Как настроить смартфоны и ПК. Информационный портал
  • Главная
  • Безопасность
  • Двухканальный усилитель 50 ватт своими руками. Технические характеристики микросхемы TDA1514A

Двухканальный усилитель 50 ватт своими руками. Технические характеристики микросхемы TDA1514A

Доброе время суток. Наконец – то у меня появилось свободное время, так не пропадать же ему зря. Не скажу, что я уж так сильно люблю поработать, но то , что валяются без дела запчасти , меня очень раздражает. И вот так получился очередной усилитель. Собран он на основе довольно популярной в 90 х годах микросхемы тда1514а, которая обладает очень хорошим звучанием, её можно сравнить с lm3886, звук довольно схожий. В микросхеме есть куча всевозможных защит, кому интересно прочитайте это сами , скачав .

Это второй стереоусилитель на таких микросхемах , который я собрал, первый был собран ещё в те годы , когда я только вернулся с армии. Усилитель мне служил верой и правдой, работой был очень доволен, хоть и был собран навесным монтажем. Как то ко мне приехал в гости мой товарищ, с которым мы вместе служили, понравился ему мой усилок и просил ему его продать, продать я не согласился, а просто подарил.

Прошло уже довольно много времени с той поры, но то , как звучал тот усилитель , у меня осталось в памяти. Собрав в последствии довольно много усилителей, так и не почувствовал того звучания, нет – усилители были вполне достойными, но вот звук то отличался.

Не так давно мне удалось раздобыть пару ОРИГИНАЛьных микросхем тда1514а, чему был несказанно рад. Взяв старый справочник, нашел там схему и описание, по сути там было три варианта включения : обычный, обычный без вольтодобавки и мостовой. На мостовой у меня не было ни нагрузки, н и желания, ни лишней пары микросхем. Больше всего понравилось включение без цепи вольтодобавки, при этом звук значительно улучшался, хоть и выходная мощность немного уменьшалась.

Изначально опробовал включение с вольтодобавкой, в итоге получил 67 Вт на 4 Ом, при этом звук был вполне неплохой, но одно из плеч то увеличивалось относительно другого по амплитуде, то уменьшалось. В итоге отключил вольтодобавку, по сути там конденсатор и резистор выкинуть да и всё, снова включил, снова попробовал нагрузить и поглядеть, что же будет с сигналом, сигнал не возрастал выше 15 В и далее начиналась обрезка верхушек синусоиды, что характерно практически сразу в обеих плечах. Включив музыку, послушав около часа, снова включил вольтодобавку и сразу же отключил, звук реально немножко стал хуже, стало будто при басах что то подхрипывает, а на ВЧ начинает посвистывать, но это только моё субъективное мнение.

В общем решил делать только без цепи вольтодобавки. Мощность и так вполне прил и чная, а 5-6 Вт для меня погоды не сделают. П рикинул как будет всё на печатке, развёл и отложил на время. Когда выдалось свободное начал *ваять*. Получилось вполне неплохо , печатку делал под имевшиеся у меня обрезки стеклотекстолита, так чтоб не валялись без дела, поэтому такие маленькие получились, но зато разводка по всем правилам.

Нашел старый корпус от спутникового тюнера, *доработал напильником* и в итоге имеем вот такой усилитель.


Блок питания аналоговый, трансформатор от усилителя вега 10у120с, радиаторы от него тоже, всё очень хорошо подошло как по мощности так и по габаритам, да и рекомендуемое питания практически было идеально выдержано.

Теперь немножко о том самом звучании. Усилитель абсолютно не прихотлив к АС, отлично отыгрывает любые музыкальные жанры (стили или как угодно зовите). Предпочтений у него нет, как то у ламповиков или ИТУНов. При прослушивании на АС типа ы90, он очень хорошо себя зарекомендовал, мощность чувствовал, как говорить -*по взрослому*, при этом искажений не возникало практически до упора выкрученной ручки регулятора громкости. Настоятельно советую, всем желающим повторить собранный мной усилитель, позаботиться о том, чтобы поверхность к которой будет прикручиваться корпус микросхемы был максимально ровным, так как микросхема закрепляется с двух сторон и если где-то будет *бугорок* то можно просто расколоть корпус, а это очень не дешёвая как по времени, так и по деньгам потеря.

Микросхема давно снята с производства, считается довольно большой редкостью и поэтому появилось много китайских (и не только) подделок. В розничной продаже цены за 1 шт начинаются от 20$, при этом не известно на 100% , что же там будет внутри.


Одна из разработок фирмы «Philips» - микросхема TDA1514A – может помочь в создании Hi-Fi усилителя даже начинающим радиолюбителям, так как не требует никаких подстроечных элементов и предварительного подбора транзисторов, а ее схема включения лишь немного сложнее, чем обычного операционного усилителя.

Еще раз перечислю достоинства чипа TDA1514:
- приемлемая цена
- высокая мощность, до 50 Ватт!
- низкие искажения
- тепловая защита
- отсутствие щелчка при включении/выключении

Могу сказать, пожалуй, поёт она и правда хорошо.
Вернее сказать, пела... Наверное, потому и перестали выпускать. Маркетинг, блин.
Ловите момент, берите, если сможете найти. Уходящая натура...

Ниже привожу куски статьи Н. Сухова и разные дополнения.

До недавнего времени любители звуковоспроизведения высокой верности (Hi-Fi) относились к возможности создания высококачественного УМЗЧ на единственной микросхеме с известной долей скепсиса. Ведь нельзя же считать высококачественным усилитель с выходной мощностью менее 5 Вт и коэффициентом гармоник более 1%, который можно создать на получившей распространение, в телевизорах МС К174УН7 (на этой микросхеме были выполнены усилители в магнитофонах серии «Маяк 233»).

Несколько более серьезным будет усилитель, выполненный на микросхеме К174УН19 (аналог ) с выходной мощностью до 20Вт и коэффициентом гармоник порядка нескольких десятых процента. Но настоящих меломанов не устроит такой усилитель. Они предпочтут значительно более сложный усилитель на дискретных транзисторах с коэффициентом гармоник на один, а то и на два порядка меньше. Создание такого усилителя – дело непростое и для неопытных радиолюбителей нередко оборачивается кучкой сгоревших транзисторов и разочарованием.

Одна из новых разработок фирмы «Philips» - микросхема TDA1514A – может помочь в создании Hi-Fi усилителя даже начинающим радиолюбителям, так как не требует никаких подстроечных элементов и предварительного подбора транзисторов, а ее схема включения (рис.1) лишь немного сложнее, чем обычного операционного усилителя.

Микросхема выполнена в пластмассовом 9-выводном корпусе типа SOT131A,имеющем размеры 12,0х23,7 мм (шаг выводов 2,54 мм), что позволяет без труда разместить все элементы схемы (без радиатора и блока питания) на печатной плате размером 80х25 мм. Как видно из рис.1, транзисторы выходного каскада имеют две системы защиты от перегрева и от перегрузок по току. В таблице приведены характеристики, заявляемые изготовителем.

Испытания усилителя , собранного по рекомендуемой изготовителем схеме рис.1 (на монтаж ушло не более 15 мин.), были проведены автором при питании от стабилизированных источников +27,5/-27,5 Вольт и подключении эквивалента нагрузки по стандарту IHF A202, рекомендуемого для испытаний усилителей мощности звуковой частоты (1). Смещение нуля на выходе усилителя составило -84,8 мВ, что соответствует спецификации изготовителя, но примерно на порядок больше, чем у престижных Нi-Fi усилителей на дискретных элементах, как правило, имеющих специальные подстроечные резисторы для установки «нуля». Недостаток легко устранить, включив последовательно с резистором R2 неполярный конденсатор емкостью не менее 50 мкФ или введя регулировку нуля по любой из схем, применяемых для обычных операционных усилителей. В режиме молчания потребляемый ток по обеим шинам питания составил 53 мА. Из этого можно сделать вывод, что транзисторы выходного каскада работают в режиме класса AB без отсечки коллекторного тока.

При увеличении амплитуды входного сигнала частотой 1кГц ограничение наступает при выходном напряжении 16,4В (среднеквадратическое значение), что соответствует мощности 67,2Вт. На нагрузке сопротивлением 4Ом и 33,6Вт на нагрузке 8Ом.
При работе на нагрузку 4Ом ограничение нижней полуволны наступает несколько ранее, чем положительной, что свидетельствует о небольшой асимметрии выходного каскада.

Спектр выходного сигнала при работе на эквивалент нагрузки IHF A202 и выходной мощности 95% от порога ограничения насыщен гармониками до 16-й, но уровень гармоник не превышает -90дБ, а это соответствует очень малому для микросхем УМ коэффициенту гармоник – не более 0,01%.
При выходной мощности 67,2Вт на нагрузке 4Ом усилитель потребляет ток 1,9А, что соответствует потребляемой мощности 104,5Вт и КПД 64% - цифры обычные для усилителей с выходными ступенями класса АВ. При пониженном напряжении питания +/- 15 Вольт максимальное выходное напряжение уменьшается до 9,2В (21Вт/4Ом) при потребляемом токе 1А. Минимальное напряжение питания, при котором сохраняется работоспособность - +/-8,5 Вольт. При этом выходное напряжение 4,6В (5,3Вт/4Ом), а потребляемый ток 0,55А.

АЧХ усилителя в диапазоне 20Гц….20кГц имеет неравномерность 0,5дБ, но на частоте 100кГц имеется горб высотой 4дБ, приводящий к небольшим выбросам на фронтах переходной характеристики. Спад вершин прямоугольного импульса частотой 1кГц не превышает нескольких процентов и объясняется наличием на входе разделительного конденсатора сравнительно небольшой емкости, образующего с резистором R1 ФВЧ с частотой среза 8Гц.
Скорость нарастания выходного напряжения при работе на нагрузку IHF A202 составила 7,5В/мкс для положительного перепада напряжения и 15В/мкс для отрицательного, что с большим запасом обеспечивает полную выходную мощность даже на верхней границе звукового диапазона, а также гарантирует отсутствие динамических и интермодуляционных искажений при работе с реальными звуковыми сигналами.


Схемы защиты от перегрузок по току и перегрева испытаны путем короткого замыкания выхода и съема микросхемы с радиатора. Обе схемы обеспечивают автоматическое восстановление режима работы после устранения перегрузки.

Тест на запас устойчивости проведен путем подключения к выходу усилителя емкостной нагрузки. Устойчивость сохраняется при эквивалентной емкости нагрузки до 0,47мкФ. При подключении нагрузки емкостью 202мкФ (общепринятый тест в мировой практике для исследования устойчивости усилителей класса Hi-Fi) рекомендуется для предотвращения выхода микросхемы из строя последовательно с нагрузкой включить LR стабилизирующую цепочку, отсекающую емкостную нагрузку и образующую при этом дополнительный полюс АЧХ из петли ООС. К сожалению, возникающий при самовозбуждении сквозной ток транзисторов выходных каскадов не ограничивается внутренней схемой защиты, что при отсутствии защиты по току блоке питания может привести к выходу микросхемы из строя.

Корпус микросхемы электрически соединен с выводом 4 (минусовая шина питания), поэтому несколько микросхем можно разместить на одном радиаторе без изолирующих прокладок.

Схему включения можно упростить за счет исключения цепочки вольтодобавки R4R5 и конденсатора 220мкФ, при этом вывод 7 соединяют с выводом 6. В таком включении максимальная выходная мощность уменьшается на 4Вт, но улучшается подавление пульсаций питающих напряженией. При соединении выводов 3 и 4 микросхема переводится в дежурный режим с пониженным энергопотреблением (18мА).

Заключение
Микросхема обладает очень хорошей линейностью и пригодна для создания усилителей мощности высокой верности. При мостовом включении двух микросхем можно получить мощность 100Вт на нагрузке 8Ом при коэффициенте гармоник 0,01%. Параметры микросхемы реально конкурируют с параметрами таких усилителей на дискретных элементах, как «Барк», «Одиссей», «Вега» и другие. Микросхема является хорошей альтернативой «дискретных» для тех, кто не имеет достаточного опыта или времени налаживания и доводки сложных схем. Схему включения желательно дополнить параллельной LR-цепочкой (L=10-20мкГн, R=10-20Ом), включаемой последовательно с нагрузкой, и схемой регулировки «нуля» на выходе. Для уменьшения спада вершины прямоугольного импульса емкость конденсатора на входе желательно увеличить до 5мкФ.

Добавка из личной переписки

Вот еще одна схемка включения, отрисована поудачнее.

Список компонентов:
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

Вариант печатки:

Готовый усилитель - два канала на одной плате разведены:

Дополнение от Александра Воробьева, плата-двухканалка

Сама конструкция собрана на двух идентичных микросхемах и представляет собой 2-х канальный (стерео) усилитель с выходной мощностью 100 Ватт (2×50W). Входной сигнал подается на фильтр нижних-высших частот, образованный R1(R9), C1(C11), R2(R9), C2(C12)и далее на 1-ю ножку микросхемы. Отказываться от этих цепочек фильтра не стоит, так как частоты ниже 20Гц и выше 30 кГц, в основном, это - сигналы-помехи и интермодуляционные частотные составляющие, могут существенно подпортить звуковую картину.

Коэффициент усиления каскада задается отношением резисторов R5(R13)/R3(R11) и для данной схемы равен 30.
Цепочка R6(R14), R7(R15), C4(C15) называется «вольтодобавкой» и служит для запитывания предоконечного каскада микросхемы повышенным напряжением. Это позволяет увеличить выходную мощность усилителя в целом на 10%-20%. По расхожему мнению, она несколько ухудшает динамические характеристики, поэтому для любителей эксперимента, из схемы вполне можно исключить цепочки R7(R15), C4(C15), а вместо R6(R14) поставить проволочные перемычки. Безо всякого вреда для микросхемы.

Конденсаторы С3(С6), С5(С13), С9, С10 необходимы для устранения индуктивной составляющей цепей питания и служат для устранения возбуждения усилителя на частотах выше звукового диапазона. Аналогичную роль выполняет и цепочка R8(R16), C8(C16).
Выходные обмотки трансформатора питания и выпрямительные диоды, не указанные на схеме, должны обеспечивать ток в 3А при переменном напряжении 18в - 22в. Очень удобно для этого применять трансформатор от старых телевизоров ТС180. Сетевая обмотка оставляется без изменений, а взамен других обмоток наматывается новая, проводом диаметром не менее 1 мм.

Обзор на радиоконструктор MX50 SE.
Лучший из несложных самодельных УНЧ средней мощности?
Вам интересно? Тогда читать обзор!
Мультиобзор: усилитель, корпус, предусилитель, конденсаторы и прочее.

Предисловие. Почему собрал этот УНЧ?

Была у меня идея по-быстрому собрать несложный компактный УНЧ не очень большой мощности. Первоначально планировал собрать УНЧ на LM1875 - . Приобрел китайский кит как базовый тестовый макет, корпус и трансформатор. После сборки конструктора выяснилось, что УНЧ на этой микросхеме на предельных напряжениях питания не может нормально работать на нагрузку 4 Ома - микросхема быстро нагревается, не успевает отдать тепло на радиатор. И отключается по теплозащите. Меня это не устраивало. Так как самые дорогие радиодетали (корпус и трансформатор) были куплены - то принял решение искать схему другого компактного УНЧ. В комментариях к обзору тов. Fizik и тов..html#comment2043615) порекомендовали сабж. Решил попробовать собрать этот УНЧ. Дело было в мае. Сейчас декабрь. УНЧ собран:-)

Перечислим параметры хорошего «народного» УНЧ
1. Должен быть дешев
2. Не содержать сильно дефицитных деталей
3. Прост в сборке и настройке
4. Обладать достаточной мощностью
5. Должен хорошо играть музыку и обладать хорошими характеристиками.

LJM MX50 SE - кандидат это звание. Радиоконструктор можно купить за 12$ на электронных площадках типа ebay и алиэкспресс. Обычная цена около 15-16$. Я указал другого продавца на ebay. Тот, у кого покупал, сейчас не продает этот товар.

Другие варианты этого кита

На али-ебее продают спаянные варианты этого кита (стоят на 8-10$) дороже. Есть киты с выходными транзисторами Сакен 2SA1295/2SC3264 или 2SA1186/2SC2837. Стоят сильно дороже. Оригинальность транзисторов проверить невозможно. Поэтому лучше купить дешевый кит, а транзисторы выходные потом купить в проверенном месте и установить на отлаженную плату.
Китайцы продают вариант MX100 (ищется по этому имени) - то же самое, что и MX50 SE, но на одной плате: два канала, БП и защита акустики от постоянки+задержка при вкл питания.


Продают в виде кита, собранной платы или даже собранного УНЧ. В эту версию тоже пихают перемаркированные KEC дорогие сакены:


Если бы не моя ситуация с готовым корпусом и трансформатором, то скорее всего купил бы готовый УНЧ и доводил его до ума. Как это можно сделать - см ниже. Во время работы над этим проектом не знал о существовании MX100.
Продают трансформаторы питания, клеймы для подключения, радиаторы под транзисторы, корпуса и проч. для этого УНЧ


Комплектация
Пришла посылка с небольшим пакетиком, двумя платами и деталями:


К качеству односторонней печатной платы претензий нет. Все сделано отлично. Легко паяется. Все подписано.




Выходные транзисторы южнокорейские KEC. Производятся по лицензии Тошибы. Стоят копейки. Соответственно, никто их не подделывает. Выводы не магнитятся.


Другие радиодетали, если кому-то интересно













На международном форуме народ отмечал хорошее качество радиодеталей за такую небольшую цену. Электролиты «Рубикон», филиппинские обычные конденсаторы и прочее. Как проверишь правда это или нет? Поверим международному сообществу радиолюбителей. Лишних деталей нет (подкладки под транзисторы не считаем). Положили все, что на плате указано.

Сборка
Собирается все это хозяйство не спеша за четыре-пять часов.


Трансформатору на 200-250 Ватт с двумя вторичными обмотками на 18 В переменки (у меня, правда, трансформатор с 4-мя вторичными обмотками на 18В - поэтому и два диодных моста). Блок питания - диодный мост и два электролита 4700 мкФ на 50 В на каждую из шин. Питание у УНЧ двухполярное. 26 Вольт на каждую шину после выпрямителя.

На стенде:


Транзисторы выходные через подкладки на радиатор устанавливаются, чтобы не было прямого контакта металлической пластины и радиатора.
Правильно собранный усилитель в настройке не нуждается и начинает работать сразу при подключении нагрузки и подаче сигнала. Но сразу включать страшно. Поэтому стандартная процедура проверки. Вместо нагрузки на выход мощный резистор на 8 Ом, вход закоротить. Первое включение через лампочку. Если лампочка вспыхнула и тут же погасла, ничего не задымилось и не взорвалось - то все ок. Иначе беда - проверяйте монтаж, сопли, транзисторы. Дальше проверяем питание на плате УНЧ и постоянное напряжение между выходом УНЧ и землей. Должно быть до 30 мВ. У меня в первом варианте было вообще все шикарно на обеих каналах:




Отключаем закороченный на землю вход и лампочку. Если вы все еще боитесь подключать динамики и подавать сигнал, тогда воспользуемся звуковым генератором и осциллографом. И подадим на вход тестовый сигнал - синус 1 кГц:


Должен быть ровный неискаженный синус. Получаем на нагрузку 8 Ом мощность максимальную Pмах=80 Ватт Pсреднеквадратич=58 Ватт. При питании 26 В на одной шине. Дальше наступает клипинг. На вход подавался сигнал Vpp=1.6 В. При меньших мощностях с синусом тоже все ок на разных частотах.

Почему указываю Vpp (напряжение между макс и мин значением сигнала) на входе УНЧ

Потому что такой сигнал показывает мой генератор на своем экране и так мне удобно отлаживать, когда я смотрю на его экран


Подадим прямоугольник:


Тут тоже все шикарно.

Вот теперь подключаем (лучше через схему защиты от постоянки на выходе) динамик и можно слушать музыку.

Все эти работы по сборке УНЧ и тестированию можно выполнить за выходной день - часов за 6 свободного времени. Отладки УНЧ почти никакой нет. Все сразу работает. Все - готово? НЕТ. Начинается самое не интересное - доводка до готовой конструкции. Эта доводка занимает примерно 90% процентов усилий и времени, чем сборка схемы.

Первым делом выберем корпус для УНЧ. Все остальное диктуется корпусом. Самоделку начинают с корпуса, а потом все остальное - платы, БП и проч.

Корпус
Корпус был у меня такой:


Ищется на ebay «Full Aluminum amplifier chassis amp Enclosure DAC Box 260*270*90mm L163-67»
Стоил с доставкой около 4800 руб (75$). Самая дорогая радиодеталь.
Внешние размеры: width 260mm Height 90mm Depth 270mm
Внутренние размеры: Width 250mm Height 80mm Depth 205mm


В комплекте - фурнитура для сборки, ножки, колодка питания, кнопка переключения входов, ручка регулятора громкости, кнопка включения. Нет RCA разъемов и коннекторов для акустики.

Пришел в разобранном виде. Упаковано хорошо. Собирается нормально. Некриво. Отверстия все на месте. Покрашено аккуратно все. От малейшей царапины следа не остается. Достаточно прочная краска. В комплекте - платы переключателя входов на реле (крепится прямо на входные гнезда) и плата управления этим переключателем на микросхеме (12 В питание переменное).




Площадь одного бокового радиатора - 2,5*2*55*9+25*2*9~2900 см^2. Толщина подложки 6 мм.

Минусы корпуса:
1. Хилая кнопка питания SW-3. При неосторожной сборке может сломаться. Лучше купить на али ЗИП - «AC 250V 2A/8A Latching SPST Push Button Power 2Pin Switch SW-3 Switches»
2. Селектор каналов не запоминает включенный вход при выключении питания. Всегда включается центральный вход.
3. Так как блок реле напаивается прямо на разъемы, то получается сложно разбираемая схема.
4. Нет вентиляционных отверстий снизу корпуса. Только сверху.
5. Для того, чтобы все части корпуса были соединены вместе, нужно зачистить краску - иначе части корпуса не прозваниваются и не образуют экран.
6. Когда собрал окончательно УНЧ обнаружил, что если на вход не подключен источник сигнала или не стоит заглушка на землю в разъеме, то при переключении на этот вход на максимальной громкости очень тихо слышен сигнал с другого входа (разумеется если там он есть). Грешу на разводку земли на входных RCA разъемах - я их спаял все вместе и подключил к плате селектора. Возможно, было лучше тянуть отдельные провода от каждого RCA разъема на регулятор громкости или на общую точку земель? Если кто-то знает причину - подскажите.

Питание для УНЧ

Силовой трансформатор
Как известно, мощность и качество УНЧ определяется его питанием. Силовым трансформатором и блоком питания.
Силовой трансформатор - общая мощность 200-250 VA (Ватт) для двух каналов (стерео). Первичная - 220 В. Две вторичные обмотки. Питание ведь двухполярное. Вторичная зависит от нагрузки. На международном форуме появляется разработчик это кита под ником LJM_LJM. Он советует следующие напряжения вторичных обмоток для акустики сопротивлением:
2 Ома - 12 В переменного напряжения - после выпрямителя около 17 В
4 Ома - 18 В переменного напряжения - после выпрямителя около 26 В
8 Ом - 25 В переменного напряжения - после выпрямителя около 35 В

Естественно, акустику большего сопротивления можно подключать к УНЧ с меньшим питанием. Мощность уменьшится. Если подключит акустику 4 Ома к варианту питания 35В, то этот эксперимент приведет к выходу из строя выходных транзисторов KEC B817/D1047. Другие транзисторы нужно туда ставить. Поднимать питание выше 35В тоже не рекомендуют. Выход из строя транзисторов, ухудшение параметров, пересчет схемы, изменение схематехники… Народ с международного форума мучал схему в симуляторе и признали, что детали из набора - оптимальная схема. По параметрам, схемотехнике, деталям, цене. LJM_LJM написал, что если большая мощность нужна - купите другой кит.

Я решил остановиться на трансформаторе 250 Ватт с питанием вторички 18 В. Получаем УНЧ на 4 Ома (макс 100 Ватт) либо 8 Ом (макс 60 Ватт). В ЧиД был такой троидальный транс «Торэл ТТП250 (2х2х18В, 3.5A), Трансформатор тороидальный, 2х2х18В, 3.5A» - купил его за 2300 р. Четыре вторичные обмотки позволят либо сделать «двойное моно» либо использовать на каждое плечо две обмотки, использовав двухполупериодный выпрямитель. В ходе экспериментов сделал две схемы, но в итоге остановился на варианте «двойное моно» - отдельный БП на канал.

Между трансформатором и корпусом - изолирующая прокладка из силикона. Так как сверху трансформатора у меня расположен блок питания, то сверху тоже заизолировал такой же прокладкой.

У трансформатора от Торэл по окончанию сборки выяснилась такая особенность - он немного гудит, если включается в розетку в одной из комнат квартиры. Гудит слегка даже без нагрузки. С нагрузкой гудит так же. В закрытом корпусе почти не слышно. В той комнате, где отлаживался УНЧ, все было ок. Разные провода проводки от счетчика на входе в квартиру идут на разные комнаты. Грешу на качество проводки в квартире, электропитания в сети и качество трансформатора от Торел. На всякий случай, заказал еще один на замену. Как придет - попробую сначала протестировать. Если все ок будет, заменю. Первый раз с таким столкнулся.

Блок питания
Стандартный выпрямитель и конденсаторы фильтра.


Диодные мосты собраны на диодах Шотки MBR20100CT. Установил их на радиаторы небольшие. Даже на полной нагрузке они не греются. Конденсаторы фильтра - Nichicon Elko Low ESR 35В 4700 мкФ. Обычные, не для аудио. Брал в Германии на ebay. По два на плечо. Всего 8 штук. Общая емкость - 37600 мкФ.

Шунтирование SMD керамикой 0.1 мкФ. Запаяно прямо на выводы конденсаторов. Резисторы для разряда конденсаторов - 2 Ватта 4.7 кОм. Предохранители на 2А. Накосячил немного - диоды индикации питания на шинах надо было установить после предохранителей. Установил до. Переделывать не стал. Еще потом добавил по резистору 5 ваттному 0.68 Ома между конденсаторами фильтра для уменьшения пульсаций (CRC -фильтр) - но решил отказаться от них - закоротил. На уровень фона УНЧ они не влияли. Печатку сделал ЛУТ-ом:




На питании 220 В стоит предохранитель на 2А. Софт-старт устанавливать не стал. Предохранитель не перегорает от заряда батареи конденсаторов при включении. Так же установил после включателя питания перед трансформаторами EMI фильтр на 10А - ищется на ebay по словам «250VAC 10A Power Line EMI Filter Three Lines Metal Housing EMI Filter CW1B-10A-L»

Защита АС по постоянного напряжения и задержка при включении
Применил такой кит с ebay - «UPC1237 Speaker Protection Board DIY KIT Used Japan OMRON Relay for Dual Channel» стоимостью около 10$


Выбирал защиту исходя из габаритов. Сейчас думаю лучше было сделать две отдельные защиты самому для двойного моно. Защита оказалась не очень удобной - нет светодиода для индикации состояния срабатывания и светодиода индикации питания. Немного доработал, добавив функцию Mute (отключение звука временное) - подпаял тумблер (вывел его на переднюю панель) в разрыв дорожки от 7 выхода микросхемы UPC1237 или на первую ножку через тумблер питание подал от стаба на плате защиты - не помню сейчас уже как сделал.

Питание защиты - отдельный трансформатор на 12В. Одна вторичная обмотка этого трансформатора на защиту АС, вторая на питание модуля коммутации входов.

Защита срабатывает при появлении 2В постоянки на входе:

Схемотехника УНЧ. UPGRATE


Схематехнику УНЧ китайцы взяли из
. Немного непринципиально ее изменили и применили недорогие детали, разработали печатную плату.

Это усилитель мощности В-класса. Ток покоя устанавливается резистором R17.

Напишу о возможных модернизациях. Идеи брал с международного форума и из статьей Jake Rothman «MX50 power amplifier kit - Part-1/Part-2» Everyday Practical Electronics 2017 год номер 5 и номер 6.

Полезные модернизации
1. Из китового набора заменить входной конденсатор на что-то более приличное емкостью от 1 до 4.7 мкФ. Место под большой конденсатор есть. Можно попробовать пленку типа Wima MKP, неполярные электролиты и прочее. Я пробовал разные варианты, которые у меня были. Больше всего звук понравился с неполярными электролитами Nichicon BP-S-GB 2,2uF 50V. Покупал в Швейцарии на Ebay.

2. С2 установил пленку Wima 330 пФ. С рекомендованной емкостью 470 пФ мне показалось, что слишком много баса.
3. Установить на выход УНЧ цепь Буше - резистор и катушка индуктивности - эмалированный провод на каркасе, намотанна на резистора 2 Ватт 4.7 Ом. Выводы катушки запаять на выводы резистора и установить в разрыв выхода УНЧ.

Нейтральные модернизации - которые пользу не принесли
1. Менял остальные обычные конденсаторы на качественные - Wima. На звук и измерения изменений не заметил. Оставил те, что в составе кита шли.
2. Замена выходных транзисторов. Ставил оригинальные Sanken 2sa1186/2sc2837 и Тошибу 2Sa1943/2Sc5200 (подозрение на подделку качественную) - изменений в звуке не заметил. Оставил KEC B817/D1047 - смысл тратиться и искать оригиналы, если и со стоком хорошо работает.
3. Менял T9 на 2SC3071 по совету из статьи Everyday Practical Electronics. Изменений не заметил. Постоянка на выходе до 40 мВ выросла.

Вредные модернизации
1. В статье Everyday Practical Electronics предлагают напаивать на предохранители в БП резистор - чтобы он задымился, в случае если сгорит предохранитель


Припаивать тяжело на предохранитель, и потом на каждый новый, если сгорит. Торчит он сверху. Не всегда удобно. Лучше светодиоды после предохранителей поставить.
2. В статье Everyday Practical Electronics предлагают установить защиту от короткого замыкания на выходе УНЧ:

Реализовал эту защиту, как допплату, которая крепиться над выходными транзисторами на отверстия для крепления платы усилителя:


Защита работает - пробовал накоротко замыкать выход. Отключалось. Убираем КЗ - все дальше играет, как ни в чем не бывало. Но от этой защиты резко увеличился уровень фона.
Без защиты:




С защитой:




Фон слышно из-за колонок, даже на небольшой громкости в паузах музыки. Я поначалу думал, что это из-за БП, земли или разводки проводов. Нет - это была эта самая защита. Фон был независимо от расположения платы с усилителем. Решил по этой причине не устанавливать эту защиту.
3. Предусилитель. Вдруг вам понадобился предусилитель к этому УНЧ. Рекомендуют такой предусилитель - ищется на али по словам «Mini P7 preamp Board for MX50»:

Я похожий собрал c :


Резистором, который тут 22кОм, можно регулировать усиление этого преда. Я в 3 раза сделал. Какой резистор туда впаял - не помню. Планировал сначала встроить в УНЧ. Питал от первой версии БП (общее питание на два канала). На «семейной» фото первой версии усилителя БП (по центру) и пред (левый нижний угол):


В той версии был один БП на два канала. Пред питался от основных шин через линейные стабилизаторы на 12В. В результате УНЧ начинал самовозбуждаться (искажения по синусу - дергающийся синус) и через некоторое время сгорали выходные транзисторы. От внешнего питания - все ок. Вывод - если нужен пред - тогда отдельный транформатор или обмотка на основном трансе для него. У меня не было места для еще третьего трансформатора - поэтому сделал без преда. Если что внешний сделаю - например, этот

Сборка
Модули УНЧ собрал по следующей схеме:


Все сигнальные кабели - экранированы. Экраны подключены к корпусу. Регулятор громкости - ALPS 50кОм RK27. Питание усилителя и подключение акустических систем - акустическим кабелем сечением 1,5 мм^2. Общий провод акустических систем подключен к платам усилителей, а не к модулю защиты АС. На защите АС общая земля на два канала - сигналы смешиваются и теряется стереоэффект. Поэтому подключил таким образом.


Другие фото без верхней крышки









Получился в корпусе вот такой усилитель:


Другие фото











Взвесим:


По сравнению с Hi-Fi корпусом 430 мм:

Измерения
Измерим ток покоя.
Сразу после включения. Резистор в разрыве цепи питания 0.5 Ом. Ток покоя по закону Ома = 40.8 мА:


Через 20 мин. Ток покоя по закону Ома = 36.8 мА:


В клипинг усилитель входит при входном сигнале 1.6 В (между макс и минимумом сигнала).

Стандартные сигналы. Нагрузка - резистор 8 Ом. 1 кГц.
Синус (на входе сигнал 1.5 В между макс и мин сигнала):




Подсчитаем мощность. Pmax=54 Ватт. Pсреднеквадратич=27 Ватт.

Прямоугольник:


Треугольник:


Искажений типа «ступенька» не наблюдается на разных мощностях и частотах.

Замеры в программе RMAA делались на мощности Pmax=34,5 Ватт, Pсреднеквадратич=17,25 Ватт. При больших мощностях начинаются искажения на спектре. При меньшей - уменьшаются.










Оценка звука
Фона нет. Точнее на максимальной громкости при замкнутых входах на землю, фон около 100 Гц перестает быть слышным в 10 см от колонки. Помех от сотового телефона нет. Время «прогрева» УНЧ около 20-30 мин. На максимальной громкости через час мои радиаторы нагреваются градусов до 30 - можно руку держать на них. На маленькой обычной - холодные. Звук чистый. Бас, высокие - все есть в норме. Звук четкий и прозрачный. На основных моих полочных колонках Mission M51 играет нормально. На колонках AEG LB 4720 низкие жестко долбят, как молотком. В впрочем, такой же эффект есть и у других усилителей (кроме JLH1969). По сравнению с другими УНЧ играет (субъективно) лучше усилителей на микросхемах TDA2030/TDA2050/LM1875 ( ), LM3886(), TDA7294(). JLH1969 () играет приятнее и «детальнее», «теплее». Клон Naim NAP250 играет четче, более жестко и динамичней. Все оценки субъективные:-)

Общая оценка
На 5 характеристик хорошего «народного» УНЧ данная отлично схема подходит. Так ее и характеризуют, все кто повторял ее. Для озвучки комнаты мощности хватает. Так же на основе (из-за компактности плат, небольших радиаторов) ее собирают радиолюбители для встраивания внутрь акустики, многоканальные усилители или ресиверы.
+137 +235

Полный УНЧ 2 х 50 Ватт на LM3886 + NE4558.

Как вы уже поняли из названия статьи, ниже рассмотрен проект полного стереофонического усилителя, реализованного на микросхеме LM3886. Узел предварительного усиления сигнала с регулировками громкости, высоких, средних и низких частот построен на двух операционных усилителях NE4558. Все регуляторы установлены непосредственно на плату усилителя. Также на плате расположен блок питания, включающий в себя диодную сборку и сглаживающие конденсаторы, поэтому на плату подводится переменное напряжение с трансформатора через блок предохранителей. Мощность каждого канала составляет 50 Ватт на нагрузку сопротивлением 8 Ом. Коэффициент гармоник – 0,03%.

Вообще на различных радиолюбительских форумах встречается множество информации по поводу интегральных усилителей мощности звукового сигнала, в основном идет сравнение таких МС как TDA7293/94 и LM3886. Многие отдают предпочтение последней. Ну, в общем, дело вкуса и того что есть в наличии под руками, а мы сразу перейдем к принципиальной схеме проекта на TDA3886:

В принципе, по схеме должно быть все понятно, на входе между двумя половинками микросхем NE4558 стоят регуляторы тембра, через спаренный регулятор громкости сигнал поступает на входы каналов усилителей мощности, ниже которых показана схема защиты аккустики от постоянного напряжения на выходе усилителя, исполнительным элементом которой является реле. Левее показаны схемы блока питания оконечного каскада и ниже двуполярный блок питания для микросхем NE4558, собранный на интегральных стабилизаторах 78L12 и 79L12.

Резисторы, обозначенные на схеме “RES” в блоке питания – 2Вт 300 Ом.

Разъем J5 (Term-A) на плате усилителя предназначен для подключения термодатчика на температуру 70°С (если вы будете его использовать). Если не будете – поставьте перемычку.

Выходные катушки мотаются прямо на резисторы номиналом 10 Ом (мощность 1 Ватт), 10...12 витков проводом 1,2 мм.

В нашем распоряжении была вот такая картинка печатной платы усилителя (для увеличения картинок кликайте на их изображении):

В результате преобразования в формат LAY6 получилось следующее:

И фото-вид платы LAY6 формата:

Интегральные стабилизаторы блока питания микросхем темброблока установлены на алюминиевую пластину через изоляцию, пасту и втулки. Диодная сборка, обе микросхемы усилителя мощности и стабилизатор напряжения от которого запитан узел защиты установлены на один основной радиатор также через изоляцию. Реле с обмоткой на 12 Вольт и двумя группами переключающихся контактов.

Перед платой усилителя по питанию подключен блок предохранителей. Печатная плата этого блока показана на следующем изображении:

На ней расположены четыре фильтрующих конденсатора емкостью 2х100n и 2х220n, и пара предохранителей на ток 6А. 50 Ватт на выходе на нагрузке 8 Ом будет при напряжении питания ±35 Вольт. Соответственно трансформатор нужен с двумя обмотками вторички по 25 Вольт переменки. Для нагрузки 4 Ома выбирайте или мотайте трансформатор со вторичкой 2 х 20 В переменки. Диодная сборка в блоке питания минимум на 6 Ампер, лучше на 10.

Скачать схему усилителя, печатные платы, и исходники можно одним файлом с нашего сайта. Размер архива – 1,85 Mb.

При построении качественного УНЧ, многие выбирают отлично зарекомендовавшую себя специализированную микросхему LM3886 - высококачественный аудио усилитель мощности, способный выдавать больше 50 ватт непрерывной средней мощности в 4-омную нагрузку и 40 ватт в 8 Ом, при 0.1% THD+N, в частотном диапазоне от 20 Гц до 20 кГц. Почему именно LM3886? У неё полностью защищены элементы на выходе от перенапряжения, пониженного напряжения, перегрузок, в том числе и мгновенных пиков температуры. Тепловая защита срабатывает быстрее, чем разрушается кристалл микросхемы. Здесь имеется отличное соотношение сигнал/шум - более 92 дБ, с низким уровнем шума всего 2 мкВ. Она демонстрирует крайне низкий THD+N, в районе значений 0.03% при номинальной мощности в звуковом спектре, и обеспечивает отличную линейность.

Схема усилителя звука на 50 ватт

По сути, схема похожа на ту, что . Делитель Rf1, Ri определяют коэффициент усиления в данном случае усиление 22k/1k = 22 (27dB). Конденсатор Ci 47uF образует ФВЧ с частотой среза 5 Гц.

Характеристики усилителя на LM3886

  • Максимальная выходная мощность: 65 Вт RMS - 108 Вт пиковая
  • Коэффициент нелинейных искажений: 0,02% при 50 Вт
  • Отношение сигнал-шум: 110 дБ на 50 Вт - 92 дБ на 1 Вт


LM3886 имеет следующие системы защиты:
  • от перенапряжения;
  • от перегрузки;
  • от короткого замыкания выхода;
  • от перегрева.


Ещё одна особенность схемы - отсутствие конденсатора времени задержки, что подключен к MUTE. Катушка L1 содержит 15 витков эмалированной проволоки вокруг резистора R7. Диаметр проволоки должен быть не менее 0,5 мм. Вся конструкция дросселя замотана в термоусадочную трубку. Конденсатор C2 может быть электролитическим, но лучше использовать неполярный или биполярный.


Как правило, в звуковых усилителях, используются небольшие по габаритам тороидальные трансформаторы, но такие трансформаторы дорогие и дефицитные. Преимущество тороидального трансформатора в том, что они имеют очень низкую утечку магнитного потока, поэтому они могут быть размещены в одном корпусе с усилителем. В данном проекте используем стандартный трансформатор. Характеристики трансформатора должны быть следующие;
  1. Для 8 Ом - стандартный режим: 220/2 х 24 В (со средним выходом) не менее 150 Вт
  2. Для 4 Ом - стандартный режим: 220/2 х 18 В (со средним выходом) не менее 150 Вт


Питание простое - мостовой выпрямитель и 4 x 10 000uF/50 В конденсаторов. Микросхема может быть установлена на радиатор без изоляции для лучшей теплопроводности, но тогда он должен быть изолирован от металлического корпуса, который обычно подключен к земле. В архиве есть .

Лучшие статьи по теме