Ничего не найдено :(
    В гостях у Самоделкина! » Темы » Советы » Схема усилителя мощности звука D-класса на TPA3116D2

    Схема усилителя мощности звука D-класса на TPA3116D2

    Приветствую всех зашедших!



    Представленный в статье усилитель интересен тем, что работает в классе D. Это означает, что он будет обладать самым высоким КПД среди всех остальных классов усилителей, примерно 90%, обеспечивается это за счёт того, что транзисторы в выходном каскаде усилителя работают не в линейном режиме, а ключевом - то есть в каждый момент времени находятся либо в закрытом состоянии, либо полностью открытом, формируя ШИМ сигнал с частотой около 400 кГц. Как известно, при работе в ключевом режиме на транзисторе практически не выделяется тепло (только небольшие потери на переключениях), потому как когда он закрыт - ток через него не протекает вовсе, а когда открыт полностью сопротивление его канала так мало, что не вызывает существенного падения напряжения. На выходе усилителя сформированный ШИМ-сигнал интегрируется на цепях с индуктивностями и конденсаторами, в итоге получается точно такой же сигнал, на на входе усилителя, только больший по амплитуде и мощности. Высокий КПД позволяет сделать мощный усилитель компактным - ведь ему для охлаждения не понадобятся громоздкие радиаторы, кроме того, снижаются требования к мощности блока питания. В данной статье рассматривается схема усилителя D-класса на микросхеме TPA3116D2, она может работать в моно-режиме с выходной мощность до 100Вт, либо в стерео режиме до 2х50Вт, в данном случае рассматривается включение в режиме моно. Микросхему без труда можно найти в продаже в радиомагазинах, однако стоит учитывать, что её цена будет несколько выше, чем на распространённые микросхемы-усилители класса AB. Большой популярностью пользуются модули на её основе, однако, если есть схема, то почему бы не собрать своими руками.



    Помимо самой TPA3116D2 на схеме присутствует предусилитель на операционном усилителе NE5532, он обеспечит нужный уровень сигнала для микросхемы даже при подключении к слабому источнику. Вместо NE5532 можно применить и другие сдвоенные малощумящие ОУ, например, TL072. Первый, каскад, IC1A, работает в роли усилителя - коэффициент усиления задаётся резисторов обратной связи R5, его можно увеличивать и уменьшать под свои нужны, а второй каскад, IC1B, работает в качестве буфера сигнала, обеспечивая низкое выходное сопротивление. На входе имеется переменный резистор на 47 кОм - регулятор громкости, желательно использовать логарифмический потенциометр. Далее сигнал через разделительную ёмкость попадает на вход TPA3116D2. На её выходе присутствуют две индуктивности по 10 мкГн - можно намотать самому на ферритовом колечке, воспользовавшись калькуляторами индуктивности, либо купить готовый дроссель в магазине. Стоит учитывать, что микросхема обеспечивает высокий выходной ток (до 7,5А), поэтому и дроссель должен быть намотан проводом соответствующего диаметра, не менее 1 мм. К выходам OUT подключается динамик, микросхема позволяет подключать даже низкоомные, от 2-х Ом.

    Схема усилителя мощности звука D-класса на TPA3116D2


    На картинке выше показан график зависимости мощности от питающего напряжения для нагрузки 3 Ома. Диапазон возможных напряжений питания микросхемы простирается от 2,5 до 26В, однако и выходная мощность будет очень сильно зависеть от напряжения питания, максимум в 100 ватт может быть достигнут только при максимальном напряжении в 26 вольт. Оптимальным можно назвать диапазон от 12 до 24В - в этом случае и мощность будет существенной, и микросхема будет работать не на пределе. Идеальным источником питания для усилителя может стать блок питания от ноутбука, обычно они имеют напряжение на выходе 19-22В и рассчитаны на достаточно большую мощность, от 50 Вт. Но для питания можно использовать и любой другой источник с подходящей мощностью и напряжением, мощность источника выбирается как +20..50% к предполагаемой выходной мощности усилителя.




    Собирается усилитель на печатной плате, которая, во-первых, предполагает использование SMD компонентов, а во-вторых, двусторонняя, поэтому перед изготовлением данной платы нужно удостоверится в своих силах. Скачать плату как в виде картинок, так и в gerber-файле можно в архиве в конце статьи. Чтобы не утруждать себя трудоёмким процессом изготовления двусторонней платы, можно заказать её изготовление в Китае - при этом и выглядеть она будет как настоящая заводская плата. Однако перед этим нужно убедится, что все посадочные места для деталей соответствуют реальным размерам имеющихся элементов. Плата имеет две клеммные колодки - для подключения питания и выхода на динамик, разъёмы должны быть рассчитаны на мощность 100Вт. Регулятор громкости установлен прямо на плате, однако при необходимости его можно вывести на проводах, если плата будет устанавливаться в большом корпусе.





    Внешний вид собранной платы. Первое включение стоит проводить от низковольтного источника (5-10В) с ограничением тока, чтобы убедится, что всё собрано правильно. Затем можно подавать полное напряжение питания и проверять с подключением акустической системы. Многие утверждают, что звук усилителей класса D годится лишь для каких-то концертных применений или постройки сабвуферов, однако сейчас это направление электроники существенно шагнуло вперёд и усилителе в классе D радуют звуком ничуть не хуже, чем все остальные, однако имеют при этом неоспоримое преимущество в виде высокого КПД. Удачной сборки!

    ci-tpa3116d2-shema-01.zip [1,03 Mb] (скачиваний: 28)

    Источник (Source)

    Самодельный генератор сигналов

    Примочка для бас-гитары «DOD Bass Overdrive»

    Добавить комментарий

    Привет, Гость!


    Зарегистрируйтесь

    Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

    Войти

    Добавьте самоделку

    Добавьте тему

    Онлайн чат

    Последние комментарии

    Все комментарии