Собираем усилитель на TDA2050_TDA2030, LM1875. Описание изготовления усилителя

Усилитель класса АВ предназначен для использования в качестве усилителя мощности в бытовой технике. Микросхема TDA2050 имеет тепловую защиту и защиту от короткого замыкания выхода на корпус. Особенностью этого усилителя является очень большой диапазон питающих напряжений: от ±4,5 до ±20 В, причем возможно и однополярное питание.

Рис.1. Цоколевка микросхемы TDA2050

Коэффициент усиления в усилителях с обратной связью не должен быть меньше 24 дБ. Рекомендованные значения навесных элементов приведены в таблице, но могут быть использованы и другие значения. Таблица предназначена для ориентирования разработчиков автоаппаратуры.

Рис.2. Схема включения микросхемы TDA2050 с двуполярным питанием

Рис.3. Печатная плата усилителя на TDA2050 с двуполярным питанием

Рис.4. Схема включения микросхемы TDA2050 с однополярным питанием

Рис.5. Печатная плата усилителя на TDA2050 с однополярным питанием

Защитные цепи микросхемы TDA2050 ограничивают выходные токи выходных транзисторов таким образом, что их рабочие режимы не выходят за пределы зоны безопасной работы. Эта функция скорей может быть отнесена к классу ограничителей пиковой мощности, чем к ограничителям тока. Благодаря ей значительно уменьшается вероятность повреждения устройства в результате случайного короткого замыкания выхода усилителя на корпус.

Что касается тепловой защиты, то при повышении температуры кристалла выше 150°С, система тепловой защиты ограничивает ток потребления и рассеиваемую мощность. Поэтому даже постоянная перегрузка выхода или слишком высокая температура воздуха не приведут к порче микросхемы TDA2050. Радиатор можно делать без запаса на безопасность при перегреве, как это делается в классическом варианте теплового расчета.

Между микросхемой TDA2050 и теплоотводом изоляция не требуется. Рекомендуется применение теплопроводящей пасты.

Под катом фото, описание процесса, немного схем и детальное описание некоторых моментов создания этого чуда.

Вот попали ко мне старые советские колонки S-50(если руки дойдут – хочу модернизировать их, но пока что есть, то есть), их ТХ:

Паспортная электрическая мощность не менее 50 Вт
Номинальная электрическая мощность 25 Вт
Номинальное электрическое сопротивление 8 Ом
Диапазон воспроизводимых частот не уже 40-20000 Гц

Номинальная выходная мощность 32Вт
Интегрированная защита от КЗ
Интегрированная защита от перегрева
Питание до 50В от однополярного БП

(Сразу замечание, возможно, мне попалась подделка, однако при КЗ, одна TDA2050 взорвалась так, что осколком микросхемы оставила на моем предплечье довольно глубокую рану, повезло, что не в глаз, будьте внимательны, Техника безопасности превыше всего!)

Корпус

Для начала определимся с корпусом. Как вариант, использование корпуса от сгоревшего Одиссей У-010, отпал сразу, по причине размера того корпуса с небольшую тумбочку (460х360х120). Нам же подойдет что-то более компактное. Сначала смотрел в сторону алюминиевых корпусов, но быстро отказался от затеи ввиду цены этих самых корпусов. Те, что мне нравились от 100$, что уже никак не вписывается в «бюджетный усилитель». Поэтому был выбран промежуточный вариант «временного» самого дешевого корпуса, в котором он стоит уже как 6 месяцев. Этим корпусом стал «Z16 Черный» (легко находится в гугле по этому запросу).
Габариты (H/W/L): 89 x 257 x 148

Схема

Далее надо было определиться с самой схемой, ведь под TDA2050 их огромное количество. Выбор пал на так называемую «схему Скифа ». Да и обычные компоненты, не SMD, для меня стали плюсом, ведь опыта в пайке SMD и самой паяльной станции не было, только обычный паяльник на 40Вт.
Итак, сама схема (рисунок платы для этой схемы можно скачать по ссылке в конце статьи):

Обращаю ваше внимание на то, что для этой схемы нужно ДВУПОЛЯРНОЕ питание.
Размер готовой платы под один канал усилителя: 35х45мм (а их нужно 2), что вполне компактно в результате.

Блок питания

Итак, для питания 2-х каналов по 32 Вт, нам нужно 64 Вт(хотя это все условно и можно меньше). По счастливой случайности в закромах валялся без дела трансформатор ТПП-287-220-50 мощностью 90 ВА, и с него как раз легко снять двуполярное питание. Фото и схема:

Для того, что бы снять с него по 35,26 В переменного тока со средней точкой, необходимо соединить выводы с номерами: 12-15, 11-20, 13-18, 14-21, 17-16, а снимать напряжение мы будем с 16, 19, 21 выводов.
Далее схема выпрямителя:

Вот пример самой платы. Хотя я её сделал, просто нарисовав перманентным маркером на текстолите, и вытравив, без всякого ЛУТа. Все довольно просто.

В случае с трансформатором ТПП-287-220-50 нужно соединить 16 вывод трансформатора с входом «средняя точка» платы выпрямителя. 19 и 21 в оставшиеся два, какой куда решать вам, и припаять перемычку от входа средней точки к площадке между конденсаторами. После подключения можно проверять напряжения на выходах выпрямителя. Между + и – должно быть от 42 до 50 В, в зависимости от напряжения в сети. Между «+» и землей, а так же землей и «-» должны быть одинаковые значения. Если у вас нет в наличии чего-то из элементов для выпрямителя, то не спешите, как разберемся с платой усилителя, поедем на радиорынок брать все кучей. Список всех элементов будет далее по тексту.

Усилитель

Для начала травим две вот такие платы:

И пока они травятся, можем съездить в ближайший магазин радиокомпонентов или радиорынок.

Итак, нам понадобятся на весь усилитель:

Блок питания:

Эл. литические конденсаторы минимум 10 000 мкФ х 25 (или больше) В
Диодный мост практически любой, до 10А (с огромным запасом) и более 50 В. (я взял на 10А и 400В – стоит копейки)

Сами усилители (все посчитано на 1 плату, соответственно берете в 2 раза больше):
Конденсаторы эл. литические:

С7, С8 – 1000мкФ x 25 В
С3 – 22мкФ x 25 В

Конденсаторы керамические:

С2- 220пФ

Конденсаторы пленочные:

С1, С4, С6 – 4,7мкФ
С5 - 0,47мкФ

Резисторы (все по 0.125 Вт, а R6 и R7 2Вт):

R1, R3 – 2,2k
R2, R5 – 22k
R4 – 680
R6 – 2,2
R7 – 10

Ну и конечно сама TDA2050, возьмите штуки 3, что бы запас был, а то мало ли.
Ещё вам понадобится:

2 RCA входа,
4 зажима под выход на колонки
выключатель
и сдвоенный переменный резистор на 50 кОм
ручка регулятора на этот самый резистор (но я просто снял алюминиевую со старого радио)
Радиатор от старого процессора (если у вас нет ненужного)

После чего сверлим и собираем по схеме. У меня все заработало сразу, вот только был треск в динамиках, но об этом я расскажу позже. Единственное, что хочу заметить, так это радиаторы. Я пошел легким путем и просто разрезал, обычной ножовкой, старый радиатор от какого-то AMD пополам, и на каждую половину прикрутил микросхему, предварительно просверлив и нарезав резьбу. Вот только мои микросхемы не на самих платах расположены, а на отдельно стоящих радиаторах, соединены с платами небольшими шлейфами примерно вот так:

А катушка L1 по схеме мотается очень просто, берете одну жилу с витой пары, и мотаете 5 витков прямо на резисторе R7, концы припаиваете к выводам этого же резистора.
Вот и все, с электроникой закончили, к этому моменту у вас должны быть готовы 3 платы: выпрямитель и 2 одинаковые платы усилителя на оба канала.

Компоновка и сборка

А после этого можем приступать к сборке всего этого уже в корпусе. Итак, для начала лучше разметить и высверлить отверстия для крепления плат, трансформатора, радиаторов охлаждения микросхем, входов-выходов. Кстати, если вы купили прямоугольный выключатель для своего усилителя, есть маленький хинт, как под него легко сделать отверстие на панели. Для начала размечаете размеры вашего будущего отверстия прямо на панели, и сверлите тонким сверлом аккуратную дырочку внутри периметра этого самого отверстия. А теперь самое интересное: возьмите самую обычную хлопковую нить (желательно потолще, тонкая часто рвется в процессе), проденьте в отверстие и, натянув нить, можно, как полотном лобзика, вырезать любую форму. Вот только лобзиком вы вырезаете, а здесь, как бы «расплавляете». Именно поэтому лучше вырезать немного меньшее отверстие, что бы потом надфилем довести его до ровного. Ещё желательно сделать вентиляционные отверстия недалеко от радиаторов. Я перестраховался и ставил ещё кулер, который оказался бесполезен, усилитель сильно не греется даже на максимальной громкости. Включаю только тогда, когда усилитель летом на улице работает.

Моя компоновка выглядит так (и хотя куча проводов и вообще не красиво, но все работает как часы уже полгода при регулярном использовании):

Крайняя слева плата – выпрямитель, остальные 2 – усилители.

Вот и все, можно начинать собирать и спаивать. Я спаивал прямо в корпусе, без всяких зажимов, штекеров и прочего. Возможно, кто-то захочет сделать все удобнее.

Схема подключения регулятора громкость (два резистора - это один сдвоенный):

Выходы с усилителей лучше выполнить как можно более толстым кабелем.
Если после сборки и спайки в колонках слышите отчетливый шум – проверяйте конденсаторы на платах усилителя
Если треск в колонках, то проверяйте дорожки питания на усилителях – я плохо отмыл флюс кислотный, и если присмотреться в темноте были видны маленькие искры между дорожками, как только отмыл плату от флюса, треск пропал.

В итоге выглядит все так:

Расходы:

Все конденсаторы и резисторы в сумме – 4$
Микросхемы TDA2050(3 шт) – 2$
Корпус – 3$
Все штекера, гнезда, ручки, выключатели – 7-8$

Итого 17$ и куча положительных эмоций «Оно работает!»

Архив со всеми схемами и рисунками плат в формате Sprint-Layout 6.

Под катом фото, описание процесса, немного схем и детальное описание некоторых моментов создания этого чуда.

Вот попали ко мне старые советские колонки S-50 (если руки дойдут – хочу модернизировать их, но пока что есть, то есть), их :

И в комплекте с ними мне достался великолепный усилитель Одиссей У-010, который сгорел. Разобрав его, понял, что с моим-то мизерным опытом, ничего не сделаю. Немного помучил гугл, посмотрел на профильных сайтах и вот оно решение - сделаем себе сами усилитель на базе микросхемы TDA2050, как замену старому. Ибо «Handmade и DIY навеки», да и не так уж сложно. ТХ : номинальная выходная мощность 32 Вт, интегрированная защита от КЗ, интегрированная защита от перегрева и питание до 50 В от однополярного БП.(Сразу замечание, возможно, мне попалась подделка, однако при КЗ, одна TDA2050 взорвалась так, что осколком микросхемы оставила на моем предплечье довольно глубокую рану, повезло, что не в глаз, будьте внимательны, Техника безопасности превыше всего!)

Корпус

Схема

Далее надо было определиться с самой схемой, ведь под TDA2050 их огромное количество. Выбор пал на так называемую «схему Скифа». Да и обычные компоненты, не SMD, для меня стали плюсом, ведь опыта в пайке SMD и самой паяльной станции не было, только обычный паяльник на 40Вт.

Итак, сама схема:

Обращаю ваше внимание на то, что для этой схемы нужно ДВУПОЛЯРНОЕ питание. Размер готовой платы под один канал усилителя: 35х45мм (а их нужно 2), что вполне компактно в результате.

Блок питания

Итак, для питания 2-х каналов по 32 Вт, нам нужно 64 Вт (хотя это все условно и можно меньше). По счастливой случайности в закромах валялся без дела трансформатор ТПП-287-220-50 мощностью 90 ВА, и с него как раз легко снять двуполярное питание.

Усилитель

Для начала травим две вот такие платы:

И пока они травятся, можем съездить в ближайший магазин радиокомпонентов или радиорынок. Итак, нам понадобятся на весь усилитель:

Блок питания:

Эл. литические конденсаторы минимум 10 000 мкФ х 25 (или больше) В

Диодный мост практически любой, до 10А (с огромным запасом) и более 50 В. (я взял на 10А и 400В – стоит копейки)

Сами усилители (все посчитано на 1 плату, соответственно берете в 2 раза больше):

Конденсаторы эл. литические:

С7, С8 – 1000мкФ x 25 В

С3 – 22мкФ x 25 В

Конденсаторы керамические:

С2- 220пФ

Конденсаторы пленочные:

С1, С4, С6 – 4,7мкФ

С5 - 0,47мкФ

Резисторы (все по 0.125 Вт, а R6 и R7 2Вт):

R1, R3 – 2,2k

R2, R5 – 22k

R4 – 680

R6 – 2,2

R7 – 10

Ну и конечно сама TDA2050, возьмите штуки 3, что бы запас был, а то мало ли.

Ещё вам понадобится:

2 RCA входа, 4 зажима под выход на колонки, выключатель и сдвоенный переменный резистор на 50 кОм; ручка регулятора на этот самый резистор (но я просто снял алюминиевую со старого радио). Радиатор от старого процессора (если у вас нет ненужного)

А катушка L1 по схеме мотается очень просто, берете одну жилу с витой пары, и мотаете 5 витков прямо на резисторе R7, концы припаиваете к выводам этого же резистора. Вот и все, с электроникой закончили, к этому моменту у вас должны быть готовы 3 платы: выпрямитель и 2 одинаковые платы усилителя на оба канала.

Компоновка и сборка

Крайняя слева плата – выпрямитель, остальные 2 – усилители.

Схема подключения регулятора громкость (два резистора - это один сдвоенный):

Выходы с усилителей лучше выполнить как можно более толстым кабелем.

Если после сборки и спайки в колонках слышите отчетливый шум – проверяйте конденсаторы на платах усилителя.

Если треск в колонках, то проверяйте дорожки питания на усилителях – я плохо отмыл флюс кислотный, и если присмотреться в темноте были видны маленькие искры между дорожками, как только отмыл плату от флюса, треск пропал.

В итоге выглядит все так:

Расходы:

Все конденсаторы и резисторы в сумме – 4$

Микросхемы TDA2050 (3 шт) – 2$

Корпус – 3$

Все штекера, гнезда, ручки, выключатели – 7-8$

Итого 17$ и куча положительных эмоций «Оно работает!»

P.S. Это мое первое рабочее устройство, собранное для проверки работоспособности и надежности. В ближайшее время планирую его переработать в новом корпусе и в более аккуратном исполнении. Если Вам будет интересно - то будет продолжение.

Основные параметры усилителей указаны в таблице ниже:

Для увеличения изображений кликните на картинке.

Принципиальная схема усилителя на TDA2050 (LM1875, TDA2030):

Коэффициент усиления можно подрулить номиналом резистора R5, стоящего в цепи обратной связи, а номиналом емкости С3 – нижнюю границу диапазона (22…47 mF).

Входной конденсатор С1 – ставим керамику, или неполярный электролит, емкость С2 – тоже керамика, С4, 5 и 6 - пленочные.

На выходе усилителя стоит цепь из параллельно соединенных катушки L1 и резистора R7. Эту катушку можно намотать непосредственно на этот двух-ваттный резистор, при этом используется провод ПЭВ-2 диаметром 0,6мм, и мотается порядка 8…10 витков. Как видите на схеме, резистор R6 тоже рассчитан на мощность 2 Ватта, остальные можно поставить на 0,125…0,25 Ватта.

Печатная плата для усилителя на TDA2050:

Обратите внимание, на плате нет установочных мест для конденсаторов С5 и С6, они припаиваются непосредственно к местам пайки электролитов С7 и С8 со стороны дорожек.

Для питания усилителя использована самая обычная схема выпрямителя, понижающий трансформатор, диодная сборка, по 3 электролитических конденсатора в параллель в каждое плечо, плюс пара конденсаторов на 0,1 mF (на плате блока питания обозначены С7 и С8). В нашем случае стоят 6 электролитов по 2200 mF. Печатная плата изображена на следующем изображении.

Слева светлым вертикальным прямоугольником выделено место под установку диодной сборки, например, можно поставить KBU601, она держит ток до 6 ампер. При выборе моста можете воспользоваться следующей таблицей:

При выборе трансформатора для блока питания усилителя не забудьте определиться с напряжением вторичной обмотки в зависимости от того, какую микросхему вы применяете:

LM1875 - напряжение питания ±25V;
TDA2050 - напряжение питания ±18V;
TDA2030 - напряжение питания ±14V.

Зимними длинными вечерами, когда телевизор и компьютер уже надоедают, так хочется заняться чем-нибудь приятным и, может быть - полезным. Вот и приходят в голову разные бредовые, и не очень, мысли и идеи. Одна такая идея появилась не сразу. Дело в том, что акустика на моем компьютере Microlab A-6331, хоть и работает исправно и красиво, но не полностью удовлетворяет своим звучанием мои уши. В частности высоких частот явно не хватает, средние частоты не придают характерной "пространственности" звучания, да и мощи как-то малова-то для моих лабуховских требований. Вобщем было решено сделать любительский недорогой мультимедийный усилитель мощностью 2х25 Ватт + саб 50 Ватт + тыл. Порывшись пару дней в интернете, за основу была взята микросхема TDA2050, по отзывам она является очень хорошей альтернативой для подобных усилителей. Также было решено, в качестве предварительных усилителей, использовать хорошо зарекомендовавшую себя К157УД2. Может кому показаться, что все это устаревший материал, и баловство все это, то отвечу, мне до фени - я преследую цель ЦЕНА-КАЧЕСТВО, лучшего решения не найти. Итак, вытрем нюню и вперед:

1. Блок питания двухполярный . Трансформатор тороидальный. Вторичная обмотка намотана сечением провода 1мм на 35В постоянки с нулевой точкой. Планировалось использовать 4 микросхемы, поэтому в каждом плече емкости должно быть не менее! 20000мкф (чем больше - тем лучше), шунтированные пленочним конденсатором. Диодный мост с применением диодов на 5А. Схема простецкая:

2. Предварительный усилитель. Для регулирования ЧХ, использовался 3-х полосный регулятор тембра для ВЧ, СЧ и НЧ с последующим усилением сигнала на старой и всеми любимой микросхеме К157УД2.

Как видно из схемы этот темброблок осуществляет только подъем АЧХ, причем начиная от нуля, следовательно при минимальном значении "громкости" всех полос на его выходе будет четко прослушиваться полная тишина. Чтобы избежать этой неприятности весь темброблок зашунтирован резисторам R* = 150.....470кОм, от номинала которого зависит насколько низким будет выходной сигнал при минимальных значениях всех регуляторов. Детали регулятора тембра R10, R11, R12 непосредственно припаяны навесным монтажем к переменным резисторам. Далее сигналы поступают на вход левого и правого УНЧ и на ФНЧ для сабвуфера.

После всего проделанного, мы получили мультимедийный усилитель, который можно использовать с компьютером, DVD-шником, даже можно с ним картошку копать ведь он получился дешево и сердито! Плотничал я и напрягался 5 дней по 1-1,5 часа работы и ушло 20$. Усилок заработал почти сразу)).Ошибок в печатках нету! Самовозбуждение отсутствует.

7. Корпус. Я сделал так: согнул 2 листа железа, так чтобы один "заезжал" в другой и снизу по угах 4 болтами, там где крепятся ножки. Фальшпанель - оргстекло на 4 болтах по углам, под которое подложена бумажная вставка со всеми надписями, распечатанная на лазернике.

P.S . Кстати, здесь есть , в частности схема усилителя А-6331 и ему подобных. Они построены на TDA2030, и были взяты мною за образец. Микросхемы TDA2030, TDA2040 и TDA2050, по даташиту абсолютно идентичны по распиновке (и только!). Дык вот, путем простой переделки, можно за пару часов "форссировать" такие усилки, таким способом:

1. Можно взять усилок выполненный на TDA2030 и тупо! заменить в нем микросхемы на TDA2050. Также обратить внимание на номиналы электролитов!- не ниже 25V и поменять при необходимости.

2. Также надо увеличить напряжение БП до макс. -+25В (если применять двухполярный источник питания), и увеличить общую емкость мин. 40000мкФ (мин. по 20000мкФ на плече).

3. Естественно, нада позаботится, чтобы питание всех предварительних усилителей и активных фильтов не превышало! допустимых значений по даташиту, а то умрут и ухи не попросят.

4. Убрать из платы диоды, они есть в самой 2050

Добавь статью в закладки


	Похожие материалы