Блок питания для усилителя звука
К блокам питания, предназначенных для работы в усилителях мощности звуковой частоты (УМЗЧ), предъявляют особые требования. И чем выше класс усилителя звука, тем выше эти требования. Важнейшие из них – это минимум пульсаций и различного рода электромагнитных излучений. По этой причине в аудиотехнике даже низкого класса применяются исключительно трансформаторные блоки питания. Импульсным блокам питания (ИБП) в аудиотехнике не место.
ИБП в процессе работы создают широкий спектр электромагнитных излучений, которые пагубно сказываются на качестве звука. Это объясняется работой полупроводниковых приборов в ключевом режиме. Вследствие чего возникают импульсы тока. Которые в конечном итоге распространяются в виде электромагнитных излучений и пульсаций. По этой причине ИБП подлежат обязательному экранированию.
Для сглаживания пульсаций выпрямленного тока в трансформаторных (линейных) блоках питания применяются электролитические конденсаторы большой емкости. Более того, для БП усилителей звука рекомендуется применять специальные конденсаторы. Однако влияние их на улучшение качества звука до сих пор остается спорным. Но стоимость таких конденсаторов явно превышает стоимость «обычных» конденсаторов.
Ключевым элементом большинства усилителей звука является операционный усилитель ОУ. ОУ зачастую питаются двухполярным напряжением, хотя могут получать питания и от однополярного источника. Но все же мощные усилители питаются, как правило, от двухполярних источников тока.
Стерео усилитель звука своими руками
И так, чтобы сделать усилитель звука достаточно понимать следующее. Любой УМЗЧ имеет как минимум один вход, один выход и два вывода для подключения питания.
Поскольку мы будем собирать стерео усилитель звука на микросхеме TEA2025B, то будет использоваться два входа. Каждый вход на отдельный канал. А соответственно будут использоваться два выхода для подключения двух динамиков: левого и правого.
Теперь мы можем сделать следующий вывод. Любая микросхема стерео усилителя звука должна иметь минимум шесть выводов. Два входа, два выхода, два питания. Как правило, микросхемы подобного типа имеют больше выводов. К ним подпаиваются дополнительные элементы: конденсаторы, резисторы, которые в народе называют “обвязкой” или “рассыпухой”.
Усилитель звука на TEA2025B
TEA2025B питается в широком диапазоне однополярного напряжения: 3…15 В. Выходная мощность в режиме стерео 2 по 2,3 Вт. Нагрузкой являются два динамика, сопротивлением звуковой катушки 4 Ом. Также на микросхему можно подавать и моно сигнал. Тогда нагрузкой будет служить один динамик.
Важно!!! Приучите себя проверять схемы, найденные в интернете, с типовыми схемами включения, приведенными в даташите соответствующей микросхемы. Очень часто встречают ошибки. Поэтому не лишним будет заглянуть в первоисточник. Поскольку производители микросхем в технической документации ошибок не допускают, в отличие от сайтов радиолюбителей.
Мы будем делать стерео усилитель.
Прежде всего, для подключения к выходу звуковой карты компьютера или смартфона или просто к аудиовыходу другого устройства, например приемника или тюнера, нам понадобится аудио штекер.
Аудио штекеры бывают для моно сигнала (однопиновый), стереосигнала (2-х пиновый), стерео с микрофоном (4-х пиновый). В нашем случае необходимо использовать аудио штекер 2-х пиновый и без микрофона.
Один пин – это левый канал. Второй пин – правый канал. Третий контакт – это общий провод для двух каналов.
Во избежание ошибки, место пайки проводов проще всего прозвонить с соответствующими пинами.
И так, штекер готов, но пока что мы его никуда не припаиваем.
Также нам понадобятся два самых простых, но одинаковых по характеристикам динамика. Вполне подойдут динамики, мощность по 3 Вт, сопротивлением звуковой катушки 4 Ом.
Обратите внимание, динамики также имеют полярность, которая обозначает начало и конец звуковой катушки. В дальнейшем нам ее также необходимо придерживаться.
Следующий обязательный компонент любого усилителя звука – это блок питания. Подойдет блок питания на 9 В или 12 В, мощностью от 9 Вт. Чтобы узнать, как сделать такой блок питания, перейдите по ссылке.
Я буду применять блок питания с регулировкой выходного напряжения, который я показывал, как сделать в своем курсе для начинающих электронщиков.
Нахождение размера радиатора
Два канала усилителя подключены к радиатору:
Микросхему необходимо прикрепить к радиатору, иначе она быстро перегреется и будет повреждена. Размер радиатора будет зависеть от максимального рассеивания мощности и тепловых сопротивлений на пути теплового потока от микросхемы TDA2050.
Максимальная рассеиваемая мощность
Максимальная рассеиваемая мощность (P dmax) – это количество мощности, которую TDA2050 будет рассеивать в виде тепла на пределе своей работы. P dmax зависит от максимального напряжения питания от трансформатора и сопротивления динамиков:
Согласно данным, абсолютный максимальный параметр TDA2050 для P dmax составляет 25 Вт. Если P dmax вашего усилителя превышает 25 Вт, необходимо снизить напряжение питания или увеличить сопротивление динамика, чтобы предотвратить повреждение м/с.
Для усилителя который тут делаем, максимальное напряжение питания от трансформатора составляет ± 24,7 В, и используются динамики 6 Ом, поэтому P dmax:
P dmax 20,6 Вт ниже абсолютного максимального значения TDA2050 в 25 Вт, так что все в порядке.
Тепловое сопротивление радиатора
Теперь можем определить максимальное тепловое сопротивление (в ° C / Вт) радиатора, необходимое для рассеивания всей мощности вырабатываемой TDA2050. Но прежде нужно узнать значения трех тепловых сопротивлений на пути теплового потока от микросхемы:
- 0 jc: тепловое сопротивление от места соединения кристалла микросхемы к наружной стороне пластикового корпуса.
- 0 cs : тепловое сопротивление от корпуса к радиатору.
- 0 sa : тепловое сопротивление от радиатора к окружающему воздуху.
Теплоотвод будет более эффективным, когда любое из них станет меньше. Мы ничего не можем сделать, чтобы получить меньшее значение 0 jc, потому что это зависит от конструкции чипа. 0 cs можно уменьшить используя термопасту между чипом и радиатором. Тепловое сопротивление термопасты обычно составляет около 0,2 ° C / Вт.
Наибольшее снижение теплового сопротивления произойдет при выборе радиатора (0 sa). Тепловое сопротивление радиатора обычно указывается в таблице в виде показателя ° C / W. Радиаторы с более низким тепловым сопротивлением будут рассеивать больше тепла – значит они лучше.
Используйте эту формулу для расчета максимального теплового сопротивления радиатора, необходимого для рассеивания P dmax TDA2050:
- 0 cs TDA2050 составляет 3 ° C / Вт.
- T jmax – максимальная температура перехода, или температура, при которой включена схема термозащиты. T jmax для TDA2050 составляет 150 ° C.
- T amb – температура окружающей среды во время работы усилителя. Типичным значением является комнатная температура (25 ° C).
Максимальное тепловое сопротивление радиатора для данного усилителя с P dmax 20,6 Вт составляет:
Поэтому понадобится радиатор со значением не более 2,9 ° C / Вт, чтобы обеспечить рассеивание всей мощности производимой усилителем.
Собираем усилитель звука на TEA2025B
Теперь, когда все дополнительные элементы собраны, мы можем сосредоточить внимание на микросхеме TEA2025B.
Посмотрев внимательней на схему, мы обнаружим один положительный момент. Шесть электролитических конденсаторов имеют одинаковый номинал – 100 мкФ. Это замечательно, ведь часто во многих микросхемах «обвязка» состоит из радиодеталей разного номинала, что создает некоторое неудобство.
Обратите внимание, хотя микросхема и рассчитана на питания максимум 12 В, но электролитические конденсаторы следует применять с напряжением не менее 25 В.
Для регулировки уровня громкости одновременно обоих каналов применяют сдвоенный переменный резистор с логарифмической зависимостью. Тогда постоянные резисторы, которые приведены на фото выше – не нужны.
С разводкой печатной платы я не заморачивался и сделал ее по-быстрому в программе Sprint Layout. Если Вам не лень сделать более качественную разводку с нуля, то можете поделиться ей с остальными начинающими электронщиками. Выслать ее можно на мою почту, а я приложу ее к данной статье. Думаю, все скажут спасибо.
Теперь осталось сделать самое приятно – впаять все радиодетали в печатную плату и подключить выводы штекера и динамиков.
Я надеюсь, теперь вы сможете сделать любой усилитель своими руками.
Скачать разводку платы TEA2025B_
Инструменты
В качестве основного набора инструментов используется перечень, присутствующий в доме каждого мужчины.
- Пассатижи.
- Крестовая отвертка.
- Отвертка под прямой шлиц.
- Паяльная станция с подставкой.
- Тестер, также называемый мультиметром.
Помимо вышеуказанных инструментов, также может понадобиться ручная дрель и набор сверл. Подобные материалы потребуются в том случае, если плата для усилителя звука также изготавливается самостоятельно вручную.
Также следует приготовить резак, с помощью которого на плате намечаются дорожки и прочие участки для прохождения тока. Собрать усилитель класса «А» своими руками можно без каких-либо специфичных инструментов.
Обратите внимание!
Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками: пошаговое руководство изготовления устройства в домашних условиях, подбор материалов для сборки конструкцииЛабораторный блок питания своими руками | Пошаговая инструкция как и из каких элементов построить блок питания
Антенна для цифрового тв своими руками — фото инструкции как сделать простейшие антенны для digital TV
