УМЗЧ 2x4 Вт с импульсным питанием

Рейтинг: 0 / 5

Подробности: Категория: УМЗЧ на микросхемах; Опубликовано: 19.03.2017 13:17; Просмотров: 3031

Понравилась статья - поделись с друзьями

Данный усилитель был изготовлен, главным образом, для работы с профессиональными и полупрофессиональными полноразмерными головными стереотелефонами, требующими для своей работы относительно большой амплитуды сигнала. Наушники такого вида автор однозначно предпочитает многочисленным миниатюрным стереотелефонам типа «пуговки», «накладки» и прочей «бижутерии», плохо звучащей и вредной для слуха и самочувствия, которой обычно укомплектовываются флэш-проигрыватели, коммуникаторы, микрокомпьютеры.

Усилитель построен на недорогой микросхеме ТА7282АР фирмы Toshiba [1]. Эта микросхема представляет собой интегральный двухканальный усилитель мощности звуковой частоты. Основные параметры ТА7282АР:

Принципиальная схема усилителя показана на рис.1.

Микросхема в этом усилителе включена по схеме близкой к типовой. Сдвоенным переменным резистором R1 регулируют громкость. Усиление DA1 по напряжению зависит от номинала резисторов R6, R7 (для первого канала) и R8, R9 (для второго канала). Поскольку выходная мощность этой ИМС относительно большая, то в усилителе предусмотрена работа микросхемы не только на нагрузку в виде головных телефонов, но и на акустические системы сопротивлением 4...8 Ом. Динамические головки ВА1, ВА2 подключают к гнездам XS3, XS4.
Головные телефоны подключают к гнезду XS2, сигнал на них подается через ограничительные резисторы R12, R13. Конденсаторы С12, С13 - вольтодобавка. Самовозбуждение усилителя на высокой частоте предотвращают демпфирующие цепи C14R10, C15R11. Конденсаторы С4, С5 ограничивают полосу рабочих частот УМЗЧ в области ВЧ. Усилитель получает питание от импульсного источника питания. Напряжение 12... 14 В поступает на усилитель через LC-фильтры L1C3 и L3C10. Напряжение +5 В используется для питания и подзарядки батарей внешнего мобильного компьютерного устройства, сигнал от которого и усиливается данным УМЗЧ. Будьте внимательны, не каждое такое устройство допускает подключение к усилителю в случае, если оно получает питание от того же источника напряжения, что и усилитель. Это связано с тем, что вовсе необязательно, чтобы в мобильном устройстве общий вывод для наушников был соединен с «минусом» источника питания. Диод Шотки VD1 предотвращает разряд аккумуляторной батареи через резисторы R4, R5 в случае программного или аппаратного сбоя в мобильном аппарате, когда ключ остается открытым и на выходе соединительного шнура появляется напряжение с аккумуляторной батареи. Дроссели L4, L5 препятствуют прохождению на выход усилителя высокочастотных сигналов, например, наведенных на соединительные кабеля работающим сотовым телефоном. Внешний вид на монтаж платы усилителя показан на рис.2. По потребительским качествам и затратам на создание этот усилитель представляет нечто среднее между конструкциями из [2, 3]. Этот усилитель можно применить не только для озвучивания фонограмм с карманного плеера, компьютера, но и для качественного прослушивания звукового сопровождения с компактных телевизоров, радиоприемников. При испытаниях он показал даже более качественный звук, чем встроенная акустика телевизоров с диагональю экрана до 32 дюймов.
Источник питания
В его качестве использован промышленный импульсный блок питания от видеоплеера серии Funai VIP-5000HC, из-за дешевизны бывшим очень популярным в девяностые годы прошлого столетия.

К настоящему времени многие из таких и подобных видеоплееров, видеомагнитофонов выработали свой ресурс или морально устарели, и их восстановление, заключающееся, в основном, в замене БВГ и ремонте ЛПМ, экономически нецелесообразно.
Импульсный ИП от видеоплеера модели Funai Vip-5000HC МК2 содержит очень надежный, относительно компактный, обособленный от других узлов экономичный импульсный ИП с выходными стабилизированными напряжениями около +5... 5,5 В и + 12... 14 В. Этот ИП можно легко отделить от общей платы видеоаппарата и использовать по своему усмотрению. С незначительными отличиями приведенные ниже рекомендации по использованию импульсных блоков питания от старой видеотехники можно применить и к устаревшему видеоплееру модели Funai Vip-5000HC MK2 и других аналогичных, например, серий VCP-500, VIP-8000. Внешний вид БП видеоплеера показан на рис.3.

Принципиальная схема блока питания показана на рис.4.

Схема этого БП не отличается особой оригинальностью, с различными модификациями такие БП аналогичного исполнения можно встретить довольно часто, например, в зарядных устройствах и внешних блоках питания малогабаритных аппаратов. В точке соединения конденсатора С13 и дросселя L02 можно снимать постоянное выходное напряжение около +12 В при токе до 1,5 А, а в точке соединения конденсатора С15 и дросселя L03 напряжение постоянного тока + 5 В током до 0,8 А. В цепи +5 В при изменении тока от 0,1 до 1 А выходное напряжение изменяется менее
чем на 0,1 В. Резисторы R4, R5 на схеме рис.1 - нагрузка блока питания. При их отсутствии и малой громкости усилителя блок питания выходит из режима стабилизации и работает в аварийном режиме с завышенными выходными напряжениями. Хотя рассеиваемая этими резисторами мощность невелика, если вы не хотите нагревать воздух просто так, то в качестве необходимой нагрузки можно использовать 10-15 сверхъярких «белых» или «синих» светодиодов, каждый из которых подключен к источнику напряжения +5 В через рези-
стор 100 Ом. Потребляемый от сети блоком питания при максимальной загрузке ток составляет не более 90 мА при сетевом напряжении 220 В.
Перед тем как отпилить блок питания от остальной платы, желательно маркером со стороны печатных проводников разметить контуры, по которым пройдется миниатюрная дисковая пила https://service-mos.com/services/ehlektroplity/ или лобзик. Следует отметить, что материал основы платы очень хрупкий, поэтому необходимо соблюдать осторожность, чтобы плата не раскололась иначе, чем необходимо. При разметке надо тщательно
проследить, чтобы ни один элемент, относящийся к блоку питания, не оказался отрезанным за его пределами, прежде всего это относится к элементам стабилизатора напряжения.
После того, как вы успешно отделили узлы блока питания от общей платы видеоплеера и проверили на целостность все его цепи, БП следует испытать в работе. Для этого вместо плавкого сетевого предохранителя подключается лампа накаливания на 25 Вт, 220 В. Выход БП +5 В нагружают резистором сопротивлением 24 Ом, 2 Вт, а выход +12 В - резистором 100 Ом, 2 Вт, после чего блок питания включают в сеть. При аварийной ситуации лампа накаливания, включенная вместо предохранителя F01, загорится в полный накал. Если испытания прошли успешно, то можно приступить к модернизации работоспособного БП. В первую очередь штатный плавкий предохранитель на ток 1,6 А заменяют плавким предохранителем на ток 0,25 А. Резистор R01 заменяют невозгораемым резистором на 6,8...15 Ом на мощность 1 или 2 Вт, можно проволочным, в авторском случае этот резистор на печатной плате отсутствовал вовсе. На мощный высоковольтный транзистор 2SC4517, работавший без радиатора, необходимо установить небольшой дюралюминиевый тепло-отвод размерами 50x20x1,5 мм. Слаботочный выпрямительный диод в цепи выпрямителя +5 В желательно заменить более мощным диодом, желательно с барьером Шотки, например, 1N5818 или мощным диодом типа КД213А. Параллельно оксидным конденсаторам С12-С15 желательно припаять керамические конденсаторы емкостью 0,1...2,2 мкФ, например, типа К10-17, К10-50 или SMD. При длительной работе и максимальной загрузке блока питания температура мощного высоковольтного транзистора и импульсного трансформатора не должны превышать 45.. .50°С. Если вы пожелаете немного увеличить мощность усилителя, то его потребуется запитать большим напряжением, для чего нужно увеличить количество витков обмотки 15-16. Это можно сделать, не разбирая импульсного трансформатора Т01, намотав дополнительную обмотку поверх сердечника проводом МГТФ.
Детали и конструкция Устройство собрано в корпусе пассивной АС размерами 230x140x130 от китайской магнитолы (рис.5).

В корпус установлены источник питания, плата
усилителя, регулятор громкости, необходимые разъемы, а также отключаемая контрольная динамическая головка ЗГДШ-8 взамен импортной YD120-2. Отечественный динамик при немного меньшем диаметре диффузора и вдвое большем сопротивлении катушки показал лучшее звучание и такую же громкость, что и иностранный динамик. Поскольку импульсный ИП не экранирован, сигнальные провода, идущие к регулятору громкости и от него, должны быть с двойной оплеткой, корпус переменного резистора соединяют с общим
проводом. Если вам не удастся устранить фон от ИП, то можно установить переменный резистор меньшего номинала или уменьшить усиление микросхемы, заменив R7, R9 резисторами большего номинала.
Постоянные резисторы можно использовать любого типа общего применения соответствующей мощности, например С1-4, МЛТ, С2-23. Переменный резистор сдвоенный номиналом 4,7...10 кОм с металлическим экраном. Если вы экранируете БП или он будет находиться в отдельном корпусе, то подойдут и переменные резисторы номиналом 22... 47 кОм. Оксидные конденсаторы - импортные аналоги К50-35, К50-29. Неполярные С1, 02, 014, 015, 019, 022 - малогабаритные пленочные, например,
К73-17 на рабочее напряжение 63 В или импортные «зеленые» на 50 В. Остальные конденсаторы керамические К10-17, К10-50. Диод Шотки 1N5817 можно заменить аналогичным диодом 1N5818, 1N5819. Микросхему ТА7282АР можно заменить аналогичной TA8207R имеющей максимальную выходную мощность до 5,8 Вт на канал и допускающую максимальное напряжение питания до 18 В. Микросхему устанавливают на теплоотвод. Дроссели L1, L2, L4, L5 - один виток сложенного вдвое монтажного провода на ферритовых цилиндрах диаметром и длиной 10 мм или более. Дроссель L3 малогабаритный промышленный на ток не менее 1,5 А, индуктивностью от 47 мкГн с сопротивлением обмотки не более 0,1 Ом.
При желании, эту конструкцию можно дополнить предварительным усилителем, регуляторами тембра и баланса. Автор же к этим «штучкам» относится скептически, поскольку чувствительности усилителя для работы с источником сигнала от компьютеров и мобильных микрокомпьютерных устройств более чем достаточно. Регуляторы тембра и баланса к настоящему времени устарели - фонограммы и акустика должны звучать качественно без «улучшайзеров» -плохие записи в считанные секунды можно поправить на компьютере, а если уж очень захочется изменить тембр, для этого будет достаточно программных регуляторов плеера.
Литература
1.Турута Е.Ф. Усилители мощности звуковой частоты -интегральные микросхемы. -М.:ДМК, 2000.-0.173-174.
2. Бутов А.Л. Усилитель на TDA1521 в корпусе БП ТЕС-12-3-НТ//Радиоаматор. - 2008. -№10.-0.12-14.
3. Бутов А.Л. Активная АС в мыльнице//Радиоаматор. -2008. - №8.-0.9-10.