Simpleng 2x32 watt audio amplifier na may tda2050

Kung iniisip mo ang tungkol sa pagbuo ng isang simple, murang, at katamtamang mataas na power amplifier circuit na maaaring maghatid ng hanggang 50-watt na rurok na RMS na lakas sa isang loudspeaker, nasa tamang lugar ka. Sa artikulong ito, gagamitin namin ang pinakatanyag na TDA2050 IC upang magdisenyo, magpakita, bumuo, at subukan ang IC upang makamit ang mga hinihiling sa itaas. Kaya nang walang karagdagang pagtatalo, magsimula na tayo.

Gayundin, suriin ang aming iba pang mga circuit ng Audio amplifier kung saan nagtayo kami ng 25w, 40w, 100w audio amplifier circuit gamit ang mga op-amp, MOSFET, at IC tulad ng IC TDA2030, TDA2040.

Bago tayo magsimula

Bago mo simulang buuin ang 32 + 32 Watt Audio Amplifier na ito, dapat mong malaman kung gaano karaming lakas ang maihahatid ng iyong amplifier. Gayundin, kailangan mong isaalang-alang ang impedance ng pag-load ng speaker, woofer o anumang bagay na itinatayo mo ang iyong amplifier. Para sa karagdagang impormasyon, isaalang-alang ang pagbabasa ng datasheet.

Sa pamamagitan ng pagdaan sa datasheet, nalaman ko na ang TDA2050 ay maaaring maglabas ng 28 Watts sa 4Ω speaker na may 0.5% pagbaluktot sa isang 22V power supply. At papalakasin ko ang isang 20-watt woofer na may 4Ω impedance, na ginagawang perpektong pagpipilian ang TDA2050 IC.

Pagpili ng Transformer

Ang sample circuit sa datasheet para sa TDA2050 ay nagsasabi na ang IC ay maaaring pinalakas mula sa isang solong o isang split power supply. At sa proyektong ito, isang dalawahang polarity power supply ang gagamitin upang mapagana ang circuit.

Ang layunin dito ay upang mahanap ang tamang transpormer, na maaaring makapaghatid ng sapat na boltahe at kasalukuyang upang maayos na maitaboy ang amplifier.

Kung isasaalang-alang namin ang isang 12-0-12 transpormer, maglalabas ito ng 12-0-12V AC kung ang input boltahe ng suplay ay 230V. Ngunit habang ang pag-input ng AC mains ay laging naaanod, sa gayon ang output ay magpapaanod din. Isinasaalang-alang ang katotohanang iyon, ngayon maaari nating kalkulahin ang boltahe ng suplay para sa amplifier.

Binibigyan kami ng transpormer ng boltahe ng AC at kung i-convert namin iyon sa DC boltahe makukuha namin-

VsupplyDC = 12 * (1.41) = 16.97VDC

Sa pamamagitan nito, maaari itong malinaw na nakasaad na ang transpormer ay maaaring maghatid ng 16.97VDC kapag ang input ay 230V AC

Ngayon kung isasaalang-alang natin ang boltahe na naaanod ng 15%, maaari nating makita na ang pinakamataas na boltahe ay nagiging-

VmaxDC = (16.97 +2.4) = 18.97V

Alin ang nasa loob ng maximum na saklaw ng boltahe ng supply ng TDA2050 IC.

Kinakailangan ng Kuryente para sa TDA2050 Amplifier Circuit

Tukuyin natin ngayon kung gaano karaming lakas ang gugugulin ng amplifier.

Kung isasaalang-alang namin ang rating ng kuryente ng aking woofer, ito ay 20 watts, kaya ang isang stereo amplifier ay kukonsumo ng 20 + 20 = 40 watts.

Gayundin, kailangan nating isaalang-alang ang mga pagkawala ng kuryente at ang mapapas na kasalukuyang ng amplifier. Pangkalahatan, hindi ko kinakalkula ang lahat ng mga parameter na ito sapagkat sa akin ito ay gugugol ng oras. Kaya bilang isang panuntunan sa hinlalaki, nahanap ko ang kabuuang natupok na lakas, at pinarami ito sa isang salik na 1.3 upang malaman ang output na lakas.

Pmax = (2x18.97) * 1.3 = 49.32 watt

Kaya, upang mapagana ang circuit ng amplifier, gagamit ako ng isang 12 - 0 - 12 transpormer, na may rating na 6 Amps, ito ay isang labis na labis na paggamit. Ngunit sa ngayon, wala akong ibang transpormer na kasama ko kaya gagamitin ko iyon.

Mga Kinakailangan sa Thermal

Ngayon, na ang kinakailangan sa kuryente para sa Hifi Audio Amplifier na ito ay wala na. Ibalik natin ang aming pagtuon sa pag-alam ng mga kinakailangang thermal.

Para sa pagbuo na ito, pumili ako ng isang aluminyo, extrusion-type heat sink. Ang aluminyo ay isang kilalang sangkap para sa heat-sink dahil medyo mura ito at nagpapakita ng mahusay na pagganap ng thermal.

Upang mapatunayan ang maximum na temperatura ng junction ng TDA2050 IC ay hindi hihigit sa maximum na temperatura ng kantong, maaari naming gamitin ang mga tanyag na mga equation na pang-thermal, na maaari mong makita sa link ng Wikipedia na ito.

Ginagamit namin ang pangkalahatang prinsipyo na ang temperatura ay bumaba ΔT sa isang naibigay na ganap na paglaban ng thermal R _{Ø na} may isang naibigay na daloy ng init Q sa pamamagitan nito.

Δ T = Q * R _Ø

Dito, Q ang daloy ng init sa pamamagitan ng heatsink na maaaring maisulat bilang

Q = Δ T / R _Ø

Dito, ang ΔT ay ang maximum na pagbagsak ng temperatura mula sa kantong hanggang sa paligid

Ang R _Ø ay ang ganap na paglaban ng thermal.

Ang Q ay ang kuryente na nawala sa pamamagitan ng aparato o daloy ng init.

Ngayon alang-alang sa pagkalkula, ang formula ay maaaring gawing simple at muling ayusin

T _Jmax - (T _amb + Δ T _HS) = Q _max * (R _{Ø JC} + R _{Ø B} + R _Ø _HA)

Pag-aayos ng formula

Q _max = (T _Jmax - (T _amb + Δ T _HS)) / (R _{Ø JC} + R _{Ø B} + R _{Ø HA})

Dito, Ang T _Jmax ay ang maximum na temperatura ng junction ng aparato

Ang _amb ay ang nakapaligid na temperatura ng hangin

Ang T _Hs ay ang temperatura kung saan nakakabit ang heatsink

Ang R _ØJC ay ang absolute absolute resistensya ng aparato mula sa kantong hanggang sa kaso

Ang R _ØB ay ang tipikal na halaga para sa isang elastomer heat transfer pad para sa isang TO-220 na pakete

R _ØHA isang tipikal na halaga para sa isang heatsink para sa isang TO-220 na pakete

Ngayon ilagay natin ang aktwal na mga halaga mula sa datasheet ng TDA2050 IC

T _Jmax = 150 ° C (tipikal para sa isang silicon device)

T _amb = 29 ° C (temperatura ng kuwarto)

R _ØJC = 1.5 ° C / W (para sa isang tipikal na TO-220 na pakete)

R _ØB = 0.1 ° C / W (karaniwang halaga para sa isang elastomer heat transfer pad para sa isang TO-220 na pakete)

R _ØHA = 4 ° C / W (isang karaniwang halaga para sa isang heatsink para sa isang TO-220 na pakete)

Kaya, ang huling resulta ay naging

Q = (150 - 29) / (1.5 + 0.1 + 4) = 17.14W

Nangangahulugan ito na kailangan naming tanggalin ang 17.17 watts o higit pa upang mapigilan ang aparato mula sa sobrang pag-init at pagkasira.

Kinakalkula ang Mga Halaga ng Component para sa TDA2050 Amplifier Circuit

Pagtatakda ng Gain

Ang pag-set up ng nakuha para sa amplifier ay ang pinakamahalagang hakbang ng pagbuo, dahil ang isang mababang setting ng pakinabang ay maaaring hindi magbigay ng sapat na lakas. At ang isang setting ng mataas na pakinabang ay tiyak na magpapangit ng amplified output signal ng circuit. Sa aking karanasan, masasabi ko na ang isang setting ng pagkuha mula 30 hanggang 35 dB ay mabuti para sa paglalaro ng audio gamit ang isang smartphone o isang USB audio kit.

Inirerekomenda ng halimbawa ng circuit sa datasheet ang isang setting ng makakuha ng 32db at iiwan ko lamang ito bilang ito.

Ang pagkamit ng Op-Amp ay maaaring kalkulahin ng sumusunod na formula

AV = 1+ (R6 / R7) AV = 1+ (22000/680) = 32.3db

Alin ang gumagana nang maayos para sa amplifier na ito

Tandaan: Para sa pag-set up ng mga amplifier makakuha ng 1% o 0.5% na resistors ay dapat gamitin kung hindi man ay makagawa ang mga stereo channel ng iba't ibang mga output

Pagse-set up ng Input Filter para sa Amplifier

Ang capacitor C1 ay gumaganap bilang isang DC block capacitor kaya binabawasan ang ingay.

Ang Capacitor C1 at ang risistor R7 ay lumilikha ng isang RC high pass filter, na tumutukoy sa mas mababang dulo ng bandwidth.

Ang dalas ng cutoff ng amplifier ay matatagpuan sa pamamagitan ng paggamit ng sumusunod na pormula na ipinakita sa ibaba.

FC = 1 / (2πRC)

Kung saan ang R at C ay ang mga halaga ng mga bahagi.

Upang hanapin ang mga halaga ng C, kailangan nating ayusin muli ang equation sa:

C = 1 / (2π x 22000R x 3.5Hz) = 4.7uF

Tandaan: Inirerekumenda na gumamit ng mga metal film capacitor ng langis para sa pinakamahusay na pagganap ng audio.

Pagse-set up ng The Bandwidth sa Feedback Loop

Ang capacitor sa feedback loop ay tumutulong upang makagawa ng isang mababang pass filter, na makakatulong upang mapahusay ang tugon ng bass ng amplifier. Mas maliit ang halaga ng C15, mas malambot ang makukuha ng bass. At ang isang mas malaking halaga para sa C15 ay magbibigay sa iyo ng isang mas masiglang bass.

Pagtatakda ng Filter ng Output

Ang isang output filter o karaniwang kilala bilang isang Zobel network ay pumipigil sa mga oscillation na nabuo mula sa speaker coil at wires. Tinatanggihan din nito ang pagkagambala ng radyo na kinuha ng mahabang kawad mula sa nagsasalita hanggang sa amplifier; pinipigilan din nito ang mga ito mula sa pagpunta sa loop ng feedback.

Ang dalas ng cutoff ng Zobel network ay maaaring makalkula sa pamamagitan ng sumusunod na simpleng formula

Ang datasheet ay nagbibigay ng mga halaga para sa R at C, na kung saan ay R6 = 2.2R at C15 = 0.1uF Kung inilalagay namin ang mga halaga sa formula at kinakalkula makakakuha kami ng isang cut-off na dalas ng

Fc = 1 / (2π x 2.2 x (1 x 10 ^ -7)) = 723 kHz

Ang 723 kHz ay nasa itaas ng saklaw ng pandinig ng tao na 20 kHz, kaya't hindi ito makakaapekto sa tugon ng dalas ng output at pipigilan din nito ang wired na ingay at mga oscillation.

Ang Power Supply

Ang isang dalawahang polarity power supply na may wastong decoupling capacitors ay kinakailangan upang mapagana ang amplifier, at ang eskematiko ay ipinapakita sa ibaba.

Kinakailangan ang Mga Bahagi

TDA2050 IC - 2
100k Variable Pot - 1
Screw Terminal 5mmx2 - 2
Screw Terminal 5mmx3 - 1
0.1µF Capacitor - 6
22k Ohms Resistor - 4
2.2 Ohm Resistor - 2
1k Ohm Resistor - 2
47µF Capacitor - 2
220µF Capacitor - 2
2.2µF Capacitor - 2
3.5mm Headphone Jack - 1
Clad Board 50x 50mm - 1
Heat Sink - 1
6Amp Diode - 4
2200µF Capacitor - 2

Ang Iskolar

Ang diagram ng circuit para sa circuit ng amplifier ng TDA2050 ay ibinibigay sa ibaba:

Paggawa ng Circuit

Para sa pagpapakita ng 32-watt power amplifier na ito, ang circuit ay itinayo sa isang handmade PCB sa tulong ng eskematiko at mga file ng disenyo ng PCB. Mangyaring tandaan na kung kumokonekta kami ng isang malaking pagkarga sa output ng amplifier, isang malaking halaga ng kasalukuyang dumadaloy sa mga bakas ng PCB, at mayroong isang pagkakataon na masunog ang mga bakas. Kaya, upang maiwasang masunog ang mga bakas ng PCB, isinama ko ang ilang mga jumper na makakatulong upang madagdagan ang kasalukuyang daloy.

Pagsubok sa TDA2050 Amplifier Circuit

Upang subukan ang circuit, ginamit ang sumusunod na patakaran ng pamahalaan.

Isang transpormer na mayroong 13-0-13 Tapikin
Isang 4Ω 20W speaker bilang isang pagkarga
Meco 108B + TRMS Multimeter bilang sensor ng temperatura
At ang aking Samsung phone bilang isang mapagkukunan ng audio

Tulad ng nakikita mo sa itaas, na-mount ko nang direkta ang temperatura sensor ng multimeter sa heat sink ng IC upang masukat ang temperatura ng IC sa oras ng pagsubok.

Gayundin, maaari mong makita ang temperatura ng kuwarto ay 31 ° C sa oras ng pagsubok. Sa sandaling ito, ang amplifier ay nasa isang off state at ang multimeter ay ipinapakita lamang ang temperatura ng kuwarto. Sa oras ng pagsubok, nagdagdag ako ng asin sa woofer cone upang maipakita sa iyo ang bass, gumagawa ito sa circuit na ito ang bass ay mababa dahil hindi ako gumamit ng isang tone control circuit upang mapalakas ang bass. Gagawin ko iyon sa susunod na artikulo.

Maaari mong makita mula sa imahe sa itaas, ang mga resulta ay higit pa o mas mababa mahusay at ang temperatura ng IC ay hindi lumampas sa 50 ° C sa panahon ng pagsubok.

Karagdagang Pagpapahusay

Ang circuit ay maaaring karagdagang nabago upang mapabuti ang pagganap nito tulad ng maaari kaming magdagdag ng isang karagdagang filter upang tanggihan ang mga ingay ng mataas na dalas. Ang laki ng heat sink ay kailangang mas malaki upang maabot ang isang buong kondisyon ng pagkarga ng 32W. Ngunit iyon ay isang paksa para sa isa pang proyekto na malapit nang dumating.

Inaasahan kong nagustuhan mo ang artikulong ito at may natutunan na bago dito. Kung mayroon kang anumang pag-aalinlangan, maaari kang magtanong sa mga komento sa ibaba o maaaring magamit ang aming mga forum para sa detalyadong talakayan.

Gayundin, suriin ang aming iba pang mga circuit ng audio amplifier.