40 Watt audio amplifier gamit ang tda2040 at pares ng transistor

Ang power amplifier ay bahagi ng tunog electronics. Dinisenyo ito upang ma-maximize ang lakas ng lakas ng ibinigay na signal ng pag-input. Sa tunog electronics, pinatataas ng pagpapatakbo ng amplifier ang boltahe ng signal, ngunit hindi maibigay ang kasalukuyang, na kinakailangan upang magmaneho ng isang pagkarga. Sa tutorial na ito, magtatayo kami ng isang 40W Amplifier gamit ang TDA2040 Power Amplifier IC at dalawang Power Transistors na may isang 4 Ohms impedance speaker na konektado dito.

Topology sa Konstruksiyon para sa mga Amplifier

Sa isang sistema ng kadena ng amplifier, ang power amplifier ay ginagamit sa huling o huling yugto bago ang pagkarga. Pangkalahatan, ang system ng Sound Amplifier ay gumagamit ng mas mababa sa topology na ipinakita sa block diagram

Tulad ng nakikita mo sa diagram ng block sa itaas, ang Power Amplifier ay ang huling yugto na direktang konektado sa pagkarga. Pangkalahatan, bago ang Power Amplifier, ang signal ay naitama gamit ang Pre Amplifiers at Voltage control amplifiers. Gayundin, sa ilang mga kaso, kung saan kinakailangan ang pagkontrol ng tono, ang circuit control ng tone ay idinagdag bago ang Power Amplifier.

Alamin ang Iyong Load

Sa kaso ng Audio Amplifier system, ang pagkarga at ang kapasidad sa pagmamaneho ng load ng amplifier ay isang mahalagang aspeto sa konstruksyon. Ang pangunahing load para sa isang power Amplifier ay ang Malakas na Speaker. Ang output ng amplifier ng kuryente ay nakasalalay sa impedance ng pagkarga, kaya ang pagkonekta ng isang hindi tamang pag-load ay maaaring ikompromiso ang kahusayan ng Power amplifier pati na rin ang katatagan.

Ang Malakas na Tagapagsalita ay isang malaking pagkarga na kumikilos bilang isang Inductive at Resistive load. Ang power amplifier ay naghahatid ng output ng AC, dahil dito ang impedance ng speaker ay isang kritikal na kadahilanan para sa wastong paglipat ng kuryente.

Ang imppedance ay ang mabisang paglaban ng isang electronic circuit o sangkap para sa alternating kasalukuyang, na nagmumula sa mga pinagsamang epekto na nauugnay sa ohmic na pagtutol at reaktibo.

Sa Audio electronics, ang iba't ibang mga uri ng Loudspeaker ay magagamit sa iba't ibang wattage na may iba't ibang impedance. Ang impedance ng speaker ay maaaring mas maintindihan gamit ang ugnayan sa pagitan ng daloy ng tubig sa loob ng isang Pipe. Isipin mo lang ang loudspeaker bilang isang tubo ng tubig, ang tubig na dumadaloy sa pamamagitan ng tubo ay ang alternating audio signal. Ngayon, kung ang tubo ay naging mas malaki ang diameter, ang tubig ay madaling dumaloy sa pamamagitan ng tubo, ang dami ng tubig ay magiging mas malaki, at kung babawasan natin ang diameter, mas mababa ang tubig na dumadaloy sa pamamagitan ng tubo, kaya ang dami ng tubig ay magiging mas mababa Ang diameter ay ang epektong nilikha ng ohmic paglaban at reaktibo. Kung ang tubo ay lumalaki sa diameter, ang impedance ay mababa,kaya ang nagsasalita ay maaaring makakuha ng mas maraming wattage at ang amplifier ay nagbibigay ng higit na senaryo ng paglipat ng kuryente at kung ang impedance ay makakakuha ng mataas sa gayon ang Amplifier ay magbibigay ng mas kaunting lakas sa nagsasalita.

Mayroong iba't ibang mga pagpipilian pati na rin ang iba't ibang mga segment ng mga nagsasalita ay magagamit sa merkado, sa pangkalahatan ay may 4 ohms, 8 ohms, 16 ohms, at 32 ohms, kung saan 4 at 8 ohms speaker ang malawak na magagamit sa murang mga presyo. Gayundin, kailangan nating maunawaan iyon, ang isang amplifier na may 5 Watt, 6 Watt o 10 Watt o higit pa ay ang wattage ng RMS (Root Mean Square), na inihatid ng amplifier sa isang tukoy na karga sa patuloy na pagpapatakbo.

Kaya, kailangan nating mag-ingat tungkol sa rating ng speaker, rating ng amplifier, kahusayan ng speaker, at impedance.

Pagtatayo ng Simpleng 40W Amplifier

Sa aming nakaraang mga tutorial, gumawa kami ng 10Watt Amplifier gamit ang Op-amp at mga power transistor, na binuo din ng isang 25 Watt amplifier gamit ang TDA2040. Ngunit para sa tutorial na ito, magtatayo kami ng isang 40W power amplifier na magdadala sa isang 4 Ohms impedance speaker. Gagamitin namin ang parehong TDA2040 na ginamit sa 25 Watt power amplifier, ngunit upang makakuha ng 40 Watt power output gagamit kami ng karagdagang power transistors.

Sa imahe sa itaas, ipinapakita ang TDA2040. Magagamit ito sa karamihan ng mga generic na online shop pati na rin sa eBay. Ang package ay tinawag na ' Pentawatt ' package na may 5 output pin. Ang diagram ng pinout ay medyo simple at magagamit sa datasheet,

Ang Tab ay konektado sa pin 3 o ang –Vs (Negatibong mapagkukunan ng supply). Hindi banggitin, ang Heatsink na konektado sa tab ay nakakakuha din ng parehong koneksyon.

Kung susuriin natin ang datasheet, maaari din nating makita ang mga tampok ng power amplifier na IC

Ang mga tampok ng IC ay medyo mahusay. Nagbibigay ito ng proteksyon ng maikling circuit sa lupa. Gayundin, ang pangangalagaang pang-init ay maghahatid ng labis na mga tampok sa kaligtasan dahil sa isang labis na kundisyon. Tulad ng nakikita natin ang TDA2040 ay may kakayahang magbigay ng 25Watt output sa isang 4 Ohms load kung ang isang split power supply na may +/- 17V output ay konektado. Sa ganitong kaso, ang THD (Total Harmonic Distortion) ay magiging 0.5%. Sa parehong pagsasaayos, kung nakakuha kami ng 30 Watt power output, ang THD ay magiging 10%.

Gayundin, may isa pang grap sa datasheet na nagbibigay ng ugnayan sa pagitan ng Supply boltahe at output wattage.

Kung nakikita natin ang grap, makakamit natin ang higit sa 26Watt output power kung gumagamit kami ng split power supply na may higit sa 15V output.

Kaya, tulad ng nakita na natin na posible na makamit ang 25 Watt tuloy-tuloy na output sa pamamagitan ng TDA2040. Ngunit nais naming gumawa ng 40 Watt power amplifier. Kaya, ang karagdagang 15 wat na ito, kailangan naming magdagdag ng dalawang power transistor NPN at PNP upang makapagbigay ng karagdagang amplification at output wattage sa 4 Ohms loudspeaker.

Upang, makamit ang karagdagang power amplification na ito, ginamit namin ang naitugmang pares na transistor BD712 at BD711 power transistors. Ang parehong Transistors ay magagamit sa TO-220C package.

Ang pin out diagram ng BD711 at BD712 ay

Para sa perpektong operasyon nang walang pagkompromiso sa THD, kailangan namin ng 36V power supply upang makamit ang 40 Watt output. Kahit na ang circuit na ito ay maaaring pinalakas gamit ang 15V hanggang 40VDC.

Mga Kinakailangan na Bahagi

Upang maitayo ang circuit kailangan namin ng mga sumusunod na sangkap-

Vero board (maaaring magamit ang tuldok o konektado kahit sino)
Panghinang
Wire ng panghinang
Nipper at Wire stripper tool
Mga wire
Aluminium heat sink KS-58
36V Single power supply
4 Ohms 40 Watt speaker
4 pcs 1.5R Resistor 1/2 Watt resistors
4pcs 100k Resistor 1/4 ^ika Watt
12k risistor
Isang 1R risistor na may 2 Watt rating ng kuryente
470nF capacitor
100uF capacitor
TDA2040
1N4148 Diode ng dalawang mga PC
220nF capacitor
2200uF capacitor
4.7uF capacitor
Pares ng BD711 & BD712 Transistor.

Circuit Diagram at Paliwanag

Ang eskematiko ay 40 watt audio amplifier medyo simple; ang TDA2040 ay nagpapalakas ng signal at nagbibigay ng 25Watt RMS wattage. Ang karagdagang power amplification ay ginagawa gamit ang mga pares ng transistor ng BD711 at BD712. Ang input capacitor 470nF ay ang DC blocks capacitor na papayagan lamang ang AC signal na pumasa. Ang isang pangunahing bagay ay ang Single boltahe ng suplay. Tulad ng amplifier ay pinalakas gamit ang isang solong supply, ang input signal ay kailangang iangat sa itaas ng ilang volts upang ang amplifier ay maaaring palakasin ang signal sa parehong positibo at negatibong rurok. Ang mga resistors na R6, R9 at R7, R8 ay nagbibigay ng isang boltahe ng bias sa mga power transistor at power amplifier. Ang R10 at C5 ay ang snubber o RC clamp circuit upang maprotektahan ang amplifier mula sa isang malaking inductive load ng Loudspeaker.

Pagsubok sa 40watt Amplifier Circuit

Gumamit kami ng mga tool sa simulate ng proteus upang suriin ang output ng circuit; Sinukat namin ang output sa virtual oscilloscope. Maaari mong suriin ang kumpletong demonstrasyong Video na ibinigay sa ibaba.

Pinapagana namin ang circuit gamit ang 36VDC at ibinigay ang input sinusoidal signal. Ang oscilloscope ay konektado sa buong output laban sa 4 ohms load sa channel A (Dilaw) at ang input signal na konektado sa kabuuan ng channel B (Blue).

Maaari nating makita ang pagkakaiba ng output sa pagitan ng input signal at ang pinalakas na output sa video: -

Gayundin, sinuri namin ang output wattage, ang Amplifier wattage ay lubos na nakasalalay sa maraming bagay, tulad ng tinalakay dati. Ito ay lubos na nakasalalay sa impedance ng speaker, kahusayan ng speaker, kahusayan ng Amplifier, topology ng konstruksyon, kabuuang distansya ng maharmonya atbp Hindi namin maaaring isaalang-alang o kalkulahin ang lahat ng mga posibleng kadahilanan na nilikha ng mga dependency sa amplifier wattage. Ang totoong circuit ng buhay ay naiiba kaysa sa simulation dahil maraming mga kadahilanan ang kinakailangan upang isaalang-alang habang sinusuri o sinusubukan ang output.

Pagkalkula ng Amplifier Wattage

Gumamit kami ng isang simpleng pormula upang makalkula ang wattage ng amplifier-

Wattage ng Amplifier = V ² / R

Ikinonekta namin ang isang multi-meter ng AC sa output. Ang AC boltahe na ipinapakita sa multi-meter ay rurok sa rurok ng AC boltahe.

Nagbigay kami ng napaka-Mababang dalas ng sinusoidal signal na 200Hz. Tulad ng sa mababang dalas, ang amplifier ay maghahatid ng higit pang kasalukuyang sa pag-load at ang multimeter ay maaaring tuklasin nang maayos ang boltahe ng AC.

Ipinakita ng multimeter + 12.5V AC. Kaya, ayon sa formula, ang output ng power amplifier sa 4 Ohms load ay

Amplifier Wattage = 12.5 ² /4 Amplifier Wattage = 39.06 (40W humigit-kumulang)

Mga Bagay na Dapat Tandaan habang Bumubuo ng 40w Amplifier

Kapag nagtatayo ng circuit, ang Power amplifier TDA2040 ay kailangang maugnay sa heatsink nang maayos. Ang mas malaking heatsink ay nagbibigay ng isang mas mahusay na resulta. Gayundin, mahusay na gumamit ng mga marka ng audio na naka-rate na uri ng kahon na kahon para sa isang mas mahusay na resulta.

Palaging isang mahusay na pagpipilian na gamitin ang PCB para sa application na nauugnay sa Audio. Ang pinakamahusay na paraan upang maitayo ang PCB ay sa pamamagitan ng pagsangguni sa mga alituntunin ng tagagawa ng IC.

Gawin ang mga bakas ng signal ng audio hangga't maaari upang mabawasan ang hindi nais na pagkabit ng ingay.
Ang mga transistor ng kuryente ay kailangang maiugnay sa wastong mga heat sink. Ang KS-58 series heatsink ay maaaring magamit.
Huwag gumamit ng isang solong malaking heatsink at ayusin ang TDA2040, BD711 at BD712. Gumamit ng magkakahiwalay na heatsink para sa magkakahiwalay na mga bahagi kung hindi man, magkakaroon ng mga kundisyon ng maikling circuit.
Mag-ingat tungkol sa wattage ng nagsasalita kung hindi man, ang nagsasalita ay maaaring masunog pati na rin napinsala.
Huwag alisin ang clamp o snubber circuit, Napakahalaga nito para sa kaligtasan ng mga power transistor at power amplifier.
Huwag maglagay ng malaking amplified signal sa amplifier, tataas ang THD.