужності 67,2Вт на навантаженні 4Ом підсилювач споживає струм 1,9А, що відповідає споживаної потужності 104,5Вт і ККД 64% - цифри звичайні для підсилювачів з вихідними ступенями класу АВ. При зниженій напрузі живлення +/- 15 Вольт максимальне вихідненапруга зменшується до 9,2В (21Вт/4Ом) при споживаному струмі 1А. Мінімальна напруга живлення, при якій зберігається працездатність – +/-8,5 Вольт. При цьому вихідна напруга 4,6В (5,3Вт/4Ом), а споживаний струм 0,55А.
АЧХ підсилювачав діапазоні 20Гц .... 20кГц має нерівномірність 0,5дБ, але на частоті 100кГц є горб заввишки 4дБ, що призводить до невеликих викидів на фронтах перехідної характеристики. Спад вершин прямокутного імпульсу частотою 1кГц не перевищує декількох відсотків і пояснюється наявністю на вході роздільного конденсатора порівняно невеликої ємності, що утворює з резистором R1 ФВЧ з частотою зрізу 8Гц. Швидкість наростання вихідної напруги при роботі на навантаження IHF A202 склала для позитивного перепаду напруги та 15В/мкс для негативного, що з великим запасом забезпечує повну вихідну потужність навіть на верхній межі звукового діапазону, а також гарантує відсутність динамічних та інтермодуляційних спотворень під час роботи з реальними звуковими сигналами.
Тест на запас стійкостіпроведений шляхом підключення до виходу підсилювача ємнісного навантаження. Стійкість зберігається при еквівалентній ємності навантаження до 0,47 мкФ. При підключенні навантаження ємністю 202мкФ (загальноприйнятий тест у світовій практиці для дослідження стійкості підсилювачів класу Hi-Fi) рекомендується для запобігання виходу мікросхеми з ладу послідовно з навантаженням включити LR стабілізуючий ланцюжок, що відсікає ємнісне навантаження і утворюєіз петлі ООС. На жаль, що виникає при самозбудженні наскрізний струм транзисторів вихідних каскадів не обмежується внутрішньою схемою захисту, що при відсутності захисту струму блоці живлення може призвести до виходу мікросхеми з ладу.
Корпус мікросхеми електрично з'єднаний з виведенням 4 (мінусова шина живлення), тому кілька мікросхем можна розмістити на одному радіаторі без ізолюючих прокладок.
Схему включення можна спростити за рахунок виключення ланцюжка вольтодобавкиR4R5 і конденсатора 220мкФ, при цьому висновок 7 з'єднують з висновком 6. У такому включенні максимальна вихідна потужність зменшується на 4Вт, але покращується придушення пульсацій напругою живлення. При з'єднанні висновків 3 та 4 мікросхема переводиться в черговий режим зі зниженим енергоспоживанням (18мА).
ВисновокМікросхема має дуже хорошу лінійність і придатна для створення підсилювачів потужності високої вірності. При мостовому включенні двох мікросхем можна отримати потужність 100Вт навантаження 8Ом при коефіцієнті гармонік 0,01%. Параметри мікросхеми реально конкурують із параметрами таких підсилювачів на дискретних елементах, як "Барк", "Одіссей", "Вега" та інші. Мікросхема є гарною альтернативою «дискретних» для тих, хто не має достатнього досвіду чи часу налагодження та доведення складних схем. Схему включення бажано доповнити паралельним LR-ланцюжком (L=10-20мкГн, R=10-20Ом), що включається послідовно з навантаженням, та схемою регулювання «нуля» на виході. Для зменшення спаду вершини прямокутного імпульсу ємність конденсатора на вході бажано збільшити до 5мкФ.
↑ Добавка з особистого листування
Список компонентів:R1 - 20k C1 - 1uf R2 - 680R C2 - 220pF R3 - 470k C3 - 3.3uF R4 - 20k C4 - 470nF R5- 3.3R C5 - 22nF R6 - 150R C6 - 220uF R7 - 82R C7 - 470nF
↑ Доповнення від Олександра Воробйова, плата-двоканалка
Сама конструкція зібрана на двох ідентичних мікросхемах і є 2-х канальний (стерео) підсилювач з вихідною потужністю 100 Ватт (2×50W). Вхідний сигнал подається на фільтр нижніх-вищих частот, утворений R1(R9), C1(C11), R2(R9), C2(C12)і далі на 1 ніжку мікросхеми. Відмовлятися від цих ланцюжків фільтра не варто, так як частоти нижче 20Гц і вище 30 кГц, в основному це сигнали-перешкоди і інтермодуляційні частотні складові можуть істотно зіпсувати звукову картину.
Коефіцієнт посилення каскаду задається ставленням резисторів R5(R13)/R3(R11) і для даної схеми дорівнює 30. мікросхеми підвищеною напругою. Це дозволяє збільшити вихідну потужність підсилювача загалом на 10%-20%. На думку, вона дещо погіршує динамічні характеристики, для любителів експерименту, зі схеми цілком можна виключити ланцюжка R7(R15), C4(C15), а замість R6(R14) поставити дротяні перемички. Без жодної шкоди для мікросхеми.
Конденсатори С3(С6), С5(С13), С9, С10 необхідні усунення індуктивної складової ланцюгів живлення і служать усунення збудження підсилювача на частотах вище звукового діапазону. Аналогічну роль виконує і ланцюжок R8(R16), C8(C16). Вихідні обмотки трансформатора живлення та випрямні діоди, не зазначені на схемі, повинні забезпечувати струм в 3А при змінній напрузі 18в - 22в. Дуже зручно використовувати трансформатор від старих телевізорів ТС180. Мережева обмотка залишається без змін, а замість інших обмоток намотується нова,проводом діаметром не менше 1 мм.
↑ Варіант плати у "Sprint Layout" від BLACK EAGLE
Здрастуйте, читачу! Мене звуть Ігор, мені 45, я сибіряк і затятий електронник-аматор. Я вигадав, створив і утримую цей чудовий сайт з 2006 року.Вже понад 10 років наш журнал існує тільки на мої кошти.
При правильному монтажі та справних деталях підсилювач починає працювати відразу і налагодження не потребує. Потрібно лише проконтролювати, щоб на виходах обох каналів був нульовий потенціал. В іншому випадку доведеться шукати помилку у монтажі або інший екземпляр чіпа.