Unch sullo schema del ponte. Amplificatore a ponte. Amplificatore di potenza audio a ponte

Amplificatore di potenza a bassa frequenza di classe Hi-Fi, realizzato in un circuito a ponte utilizzando due circuiti integrati TDA7294. Consente di ottenere fino a 170 watt di potenza in uscita, perfetti per un subwoofer.

Specifiche

• Potenza in uscita con un carico di 8 ohm e un'alimentazione di ± 25 V - 150 W;
• Potenza in uscita con un carico di 16 ohm e un'alimentazione di ± 35 V - 170 W.

schema elettrico

L'amplificatore fornisce protezione da cortocircuito dello stadio di uscita, protezione termica (passaggio a potenza ridotta in caso di surriscaldamento che si verifica sotto carichi pesanti), protezione da sovratensione, modalità standby, modalità di attivazione/disattivazione dell'ingresso (Mute) e protezione dal "clic" all'accensione/spegnimento. Tutto questo è già stato implementato nei circuiti integrati TDA7294.

Riso. 1. Il circuito a ponte per l'accensione di due microcircuiti TDA7294 è un potente amplificatore a ponte LF.

Parti e circuito stampato

Riso. 2. Circuito stampato per la versione bridge con l'inclusione di microcircuiti TDA7294.

Riso. 3. La posizione dei componenti per la versione bridge dell'inclusione dei microcircuiti TDA7294.

Per alimentare un tale amplificatore di potenza, è necessario un alimentatore con un trasformatore con una potenza di almeno 250-300 watt. Nel circuito raddrizzatore, è preferibile installare condensatori elettrolitici da 10.000 microfarad o più su ciascun braccio.

Circuito di commutazione a ponte dalla scheda tecnica

Riso. 4. Circuito a ponte per l'accensione di due microcircuiti TDA7294 (dalla scheda tecnica).

In modalità bridge, la resistenza di carico deve essere di almeno 8 ohm, altrimenti i microcircuiti si bruceranno per sovracorrente!

Scheda a circuito stampato

Circuito stampato universale per versioni a due canali e a ponte dell'amplificatore di potenza.

Il circuito di commutazione del ponte UMZCH è costituito da due canali identici, in uno dei quali l'ingresso del segnale è collegato a terra e l'ingresso di feedback (gamba 2) è collegato tramite un resistore da 22K all'uscita del secondo canale.

Inoltre, la decima gamba dei microcircuiti (Mute) e la nona gamba (Stand-By) devono essere collegate al circuito di controllo della modalità assemblato su resistori e condensatori (Figura 6).

Riso. 5. Circuito stampato per un amplificatore di potenza basato su chip TDA7294.

Le schede presentano lievi deviazioni (in meglio) dallo schema della scheda tecnica:

• Agli ingressi dei microcircuiti (gamba 3), i condensatori sono installati a 4 microfarad e non a 0,56 microfarad;
• Un condensatore da 470uF è collegato tra la resistenza da 680 ohm (che va al pin 2) e terra;
• Condensatori tra i piedini 6 e 14: 470uF, non 22uF;
• Per l'alimentazione, invece di condensatori da 0,22 μF, è stato proposto di installare condensatori da 680 nF (0,68 μF);

Nel bridging, i pin 10 e 9 sono rispettivamente collegati insieme e collegati al circuito di controllo della modalità.

Riso. 6. Un semplice schema di controllo per le modalità Standby-Mute per i microcircuiti TDA7294.

Per accendere i microcircuiti (fuori dalle modalità silenziosa e risparmio energetico), è sufficiente collegare i contatti "VM" e "VSTBY" all'uscita di potenza positiva +Vs.

Questo circuito stampato è universale, può essere utilizzato sia per le modalità di funzionamento a doppio canale che a ponte dell'amplificatore sui microcircuiti TDA7294. Il cablaggio di terra (GND) è realizzato molto bene qui, il che migliorerà l'affidabilità e l'immunità al rumore dell'UMZCH.

Letteratura:

1. Scheda tecnica per il chip TDA7294 - Download (archivio 7-Zip, 1,2 MB).
2. Domande frequenti su TDA7294 - cxem.net/sound/amps/amp129.php

I transistor di ampia applicazione ad alta potenza, ad esempio dei tipi KT903 e KT812 con diversi indici di lettere, possono fornire la potenza di uscita di una cascata senza trasformatore fino a 100-120 watt. Un ulteriore aumento della potenza di uscita richiede il collegamento in parallelo di due o tre transistor dello stesso tipo o l'utilizzo del raffreddamento ad aria forzata dei dissipatori di calore. Tutto ciò complica la progettazione e il funzionamento degli amplificatori.

È noto da tempo un metodo per aumentare la potenza di uscita degli amplificatori, che consiste nell'utilizzare due amplificatori di potenza identici collegati in modo tale che il segnale di ingresso venga applicato ai loro ingressi sotto forma di due oscillazioni uguali in ampiezza ma opposte in segno, e il carico viene acceso direttamente tra le uscite degli amplificatori. Tali amplificatori sono chiamati amplificatori a ponte bilanciati. Nel corso degli anni, le descrizioni di tali amplificatori sono apparse sulle pagine delle riviste radioamatoriali dell'URSS, della DDR, della Polonia e di altri paesi, tuttavia, per una potenza non superiore a 10 watt.

La figura mostra un diagramma schematico di un amplificatore di potenza a ponte bilanciato a bassa frequenza da 250 W con un coefficiente di distorsione armonica di circa il 2% nella banda di frequenza da 30 Hz a 16 kHz. Il progetto si basa su due amplificatori identici a bassa frequenza (A e B), assemblati su transistor bipolari al silicio. Non è presente alcun dispositivo di protezione del transistor terminale e nessuno stadio di ingresso differenziale. La variazione di fase del segnale di ingresso alla presa Gn1 viene effettuata utilizzando un invertitore di fase su un transistor T8, assemblato secondo un circuito di carico condiviso. Il coefficiente di trasferimento di tale stadio per il carico del collettore è -1, per il carico dell'emettitore +1. Ciò significa che le tensioni del segnale fornite dalle uscite della cascata sul transistor T8 sono di ampiezza uguale, ma di segno opposto, richiesto per il normale funzionamento dell'amplificatore in un circuito a ponte. L'alimentazione (comune per gli amplificatori A e B) è realizzata secondo un circuito a onda intera su un trasformatore step-down Tr1 e due diodi D1, D2. Il circuito di filtro è costituito da tre condensatori elettrolitici da 2500 uFx100 V collegati in parallelo. Resistenza di carico 12-15 ohm. Il carico è collegato direttamente tra le uscite di entrambi gli amplificatori. La ripetizione del progetto è possibile quando si utilizzano transistor domestici in silicio ad alta tensione come KT626V (T1), KT801A (T3), KT312A (T2), KT802A (T4), KT903A (T6, T7), KT626V (T5). I diodi D1 e D2 devono essere dimensionati per una corrente fino a 10 A, ad esempio il tipo D242B. Tutti i condensatori elettrolitici, ad eccezione di C1, possono funzionare per una tensione operativa di 60 V. Il trasformatore Tr1 ha un nucleo Sh50x70. L'avvolgimento primario contiene 218 giri di filo PEV-2 con un diametro di 1,1 mm, il secondario - 120 giri con una presa dal centro, filo PEV-2 con un diametro di 1,9 mm.

Per garantire il normale funzionamento dell'amplificatore, i transistor T3-T7 devono disporre di dissipatori di calore efficienti. È possibile utilizzare i dissipatori di calore a piastre più semplici realizzati in lamiera di duralluminio annerito. Le dimensioni dei dissipatori di calore, come indicato nelle fonti primarie, dovrebbero essere le seguenti: per transistor T6 e T7 - ​​3x160x160 mm; per transistor T4 e T5 - 2x60x60 mm; per transistor T2 - 2x15x15 mm. Se il transistor KT602A viene utilizzato come T2, non è necessario un dissipatore di calore aggiuntivo.

La configurazione dell'amplificatore assemblato inizia con il controllo dell'installazione e dei collegamenti. Quindi accendere e impostare separatamente le modalità operative di ciascuno dei canali dell'amplificatore con il segnale e il carico disattivati. Innanzitutto con un resistore variabile R 9 impostano la corrente consumata dal canale B su 60 mA. Successivamente, un resistore variabile R 5 assicurano che la tensione costante all'uscita del canale B sia 30 V. Quindi operazioni simili vengono eseguite con il canale A.

Quindi accendere il carico e misurare la tensione CC su di esso. Questa tensione non può essere superiore a ±0,3 V. Altrimenti, il resistore variabile R5 dei canali A e B viene nuovamente corretto in modo che la tensione costante sul carico ritorni alla normalità. E solo dopo è possibile testare l'amplificatore con la sorgente del segnale.

Naturalmente, nella maggior parte delle applicazioni amatoriali, non è richiesta una potenza di uscita di 250 W. Ma il principio di costruzione di amplificatori di potenza a ponte bilanciati a bassa frequenza sopra descritto può essere utile quando si creano amplificatori di potenza inferiore (40-50 W) basati su due amplificatori a bassa potenza. È solo necessario che entrambi gli amplificatori originali siano dello stesso tipo, abbiano le stesse caratteristiche e l'alimentatore consenta di ottenere la potenza richiesta. In media, possiamo supporre che la potenza del raddrizzatore e del trasformatore dovrebbe essere almeno il doppio della potenza di uscita massima dell'amplificatore nel suo insieme.

In conclusione, va sottolineato che la qualità di qualsiasi amplificatore di potenza a bassa frequenza dipende in gran parte dalla sorgente del segnale amplificato, dalle precedenti fasi di controllo e correzione, dall'impianto elettroacustico stesso, in cui viene utilizzato questo amplificatore, nonché dalla potenza, dall'impedenza di ingresso e dalla qualità dell'altoparlante (o degli altoparlanti, se ce ne sono più).

Collegamento a ponte: collegamento di un amplificatore agli altoparlanti, in cui i canali dell'amplificatore stereo funzionano come amplificatori di potenza monoblocco. Amplificano lo stesso segnale, ma in antifase. In questo caso l'altoparlante viene collegato tra le due uscite dei canali di amplificazione.

La connessione a ponte consente di aumentare significativamente la potenza dell'amplificatore.

La tensione di uscita sul carico risulta essere due volte più alta, quindi, con la stessa tensione di alimentazione e carico, la potenza di uscita dell'amplificatore in un circuito a ponte è teoricamente 1,5 - 4 volte maggiore di quella di un singolo amplificatore. Secondo questo schema vengono realizzati gli amplificatori di potenza delle moderne unità principali. La possibilità di collegamento a ponte è prevista in quasi tutti i modelli di amplificatori aggiuntivi.

Oltre al vantaggio di una maggiore potenza di uscita, gli amplificatori a ponte presentano anche degli svantaggi.
Innanzitutto il coefficiente armonico è aumentato di circa 1,2-1,7 volte rispetto agli amplificatori originali e il coefficiente di smorzamento è due volte più pessimo (con la resistenza di carico invariata). In teoria, il coefficiente armonico non dovrebbe cambiare, ma in pratica l'aumento è dovuto alla differenza nelle caratteristiche degli amplificatori reali (anche identici). Anche il deterioramento dello smorzamento è comprensibile: le impedenze di uscita degli amplificatori si sono sviluppate.

Un modo per aumentare la potenza di uscita dell'amplificatore quando la tensione di alimentazione è bassa è accenderlo. circuito a ponte. Due cascate o amplificatori identici sono accesi in antifase e funzionano su un carico comune. L'altoparlante è collegato direttamente al circuito a ponte senza l'utilizzo di condensatori di accoppiamento. La tensione di uscita al carico risulta essere doppia, quindi, a parità di tensione di alimentazione e carico, la potenza di uscita dell'amplificatore nel circuito a ponte è teoricamente 4 volte maggiore di quella di un singolo amplificatore. Secondo questo schema vengono realizzati gli amplificatori di potenza delle moderne unità principali. La possibilità di collegamento a ponte è prevista in quasi tutti i modelli di amplificatori aggiuntivi.

Oltre al vantaggio di una maggiore potenza di uscita, gli amplificatori a ponte presentano anche degli svantaggi. Innanzitutto il coefficiente armonico è aumentato di circa 1,2-1,7 volte rispetto agli amplificatori originali e il coefficiente di smorzamento è due volte più pessimo (con la resistenza di carico invariata). In teoria, il coefficiente armonico non dovrebbe cambiare, ma in pratica l'aumento è dovuto alla differenza nelle caratteristiche degli amplificatori reali (anche identici). Anche il deterioramento dello smorzamento è comprensibile: le impedenze di uscita degli amplificatori si sono sviluppate.
Le uscite degli amplificatori integrati delle unità principali hanno un potenziale Upit / 2 relativo alla massa. Pertanto un cortocircuito accidentale del carico verso massa porta al guasto dell'amplificatore se non dotato di sistemi di protezione. Tuttavia, questo ha già una relazione molto lontana con il suono e deve essere ricordato durante l'installazione. Tuttavia, questa proprietà può essere utilizzata. Pertanto, gli ingressi di alto livello degli amplificatori aggiuntivi sono spesso dotati di un sensore di tensione e la tensione costante all'uscita dell'unità principale viene utilizzata come segnale per accendere l'amplificatore aggiuntivo.

Diagramma schematico di un potente amplificatore di potenza a ponte AF su un chip TDA2005, uscita da 20 watt su un carico di 4 ohm. Il microcircuito di tipo TDA2005 è un microcircuito integrato ULF molto obsoleto. Ma, tuttavia, è proprio a causa dell'obsolescenza che spesso può essere acquistato a un prezzo molto basso. Inoltre, molti potrebbero averlo in vecchie scorte.

Rispetto ai moderni circuiti integrati, l'UMZCH TDA2005, ovviamente, perde in complessità del circuito, poiché richiede un numero significativo di allegati. Ma in termini di parametri, va abbastanza "narice a narice" con quelli più moderni.

Una volta l'autore dovette riparare un vecchio centro musicale di produzione indiana ancora incomprensibile. Il compito non era tanto ripristinare la capacità lavorativa, ma creare qualcosa di simile a un sistema di altoparlanti attivi da questo dispositivo per lavorare con un personal computer.

Il proprio ULF era fuori servizio e non c'era alcun desiderio di ripristinarlo, poiché c'era poco di eccezionale "durante la vita". Si è deciso di sostituire l'ULF con due moduli sui microcircuiti TDA2005, poiché erano rimasti inattivi per molto tempo. Allo stesso tempo, aumenta la potenza, migliora la qualità del suono.

Naturalmente ciò ha comportato modifiche all'alimentazione, ma questo è un altro argomento.

schema elettrico

Fig. 1. Diagramma schematico di un amplificatore di potenza a ponte AF su un chip TDA2005, 20 watt con un carico di 4 ohm.

Lo schema di uno dei canali ULF è mostrato nella Figura 1. Il secondo canale è esattamente lo stesso. I microcircuiti ULF sono collegati a ponte per una maggiore potenza e una migliore qualità della riproduzione dei bassi.

Secondo questo schema, con una tensione di alimentazione di 14V, l'amplificatore presenta le seguenti caratteristiche:

• Potenza all'impedenza degli altoparlanti 4 Ohm - 20W.
• Con una potenza di 4 W con un carico di 4 ohm, il THD non è superiore allo 0,2%.
• Gamma di frequenza operativa 20-20000 Hz.
• Sensibilità d'ingresso 200 mV.
• Tensione di alimentazione operativa compresa tra 8 e 18 V.
• Consumo di corrente alla massima potenza 3,5 A (un canale).

Il segnale di ingresso arriva attraverso il resistore di controllo del volume R1. È mostrato nello schema, ma non è sul circuito stampato, poiché si trova sul pannello anteriore del centro musicale.

Il resistore R2, in linea di principio, non può essere installato, il suo compito è, se necessario, equalizzare i canali stereo in termini di guadagno. Inoltre, può essere sostituito con una variabile per regolare il bilanciamento stereo.

Il circuito R3-C2 è molto utile se questo amplificatore funzionerà con una sorgente di segnale digitale, ad esempio con l'uscita della scheda audio di un personal computer. Questo circuito è un semplice filtro passa-alto passivo che sopprime le interferenze ad alta frequenza provenienti dal convertitore digitale-analogico di una sorgente di segnale digitale.

Il pin 3 del chip A1 è un blocco. In questo caso, viene utilizzato per avviare gradualmente il microcircuito in modo che non vi siano picchi di corrente quando viene acceso tramite il sistema di altoparlanti. Il circuito R5-C9 ritarda leggermente la connessione dell'uscita ULF dopo l'applicazione dell'alimentazione.

Come già accennato la tensione di alimentazione può variare da 8 a 18V. Allo stesso tempo, è auspicabile che tutti i condensatori abbiano una tensione di almeno un anno e mezzo dalla tensione di alimentazione. In questo circuito, tutti i condensatori elettrolitici sono da 25 V.

PCB e montaggio

L'assemblaggio è realizzato su un circuito stampato compatto (Fig. 2). Lo schema delle tracce stampate viene mostrato come se si guardassero le tracce. Se si prevede di realizzare una tavola utilizzando il metodo fotografico o un "ferro laser", questo disegno dovrà essere specchiato (questo può essere fatto da una scansione in qualsiasi editor grafico).

Riso. 2. Un circuito stampato per un circuito amplificatore di potenza a ponte con un chip TDA2005.

Ma, secondo me, un cablaggio così semplice può essere disegnato manualmente con un pennarello indelebile. Il microcircuito necessita di un dissipatore di calore per funzionare. Non consiglio di accenderlo nemmeno temporaneamente senza radiatore. Questa scheda ULF può essere utilizzata anche per un altro scopo, non solo come modulo di riparazione, ma anche come ULF automobilistico.

Oggi analizzeremo un'opportunità così interessante per aumentare la potenza come collegare un amplificatore con un ponte e come collegare 2 amplificatori in modo simile. In questa modalità un canale funziona per il più (+) e l'altro per meno (-), da cui la potenza aumenta di 2-2,5 volte. Il risultato dipenderà dall'alimentatore del sistema e dal modello dell'amplificatore.

Più spesso, questa modalità operativa viene utilizzata per un subwoofer, come per l'elemento che richiede più energia. Puoi connetterti al bridge Come due canali dell'amplificatore, COSÌ e due monoblocchi separati.

Collegamento a ponte di due canali

Quindi, per colmare la connessione di due canali di un amplificatore, è necessario prendere più (+) da uno e meno (-) dall'altro. Per gli amplificatori a due e quattro canali, i circuiti non differiscono.

In linea di principio, collegare un amplificatore con un bridge non è un'operazione difficile, non richiede ponticelli o connessioni aggiuntive. Collegare il filo positivo dal subwoofer al terminale positivo (+) di un canale e quello negativo, rispettivamente, al negativo (-) del secondo.

Assicurati prima che il tuo amplificatore supporti il ​​bridge.

Come collegare a ponte due amplificatori

padrone/schiavo

Gli amplificatori progettati per questo collegamento dispongono di interruttori MASTER/SLAVE. Pertanto, con una connessione a ponte, uno degli amplificatori sarà il leader ( Maestro) il secondo schiavo ( schiavo), impostare gli interruttori di conseguenza. È al Master che sono collegati i cavi di interconnessione (tulipani) provenienti dalla radio e da esso, attraverso il connettore mono, il segnale viene trasmesso allo Slave (interconnessione singola). Questo viene fatto in modo che tutte le impostazioni e il controllo vengano eseguiti da un monoblocco, cioè dal Master guadagno, filtri, subsonico e così via. verrà visualizzato solo su di esso. Non è necessario portare con sé degli splitter a Y per provare a collegare le interconnessioni anche allo Slave.

Se il produttore afferma che l'amplificatore può funzionare a ponte, ma non ci sono interruttori Master / Slave, avrà due jack con nomi simili a - Ingresso al ponte E Uscita a ponte. In questo caso, utilizzare il jack Bridge Output sull'amplificatore master e collegarlo al jack Bridge Input dello slave.

Collegamento dei cavi degli altoparlanti

Ecco, fai attenzione a non confondere nulla: colleghiamo tra loro i connettori negativi dei due amplificatori; quindi il plus (+) del Master (Master) è collegato al plus del subwoofer e Slave più al subwoofer meno!

Sì, due fili positivi vanno al subwoofer, non è necessario sforzarli: è tutto corretto. Il fatto è che un segnale diretto viene inviato all'ingresso di un amplificatore e per il secondo il segnale viene invertito di 180 gradi. Pertanto, all'uscita di uno cresce un potenziale positivo, e all'uscita del secondo, lo stesso ma negativo. L'aumento di potenza deriva dal fatto che gli amplificatori o i canali (nel caso di utilizzo di un ux) funzionano con una resistenza ridotta. Ad esempio, se il subwoofer viene impostato su 4 ohm, ciascun amplificatore o canale funzionerà su 2 ohm, ecc.

Punti importanti

• • Assicurati che il tuo amplificatore supporti il ​​bridge.

• • Assicurati che il tuo amplificatore o i tuoi amplificatori possano supportare l'impedenza prevista.

• • Tenere presente che collegando due amplificatori al ponte la protezione dello Slave potrebbe essere disabilitata. Osservalo attentamente.

• Non collegare canali/amplificatori diversi separatamente alle bobine.

Un video semplice e chiaro su come collegare due amplificatori ad un bridge: