Начало » Усилители » Усилители на микросхемах » Простые УМЗЧ на TDA7266 и TDA7297. Правда о мостовом включении и "двойном мосте"

 
 
 

Простые УМЗЧ на TDA7266 и TDA7297. Правда о мостовом включении и "двойном мосте"

16.01.20   Chugunov   5 512   15  

Несмотря на популярность УНЧ работающих в классе D, классические микросхемы типа TDA7266, TDA7297 и др. не исчерпали свой ресурс. Из-за своей простоты, такие усилители очень подходят для начинающих радиолюбителей, которые хотят что-то собрать СВОИМИ РУКАМИ.

В интернете много отзывов об этих и подобных чипах в стиле «барахло и дрянь». Справедливы ли они? Дело в микросхемах или в «мастерах»?
Почему везде указана разная мощность и от чего она зависит?
Можно ли сделать «двойное мостовое включение», чтобы получить ещё бОльшую мощность?

Я постараюсь ответить на эти вопросы.

УМЗЧ TDA7266, TDA7297 не работают от «Кроны»!

Частенько встречаются жалобы в духе «указано, что микросхема работает от 6 Вольт, но подключил батарею „Крона“ целых 9 Вольт, а усилитель не работает, значит это отстой». Надо ли комментировать? Крона не тянет, нужен хороший блок питания с достаточной нагрузочной способностью по току.

Сегодня обычное дело — миниатюрная плата УМЗЧ, но сделать на ней крохотный УНЧ не получится т. к. необходим достаточно мощный блок питания и другая обвязка. А БП имеет размеры намного большие, чем плата УМЗЧ.
Про классический трансформаторный блок питания и говорить не надо, тем более что нужны большие конденсаторы фильтра питания.

С импульсными усилителями тоже не всё так просто. Дешевые обратноходовые блоки питания могут быть источником помех, есть смысл вынести их за пределы корпуса, как в ноутбуках.
Итак, блок питания должен быть достаточно мощным и не создавать помех.

О цифрах выходной мощности в даташите

Далее. Нельзя от этих (и других) усилителей требовать больше, чем они могут. Не надо слишком доверять рекламным обещалкам. Указанная в datasheet мощность обычно преувеличена. То есть это обман, но формально всё правильно. Написано, что такая-то мощность при 10% искажений или вообще при меандре. Это верно, но слушать при таких искажениях невозможно — уши завянут. Честная мощность — при искажениях не более 1…2%, и для данных усилителей она на 25…30% ниже, чем при искажениях 10%.

Надо смотреть с какой нагрузкой могут работать усилители — 8 Ом, 4 Ом или даже 2 Ом. Если усилитель может работать с нагрузкой 2 Ома, он всегда сможет работать и с нагрузкой 4 Ом и 8 Ом, но не наоборот.

Забегу вперед и напишу, что микросхемы TDA7266, TDA7297 способны озвучить и стационарную акустику (дискотЭки не будет), но это не их профиль. Их профиль — полочная, компьютерная, переносная акустика, в том числе с батарейным питанием.

Схема усилителя на TDA7266, TDA7297 с разделением земель

Сразу отмечу, что абсолютно не верю в подлинность микросхем с Али, да ещё по такой бросовой цене. Вопрос в качестве «копий», насколько их параметры близки к указанным в datasheet.

Я разделил через резистор R3 минус питания и общий провод по входу. Полезное решение для борьбы с шумами.

Различия чипов TDA7266, TDA7297

Разные корпуса

По справочному листку, микросхемы полностью взаимозаменяемы, а по факту оказалось, что TDA7266SA в корпусе CLIPWATT15, а TDA7297 в корпусе Multiwatt15.

Разное крепление, разная длина выводов, разная толщина корпусов. Поэтому в файле lay два варианта рисунка платы.

Разное усиление

Упомяну о ещё одном важном, но малозаметном различии между TDA7266 и TDA7297 — чувствительности. У первого усиление 26дБ=20 раз, у второго 32дБ=38 раз (проверено). При питании 12 В и нагрузке 4 Ом для достижения полной неискаженной мощности на вход TDA7266 надо подать 6В/20=0,3В, а на вход TDA7297 — 6В/38=0,16 В.
Отсюда следуют два важных вывода.

Регулятор громкости

1. На входе УМЗЧ обязателен регулятор громкости (уровня), даже если сигнал подается от компьютера или подобного источника со своим регулятором уровня выходного сигнала. Действительно, более чем вероятен сильный перегруз и регулировать громкость только на источнике сигнала будет крайне неудобно из-за узкого диапазона. Лучше установить РГ на УМЗЧ в положение при котором максимальная мощность будет при максимальном выходном уровне источника. Конечно, это касается всех подобных УМЗЧ. Советую для РГ использовать резисторы не более 50 кОм, а лучше 10…22 кОм.

Тон-корректор

2. Считаю, что оптимальной является чувствительность УМЗЧ = 0,5 В. Можно воспользоваться запасом чувствительности установив на вход тон-корректор (можно назвать его тонкомпенсатором и т. п.). Я взял простейший, известный с ламповых времён фильтр и чуть доработал его.
Привожу схему.

В «верхнем» положении переключателя работает подъём на НЧ и ВЧ, в «нижнем» — АЧХ плоская.

В отличие от «первоисточника» небольшой плавный подъем начинается на ВЧ выше 6 кГц, а на НЧ ниже 150 Гц. Это должно несколько компенсировать спад малогабаритных АС для которых и предназначен этот компенсатор. Напомню, что практически у всех «взрослых» и дорогих полочных колонок, спад начинается от 100 Гц. На слух звук с данным корректором предпочтительнее.

Пассивный фильтр давит чувствительность примерно в 6 раз и вместо 0,16 В получим 1 В. Это уже маловато, но в большинстве случаев будет достаточно. Собираюсь подогнать тон-корректор с помощью Спектралаба, но пока нет времени.

Собираюсь дополнить усилитель пиковым индикатором перегрузки, считаю, что это полезно и позволит определить «кто виноват» и «что делать».

Обычное и мостовое включение TDA7266, TDA7297

Рассмотрим на пальцах что и как можно получить с обычного и мостового выхода.

На рис. а) видно что при питании 12 В на выходе усилителя мгновенное напряжение может быть в идеале от +12 В до 0 В, выйти за пределы питания в данном случае просто невозможно. Это напряжение поступает на вывод «+» динамика. А вывод динамика «-» всегда привязан к половине питания т. е. 6 В.

На рис. б) красным цветом показано это напряжение. Амплитуда синусоиды Ua в идеале будет до 6 В. По формуле получается, что мощность идеального усилителя на нагрузку 4 Ом будет 4,5 Вт (на 8 Ом до 2,25 Вт, на 2 Ом до 9 Вт, но нагрузка 2 Ом слишком тяжела для большинства усилителей). На практике без больших искажений редко удается получить на 4 Ом даже 4 Вт.

На рис. в) показан обычный выход усилителя с однополярным питанием, для наглядности динамик и разделительный конденсатор «поменялись местами». Без сигнала на выходе усилителя половина питания т. е. 6 В. Через малое сопротивление динамика конденсатор заряжается до этого же напряжения и без сигнала ток через динамик не протекает.

При подаче синусоидального сигнала мгновенное напряжение на выходе усилителя будет меняться от 0 до 12 В, но на выводе «-» динамика будет поддерживаться постоянное напряжение 6 В и всё изменение напряжения будет приложено к динамику т. к. на звуковых частотах сопротивление динамика многократно превышает сопротивление конденсатора (данное условие будет нарушаться на самых низких частотах, именно поэтому здесь ставят конденсаторы ёмкостью в тысячи мкФ).

Мгновенных изменений напряжения на выходе усилителя недостаточно для изменения напряжения на конденсаторе, его заряд слишком велик, он обладает большой «инерцией». На одном выводе динамика будет переменное напряжение, а на другом — только постоянное.

Чтобы резко увеличить мощность, требуется «мостовое» подключение нагрузки, нужна пара идентичных усилителей, но работающих в противофазе. Потенциально выходная мощность может возрасти в 4 раза! На практике всё не так радужно, есть ряд проблем.
На рис. г) показано такое подключение. Надо понимать, что выпрыгнуть за пределы источника питания и здесь нельзя, нельзя на выходе усилителя получить напряжение выше питания и/или ниже нуля (то же касается и двуполярного питания).

Хитрость здесь в том, что теперь НА ОБА вывода динамика будет поступать переменное усиленное напряжение сигнала и поступать в «разные стороны». Таким образом, амплитуда мгновенного напряжения удваивается. Это удвоение приводит к учетверению мощности.

На рис. г) в точках A,C,E на вых.1 и 2 половина питания т. е. 6 В, на динамике напряжение равно нулю. В точке B на выв. «+» динамика +12 В, на выв. «-» 0 В. Значит к динамику приложено 12 В. В точке D тоже 12 В, но обратной полярности. Так от источника 12 В получают полный размах переменного напряжение (двойная амплитуда) 24 В! Ua тоже выросла вдвое и составила 12 В (рис. д).
По формуле выходная мощность будет уже не 4,5, а 18 Вт. Прыжок «выше головы».

Отсюда видно, что никакого «двойного моста» (о котором многие мечтают) быть не может т. к. в любой точке схемы не может быть напряжение выходящее за пределы источника питания. В нашем случае: 0 и +12 В.


Как ещё нарастить мощность УМЗЧ?

Как же можно ещё нарастить выходную мощность? Способов несколько, например, нагрузка 2 Ом. Но на практике это сложно — токи становятся большими, их должны обеспечить выходные каскады усилителей. Резко возрастают потери на проводах и т. п. Способ работает, но не в нашем случае.

Можно применить… выходной трансформатор, как в ламповых усилителях, но наоборот, не понижающий, а повышающий. Теоретически можно получить любую мощность, но не видел, чтобы это применялось на практике.

Наиболее удобный способ — повышающий преобразователь напряжения питания (Step-UP DC-DC). Тогда снимаются ограничения по напряжению питания.

Кстати, к подобным усилителям можно включать по 4 динамика, но в этом случае потребуются выходные конденсаторы большой ёмкости. Следует обратить внимание на их полярность подключения динамиков.
Посмотрим на примере TDA7379.

Плюс такого подключения вижу в том, что конденсаторы защитят динамики при пробое микросхемы.

Измерения

Итак, усилители собраны, подключено питание. Настройка не требуется, но надо убедиться, что постоянное напряжение на всех выходах усилителей равно половине питания.

Я собрал несколько УНЧ на TDA7297 и TDA7266SA,

запитал их от лабораторного БП, максимум выходного сигнала определял по осциллографу на пороге ограничения, вот таблицы с результатами.

Электрические характеристики TDA7297 на нагрузке 8,2 Ом

Простые УМЗЧ на TDA7266 и TDA7297. Правда о мостовом включении и "двойном мосте"

Здесь U пит — напряжение блока питания, I потр. — ток от блока питания по его индикатору. U нагр. — напряжение на нагрузке. P нагр. — мощность на нагрузке. U ампл. — амплитуда выходного напряжения (для сравнения с идеальными графиками выше). I ампл. — ток отбираемый от выходных транзисторов.

Итак, при 12 В питания получено 6,3 Вт неискаженной мощности вместо теоретических 9 Вт. В 1,5 раза меньше или на 3 Вт меньше. Мало? Но по сравнению с «идеальными» 2,25 Вт при немостовом выходе, почти в 3 раза больше.

При 15 В мощность уже 10 Вт. А как же заявленные 15+15W DUAL BRIDGE обещанными в datasheet? А вот это уже реклама. Даже на графике datasheet при максимальном питании 18 В получено 14 Вт. В «электрических характеристиках» указано, что 18 В — предельное допустимое напряжение. Правда в другом месте указано, что абсолютный максимум питания 20 В, думаю, что здесь 15 Вт будет получено, но это уже «за гранью». И это для подлинных микросхем. Подобные опыты над микросхемами с Али скорее всего закончатся ненормативной лексикой.

В целом, график зависимости выходной мощности от напряжения питания, для моих микросхем совпадает с приведённым в datasheet.
В справочном листке указано, что в микросхемах есть куча защит от замыканий, перегрева и, в том числе есть ограничение выходного тока на уровне 2 А, запомним это и обратим внимание что в таблице выше максимальный ток 1,59 А т. е. не доходит до ограничения. Думаю, 2 А разработчиками выбрано для питания 16,5 В и нагрузки 8 Ом.

Электрические характеристики TDA7297 на нагрузке 4,1 Ом

А что будет, если нагрузка составит 4 Ом? Заманчиво удвоить выходную мощность. В datasheet все измерения на 8 Ом. Сгорит или не сгорит (у меня есть уверенность, что в микросхемах с Али с защитами не очень)? Кроме того, ограничение тока на уровне 2 А не даст получить на 4 Ом удвоенную мощность. Я ждал увидеть это на экране осциллографа и… не увидел.
Вот результаты.

Мощность выжали больше, но не вдвое, а на 30…40%. Почему? При повышенных токах растут потери в самой микросхеме. Думаю, вы догадались, что если нагрузку уменьшить до 2 Ом, то потери вырастут еще больше, а для данных микросхем и пробовать не буду.

Интересно и то, что ток без ограничений составил 2,5 А. Стоит ли в чипе защита и как работает — неизвестно, а специально жечь микросхемы мне не хочется. Жаль не их, а своё время.

С фирменной микросхемой мы получили бы не более 7,5 Вт из-за ограничений по току. Думаю, при питании 16,5 В можно получить около 15 Вт на 4 Ом, но нагрев микросхемы увеличится и радиатор потребуется хороший.

Почему я делал измерения при питании 11 В? А это батарейное питание — три элемента Li-Ion. Полностью заряженные они дадут 12 В, а разрядившись до стандартных 3,6…3,7 В как раз 11 В. Вы можете оценить максимальную мощность от «батареек». Более 5 Вт на 8 Ом и около 9 Вт на 4 Ом от небольшой переносной балалайки — не так уж плохо. На уровне хороших переносных магнитол прошлого.

На мой взгляд, использовать эти микросхемы при питании ниже 9 В нецелесообразно, а при 3-х или 4-х элементах 18650, вполне возможно. При питании 12…16 В будет даже запас по мощности.

График реальных режимов

Для большей ясности рассмотрим еще раз график реальных, а не идеальных режимов.

«Левая» пара транзисторов — выход первого усилителя, «правая» — второго. Бледно-серые транзисторы закрыты, чёрные — полностью открыты. Рисунки для точек А и В синусоиды.

Ток всегда течет только в одну сторону от «+» питания к «-» питания, но ловко управляя им, можно получать переменное напряжение, да еще с полной амплитудой выше напряжения питания. Падение напряжения на транзисторах зависит от тока, элементной базы, схемотехники и пр. Здесь он около 1 В. Это не много, но даже это уменьшило мощность с идеальных 9 Вт до реальных 6,3 Вт.

Еще замечание. К сожалению, нормальной внутренней схемы микросхем нет, есть чуть более подробное описание подобной микросхемы.


Думаю, что виртуальный общий провод (через него проходит звуковой входной сигнал) соединяется с общим проводом на входе через конденсатор С1 по схеме усилителей TDA7297 и TDA7266SA, поэтому его качество тоже несколько влияет на звук.

Оказалось, что мои микросхемы TDA7266SA нормально работают только при напряжении выше 8 В, ниже этого порога синус превращается в треугольник, а потом быстро «затыкается». Я был уверен, что надо подстроить делитель R1R2 и всё наладится, к моему удивлению, ничего не изменилось.

Таблицы с результатами измерений не привожу т. к они почти совпадают с TDA7297. При этом в datasheet заявлена работа TDA7266SA от 3,5 В, а TDA7297 от 6 В. По факту всё наоборот — TDA7297 работают от 3 В (конечно, нет смысла использовать их в таком режиме). Это еще один камень в огород подлинности обеих микросхем.

Но график мощности и КПД TDA7297 практически совпадает с фирменным, они нормально работают с нагрузкой 4 Ом, поэтому копия получилась неплохая, TDA7266SA — несколько хуже, хотя при напряжении питания 12…15 В и они работают нормально.
В целом, могу рекомендовать к покупке наборы для сборки на TDA7297.

О звучании

Конечно, аудиофильским усилителям они уступают. Но звук без явных искажений и не раздражающий. Все частоты воспроизводятся, особенно низкие. Но звук как бы очищенный, упрощенный, сглаженный. Нет «воздуха», «живости» и микродинамики.

Но недостатки при прослушивании качественных записей переходят в достоинства при прослушивании МР3 и соответствующей акустики. Детальность и прозрачность усилителей более высокого класса могут только подчеркивать недостатки МР3.

У меня есть свои «стандарты» определения мощности (с удивлением фактически нашел подтверждение на некоторых datasheet), своя «музыкальная» мощность, но она принципиально отличается от раздутого PMPO.
Для данных усилителей моя оценка мощности 1…2 Вт, и этого достаточно для домашнего прослушивания на акустике чувствительностью около 90 дБ.

Печатные платы для TDA7297 и TDA7266SA

Сегодня на Алиэкспресс можно купить как модули в сборе на этих микросхемах, так и наборы для самостоятельной пайки. Стоят они ок. 1 доллара, стереоусилитель за такую сумму — неплохо.

Плата УМЗЧ с Али

Считаю удачной плату в наборе за доллар на Али, надо только заменить диод перемычкой.



Вполне годный вариант, но мне не всё в нём нравится, как обычно я считаю, что платы разведённые мною и под мои детали — лучше.

Мои печатные платы

Поскольку платы я развожу медленно и долго, сначала решил сделать работающий макет и оценить, есть ли смысл продолжать.


Имеющиеся в интернете чертежи мне не понравились тем, что дорожки проходят за тыльной стороной микросхем, плата не позволит прикрутить транзистор к радиатору, радиатор будет стоять на плате. Нельзя будет, например, прикрутить плату к корпусу усилителя.
Считаю, лучше припаять перемычку общего провода снизу платы.

В усилителе не следует в цепь прохождения звука ставить керамические конденсаторы, нужны пленочные. На плате они занимают больше места, хотя расстояние между выводами как у керамики — 5 мм.

Так же я разделил через резистор R3 минус питания и общий провод по входу. Это необязательно, но тогда надо делать плату, точно как в datasheet. В платах из интернета обычно общий провод разведен неверно. Насколько это критично — вопрос открыт, но в моих платах при питании от стабилизатора фон отсутствует полностью, а шум из ВЧ динамика еле слышен, если приложить к нему ухо.

Файлы

Два варианта рисунка платы под разные корпуса чипов.
Архив с платами TDA7297, TDA7266 в lay6 🕗 16/01/20 ⚖️ 15,39 Kb ⇣ 18

Приятного творчества и спасибо за внимание!

Камрад, смотри полезняхи!

Сергей (Chugunov)
РФ, Москва
Профиль Chugunov
О себе автор ничего не сообщил.
 

Читательское голосование

Нравится

Статью одобрили 55 читателей.

Для участия в голосовании зарегистрируйтесь и войдите на сайт с вашими логином и паролем.
 

Поделись с друзьями!

 

 

Связанные материалы

 

Схема на Датагоре. Новая статья Простой Soft-start для усилителя мощности ЗЧ... Это простое приспособление позволяет повысить надежность УМЗЧ и уменьшить помехи в сети в момент...
Схема на Датагоре. Новая статья Радиолюбительский High-End. 40 лучших конструкций ламповых УМЗЧ за 40 лет.... Радиолюбительский High-End. 40 лучших конструкций ламповых УМЗЧ за 40 лет. Малая энциклопедия...
Схема на Датагоре. Новая статья Сетевой фильтр с контролем правильности подключения к питающей сети для усилителя звуковой частоты... Берегись бед, пока их нет (пословица) Встретил недавно земляков – радиолюбителей и получил заказ....
Схема на Датагоре. Новая статья Прецизионные усилители низкой частоты. Данилов А. А.... Данилов А. А. Прецизионные усилители низкой частоты. — М.: Горячая линия — Телеком, 2004. — 352 с,...
Схема на Датагоре. Новая статья Мобильный усилитель-раскладушка на STK4231, 2 х 120 Ватт... Представляю вашему вниманию мой новый проект - переносной усилитель мощности на микросхеме STK4231....
Схема на Датагоре. Новая статья Варианты цепей защиты входа интегратора УМЗЧ... Учитывая, что напряжение питания усилителя мощности обычно превышает напряжение питания...
Схема на Датагоре. Новая статья УМЗЧ на TDA7295 с электронным регулятором громкости КА2250, TC9153... TDA7295, KA2250, TDA2030A, TC9153. Желание сделать качественный усилитель возникло давно. Выбор...
Схема на Датагоре. Новая статья Продолжение германиевой темы: буфер + УМЗЧ + стабилизатор питания на германиевых транзисторах... Камрад Николай (Nickhome) прислал нам отзыв и фотки своей сборки германиевого усилителя из моей...
Схема на Датагоре. Новая статья Входной буфер и регулятор уровня громкости для УМЗЧ. Часть 1... В усилителях мощности звуковой частоты (УМЗЧ), выполненных по схеме инвертирующего усилителя...
Схема на Датагоре. Новая статья Отремонтируй сам блок питания DPS-980AP для APPLE MAC PRO... Принес тут мне один хороший человек в ремонт блок питания. От компьютера APPLE MAC PRO. Со слов...
Схема на Датагоре. Новая статья uPC1237, NTE7100 - универсальное устройство защиты акустических систем... В звуковом комплексе радиолюбителя акустические системы — наиболее уязвимое звено, ремонт которого...
Схема на Датагоре. Новая статья О быстрых диодах SF, UF замолвим слово - радикальные меры борьбы с ВЧ помехами в БП... Я нисколько не подвергаю сомнению положительные результаты, получаемые при использовании быстрых...
 

Общаемся по статье 💬

Простые УМЗЧ на TDA7266 и TDA7297. Правда о мостовом включении и "двойном мосте"

Комментарии, вопросы, ответы, дополнения, отзывы

 

<

Alleexx68

Александр Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 1 от 17-01-20, 18:18.
  • С нами с 26.03.2012
  • 20 комментариев
  • 0 публикаций
 
Сергей!
Спасибо за подробную статью и огромную проделанную работу!
Вы всегда очень основательно подходите к написанию своих проектов.
Очень информативно и познавательно.

<

MVV

Владимир Мосягин Читатель Датагора
  • Автор
Комментарий # 2 от 18-01-20, 10:11.
  • С нами с 21.09.2011
  • 211 комментариев
  • 47 публикаций
 
Добавлю немного. Микросхема TDA7297 нашла применение в качестве двухканального УМЗЧ в телевизорах, игровых устройствах, видеодомофонах, мультимедиа и другой бытовой технике.

Функции Mute и Stand-By обеспечивают входы микросхемы 6 и 7 соответственно. Режим Mute отключает каскады предварительного усиления, при этом получается затухание входного сигнала свыше 80 дБ. В режиме Stand-By отключается напряжение питания, ток потребления в этом режиме 100 мкА.

Рабочий режим может быть достигнут подачей напряжения в диапазоне 4…9 В одновременно на оба указанных вывода микросхемы, что сокращает количество деталей УМЗЧ. См. схему усилителя на TDA7266, TDA7297 с разделением земель в статье.

Также следует заметить, что рекомендуемая на форумах «прозвонка» микросхемы тестером небезопасна, поэтому лучше ее не проводить.

<

Chugunov

Сергей Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 3 от 22-01-20, 12:22.
  • С нами с 30.09.2009
  • 364 комментария
  • 32 публикации
 
Спасибо за комментарии, но я ожидал вопросов от целевой аудитории - "начинающих". Не думаю, что им и так всё понятно, значит - неинтересно. Тогда подытожу.
Под "двойным мостом", очевидно, понимают просто параллельное подключение двух или более мостовых выходов. Усилители в микросхемах должны быть полностью одинаковыми, иначе будут проблемы. Но для микросхемы на одном кристалле, вероятно так и будет. Прикинем на пальцах, на данном конкретном случае, есть ли в этом смысл. Недаром я приводил графики и таблицы измерений. Хотел и сюда рисовать графики, но если это неинтересно, то...
1. Нагрузка 8 Ом.
Никакого смысла в запараллеливании нет т. к. амплитуда тока при U=15V и так 1,6 А - заметно меньше гарантированных 2 А. Для увеличения тока надо поднимать напряжение питания, но оно и так близко к предельно допустимому. Раньше писали, что один предельно допустимый параметр кратковременно допустим , но только один. А при попытках выжать всё что можно, надёжность катастрофически падает. Оно вам надо?
2. Нагрузка 4 Ом.
Наиболее востребованный случай. При U=15V ток 2,5 А, выше гарантированного, но данные микросхемы спокойно его держат. Работа на такую нагрузку не документирована, микросхема выдает около 13 Вт в нагрузку. Считаю, что больше требовать от неё не надо. Нужна бОльшая мощность - подберите другую микросхему и увеличьте напряжение питания.
Но всё же, пусть запараллеливание даст увеличить ток в нагрузке до 5 А. При протекании такого тока через 4 Ома на нем будет падать 20 В, на транзисторах микросхем упадет 6...8 В т. е. питание должно быть 24...30 В. Понятно, что микросхема просто сгорит. Поэтому и в этом случае параллелить смысла нет.
3. Нагрузка 2 Ом.
Это особый случай когда параллельно включены два усилителя на 4 Ом и нагрузка у них "общая".
В этом случае действительно можно получить удвоенную мощность т. е. 25,5 Вт при U=15 V.
Но динамики на 2 Ом достаточно редки. У некоторых есть две обмотки по 4 Ом и параллелить выходы усилителей не надо. Думаю, и для этого случая надо поискать другие микросхемы. Это не значит, что данные плохи, но они разработаны для другого.
Кроме того, данные динамики обязательно НЧ с претензией на сабвуферность, значит если нет активных фильтров на входе УНЧ, требуется пассивный фильтр акустики с низкой частотой раздела. Значит нужна катушка с индуктивностью несколько миллигенри. Хорошая катушка из медного провода может стоить в магазине несколько тысяч, она размером с кулак и весит изрядно. Разумно её ставить с этой и подобными микросхемами?
В любом случае вряд ли сопротивление катушки и проводов будет менее 1 Ом (можно мотать катушку на железе, но не буду отклоняться). Получим нагрузку 3 Ом, соответственно меньшую мощность и динамику достанутся всего 2/3.
Так что параллельное подключение возможно, но надо подходить к нему с умом.
P.S. Не думайте, что с усилителями класса D всё будет иначе. Мои опыты с PAM8610 показали, что при номинальном напряжении питания и нагрузке, выходное напряжение примерно на столько же меньше, чем напряжение питания и поэтому заявленные мощности в рекламе - дутые, надо внимательно читать datasheet. Явное преимущество класса D только в том, что радиаторы или не нужны или можно ставить небольшие.

<

Datagor

Игорь Котов Читатель Датагора
  • Главный редактор
Комментарий # 4 от 24-01-20, 4:18.
  • С нами с 26.02.2006
  • 2 256 комментариев
  • 274 публикации
 
Цитата Chugunov
  ...ожидал вопросов от целевой аудитории - "начинающих". Не думаю, что им и так всё понятно, значит - неинтересно. ...

Цитата Chugunov
  ...Хотел и сюда рисовать графики, но если это неинтересно, то...


Уважаемый Сергей Батькович (пора пополнить профиль)!
Не нужно постоянно напоминать нам, куда катится мир. Мы уже знаем. lol
Просто делайте максимально хорошо и полно то, что вы задумали, без оглядок на сиюминутную "славу", отклик читателей и т.п.

Спасибо вам! Ваши труды не пропадут втуне.

<

SKIF

Павел Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 5 от 29-01-20, 15:23.
  • С нами с 7.06.2009
  • 8 комментариев
  • 0 публикаций
 
Сергей, спасибо Вам за Ваш труд!
С удовольствием прочитал статью и полностью убедился в правильности своих догадок о маркетинговой составляющей цифр мощности указанных в Datasheet таких микросхем.
Вопросов от новичков нет, возможно потому, что это не самые популярные микросхемы (к тому же на сайте Датагор я ни разу не встречал людей желающих питать УНЧ от кроны). wink

Я как начинающий, в этом деле начал знакомство с микросхемами УНЧ когда сгорел мой сабвуфер от системы 2,1 там стояли 3 шт. TDA2030, у одной из которых выбило кусок корпуса.

Практически в каждой акустике подобного плана мне встречались они же, на край TDA2050, однажды видел LM1875, что по сути всё одно и тоже.

Увидев что там "всё просто" я решил паять УНЧ именно на TDA2030, но слегка изучив вопрос двуполярного питания выбор пал на TDA8560 (и аналоги) схемами которой пестрит интернет - в ней сразу два канала, еще меньше обвязки и однополярное питание (Спасибо MVV,за статью которую я тоже изучил, усилитель был изготовлен и запел).

Азарт и молодость требовали большей мощности - глаза желали TDA7296 c её "Up to 60w music power" :), однако, двуполярное питание на тот момент мне так и не покорилось в силу отсутствия под рукой нужного питания и денег на его покупку - я был студентом pardon

А вот с TDA7297 я встретился уже куда позже на китайском сайте с кит-набором за "1 зеленый рубль", который был куплен ради интереса, собран, прослушан и отправился в коробку до лучших времен, ведь к тому времени я всё-таки спаял УНЧ на TDA2030 в паре с тембр-блоком на LM1036 и хотел его оформить как законченный проект.

Теперь, спустя добрые года, этот усилитель обретает корпус, который был вырезан из листового металла на лазерном станке, а фронтальную панель скоро закончу моделировать и изготовлю на 3d принтере - сделал себе такой подарок на НГ.

В любом случае, спасибо Вам за статью, изыскания и качественное изложение материала! drinks

<

Chugunov

Сергей Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 6 от 30-01-20, 1:08.
  • С нами с 30.09.2009
  • 364 комментария
  • 32 публикации
 
SKIF, спасибо за отклик. Попробую ответить.

- Я хотел показать, что мощности около сотни ватт для "автомобильных" микросхем - дутые. Максимальная мощность определяется напряжением питания и не может превысить потолок. Для питания 12,6 В на 4 Ом и мостовом выходе это в идеале 20 Вт.На практике она заметно меньше. Производители изгаляются в правдивой лжи, например, указывают мощность меандра полученного из синусоиды.

  TDA2030, TDA2050, LM1875 по сути всё одно и тоже

Отчасти и между собой. Они могут работать от большего напряжения питания, чем "автомобильные", поэтому они не нуждаются в "мосте". Но в переносной аппаратуре и при питании от батарей им не место.

Еще раз посоветую LM1875 с "токовой помпой", здесь публикация MVV. При правильном изготовлении, питании, акустике и источнике, хорошее качество для дома, это явно слышно.

  Азарт и молодость требовали большей мощности - "Up to 60w music power"

Это понятно. Понимание что "не всё хорошо звучит, что высокой мощности", приходит позже. И главное - это акустика.

- Еще раз отмечу, что из-за мостового выхода, "автомобильные" микросхемы потребляют удвоенный ток. Это стартерная батарея может легко выдать 5...10 А (и то, проблемы с проводами и емкостями). А много ли подручных трансформаторов имеют обмотки под такой ток?

  на сайте Датагор я ни разу не встречал людей желающих питать УНЧ от кроны

Не сомневаюсь, что их немало, как и везде. Просто они не пишут. Абсолютное большинство - "молчуны".

  я всё-таки спаял УНЧ на TDA2030 в паре с тембр-блоком на LM1036

Не советую LM1036 и им подобные, если хочется получить какое-то качество при наличии удовлетворительной акустики.

  выбор пал на TDA8560

Есть и такие, тоже купленные чисто из спортивного интереса. Так как у меня есть несколько УНЧ безусловно более высокого качества. Но интересно, что можно получить из микросхемы в 1 у.е. на готовой плате за ту же 1 у.е.
Считаю, это может быть интересно начинающим (не очень опытным) любителям. Главное не надо пытаться выжимать из неё 4x77W как в datasheet.
Если будут заинтересованные лица, напишу небольшую статью.

<

Datagor

Игорь Котов Читатель Датагора
  • Главный редактор
Комментарий # 7 от 30-01-20, 11:38.
  • С нами с 26.02.2006
  • 2 256 комментариев
  • 274 публикации
 
Цитата Chugunov
  Если будут заинтересованные лица, напишу небольшую статью.

Сергей, если вы напишите небольшую статью, будут заинтересованные лица. helmet

<

TANk

Александр Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 8 от 15-02-20, 20:53.
  • С нами с 11.08.2011
  • 203 комментария
  • 20 публикаций
 
  А много ли подручных трансформаторов имеют обмотки под такой ток?

Как вариант откуда взять трансформатор.
Трасформатор от компьютерного бесперебойника как вариант. Если в ИБП стояла одна 12 батарейка то трансформатор имеет 2 обмотки по 7в (на холостом ходу) со средней точкой. Ток 5А выдает легко.
Если в ИБП стояло 2 батарейки по 12 Вольт, то трансформатор там будет с двумя обмотками по 13 Вольт со средней точкой. В зависимости от мощности исходного ИБП ток до 10 А легко.
На холостом ходу трансформаторы эти потребляют порядка 50-70мА ток. Греются не сильно. У многих ИБП трансформаторы с заваренным сердечником. Под перемотку не годятся, а как готовый трансформатор для начального уровня поделок очень даже неплохие.

<

Datagor

Игорь Котов Читатель Датагора
  • Главный редактор
Комментарий # 9 от 15-02-20, 21:49.
  • С нами с 26.02.2006
  • 2 256 комментариев
  • 274 публикации
 
Где-то была у нас статейка о героическом распиливании, перемотке, и обратной сборке заваренного трансформатора, да с удачным концом! smile
Хотел ссылку дать, но чегой-то не нашёл с наскоку.

<

yura

Юрий Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 10 от 16-02-20, 5:18.
  • С нами с 15.05.2008
  • 20 комментариев
  • 2 публикации
 
Цитата Chugunov
  Наиболее востребованный случай. При U=15V ток 2,5 А, выше гарантированного, но данные микросхемы спокойно его держат.

Если поставить задачу получить от микросхем бОльшую надежность при приближении мощности к критическим значениям, то есть вариант умощнить выход микросхемы по току, установив два комплиментарных транзистора на выходе. Конечно, такое повышение надежности скажется на инструментальном качестве, повысив гармонические искажения на малых мощностях, но говорить об аудиофильском качестве с такими микросхемами в таком включении в принципе не приходится.
Цитата Chugunov
  Не думайте, что с усилителями класса D всё будет иначе.

Всё-таки, там с мощностью немного иначе. Хотя бы потому, что в D классе, максимальное выдаваемое в нагрузку напряжение близко к напряжению питания, благодаря использованию выходных полевых транзисторов с низким Rds, к тому же работающих в ключевом режиме. В отличии от рассматриваемых микросхем, выходные транзисторы которых в лучшем случае выдают только 0,7 от U питания, а на практике и того меньше.

Цитата Chugunov
  Не советую LM1036 и им подобные, если хочется получить какое-то качество при наличии удовлетворительной акустики.

С TDA2030 темброблок будет работать вполне удовлетворительно. Потому, как, что одна что вторая микросхема крайне посредственны. Как минимум LM1876 нужно взять вместо TDA.

<

Chugunov

Сергей Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 11 от 16-02-20, 12:26.
  • С нами с 30.09.2009
  • 364 комментария
  • 32 публикации
 
yura, похоже, что я зря столько писал и картинки рисовал.
  умощнить выход микросхемы по току, установив два комплиментарных транзистора на выходе

КомплЕментарных транзисторов потребуется не два, а сколько?...
Места они займут куда побольше, чем данная микросхема, про неудобства и подбор транзисторов я и писать не буду.
А ГЛАВНОЕ - я показал НЕНУЖНОСТЬ данных мер в данном конкретном случае для данных условий (напряжение, нагрузки, токи и пр.).
"Умощнение" имеет смысл (если оно вообще получится), если надо увеличить выходной ток в РАЗЫ, а при данном питании этого не будет.
Если подключить TDA7560 (тоже за один доллар), то в datasheet на 4 Ом при 13,2 В обещают 19 Вт без доп. транзисторов т. к. внутренние выдерживают до 9...10 А.
  В отличии от рассматриваемых микросхем, выходные транзисторы которых в лучшем случае выдают только 0,7 от U питания, а на практике и того меньше.

График "Режимы при максимальной неискаженной мощности на нагрузке 8,2 Ом" не открывается?
По нему видно, что амплитуда каждой полуволны НА штатной НАГРУЗКЕ равна 10,2 В (не из симулятора , а с экрана осциллографа). Это будет 10,2/12=85% ну никак не "меньше 0,7 от питания". Эта доля будет несколько меньше у других, более "токовых" микросхем, но никак не в разы, а на единицы процентов. Про это я уже написал.
Измерения микросхем того же уровня (и стоимости), работающих в классе D показали, что у них та же проблема, не дотягивают они до "рельсы-к-рельсе", особенно без вольтодобавки. Благодаря тому, что их выходные каскады работают в ключевом режиме, греются они намного меньше, безусловно. Но максимальная НЕИСКАЖЕННАЯ мощность у них не намного выше.

<

yura

Юрий Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 12 от 16-02-20, 13:33.
  • С нами с 15.05.2008
  • 20 комментариев
  • 2 публикации
 
Цитата Chugunov
  yura, похоже, что я зря столько писал и картинки рисовал.

Ну, почему же? Очень интересен, как сторонний опыт. Далеко не каждый подходит с тщательностью к исследованиям своих устройств.
Цитата Chugunov
  КомплЕментарных транзисторов потребуется не два, а сколько?..

Одна пара как минимум.
Цитата Chugunov
  "Умощнение" имеет смысл (если оно вообще получится), если надо увеличить выходной ток в РАЗЫ, а при данном питании этого не будет.

Согласен. Потому я и вел речь не о способе увеличения выходного тока, а о способе повышения надежности работы микросхем. Об одном из вариантов.
Цитата Chugunov
  По нему видно, что амплитуда каждой полуволны НА штатной НАГРУЗКЕ равна 10,2 В (не из симулятора , а с экрана осциллографа). Это будет 10,2/12=85% ну никак не "меньше 0,7 от питания"

Постойте... Вы сами представляли графики параметров в параграфе "Электрические характеристики TDA7297 на нагрузке 4,1 Ом". Если взять показания, скажем, при 9V, то амплитудное значение Вы указали 6,55V. То есть это как раз 9 * 0,7 = 6,3V. А в случае питания от 15V, Uампл = 15 * 0,7 = 10,5V (10,2 в Вашем случае)
При чем, следует учитывать, что это амплитудное значение напряжения на нагрузке, а не действующее (эффективное).

<

Chugunov

Сергей Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 13 от 19-02-20, 12:30.
  • С нами с 30.09.2009
  • 364 комментария
  • 32 публикации
 
yura,
  Вы сами представляли графики параметров в параграфе "Электрические характеристики TDA7297 на нагрузке 4,1 Ом"

Ну вот, снова-здорОво. Я только что дал пример с нагрузкой 8 Ом или 4 Ома???????????????????
Несколько раз написал, что в datasheet вообще нет ни слова про 4 Ома - это нештатный режим.
Тем не менее, микросхема в нем работает и обеспечивает достаточные характеристики при батарейном питании, а также стационарном при умеренных требованиях - комнату озвучивает вполне достаточно (телевизор, приемник, магнитофон, плеер и прочая и прочая). При цене готовой платы со всеми деталями меньше доллара...
  Одна пара как минимум.

А хрен там. Опять-таки я нарисовал транзисторы при мостовом включении. Для "умощнения" надо добавить ВОСЕМЬ ШТУК!!! Если уж умощнять, то брать транзисторы в корпусе типа ТО-243 каждый из которых размером с эту микросхему. Как это будет выглядеть и что получится, писать не буду - не вижу смысла.
Естественно, TDA7297 - не предел. В закромах сайта давно пылится продолжение про TDA7379.
Удалось выжать из неё целых 50 синусоидальных ватт! Это не рекомендация к повторению, но показывает запас еще одной микросхемы за доллар.
Есть и еще более "токовая" TDA7560 за один доллар, вот только достойного блока питания для неё у меня уже нет.
У каждого типа микросхем своя "ниша" где они наиболее уместны. Понятно, что изначально надо выбирать микросхему у которой штатная мощность равна или превышает требуемую, но знать реальные недокументируемые параметры тоже невредно, особенно если микросхемы продают по бросовым ценам. Почему бы "начинающим" (для них и пишу) не потренироваться "на кошках" и так, чтобы сразу получить работающую схему. Получив опыт, можно браться за что-то более серьёзное.
И снова, очередной раз, всплывает проблема "настоящей" мощности, может быть затрону эту проблему в третьей части. Стандартов много, но все они далеки от жизни (музыкального сигнала). По факту всё это "сферический конь в вакууме". Синусоидальный стандарт излишне жесткий, но всякие рекламные выдумки с искажениями 10...50% еще более сомнительны.
Удивительно, но нормальные исследования по этой теме мне не попадались даже у Блауэрта и ему подобных.

<

yura

Юрий Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 14 от 19-02-20, 21:09.
  • С нами с 15.05.2008
  • 20 комментариев
  • 2 публикации
 
Цитата Chugunov
  Если уж умощнять, то брать транзисторы в корпусе типа ТО-243 каждый из которых размером с эту микросхему. Как это будет выглядеть и что получится, писать не буду - не вижу смысла

smile Ну кто же с этим спорит? Я говорил не об умощнении, ибо мощность практически ограничена напряжением питания, а о разгрузке выходных каскадов микросхемы, то есть повышении надежности.

Если честно, я недолюбливаю подобные мостовые включения усилителей, в принципе. Удвоение комплектующих, рост искажений... На мой взгляд, это оправдано только в ситуации каких-либо ограничений, например в автомобильной технике. Поскольку повышение мощности с сохранением качественных характеристик можно достичь сейчас иными способами.

Кстати, не планируете провести подобные исследования с усилителями класса "D" ? Что-то у меня большие подозрения в отношении заявленной линейности... smile

<

Chugunov

Сергей Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 15 от 21-02-20, 12:14.
  • С нами с 30.09.2009
  • 364 комментария
  • 32 публикации
 
yura,
  ...недолюбливаю мостовые включения усилителей, в принципе. Удвоение комплектующих, рост искажений.

Любить не обязательно. Проблемы возникают при попытке сделать мост самостоятельно, полностью из дискретных деталей, здесь всё на одном кристалле. А где здесь удвоение комплектующих? Напротив, ликвидируются самые габаритные детали - выходные конденсаторы большой ёмкости. Проблем с искажениями в режиме "до ограничения сигнала" не заметил. Измерять 0,2 или 0,3% по ряду причин даже не хочу, более важно, что явных искажений не слышно. Само собой, повторяю в сотый раз - нужен соответствующий блок питания и надо не превышать мощность. Но это касается любого усилителя.
  ... повышение мощности с сохранением качественных характеристик можно достичь сейчас иными способами.

Какими кроме удвоения напряжения питания??? Как правило, автономный (батарейный) блок питания - однополярный и его напряжение невелико, до 12 Вольт. В гаражах и на дачах нередко валяются стартерные батареи, которые стартер уже не крутят, но способны долго выдавать ток до нескольких Ампер. Вот им еще одно применение. Можно взять и живую батарею от UPS - 12В 7А*час. Сегодня отлично подойдут 3-4 литиеых элемента 18650. Это будет уже носимый вариант, легкий и практичный.
  подобные исследования с усилителями класса "D" ? Что-то у меня большие подозрения в отношении заявленной линейности...

По поводу мощности достаточно читать datasheet, но кто их смотрит: все упрямо галдят, что PAM8403 - это два по 3 Вт, а реально два по 1...2 Вт.
Искажения в линейном режиме меня мало беспокоят т. к. микросхемы расчитаны не для получения максимального качества, а для максимума мощности при минимальном нагреве и экономичности.
Что мне понравилось в TDA - мягкое ограничение, что не понравилось в классе D - резкое ограничение с искажением синуса "по бокам".
При работе от "батареек" преимущества класса D очевидны, хотя работали раньше приёмники типа VEF-12 месяцами от одного комплекта батарей, а сегодня все популярные гаджеты надо заряжать если не ежедневно, то раз в несколько дней.
Итак, сегодня у нас есть выбор, и это хорошо.

Информация
Вы не можете участвовать в комментировании. Вероятные причины:
— Администратор остановил комментирование этой статьи.
— Вы не авторизовались на сайте. Войдите с паролем.
— Вы не зарегистрированы у нас. Зарегистрируйтесь.
— Вы зарегистрированы, но имеете низкий уровень доступа. Получите полный доступ.