wzmacniacz mocy.pdf

Forum Czytelników

Wzmacniacz mocy z układem

TDA7250

Prezentowany wzmacniacz różni się od

wzmacniaczy prezentowanych dotychczas w

EdW. Od innych wzmacniaczy projekt ten

odróżnia specjalizowany układ scalony − ste−

rownik, który steruje wyjściowymi tranzysto−

rami mocy. Jest to znany od wielu lat scalony

sterownik TDA7250 firmy SGS−Thomson.

Układ ten ma szereg wbudowanych zabezpie−

czeń przeciwzwarciowych. Posiada także wbu−

dowane obwody automatycznego ustalania

prądu spoczynkowego tranzystorów, przez co

unika się żmudnego uruchamiania wzmacnia−

cza. Pewną wadą wzmacniacza ze sterowni−

kiem TDA7250 jest brak zabezpieczenia ter−

micznego. Dobrym wyjściem z takiej sytuacji

okazało się zaprojektowanie układu zabezpie−

czenia termicznego. Gdy temperatura tranzy−

storów wzrośnie ponad ustawiony próg, zabez−

pieczenie odetnie prąd

od wzmacniacza. Układ

bez problemu może pra−

cować z tranzystorami

dużej mocy oraz dar−

lingtonami dużej mocy.

Podstawowe para−

metry sterownika

TDA7250:

− napięcie zasilania

90V (±45V)

− zniekształcenia

nieliniowe przy 1kHz

40W 0,004%

− MUTE 1,0 –

1,5V względem

napięcia −V

− Standby 2,4 – 3,6

względem napięcia –V

mi (tranzystory T3, T4 i T7, T8). Tranzystory

T7, T8 sterowane są mniejszymi tranzystora−

mi T3, T4. Należy zauważyć, że w modelu

tranzystory T3, T4, T7, T8 są tranzystorami

Darligtona, choć dla tego układu aplikacyjne−

go producent zaleca zastosowanie zwykłych

tranzystorów mocy. Jeżeli spadek napięcia na

rezystorach R30, R31 przekroczy 1V, układ

U1 odłączy tranzystory, blokując sygnał steru−

jący nimi. Wejścia monitorujące 17 i 4 dołą−

czone są do komparatorów, które poprzez

przerzutnik odłączają sygnał dostarczany do

tranzystorów. Wejścia 17 oraz 4 służą także do

automatycznego ustalania prądu spoczynko−

wego tranzystorów wyjściowych mocy. Ele−

menty dołączone do wejść 3 i 8 tworzą obwo−

dy całkujące, które chronią przed szybkimi

zmianami prądu spoczynkowego. Jeżeli na−

pięcie na wejściu 8 spadnie poniżej 250mV,

układ U1 zostanie zresetowany. W czasie od−

cięcia np. przy pobieraniu zbyt dużego prądu,

wyjścia sterujące przechodzą w stan wysokiej

impedancji. Aby układ powrócił do stanu pra−

cy, napięcie na wejściu 8 musi spaść poniżej

250mV, co uzyskujemy poprzez rozładowanie

kondensatora C8 przez rezystor R12. Sygnał z

wyjścia wzmacniacza poprzez R4 i C29 trafia

na wejście odwracające wejściowego wzmac−

niacza wewnątrz układu U1. Zmienny sygnał

ze sprzężenia zwrotnego poprzez C3 podany

zostaje na wejście nieodwracające wejściowe−

go wzmacniacza. Do wejścia tego poprzez C1

podawany jest także sygnał wejściowy. Układ

U1 wyposażony jest w końcówkę MU−

TE/Standby. Jej sterowanie umożliwia tranzy−

stor T2. Napięcie potrzebne do włączenia

Rys. 1

Opis układu

Schemat ideowy układu

znajduje się na rysunku

1 . Wyjściami kanału

pierwszego są wyjścia

OUT+CH1 oraz OUT−

CH1. Sterują one stop−

niami komplementarny−

Elektronika dla Wszystkich

Forum Czytelników

tranzystora ustalić można za pomocą R5, R6,

z wartościami takimi jak na schemacie tranzy−

stor włącza się przy napięciu +12V. Dzielni−

kiem R7, R8 ustalić można, czy układ po włą−

czeniu T1 przejdzie do stanu Standby czy

MUTE. Kondensatory C16 – C19 filtrują na−

pięcie zasilające wzmacniacz. Pozostałe ele−

menty powtarzają się dla drugiego kanału. Re−

zystor R17 ustala wartość prądu odniesienia

dla wewnętrznych elementów sterownika U1.

Jeżeli zajdzie potrzeba połączenia wzmac−

niacza mostkowo, wystarczy sygnał z wyjścia

kanału lewego podać na wejście odwracające

wzmacniacza kanału prawego (końcówka 20).

Chodzi o to, by sygnał na wyjściu kanału pra−

wego miał fazę przeciwną do sygnału na wyj−

ściu lewym. Rezystor R34 należy stosować

tylko w przypadku połączenia mostkowego.

Szczegóły dotyczące sterownika można

znaleźć w karcie katalogowej TDA7250, do−

stępnej także na stronie internetowej EdW.

wyjściu U1A pojawi się stan wysoki (napię−

cie bliskie zasilającemu). Spowoduje to załą−

czenie poprzez T1 przekaźnika PK1 i odłą−

czenie napięcia od wzmacniacza. Jeżeli tem−

peratura powróci do normy, na wyjściu U1A

pojawi się napięcie bliskie masy. Dlatego też,

aby całkowicie zatkać T1, napięcie zostaje

zmniejszone w dzielniku R9, R12.

Tak samo działa drugi układ ze wzmacnia−

czem U1B. Dodatnie sprzężenie wprowadzo−

ne rezystorem R3 wprowadza niewielką hi−

sterezę, tak by przekaźnik nie

pstrykał przy włączaniu. T1

wraz z T2 tworzą prostą bramkę

sumy logicznej OR. Potrzeba

zastosowania dwóch odrębnych

czujników wynikła stąd, że

wzmacniacz posiada dwa radia−

tory, po jednym na kanał.

Dioda D1 zabezpiecza tranzystory przed

przepięciami, natomiast dioda D2 sygnalizu−

je stan zadziałania zabezpieczenia termiczne−

go. Ponieważ układ jest zasilany napię−

ciem12V, a górna granica zasilania wzmac−

niacza wynosi ±50V, niezbędne okazało się

zmniejszenie tego napięcia poprzez R11 i U2

do 12V, co wystarcza do poprawnego działa−

nia zabezpieczenia. Rezystor ograniczający

R11 powinien mieć co najmniej 2W, a jego

wartość powinna być dobrana w zależności

od wartości napięcia zasilania wzmacniacza.

Kondensatory C1 – C4 filtrują napięcie zasi−

lania, natomiast diody LED D3, D4 sygnali−

zują napięcie panujące na szynach zasilają−

cych wzmacniacz. Rezystory R15, R16 także

powinny być większej mocy.

Na rysunku 3 znajduje się przykładowy

schemat zasilacza dla wzmacniacza.

Rys. 3

Montaż i uruchomienie

Schemat montażowy wzmacniacza i modułu za−

bezpieczeń został zamieszczony na rysunkach 4

i 5 . Montaż należy rozpocząć od płytki wzmac−

niacza. Na samym początku należy wlutować

wszystkie zworki, a następnie elementy naj−

mniejsze, kończąc na włożeniu do podstawki

układu TDA7250. Po zmontowaniu ze spraw−

nych elementów układ nie wymaga uruchamia−

nia i od razu powinien poprawnie pracować.

Zabezpieczenie termiczne

Schemat ideowy zabezpieczenia termicznego

znajduje się na rysunku 2 . W układzie tym na

pierwszy rzut widać, że znajdują się dwie

podobne części. Jeżeli napięcie na wejściu 2

U1A obniży się pod wpływem temperatury

poniżej progu ustawionego poprzez P1, na

REKLAMA · REKLAMA · REKLAMA · REKLAMA · REKLAMA · REKLAMA · REKLAMA

LUPA

∅ 10cm Z WYGINANYM RAMIENIEM

* powiększenie

ok. 3 dioptrie

* długość ramienia

51cm

kod towaru:

NALS03

cena: 18,00 zł

Cena zawiera podatek VAT.

Wszystkie kleje nabyć można wysyłkowo

w Dziale Handlowym AVT. Tel, fax: (0 22) 835 66 88,

864 64 82, AVT Korporacja

Dział Handlowy, ul. Burleska 9, 01−939 Warszawa.

Elektronika dla Wszystkich

LUPA

∅ 10cm Z WYGINANYM RAMIENIEM

Forum Czytelników

Pierwsze uruchomienie wzmacniacza nale−

ży przeprowadzić po zamontowaniu tranzy−

storów na radiatorach. Tranzystory należy po−

smarować pastą silikonową, która poprawi od−

prowadzanie ciepła. Radiatory należy dobrać

według zastosowanych tranzystorów i traco−

nej mocy. Pod tranzystory T3 – T6 należy

obowiązkowo zastosować podkładki izolacyj−

ne, gdyż ich obudowy są na innym potencjale

niż obudowy tranzystorów T1, T7 – T9. Jeże−

li wszystko jest w porządku, płytkę wzmac−

niacza należy umieścić w obszernej metalowej

obudowie. Najlepiej do tego celu będzie się

nadawała obudowa z otworami wentylacyjny−

mi. Jeżeli ciągle będziemy pobierać dużą moc

ze wzmacniacza, należy dodatkowo wymusić

chłodzenie − najle−

piej dwoma wenty−

latorkami.

Jeżeli wzmac−

niacz będzie praco−

wał mostkowo, na−

leży wlutować re−

zystor R34, a punk−

ty P1 i P2 połączyć

przewodem. Przy

pracy mostkowej

sygnał wejściowy

należy dołączyć do

punktu L, nato−

miast obciążenie

powinno być dołą−

czone bezpośre−

dnio do wyjść G1 i

G2. Po obsadzeniu

wzmacniacza w obudowie należy obowiąz−

kowo radiatory oddzielić od obudowy, która

powinna być podłączona do masy wzmacnia−

cza. Zetknięcie radiatorów z obudową dołą−

czoną do masy może spowodować uszkodze−

nie tranzystorów wyjściowych.

W obudowie powinien także znaleźć się

zasilacz wzmacniacza wraz z transformato−

rem, który powinien mieć moc co najmniej

dwukrotnie większą od mocy, jaką zamierza−

my uzyskać. Mostek prostowniczy powinien

mieć prąd pracy co najmniej 25A, przy czym

należy go przymocować do metalowej obu−

dowy, tak by i z niego było odprowadzane

ciepło. Na zewnątrz, oprócz wyprowadzenia

gniazd R, L i G1, G2, powinno znaleźć się

gniazdo B, służące do podłączenia sygnału

MUTE np. od przedwzmacniacza.

Po udanym uruchomieniu wzmacniacza

można zająć się zmontowaniem układu zabez−

pieczenia termicznego. Jego montaż należy

przeprowadzić tak jak dla innych układów. Do−

brać należy tylko rezystor R11 w zależności od

wielkości dodatniego napięcia zasilającego

wzmacniacz. Wartość tego rezystora powinna

wynosić 100...470

Rys. 2

(1...5W). Po zmontowaniu

zabezpieczenia, a przed umieszczeniem go we

wzmacniaczu można sprawdzić jego działanie

REKLAMA · REKLAMA · REKLAMA · REKLAMA · REKLAMA · REKLAMA · REKLAMA

Elektronika dla Wszystkich

Ω

Forum Czytelników

poprzez dołączenie napięcia 15V za rezystorem

R11. Jeżeli działanie układu jest poprawne,

można go umieścić w obudowie wzmacniacza.

Zasilacz należy dołączyć do punktów P, M, O,

natomiast wejścia –V, +V, O1 powinny być do−

łączone do szyn zasilających wzmacniacza.

Termistory RT1, RT2 należy przymocować do

radiatorów za pomocą kleju silikonowego. Aby

wyregulować zabezpieczenie, należy umieścić

termistory w żądanej temperaturze, która po−

winna zawierać się w przedziale 70...85 stopni

Celsjusza. Termistor najlepiej umieścić w wo−

dzie podgrzanej do potrzebnej temperatury,

oczywiście trzeba pamiętać o zabezpieczeniu

termistora przed wpływem działania wody. Na−

stępnie należy regulować potencjometrem P1

aż do załączenia się przekaźnika. Na zewnątrz

obudowy, najlepiej z przodu, można wyprowa−

dzić diody D2 – D4 sygnalizujące stan pracy

wzmacniacza.

Nie można zapomnieć o zabezpieczeniu

uzwojenia pierwotnego transformatora bez−

piecznikiem. Włącznik wzmacniacza można

umieścić z przodu lub z tyłu obudowy, co bę−

dzie zależało od miejsca w zastosowanej

obudowie. Na płytce zabezpieczenia termicz−

nego wyprowadzone zostało napięcie +12V,

które można użyć do własnych celów, choć−

by do zasilenia wskaźników wysterowania.

rzystał „darlingtony”, co mogło mieć wpływ

na parametry.

Autor napisał ponadto, że „przy obciąże−

niu 8 można uzyskać 2x150W, a przy 4 Ω −

2x300W przy napięciu zasilania ±40V”. Nie

jest to możliwe w proponowanej wersji, a te−

oretycznie możliwe byłoby w układzie most−

kowym. Takie próby nie zostały jednak prze−

prowadzone. Prezentowany model zawiera

transformator o mocy 100W, więc jego moc

wyjściowa jest ograniczona (teoretycznie do

co najwyżej 30W/kanał, praktycznie – mniej).

Według katalogu, sterownik generalnie

przeznaczony jest do wzmacniaczy o mocach

do 60W, jednak przy obciążeniu 4−omowym i

zastosowaniu odpowiednich tranzystorów

można uzyskać moc ponad 100W na kanał:

dla obciążenia 8

Możliwości zmian

Sprawdziłem działanie wzmacniacza na róż−

nych typach tranzystorów. W przypadku zasto−

sowania tranzystorów BD249, BD250 na wyj−

ściu, wzmacniacz słabiej prze−

nosił tony wysokie niż w przy−

padku tranzystorów Darlingto−

na TIP147 i TIP142. Można

wypróbować także inne tranzy−

story, na przykład z rodziny 2N.

Ω

15W +30W +50W +70W

BDX53/54A BDX53/54B BDW93/94B TIP142/147

dla 4

Ω

30W

+50W

+90W

+130W

BDW93/94

BDW93/9

BDV64/65

MJ11013/110

Marcin Wiązania

Od Redakcji. Projekt

trafił do „Forum” ze względu

na niezgodne z katalogiem wy−

korzystanie darlingtonów, a

także z powodu istotnych nie−

ścisłości. Jak podaje katalog,

przy zastosowaniu tranzysto−

rów Darlingtona w każdym ka−

nale mają pracować tylko dwa

takie elementy. Natomiast wy−

korzystana w projekcie katalo−

gowa aplikacja z czterema

tranzystorami to wersja dla klasycznych, poje−

dynczych tranzystorów. Autor mimo to wyko−

Dalsze szczegóły można znaleźć w katalogu.

(Karta katalogowa TDA7250 na stronie inter−

netowej EdW.)

Wykaz elementów

Ω

R2,,R15.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 560 Ω

R3,,R14,,R17 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 22k

Ω

R4,,R10.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 20k Ω

R5.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 4,,7k

Ω

R7 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 27k Ω

R8 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 2,,2k

Rys. 4 i 5 Schemat montażowy

(skala 50%)

Ω

R9,,R11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 2,,7k Ω

R12 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 100k

Zabezpieczenie termiczne

Ω

R18,,R21,,R22,,R25.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 33 Ω

R19,,R20,,R23,,R24.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 390

R1,,R5,,R12,,R13 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..10k Ω

R2,,R6,,R9,,R10 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..22k Ω

R3,,R7 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1M Ω

R4,,R8 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1k Ω

R15,,R16 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1k Ω (1W)

R11(*) .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..100 – 470 Ω (1 – 5W)

R14 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..560 Ω

RT1,,RT2 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ttermiisttor 22k Ω

P1,,P2 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..pottencjjomettr lleżący 47k Ω

C1 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..470 µ F/60V

C2,,C4 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..100nF

C3 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..100 µ F

U1 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..TL082

U2 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..7812

T1,,T2 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..BC548

D1 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1N4148

D2 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LED 3mm RED

D3,,D4 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LED 3mm GREEN

Inne

P1 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..Przekaźniik RM82/12V

Ω

R26,,R27,,R28,,R29.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 100 Ω

R30 – R33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 0,,1

(5W llub 10W)

R34(*) .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 47k

Ω

C1,,C11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 1uF

C2,,C14.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 100

C3,,C13.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 1,,2nF

C4,,C12,,C15,,C20,,C23,,C25 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 100pF

C5,,C22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 4,,7

C6,,C8.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 22 µ F

C7,,C9 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 680nF

C10 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 2,,2 µ F

C16,,C18 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 100nF

C17,,C19.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 1000uF/60V

C21,,C24,,C26,,C27 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 150pF

C28,,C29 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 15pF

U1 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. TDA7250

T1,,T8 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. TIIP142 w obudowiie TOP−3

T7,,T9 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. TIIP147 w obudowiie TOP−3

T2 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. BC548

T3,,T5 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. BD911

T4,,T6 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. BD912

Zasilacz

C1 – C4 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..4700 µ F/60V

B1 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..mosttek prosttowniiczy 25A

Elektronika dla Wszystkich

Wzmacniacz mocy

R1,,R16 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 1,,5k

R6.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 330k

R13 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 10k

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: