14w hi-fi одноканальный аудио усилитель tda2030

Схема усилителя TDA2030

Схема оконечного каскада изображена на рис.6. Как видно из рисунка, ИМС работают от однополярного источника. Естественно, у этого режима есть как достоинства, так и недостатки. Достоинством является простота трансформатора блока питания. Другое преимущество состоит в наличии выходных конденсаторов (С7 и С14), через которые сигналы подаются на громкоговорители. Они защищают громкоговорители в случае неисправности оконечных каскадов.

При симметричном двухполярном питании УМЗЧ выходные конденсаторы отсутствуют, и броски напряжения питания в этом случае могут в течение нескольких секунд вывести из строя громкоговорители. Кроме того, переходные конденсаторы хорошего качества не пропускают на громкоговорители имеющееся в большинстве случаев на выходах УМЗЧ постоянное напряжение смещения (десятки милливольт).

В то же время, последовательно соединенный с выходом УМЗЧ конденсатор негативно влияет на воспроизведение низких частот (обрезает их), образуя с импедансом громкоговорителя фильтр высоких частот. Для предотвращения этого следует выбрать максимально возможную (в разумных пределах) емкость выходных конденсаторов.

Допустимое напряжение этого конденсатора не меньше полного напряжения питания. Напряжения смещения на входах УМЗЧ, необходимые при питании от одного источника, обеспечиваются резистивными делителями R1-R2 и R7-R8. Перед установкой их на плату целесообразно измерить сопротивления этих резисторов и взять одинаковые. В принципе, важны не абсолютные значения сопротивлений, а их одинаковость.

Конденсаторы С2 и С9 подавляют помехи в цепях смещения. Эти конденсаторы обязательно должны быть малошумящими в целях обеспечения желаемого отношения сигнал/шум. Входные импедансы УМЗЧ устанавливаются резисторами R3 и R9. Усиление интегральной схемы TDA2030A можно регулировать с помощью цепи обратной связи R4-C3-R5 (R10-C10-R11). В данном усилителе сопротивления R5 и R11 выбраны равными 20 кОм.

Тогда усиление по напряжению составляет 12 дБ. Максимальная выходная мощность (при данном коэффициенте гармоник и неизменном напряжении питания) определяется импедансом нагрузки (громкоговорителя). Чем меньше импеданс громкоговорителя, тем больше выходная мощность. Разумеется, это справедливо с определенными оговорками, ведь в случае очень малого импеданса возникает ограничение выходного тока за счет срабатывания защиты.

В нашем случае предлагается импеданс нагрузки 4 Ом. При использовании такого громкоговорителя получается максимальная выходная мощность. Естественно, можно подключать и громкоговоритель сопротивлением 8 Ом, если устраивает меньшая выходная мощность.

Оконечный каскад усилителя можно разместить на печатной плате размерами 60×103 мм (рис.7) Расположение деталей на плате показано на рис.8. Плата выполняется из двустороннего стеклотекстолита. Фольга на стороне деталей служит “корпусом”. Поскольку печатная плата изготавливается не фотохимическим способом (вручную), целесообразно перед травлением полностью покрыть эту сторону платы защитной краской, а затем после травления “прозенковать” отверстия незаземленных выводов сверлом диаметром 3 мм.

После травления обе стороны печатной платы залуживаются тонким равномерным слоем припоя. При монтаже ИМС устанавливаются на плату в последнюю очередь Вывод 3 (заземление) ИМС перед пайкой следует “горизонтально” согнуть маленькими плоскогубцами, чтобы припаять его к фольге без остаточного механического напряжения.

Этот вывод целесообразно припаять в первую очередь, а после него остальные На рис 8 значком “х” обозначены заземляемые выводы деталей. В точках подключения соединительных проводников на плате припаиваются монтажные лепестки или малогабаритные трубчатые заклепки. Интегральные схемы УМЗЧ обязательно нужно привинтить к радиатору достаточно большого размера, смазав силиконовой пастой, способствующей хорошей теплопроводности.

Тепловая защита

Наличие тепловой ограничивающей схемы предлагает следующие преимущества:

1. Микросхема выдерживает перегрузку на выходе (даже если длительная), отключение ИМС при температуре кристалла выше 145 ° С.
2. Если по какой-либо причине температура кристалла возрастает до 150 ° С, тепловая защита просто снижает
   рассеиваемую мощность. Максимально допустимая рассеиваемая мощность зависит от размера внешнего радиатора. На рис. 22 показана рассеиваемая мощность в зависимости от температуры окружающей среды.

Рисунок 20. Выходная мощность и ток стока в зависимости от температуры кристалла (RL = 4 Ом).

Рисунок 21. Выходная мощность и ток стока в зависимости от температуры кристалла (RL = 8 Ом).

Рисунок 22. Максимальная допустимая рассеиваемая мощность в зависимости от температуры окружающей среды.

Рисунок 23. Пример радиатора.

В следующей таблице показаны размеры радиатора (рис. 23) для некоторых значений Ptot и Rth.

Где купить усилитель

На Алиэкспрессе есть даже готовый упрощенный простой схемы усилителя

Его можете посмотреть по этой ссылке.

Если вообще не желаете заморачиваться по поводу пайки усилителей, то можно приобрести готовые модули, которые будут в разы дешевле, чем готовые усилители в корпусе

Выбирайте на ваш вкус и цвет!

Я уже давненько собирал эти схемы и убедился в их работоспособности. Хотя мне наступил медведь на ухо, но могу точно сказать, что по качеству звучания такие усилители нисколько не уступают каким-нибудь Hi-Fi навороченным усилителям. Вполне пойдет для какой-либо комнатушки, либо среднего размера гаража, чтобы потанцевать под любимые песни.

Все эти схемы вы можете найти также в даташите на микросхему. Даташит можете скачать по этой ссылке, либо без проблем найти в интернете.

TDA2030A — схема включения

Типовая схема включения TDA2030A

• Аудио усилитель (DA1) — TDA2030A.
• 2 выпрямительных диода (VD1, VD2) — 1N4001.
• 4 электролитических конденсатора (С1, С2, С3 и С6) — 1 мкФ, 47 мкФ и 2х220 мкФ соответственно.
• 2 конденсатора (С4, С5) — 100 нФ.
• 4 резистора — R1 (47 кОм), R2 (680 Ом), R3 (13 кОм), R4 (1 Ом).
• Динамическая головка (ВА1).

• Аудио усилитель (DA1) — TDA2030A.
• 2 выпрямительных диода (VD1, VD2) — 1N4001.
• 4 электролитических конденсатора (С1, С2, С4 и С3) — 3х10 мкФ и 1х220 мкФ соответственно.
• 2 конденсатора (С5, С7) — 100 нФ.
• 6 резисторов — R1–R3, R5 (100 кОм); R4 (4,7 кОм), R6 (1 Ом).
• Динамическая головка (ВА1).

• Аудио усилитель (DA1) — TDA2030A.
• 2 биполярных транзистора (VT1, VT2) — BD908 и BD907 соответственно.
• 2 выпрямительных диода (VD1, VD2) — 1N4001.
• 4 электролитических конденсатора (С1, С2, С3 и С4) — 1 мкФ, 47 мкФ и 2х100 мкФ соответственно.
• 4 конденсатора (С5, С6, С8 и С7) — 3х100 нФ и 220 нФ.
• 6 резисторов — R1 (47 кОм), R2 (1.5 кОм), R3, R4 (1.5 Ом), R5 (30 кОм), R6 (1 Ом).
• Динамическая головка (ВА1).

Мостовая схема включения TDA2030A показана ниже:

• 2 аудио усилителя (DA1, DA2) — TDA2030A.
• 4 выпрямительных диода (VD1–VD4) — 1N4001.
• 5 электролитических конденсаторов — С1 (1 мкФ); С2, С9 (47 мкФ); С3, С5 (100 мкФ).
• 4 конденсатора (С4, С8 и С6, С7) — 2х100 нФ и 2х220 нФ соответственно.
• 9 резисторов — R1, R9 (47 кОм); R2, R8 (1 кОм); R3, R6, R7 (22 кОм); R4, R5 (1 Ом).
• Динамическая головка (ВА1).

Схема трехполосного усилителя НЧ представлена ниже:

• 3 аудио усилителя (DA1– DA3) — TDA2030A.
• 2 биполярных транзистора (VT1, VT2) — BD908 и BD907 соответственно.
• 6 выпрямительных диодов (VD1–VD6) — 1N4007.
• 6 электролитических конденсаторов — С1, С9, С16 (100 мкФ); С6 (10 мкФ); С7 (220 мкФ); С22 (47 мкФ).
• 18 конденсаторов — С2, С3, С10, С12, С13, С19, С24 (100 нФ); С4 (33 нФ); С5 (15 нФ); С8, С11, С17, С18, С23 (220 нФ); С14, С20, С21 (1.5 нФ); С15 (750 пФ).
• 20 резисторов — R1, R8 (1.5 Ом, 2 Вт); R2 (100 кОм); R3, R4, R11, R12, R20 (22 кОм); R5, R13 (3.3 кОм); R7, R17 (100 Ом); R9, R15, R21 (1 Ом); R14 (6.8 кОм); R16, R23 (2.2 кОм); R19 (12 кОм); R22 (150 Ом).
• 3 переменных резистора (R6, R10, R18) — 47 кОм.
• 3 динамических головки (ВА1–ВА3).

Сборка усилителя

Так как резисторы имеют цветовую маркировку, советую проверить их номиналы мультиметром или специальным тестером, ссылку на который вы можете найти в начале статью. Затем по очереди, припаиваем резисторы на свои места..

Далее припаиваем неполярные конденсаторы, которых в комплекте всего 2, просто помещаем их на своё место в любом положении.

Далее устанавливаем электролитические конденсаторы на свои места. В отличии от неполярных, эти нужно устанавливать соблюдая полярность! Если на корпусе конденсатора нет опознавательных знаков, то определить его полярность можно очень легко, обычно короткая ножка это минус, а длинная плюс, так же не забывайте смотреть на номинал при установки.

Для защиты от переполюсовки по питанию предусмотрен диод, который то же имеется в наборе. На корпусе диода имеется метка и такая же есть на плате, согласно им, устанавливаем и припаиваем диод на своё место!

Для подключения питания, входа и выхода, в наборе предусмотрены специальные штыревые разъёмы с шагом 2.5 мм. С помощью лезвия или ножниц, разделяем их по парам и припаиваем на свои места на плате.

Ну и наконец, осталось только припаять на своё место микросхему TDA2030A. Обязательно после пайки, протирайте дорожки от канифоли, сделать эти можно специальными растворами или простым растворителем.

В процессе работы усилителя, микросхема будет греться, поэтому необходимо установить на неё теплоотвод, в виде небольшого радиатора. В комплекте с усилителем имеется специальная теплоотводящая прокладка, её нужно поставить между радиатором и микросхемой!

Сборка усилителя завершена и теперь можно его испытывать, по инструкции, питается он от напряжения 9-24 Вольта, сопротивление акустики от 4 Ом до 8 Ом, мощность усилителя указана до 14 Ватт. Для удобства подключения питания, входа и выхода, можно купить специальные разъёмы, ссылка на которые имеется в начале статьи.

Вход усилителя можно выполнить следующим образом, взять провод для передачи звукового сигнала от телефона, на усилитель, отрезать один край и припаять провода к разъёму, как на фото ниже.

Для питания усилителя можно использовать любой подходящий источник постоянного тока, например идеально подойдет блок питания от ноутбука. Обязательно соблюдайте полярность при подключении питания к усилителю!!!

На этом все, ниже вы найдете видео, где показана работа усилителя!

Описание комплекта

В комплект набора входят печатная плата, на которой расписано где какая деталь должна быть установлена, небольшой набор необходимых деталей и инструкция по сборке усилителя, где можно найти параметры усилителя, принципиальную схему, список компонентов и внешний вид уже собранный усилитель. Все предельно понятно и компактно, сложности возникнуть не должно.

Для стерео усилителя нужно собрать два таких набора. Основой усилителя является многим известная микросхема TDA2030A, которая обладает выходной мощностью 18 Ватт.

Печатная плата имеет небольшие размеры, выполнена качественно, все номиналы деталей указаны на плате. Подключить этот усилитель можно от однополярного источника питания или аккумуляторной батареи. Кстати схема немного отличается от схемы их даташита, в ней нет диодов, но я думаю, что на работоспособность это не повлияет!

Микросхема TDA2030A

TDA2030А – это микросхема, которая исполняется в корпусе  Pentawatt (корпус с пятью выводами для мощных линейных интегральных схем). Используется в основном как усилитель низкой частоты (УНЧ) в классе усиления AB. Максимальное напряжение однополярного питания составляет 44 Вольта. Вряд ли вы найдете такое напряжение в своей домашней лаборатории. Поэтому, использование этой микросхемы вполне подойдет для ваших электронных безделушек без вреда спалить микросхему.

Также TDA2030A имеет большой выходной ток вплоть до пикового 3,5 Ампер и имеет низкие гармонические и перекрестные искажения. Это значит, что усилитель, собранный на этой микросхеме, будет иметь очень даже неплохое звучание. Кроме того, микросхема включает в себя защиту от короткого замыкания и автоматически ограничивает рассеиваемую мощность. Также включена защита от перегрева, при которой микросхема автоматически отключается при высоком нагреве корпуса.

P.S. Так как в основном рынок захлестнули китайские TDAшки, не исключено, что эти защиты могут сработать не так, как надо, а могут не сработать вообще. Поэтому, не рекомендую проверять их на КЗ и на перегрев.

Для двуполярного источника питания

Типовая схема включения TDA2030, с номиналами основных электронных компонентов, для одноканального усилителя с двуполярным питанием (Spilt Power Supply) приведена ниже. В ней микросхема работает как неинвертирующий усилить низкой частоты. Коэффициент усиления (G_V) задается отношением величин резисторов R2 и R3, входящих в цепь отрицательной обратной связи. Его значение расчитывают по следующей формуле G_V=1+R3/R2 подбирается с помощью резистора R2. При этом, вместе с увеличении R2 растет и G_V.

Конденсатор С2 подбирается так, чтобы его емкостное сопротивление (X_C), на самой низкой частоте (F), было на порядок меньше значений резистора R2. Согласно формуле X_C=1/(2xπ×F×C), для F=40 МГц и C2=47 мкФ, оно будет составлять 1/(2*3,14*40*0,0000047) = 85 Ом.  Входное сопротивление усилителя зависит от резистора R1. Цепочка состоящая из R4 и С7 нужна для частотной стабилизации устройства. Диоды VD1 и VD2 должны быть способны выдержать прямой ток 1 А и обратное напряжение 100 В. Это могут быть отечественные КД209 или КД226, также можно взять зарубежный 1N4007. Если используется однополярный источник питания, то можно использовать следующую схему.

Применение внешних транзисторов

Если есть желание получить более повышенную мощность усиления, применяют схему включения TDA2030 с силовыми внешними транзисторами. При питающем напряжении ±18 В она может выдать до 35 Вт на нагрузку величиной в 4 Ом. В цепи питания микросхемы находятся резисторы R3 и R4. Если напряжение входного сигнала небольшое, то ток потребляемый микросхемой, маленький. Питание подаваемое с R3 и R4 на базы транзисторов VT1 и VT2 недостаточно для их открытия. В этом случае усиление сигнала происходит за счет транзисторов встроенных внутрь микросхемы.

При увеличении сигнала на входе ток, потребляемый TDA2030, увеличивается. Когда он станет равным 0,3 … 0,4 А падение напряжения на R3 и R4 достигнет величины 0,45 … 0,6 В. При этом VT1 и VT2 откроются, вследствие чего повысится мощность на нагрузке. В качестве выходных транзисторов можно использовать комплементарную пару КТ818 и КТ819.