1. Передмова
2. Параметри підсилювача, пара слів про TDA7293
3. Схема підсилювача потужності НЧ на мікросхемі TDA7250
4. Деталі для підсилювача потужності
5. Кріплення транзисторів КТ825, КТ827 (корпус TO-3)
6. Друкована плата
7. налагодження підсилювача
8. На завершення

Виготовлення хорошого підсилювача потужності завжди було одним з нелегких етапів при конструюванні аудіо-апаратури. Якість звучання, м'якість басів і виразне звучання середніх і високих частот, деталізація музичних інструментів - все це порожні слова без якісного підсилювача потужності низької частоти.

зміст:

1. Передмова
2. Параметри підсилювача, пара слів про TDA7293
3. Схема підсилювача потужності НЧ на мікросхемі TDA7250
4. Деталі для підсилювача потужності
5. Кріплення транзисторів КТ825, КТ827 (корпус TO-3)
6. Друкована плата
7. налагодження підсилювача
8. На завершення

Передмова

З різноманітності саморобних підсилювачів НЧ на транзисторах і інтегральних мікросхемах, які я виготовляв, краще з усіх себе проявила схема на мікросхемі-драйвер TDA7250 + КТ825, КТ827.

У даній статті я розповім як виготовити схему підсилювача підсилювача, яка відмінно підійде для використання в саморобній аудіо-апаратури.

Ця публікація є першою в циклі статей з виготовлення саморобного 4х-канального підсилювача Phoenix-P400, про нього я розповідав ось тут: Підсилювач потужності ЗЧ своїми руками (Phoenix-P400)

Параметри підсилювача, пара слів про TDA7293

Основні критерії за якими відбиралася схема УНЧ для підсилювача Phoenix-P400:

• Потужність приблизно 100Вт на канал при навантаженні 4Ом;
• Харчування: двуполярное 2 х 35В (до 40В);
• Невелике вхідний опір;
• Невеликі габарити;
• Висока надійність;
• Швидкість виготовлення;
• Висока якість звуку;
• Низький рівень шумів;
• Невелика собівартість.

Досить непроста поєднання вимог. Спочатку випробував варіант на основі мікросхеми TDA7293, але виявилося що це не те що мені потрібно, і ось чому ...
За весь час мені довелося зібрати і випробувати різні схеми УНЧ - транзисторні з книг і публікацій журналу Радіо, на різних мікросхемах ...

Хочу сказати своє слово про TDA7293 / TDA7294, оскільки в Інтернеті про неї написано дуже багато, і не раз зустрічав що думка однієї людини суперечить думці іншого. Зібравши кілька клонів підсилювача на цих мікросхемах зробив для себе деякі висновки.

Мікросхеми дійсно непогані, хоча багато що залежить від вдалої розведення друкованої плати (особливо ліній землі), гарного харчування і якості елементів обв'язки.

Що мене відразу порадувало в ній - так це досить велика віддається в навантаження потужність. Як для однокристального інтегрального підсилювача НЧ вихідна потужність дуже хороша, також хочу відзначити дуже низький рівень шумів в режимі без сигналу. Важливо подбати про хороше активному охолодженням мікросхеми, оскільки чіп працює в режимі "кип'ятильника".

Що мені не сподобалося в підсилювачі на 7293, так це низька надійність мікросхеми: з кількох куплених мікросхем, в самих різних точках продажу, робочих залишилося тільки дві! Одну спалив перевантаживши по входу, 2 згоріли відразу ж при включенні (схоже що заводський дефект), ще одна чомусь згоріла при повторному 3-м включенні, хоча до цього працювала нормально і ніяких аномалій не спостерігалося ... Може просто не пощастило.

А тепер, головне з-за чого я не хотів використовувати модулі на TDA7293 в своєму проекті - це помітний моєму слуху "металіка" звук, в ньому не чутно м'якості і насиченості, трохи тупуваті середні частоти.

Зробив для себе висновок що цей чіп відмінно годиться для сабвуферів або підсилювачів НЧ, які будуть бубнеть в багажнику авто або на дискотеках!

Стосуватися теми однокристальних підсилювачів потужності далі я не буду, треба щось більш надійне і якісне, щоб не так дорого обходилося при дослідах і помилках. Збирати 4 канали підсилювача на транзисторах - це хороший варіант, але досить громіздкий у виконанні, також він може бути складний в налаштуванні.

Так на чому ж збирати якщо не на транзисторах і не на інтегральних мікросхемах? - і на тому і на іншому, вміло скомбінувавши їх! Будемо збирати підсилювач потужності на мікросхемі-драйвер TDA7250 з потужними складовими транзисторами Дарлінгтона на виході.

Схема підсилювача потужності НЧ на мікросхемі TDA7250

Мікросхема TDA7250 в корпусі DIP-20 - це надійний стерео-драйвер для транзисторів Дарлінгтона (складові транзистори з високим коефіцієнтом посилення), на основі якого можна побудувати високоякісний двоканальний стерео-УМЗЧ.

Вихідна потужність такого підсилювача може досягати і навіть перевищувати 100Вт на канал при опорі навантаження 4Ом, вона залежить від типу використовуваних транзисторів і напруги живлення схеми.

Після складання примірника такого підсилювача і перших випробувань, я був приємно здивований якістю звучання, потужністю і тим як "оживала" музика видається цієї мікросхемою в компанії з транзисторами КТ825, КТ827. У композиціях почали прослуховуватися дуже дрібні деталі, інструменти звучали насичено і "легко".

Спалити цю мікросхему можна декількома способами:

• Переполюсовка ліній живлення;
• Перевищення рівня максимально допустимого напруги живлення ± 45В;
• Перевантаження по входу;
• Високим статичною напругою.

Мал. 1. Мікросхема TDA7250 в корпусі DIP-20, зовнішній вигляд.

Даташит (datasheet) на мікросхему TDA7250 - (135 КБ).

Про всяк випадок, я придбав відразу 4 мікросхеми, кожна з яких - це 2 канали посилення. Мікросхеми купувалися в інтернет-магазині за ціною приблизно 2 $ за штучку. На базарі за таку мікросхему хотіли вже більше 5 $!
Схема, за якою був зібраний мій варіант, що не багато в чому відрізняється від тієї, яка наведена в даташіте:

Мал. 2. Схема стерео-підсилювача низької частоти на мікросхемі TDA7250 і транзисторах КТ825, КТ827.

Для цієї схеми УМЗЧ був зібраний саморобний Двуполярность блок живлення на +/- 36В, з ємностями 20 000 мкФ в кожному плечі (+ Vs і -Vs).

Деталі для підсилювача потужності

Розповім детальніше про особливості деталей підсилювача. Перелік радіодеталей для збірки схеми:

НазваКількість, штПримітка

TDA7250 1 КТ825 2 КТ827 2 1,5 кОм 2 390 Ом 4 33 Ом 4 потужністю 0,5 Вт 0,15 Ом 4 потужністю 5Вт 22 кОм 3 560 Ом 2 100 кому 3 12 Ом 2 потужністю 1Вт 10 Ом 2 потужністю 0,5 Вт 2,7 кОм 2 100 Ом 1 10 кому 1 100 мкФ 4 електролітичний 2,2 мкФ 2 слюдяною або плівковий 2,2 мкФ 1 електролітичний 2,2 нФ 2 1 мкФ 2 слюдяною або плівковий 22 мкФ 2 електролітичний 100 пФ 2 100 нФ 2 150 пФ 8 4,7 мкФ 2 електролітичний 0,1 мкФ 2 слюдяною або плівковий 30 пф 2

Котушки індуктивності на виході УМЗЧ намотуються на каркасі діаметром 10мм і містять по 40 витків емальованого мідного дроту діаметром 0,8-1мм в два шари (по 20 витків на шар). Щоб витки не розпадається їх можна скріпити плавким силіконом або клеєм.

Конденсатори С22, С23, С4, С3, С1, С2 повинні бути розраховані на напругу 63В, інші електроліти - на напругу від 25В. Вхідні конденсатори С6 і С5 - неполярні, плівкові або слюдяні.

Резистори R16-R19 повинні бути розраховані на потужність не менш 5Ватт. У моєму випадку застосовані мініатюрні цементні резистори.

Опору R20-R23, а також RL можна встановлювати потужністю від 0,5 Вт. Резистори Rx - потужністю не менше 1 Вт. Всі інші опору в схемі можна ставити потужністю від 0,25Вт.

Пари транзисторів КТ827 + КТ825 краще підбирати з найбільш близькими параметрами, наприклад:

1. КТ827А (Uке = 100В, h21Е> 750, Pк = 125Вт) + КТ825Г (Uке = 70В, h21Е> 750, Pк = 125Вт);
2. КТ827Б (Uке = 80В, h21Е> 750, Pк = 125Вт) + КТ825Б (Uке = 60В, h21Е> 750, Pк = 160Вт);
3. КТ827В (Uке = 60В, h21Е> 750, Pк = 125Вт) + КТ825Б (Uке = 60В, h21Е> 750, Pк = 160Вт);
4. КТ827В (Uке = 60В, h21Е> 750, Pк = 125Вт) + КТ825Г (Uке = 70В, h21Е> 750, Pк = 125Вт).

Залежно від букви в кінці маркування у транзисторів КТ827 змінюються тільки напруги Uке і Uбе, інші ж параметри ідентичні. А ось транзистори КТ825 з різними літерними суфіксами вже різняться багатьма параметрами.

Мал. 3. Цокольовка потужних транзисторів КТ825, КТ827 і TIP142, TIP147.

Використовувані в схемі підсилювача транзистори бажано перевірити на справність. Транзистори Дарлінгтона КТ825, КТ827, TIP142, TIP147 і інші з високим коефіцієнтом посилення, містять всередині два транзистора, парочку опорів і діод, тому звичайної прозвонки мультиметром тут може виявитися не достатньо.

Для перевірки кожного з транзисторів можна зібрати просту схемку з світлодіодом:

Мал. 4. Схема перевірки транзисторів структури PNP і NPN на працездатність в ключовому режимі.

У кожній зі схем при натисканні кнопки світлодіод повинен запалитися. Харчування можна брати про +5 до +12.

Мал. 5. Приклад перевірки працездатності транзистора КТ825, структури PNP.

Кожну з пар вихідних транзисторів потрібно обов'язково встановити на радіатори, оскільки вже на середній вихідний потужності УНЧ їх нагрівання буде досить помітним.

У даташіте на мікросхему TDA7250 призводять рекомендовані пари транзисторів і потужність яку можна витягти використовуючи їх в даному підсилювачі:

BDW93,
BDW94A BDW93,
BDW94B BDV64,
BDV65B MJ11013,
MJ11014 Корпуси TO-220 TO-220 SOT-93 TO-204 (TO-3) При навантаженні 8 Ом Потужність УНЧ 15 Вт +30 Вт +50 Вт +70 Вт Транзистори BDX53,
BDX54A BDX53,
BDX54B BDW93,
BDW94B TIP142,
TIP147 Корпуси TO-220 TO-220 TO-220 TO-247

Кріплення транзисторів КТ825, КТ827 (корпус TO-3)

Особливу увагу слід звернути на монтаж вихідних транзисторів. До корпусу транзисторів КТ827, КТ825 підключений колектор, тому якщо корпусу двох транзисторів в одному каналі випадково або навмисно замкнути то вийде коротке замикання з харчування!

Мал. 6. Транзистори КТ827 і КТ825 підготовлені до монтажу на радіатори.

Якщо транзистори планується кріпити на один загальний радіатор, то їх корпусу потрібно ізолювати від радіатора через слюдяні прокладки, попередньо промазав їх по обидва боки термопастой, для поліпшення теплообміну.

Мал. 7. Радіатори, які були мною використані для транзисторів КТ827 і КТ825.

Щоб довго не описувати якомога виконати ізольований монтаж транзисторів на радіатори, наведу простий креслення на якому все детально показано:

Мал. 8. Ізольоване кріплення транзисторів КТ825 і КТ827 на радіатори.

Друкована плата

Тепер розповім про друкарську плату. Розвести її не складе особливих труднощів, оскільки схема майже повністю симетрична по кожному каналу. Потрібно намагатися максимально віддалити вхідні і вихідні ланцюги один від одного - це запобіжить самозбудження, безліч перешкод, вбереже від зайвих проблем.

Склотекстоліт можна брати товщиною від 1 до 2-х міліметрів, в принципі особливої ​​міцності платі і не потрібно. Після травлення доріжки потрібно добре залудити припоєм з каніфоллю (або флюсом), не ігноруйте цей крок - це дуже важливо!

Розведення доріжок для друкованої плати я виконував вручну, на аркуші паперу в клітинку за допомогою простого олівця. Так я робив ще з тих часів, коли про SprintLayout і технології Лут можна було тільки мріяти. Ось сканований трафарет малюнка друкованої плати для УНЧ:

Мал. 9. Друкована плата підсилювача і розташування компонентів на ній (клік - відкрити в повний розмір).

Конденсатори С21, С3, С20, С4 - на платі намальованою вручну відсутні, вони потрібні для фільтрації напруги по харчуванню, я їх встановив в самому блоці живлення.

UPD: Дякую Олександру за розведення друкованої плати в Sprint Layout!

Мал. 10. Друкована плата для УМЗЧ на мікросхемі TDA7250.

В одній з моїх статей я розповів як виготовити цю друковану плату методом Лут .

Завантажити друковану плату від Олександра в форматі * .lay (Sprint Layout) - (71 КБ).

UPD. Наводжу тут інші друковані плати, що згадуються в коментарях до публікації:

Щодо сполучних проводів по харчуванню і на виході схеми УМЗЧ - вони повинні бути якомога коротше і з поперечним перерізом не менше 1,5 мм. В даному випадку, чим менше довжина і більше товщина провідників, тим менше втрат струму і наведень в схемі посилення потужності.

В результаті вийшли 4 канали посилення на двох маленьких хустках:

Мал. 11. Фото готових плат УМЗЧ для для чотирьох каналів посилення потужності.

налагодження підсилювача

Правильно зібрана і з справних деталей схема починає працювати відразу. Перед включенням конструкції до джерела живлення потрібно ретельно оглянути друковану плату на відсутність замикань, а також видалити зайву каніфоль за допомогою просоченого в розчиннику шматочка вати.

Також рекомендую встановити послідовно кожної з ліній живлення (+ Vs, -Vs) по запобіжнику на ток 1А. Це допоможе вберегти деякі компоненти схеми в разі наявності якоїсь помилки.

Підключати акустичні системи до схеми при першому включенні і при експериментах рекомендую через резистори опором 300-400 Ом, це врятує динаміки від пошкодження в разі якщо щось піде не так.

На вхід бажано підключити регулятор гучності - один здвоєний змінний резистор або ж два окремо. Перед включенням УМЗЧ ставимо полузнок раезістора (ів) в ліве крайнє положення, як на схемі (мінімальна гучність), потім підключивши джерело сигналу до УМЗЧ і подавши на схему харчування можна плавно збільшувати гучність, спостерігаючи як себе поведе зібраний підсилювач.

Мал. 12. Схематичне зображення підключення змінних резисторів в якості регуляторів гучності для УНЧ.

Змінні резистори можна застосувати будь-які з опором від 47 Ком до 200 КОм. У разі використання двох змінних резисторів бажано щоб їх опору були однаковими.

Отже, перевіряємо працездатність підсилювача на невеликій гучності. Якщо зі схемою все добре, то плавкі запобіжники по лініях харчування можна замінити на більш потужні (2-3 Ампера), додатковий захист в процесі експлуатації УМЗЧ не завадить.

Струм спокою вихідних транзисторів можна виміряти, включивши в розрив колектора кожного з транзисторів Амперметр або мультиметр в режимі вимірювання струму (10-20А). Входи підсилювачів потрібно підключити до загального-землі (повна відсутність вхідного сигналу), на виходи підсилювачів підключити акустичні системи.

Мал. 13. Схема включення амперметра для вимірювання струму спокою вихідних транзисторів підсилювача потужності звуку.

Струм спокою транзисторів в моєму УМЗЧ із застосуванням КТ825 + КТ827 становить приблизно 100мА (0,1А).

Плавкі запобіжники по харчуванню також можна замінити потужними лампами розжарювання. Якщо якийсь із каналів підсилювача поводить себе неадекватно (гул, шум, перегрів транзисторів), то можливо що проблема криється в довгих провідниках, що йде до транзисторів, спробуйте зменшити довжину цих провідників.

Заходи безпеки при першому включенні (лампи по харчуванню, захист АС), експерименти з різними транзисторами і інша корисна інформація з даного підсилювача також детально описана в статті " Ремонт підсилювача Радіотехніка У-101, модуль УМЗЧ на мікросхемі TDA7250 ".

На завершення

На цьому поки що все, в наступних статтях розповім як виготовити блок живлення для підсилювача, індикатори вихідної потужності, схеми захисту для акустичних систем, про корпус і передньої панелі ...

Початок циклу статей: Підсилювач потужності ЗЧ своїми руками (Phoenix-P400)