DIYの100ワットアンプ。 TDA7294 チップ上の強力な ULF (100 W)

DIYの100ワットアンプ。 TDA7294 チップ上の強力な ULF (100 W)

手頃な価格のアンプにはかなりの種類がありますが、これはそのうちの1つです。 回路は非常に単純で、1 つの超小型回路、いくつかの抵抗とコンデンサだけが含まれています。 このアンプの特性は、これほど低価格であるにもかかわらず、非常に本格的です。 出力電力は最大電力で100Wに達します。 純出力は70Wです。

アンプ仕様

TDA7294 のアンプの詳細な特性:
  • 電源はバイポーラで、中間点は 12 ~ 40 V です。
  • Fアウト - 20~20000Hz
  • Rアウト。 最大。 (+-40V を供給、Rn=8 オーム) - 100 W。
  • Rアウト。 最大。 (+-35V を供給、Rn=4 オーム) - 100 W。
  • ハーモニクスに (Pout = 0.7 R 最大) - 0.1%。
  • Uin - 700 mV。
TDA7294チップは安くて1ペニーなので、購入しました - 。


これらのアンプはペアで使用すると優れた効果を発揮するため、これを 2 つ作成すると、シンプルなステレオ アンプが完成します。 アンプとスイッチング回路の詳細な特性については、を参照してください。
アンプの電源は 1.5 倍強力なものを選択することをお勧めします。この点に留意してください。

アンプ基板

要素の配置の図:


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(ダウンロード数: 1084)


印刷時は倍率を70%に設定してください。

レディアンプ




マイクロ回路は、サイズが小さくなるため、できればファンを備えたラジエーターに取り付ける必要があります。 プリント基板を作る必要は全くありません。 多数の穴が開いたブレッドボードを使用して、アンプを 30 分で組み立てることができます。
十分に実績のあるこのようなシンプルなアンプを構築することをお勧めします。

パワーユニット

電源は、150 W 変圧器を使用した古典的な方式に従って完成します。 リングコアを備えた変圧器を使用することをお勧めします。これは、より強力で小型で、ネットワーク干渉や交流電圧の電磁バックグラウンドの発生が最小限に抑えられるためです。 各アームのフィルタ コンデンサは 10,000 µF です。

アンプを集めて、またお会いしましょう!

優れた技術的特性により、提示されたアンプは家庭用電気音響 Hi-Fi 機器での作業に推奨されます。

その設計には、SGS-THOMPSON 製の TDA7294 集積回路が使用されています。 その構造には、過熱による負荷の短絡に対する保護とノイズ低減システムが備わっています。

アンプ仕様:

  • 入力インピーダンス 22 kΩ;
  • 再生周波数帯域20Hz~100kHz。
  • 出力電力一定 70 W/8 オーム;
  • 音楽出力 100 W/8 オーム (IIv. +/- 40 V)。

回路図

入力信号は、コンデンサ C1 と、抵抗 R1 とコンデンサ C2 で構成されるローパス フィルタを介してアンプ入力に供給されます。 抵抗 R4 により負帰還が生じます。 アンプに搭載されている「MUTT」回路と「STANDBY」回路は、電源投入後自動的にオンになります。

米。 1. TDA7294 チップ上の強力な ULF の回路図 (100 W)。

これらの回路の時定数を変更する必要がある場合は、コンデンサ C9 と CJ の値をそれに応じて選択する必要があります。 抵抗 R5 および R6 の値を減らすことは、「MUNF」および「STANDBY」入力の最大許容入力電流を超える可能性があるため、推奨されません。

部品と取り付け

内蔵の熱保護機能により、回路温度が 145 °C を超えるとアンプがオフになります。 アンプの設置は難しくありません。 組み立ては、すべてのジャンパーをはんだ付けすることから始めます。 次に、抵抗とコンデンサをはんだ付けする必要があります。

集積回路は、まずヒートシンクに取り付けてから、基板にはんだ付けする必要があります。 こうすることで、はんだ付け箇所が誤って剥がれるのを防ぐことができます。

アンプで使用する必要があるヒートシンクは、集積回路から適切な熱放散を提供する必要があります。そうしないと、ヒートシンクがオフになってしまいます。

アンプの機能を最大限に活用するには、適切な電源が装備されている必要があります。 300 W トロイダルトランスと 2 x 10000 uF コンデンサバンクを使用するのが最善です。 それぞれ 150 W の電力を持つ 2 つの変圧器を使用し、各チャンネルに個別の電源を設置することもできます。

US1 TDA7294
C1 1μF
C2 2.2nF
北西 22μF/16V
C4、C7 100nF
C8 22μF/40V
C4、C5 1000μF/40V
S9、S10 10μF/35V
R1 450オーム
R2、R4、R5、R6 22キロオーム
R3 680オーム

アンプに供給する電圧は +/-10 ~ +/- 40 V の範囲内にあります。いずれの場合でも、電圧は 40 V を超えないようにしてください。高価な集積回路が損傷する恐れがあります。

アンプの電源を入れるときは、数ワットの電力と数十オームの抵抗を電源と直列に接続する必要があります。これは、基板上の短絡の場合に集積回路を保護します。

+/-40 V の電圧が供給されたときのアンプの静止電流は 60 mA を超えてはなりません。 集積回路の DC 出力電圧は、グランドを基準として測定され、0 V でなければなりません。

このパワーアンプは PA100 をベースにしており、National Semiconductor の AN1192 のアプリケーションで詳細に説明されています。

強力な自作の 4 オーム スピーカーを組み立てたとき、アンプはそのような負荷を「駆動」できなかったため、より強力なアンプを組み立てることにしました。 並列回路でチャンネルごとに 2 つの LM3886 を使用するパワーアンプ回路を設計しました。 8 オーム負荷では、アンプの出力電力は約 50 ワット、4 オーム負荷では 100 ワットです。 このアンプは 4 つの LM3886 ULF チップを使用しています。

ちなみに、Jeff Rowland は自身の Hi-Fi デザインの一部で LM3886 を使用しており、良いレビューを得ています。 つまり、安価なアンプも高品質になる可能性があります。

LM3886 チップは非反転アンプとして接続されています。 ULF の入力インピーダンスは抵抗 R1 (47 kOhm) によって決まります。 抵抗 R20 (680 オーム) とコンデンサ C20 (470 pF) は、RCA 入力コネクタにハイパス フィルターを形成します。 コンデンサ C4 および C8 (220 pF) は、LM3886 チップの入力で RF をフィルタリングするために使用されます。

アンプを組み立てるとき、いくつかの場所で高品質のコンデンサを使用しました。DC フィルタリング用の C1 (1 μF)「Auricap」、C2 と C6 (100 μF)「Blackgate」、および C12、C16 (1000 μF)「Blackgate」です。

アンプの回路図を以下に示します。

プリント基板の開発は、パワーグランド(供給)とシグナルグランドを分離することを考慮して行われました。 シグナルグランドは中央にあり、フォースグランドに囲まれています。 C5付近では細い道で繋がっています。 プリント基板の設計は、PADS PowerPCB 5.0 プログラムで実行されました。

プリント基板は自分で作らず、会社に渡しました。 手に取ってみると、いくつかの穴の直径が必要以上に小さいことがわかりました。 自分で手で穴を開けました。 下の写真は基板の写真です。

抵抗 1kOhm と 20kOhm は 0.1% の精度で手動で選択されました。 3 ワット 1% の抵抗を見つけるのは難しいため、出力抵抗として、公称値 1 オーム 0.5 ワット 1% の抵抗を 6 つ使用しました。

私はチップの絶縁バージョンである LM3886 TF を使用したため、放熱ペーストを介してケースとヒートシンクに直接接続しました。

絶縁コンデンサ「Auricap」1uF 450V。 コンデンサは主信号回路に関わるため高品質のものを購入しました。

ハイパスフィルターのコンデンサー:「シルバーマイカ」47pF および 220pF。

パワーフィルターには「Blackgate」1000μF 50Vコンデンサを使用しました

コンデンサー C2 と C6 も Blackgate 製で、公称値は 100 µF 50 V です。 最良の結果を得るには、バイポーラ コンデンサを使用するのが良いですが、私は電解液を使用しました。 双極性のものはボードに適合しません。

フィルターチェーン R20 (680 オーム) + C20 (470 pF) は RCA コネクターに直接配置されます。 これは、RF ノイズがアンプ基板に到達する前にフィルタリングして除去するのに役立ちます。

0.1uF の電源カップリング コンデンサはアンプ基板の背面で LM3886 レッグに直接はんだ付けされており、これにより RF ノイズのフィルタリングが向上します。

LM3886 チップはアルミニウム製ラジエーターに取り付けられ、その後アンプ本体に取り付けられます。 ケースの外側に、PC プロセッサー ファンのラジエーターをさらに 3 つ取り付けました。 より良い熱伝達のためにサーマルペーストが全体に使用されました。

これらすべてのヒートシンクにより、アンプは中程度の音量でかなり発熱します。

電源にはLT1083可変電圧レギュレータICを使用しました。 その前に10,000μFの容量のコンデンサを配置し、その後に-100μFを配置しました。 調整可能な電圧安定器を使用する利点は、リップル電圧が実質的に存在しないことです。 これがないと、小さな 50/100 Hz のノイズが聞こえます。

ダイオードブリッジには強力な MUR860 ダイオードが使用されました。

LT1083 電圧安定器は最大 8A の電流を供給できます。

変圧器は 500VA 2x25V の電力で使用されました。 スタビライザー後の電圧は 30 ボルトです。

将来的には、スタビライザーをより強力なものに交換する予定です(下図を参照)。 TIP2955 トランジスタは最大 15A の電流に耐えることができます。

アンプを組み立てた後、DC電圧を測定したところ、スピーカー端子に約7mVのオフセットが見られました。 マイクロ回路の 2 つの出力間の電圧差は 1 mV 未満です。

アンプのサウンドは、以前 LM3875 で組み立てたアンプのサウンドに似ており、非常にクリーンです。 ノイズ、シューシュー音、ブザー音はありません。 LM3875 アンプと比較して、このアンプは 4 オームのスピーカーから約 2 倍のパワーを供給し、深くてパンチのある低音と優れたダイナミクスを実現します。

放射性元素のリスト

指定 タイプ 宗派 注記私のメモ帳
ウルフ
U1、U2 オーディオアンプ

LM3886

2 メモ帳へ
C1 コンデンサ1μF1 メモ帳へ
C2、C6 100μF2 メモ帳へ
C3、C7 コンデンサ4.7pF2 メモ帳へ
C4、C8 コンデンサ220pF2 メモ帳へ
C5、C9 電解コンデンサ10μF2 メモ帳へ
C10、C11、C13 コンデンサ0.1μF3 メモ帳へ
C12、C14 電解コンデンサ1000μF2 メモ帳へ
C20 コンデンサ470pF1 メモ帳へ
R1 抵抗器

47キロオーム

1 メモ帳へ
R2、R3、R7、R8 抵抗器

1キロオーム

4 メモ帳へ
R4、R9 抵抗器

22キロオーム

2 メモ帳へ
R5、R10 抵抗器

10キロオーム

1 メモ帳へ
R6、R11、R13~R16 抵抗器

0.5オーム 1W 1%

6 メモ帳へ
R12 抵抗器

2オーム

1 メモ帳へ
R20 抵抗器

680オーム

1 メモ帳へ
パワーユニット
U1、U2 リニアレギュレータ

LT1083

2 メモ帳へ
D1-D8 整流ダイオード

MUR860

8 メモ帳へ
C1、C4 電解コンデンサ10000μF2 メモ帳へ
C2、C5 コンデンサ1μF2 メモ帳へ
C3、C6 電解コンデンサ100μF2 メモ帳へ
R1、R2 抵抗器

100オーム

2 メモ帳へ
R3、R4 トリマ抵抗器2.5キロオーム2 メモ帳へ
TX1、TX2 変成器220/25V2 メモ帳へ
強力なスタビライザー
N1、N2 リニアレギュレータ

LM317

2 メモ帳へ
V1、V2 バイポーラトランジスタ

ヒント2955

2 メモ帳へ
V3~V12 整流ダイオード

MUR1560

10 メモ帳へ
V13、V14 整流ダイオード

1N4007

2

これは、人気のある TDA7294 マイクロ回路をベースにした自家製 100 ワット アンプの繰り返しテストされた回路で、強力な出力トランジスタのペアで強化されています。 この回路は低抵抗負荷を対象としていますが、出力電流の大部分はマイクロ回路から除去されず、追加のトランジスタによって負荷に供給されます。 そして、超小型回路はそれらを制御するだけです。 UMZCH は、100 ワット以上の電力の低インピーダンス負荷で動作するように設計されています。

ご覧のとおり、TDA7294 MS のアンプは、B モードで動作する 2 つの強力な出力トランジスタによって補完されており、マイクロ回路の出力電流を増幅するため、消費電力が大幅に削減され、電源電圧を上げることができます。負荷の電力を増加させます。 停止時、出力トランジスタは閉じており、電源からの電流を消費しません。 低い信号レベル (負荷で最大約 0.5 ボルト) では、トランジスタは開かず、出力信号はマイクロ回路の出力から抵抗 R7 を通って負荷に流れます。 同時に緊張感も出てきます。 信号レベルが増加すると、R7 の電圧が増加し、約 0.6 ボルト (これは 4 オーム負荷で 30 ~ 50 mW の電力に相当) に達すると、出力トランジスタが開き始めます。 出力電圧が低い場合、出力トランジスタは短時間の音量ピーク時にのみ開きます。 出力信号が増加すると、出力段がオンになり、負荷への電力が引き継がれます。 この場合、電力の 10% のみがマイクロ回路からスピーカーに流れ、出力電力のさらに 10% がマイクロ回路によって出力トランジスタの駆動に費やされます。


したがって、低インピーダンス負荷で動作し、マイクロ回路を過熱させることなく最大の電圧と電流を得ることができます。 「並列」接続とは異なり、ここではマイクロ回路が予備段階として機能し、主電源は追加のトランジスタによって制御されます。 この接続は、最大 100 W に達する強力なサブウーファーをブーストするのに適したオプションです。 より強力なマイクロ回路は、そのような電力を簡単に提供します。 2 番目のオプションは、部屋を鳴らすための 2 ウェイ アンプの低周波/中周波チャンネル (高周波チャンネルは増幅なしで TDA7294 で作成されます) です。 出力として使用できるのはバイポーラトランジスタのみです。 フィールドの場合、開くには、約 4 ボルト、またはそれ以上の大きな電圧を印加する必要があります。 そして、この電圧は抵抗 R7 の両端に形成されます。 電力は少なくとも 5 W である必要があり、それに応じて発熱します。 そして最も重要なことは、出力のないマイクロ回路が 1 つだけ低電力で動作するということです。


コイル L1 は R8 に直接巻くことができます。 これを行うには、MLT-2 W タイプの抵抗器を使用し、その周りに直径 1 mm のワイヤを 2 層巻き付けます。 コイルが滑らないように、上層は短くする必要があります。 コイルがバラバラになるのを防ぐために、コイルに接着剤を軽く浸しておきます。 コイルのリード線を抵抗器のリード線に巻き付けます。 チップには小さなヒートシンクが必要です。 ガスケットを介して、それとトランジスタを共通のラジエーターに配置できます。 アンプを組み立てた後、オシロスコープを使用して信号を見て自励励起がないことを確認する必要があります。


アンプの出力電力を 100 ワット以上に高めるには、トランジスタの電源電圧を不安定な電圧で 50 ボルトまで上げる必要があります。 そして、超小型回路には、+- 38 ボルト用のスタビライザーを使用します。 スタビライザーは、ポイント A と B で超小型回路の電源回路の断線に接続されています。これで、電源電圧の降下は超小型回路に影響を与えないため、超小型回路への電力供給は常に最大となり、常に最大出力電圧を生成できます。 。 これは、負荷の電圧と電力が常に可能な最大値になることを意味します。

TDA7294- フランスのTHOMSON社によって製造された低周波増幅器マイクロ回路。 この超小型回路は電界効果トランジスタ上に構築されているため、高音質が保証され、最小限の外部要素によりデバイスの良好な再現性が保証されます。 保守可能な部品から正しく組み立てられたアンプはすぐに動作し始め、調整の必要はありません。 マイクロ回路の外観を最初の図に示します。

TDA7294 でアンプを組み立てるには、次の部品が必要です。

1. チップ TDA7294 (または TDA7293)
2. 電力0.25ワットの抵抗器
R1 - 680オーム
R2、R3、R4 - 22 kOm
R5 - 10キロオーム
R6 - 47kΩ
R7 - 15キロオーム
3. フィルムコンデンサ、ポリプロピレン:
C1 - 0.74mkF
4. 電解コンデンサ:
C2、C3、C4 - 22mkF 50ボルト
C5-47mkF 50ボルト
5. ダブル可変抵抗 - 50 kΩ

ステレオアンプの場合、可変抵抗器を除く 2 つの部品が必要になります。
取り付けは、片面フォイルグラスファイバー製のプリント基板上に行われます。 その図面は2番目の写真に示されています。 1 対 1 スケールの .cdr 形式のボードを含むアーカイブも追加されました。

超小型回路は、未使用のピン 5、11、12 が取り除かれた基板に取り付けられています。少なくとも 0.74 mm2 の断面積を持つワイヤを使用して取り付けてください。 チップ自体は少なくとも600 cm2の面積を持つラジエーターに取り付ける必要があります。 ラジエーターには負の電源電圧がかかるため、アンプ本体にラジエーターが触れないようにしてください。 ハウジング自体は共通のワイヤに接続する必要があります。

次に、電源について少しお話します。

電源は、電圧 25 ボルト、電流 5 アンペアの 2 つの巻線を備えた降圧変圧器です。 整流器には超高速ダイオードを使用する方が良いですが、原理的には通常のダイオードで十分です。 各ダイオードに並列に容量 0.01 mkF のコンデンサをはんだ付けすることをお勧めします。 フィルタ コンデンサ C1 と C3 は、50 ボルトの電圧で 22,000 mkF の容量を持ち、コンデンサ C2 と C4 は 0.1 mkF の容量を持ちます。 電源には特に注意してください。巻線の電圧とフィルタコンデンサも同じである必要があります。 電圧の不均衡は許されるべきではありません。 アンプに電源を供給する場合は、同時に電源も供給する必要があります。 そうしないとチップが爆発してしまいます。これは非常に印象的です。

35 ボルトの電源電圧は 8 オームの負荷でのみ使用できます。4 オームの負荷がある場合は、電源電圧を 27 ボルトに下げる必要があります。 この場合、変圧器の二次巻線の電圧は 20 ボルトでなければなりません。

TDA7294 チップ上のこのアンプ回路のプリント基板ファイルをダウンロードできます。




出典: http://bezkz.su


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