Усилитель на TDA1521 в корпусе БП ТЕС-12-3-НТ

Рейтинг:  0 / 5

Подробности

Категория: УМЗЧ на микросхемах

Опубликовано: 19.03.2017 15:04

Просмотров: 9379

А.Л. Бутов, с. Курба, Ярославская обл.
В настоящее время трудно найти радиолюбителя, который раз в жизни не пробовал собрать хотя бы простенький усилитель мощности низкой частоты. Изготовление с «чистого листа» даже несложного усилителя неизбежно отнимает много времени, причем значительная часть времени расходуется не на сборку усилительного модуля, а на разные побочные работы, например изготовление корпуса, лицевой панели, намотку трансформатора. Поэтому, чтобы сократить затраты времени на изготовление готовой конструкции, можно актуально использовать уже готовые узлы и компоненты, что позволит резко сократить затраченные на сборку часы. В итоге, учитывая прямые и косвенные расходы, самодельная конструкция обойдется ненамного дороже аналогичной серийной, а если вам пришлось покупать по розничным ценам минимум комплектующих, то может быть даже и дешевле.

Однажды трепанации подвергся болгарский блок питания, называемый как «Стабилизированный выпрямитель тока ТЕС-12-3-НТ», выпуска 1985 года. Это устройство было собрано в шикарном по современным меркам цельнометаллическом дюралюминиевом корпусе размерами 240x210x55 мм с толстыми стенками (см. фото),на котором написано «12V - ЗА». Ранее это устройство использовалось для питания радиостанции, после развала СССР радиостанции нашему сельскому хозяйству стали не нужны, и этот блок питания продолжил свою службу в качестве источника энергии для простенькой китайской магнитолы «озвучивавшей приусадебный участок. Китайская магнитола страдала повышенной температурой, хроническим бронхитом, потерей памяти и слабым голосом, из-за чего ее симбиоз с показанным на фото блоком питания пришлось разорвать. А чтобы любитель-садовод не остался на приусадебном участке и в бассейне без музыки и новостей, в прочный нержавеющий корпус этого блока питания было решено установить самодельный усилитель мощности звуковой частоты и УКВ радиоприемник.
Скучный поиск по справочникам и прайс-листам подходящей под этот блок питания микросхемы УМЗЧ привел к недорогой микросхеме типа TDA1521, предназначенной для построения усилителей среднего класса. В микросхему встроена защита от «щелчка», термозащита и защита от короткого замыкания в цепи нагрузки. Микросхема обеспечивает выходную мощность 2x12... 15 Вт на нагрузке 4...8 Ом. Ее минимальное напряжение питания 15 В (однополярное), максимальное - 42 В. При снижении напряжения питания менее 15 В работа микросхемы блокируется. Микросхема TDA1521 способна работать как в двухканальном режиме, так и в одно-канальном в мостовом включении, ее можно питать как однополярным напряжением питания.так и двухполярным. В стереоусилителе, собранном по схеме рис.1, использовано однополярное питание.
 
 Однополярное питание требует наличия на выходах усилителя оксидных конденсаторов большой емкости на относительно большое рабочее напряжение. Лет 20 назад такие конденсаторы славились также и большими габаритами,в настоящее время размеры оксидных конденсаторов емкостью 2000 мкФ и более снизились в несколько раз, а их стоимость почти символическая. Наличие разделительных конденсаторов на выходе УМЗЧ позволяет избежать повреждения акустических систем при выходе из строя микросхемы УМЗЧ, а также подмагничивания динамиков током смещения нуля, что ухудшает звучание. Усилитель собран по схеме близкой к типовой. Резистором R3 регулируется громкость, переключателем SB1 можно переключить режим работы устройства. В одном режиме вход усилителя будет подключен к встроенному в корпус БП радиоприемнику, в другом - к внешнему источнику сигнала. Коэффициент усиления микросхемы по напряжению около 30. Регулятор баланса стереоканалов и регуляторы тембра в них усилителе отсутствуют по причине отсутствия необходимости в этом и как устаревшие лет 15 назад компоненты УМЗЧ. Сейчас уже не 60...80 годы прошлого столетия, когда износ дешевой недолговечной магнитной головки аудио магнитофона компенсировали выкручиванием до упора ручек регуляторов тембра.
 
На рис.2 показана структурная схема интегральной микросхемы TDA1521.Имевшийся в блоке питания ТЕС-12-3-НТ стабилизатор напряжения 12 В пришлось ликвидировать, поскольку он стабилизировал «минус», а не «плюс», как хотелось. При желании, стабилизатор с общим «минусом» можно собрать на любой подходящей интегральной микросхеме. От хитрого болгарского изделия был оставлен корпус, силовой трансформатор Т1, выпрямительные диоды VD1, VD2, конденсаторы С9-С13, светодиод и выключатель питания SA1. Узел блока питания был переделан так, как показано на рис.3.
 
 Также на этом рисунке видно стабилизатор напряжения +3,2 В для питания модуля радиоприемника и то, как этот радиоприемный модуль подключен. В качестве этого модуля использована настроенная плата от примитивного карманного китайского радиоприемника с автопоиском радиостанций. Настройка на радиостанцию производится с помощью двух кнопок, чувствительность весьма высокая, качество звука относительно посредственное, уступающее звучанию аккуратно и грамотно собранных самодельных радиоприемников на известной микросхеме К174ХА34, Такие радиоприемники были популярны во второй половине 1990-х начале 2000-х годов. Поскольку автору не хотелось собирать очередной радиоприемник, то после объяснений владельцу блока питания, что от него требуется, он без долгих раздумий принес китайскую игрушку, плата от которой в итоге и поселилась рядом с самодельным усилителем.
Фото внешнего вида того, что получилось в итоге, показано на рис.4.
 
 Плата усилителя расположена слева на фото, платы выпрямителя напряжения и стабилизатора +3,2 В - посередине, силовой трансформатор вверху справа, модуль радиоприемника внизу справа. Для настройки на радиостанции параллельно штатным мембранным кнопкам радиоприемника подключены две кнопки со свободно разомкнутыми контактами, сделанными на основе микропереключателей. Провода от платы радиоприемника к этим кнопкам должны быть как можно короче.
Детали:
Вместо микросхемы типа TDA1521 можно установить TDA1521Q. Микросхема TDA1521А для работы в этой конструкции не годится. Микросхему необходимо установить на теплоотвод, в качестве которого может быть использован металлический корпус конструкции. Между микросхемой и металлическим корпусом нужно установить тонкую слюдяную изолирующую прокладку. Микросхема прижимается к теплоотводу с помощью двух винтов МЗ и металлической пластинки. Между корпусом микросхемы и прижимной пластинкой необходимо установить тонкую прокладку из плотного электрокартона, что предотвратит деформацию и повреждение корпуса микросхемы. При установке микросхемы на теплоотвод используется теплопровящая паста.
Вместо транзистора КТ815В можно использовать любой из серий КТ815, КТ817, КТ805. Стабилитрон КС139А можно заменить КС407Б, КС139Г, 2С139А, 1N4730A, BZX/BZV55C-3V9. Вместо диода КД521А подойдет любой маломощный, например 1М4148,КД522А. Болгарские диоды КД2002 можно заменить любыми из серий КД213, КД206, КД242, Р600. Оксидные конденсаторы -импортные аналоги К50-35, неполярные - любые керамические или пленочные, рассчитанные на рабочее напряжение на менее 63 В. Конденсаторы С6.С7 в схеме усилителя устанавливают вблизи выводов питания микросхемы DA1. Переменный резистор был установлен сдвоенный типа СПЗ-З0а. Общий провод подключается к металлическому корпусу в одной точке, предпочтительнее вблизи от этого резистора. Помехоподавляющий дроссель L4 содержит 6 витков сложенного вдвое многожильного монтажного провода, можно намотать на кольце диаметром 16...24 мм из любого низкочастотного феррита. Дроссели L1,L2 можно намотать на таких же ферритовых кольцах, содержат по 2 витка сложенного вдвое монтажного провода. Дроссель L3 содержит 24 витка провода ПЭВ-2-0,43,намотанных на картонной оправке диаметром 3 мм. Трансформатор Т1 можно использовать любой подходящий, рассчитанный на ток нагрузки не менее 3 А. При использовании двухполупериодной схемы выпрямителя напряжение на каждой вторичной обмотке должно быть 18...22 В. При построении выпрямителя по мостовой схеме достаточно одной такой обмотки. Предохранитель FU1 обычный плавкий, FU2 - самовосстанавливающийся любого типа на ток 3...4 А.
Работа с устройством
При длительной работе усилителя на максимальной мощности его металлический корпус-теплоотвод почти не нагревается. Если ваша конструкция «садового» усилителя будет приблизительно такой же, а живому щебетанию птиц и лаю сельских собак вы предпочитаете музыку, не выставляйте усилитель жарким летним днем под прямые солнечные лучи, иначе конструкция может получить тепловой удар и связанную с ним преждевременную кончину.
Качество работы усилителя, собранного на двухканальной микросхеме TDA1521, сопоставимо с аналогичными усилителями, собранными на отчасти незаслуженно популярных TDA2030. Незаслуженно потому, что давным-давно существуют микросхемы с аналогичными схемами включения, превосходящие по основным параметрам эту микросхему, например TDA2051H. Если вы решили частично или полностью повторить эту конструкцию, то не стоит ориентироваться именно на микросхему TDA1521. Вполне вероятно, что в вашей местности для поставленной задачи и под имеющийся или под вновь собираемый блок питания по приемлемой цене найдутся микросхемы с лучшими параметрами.
На создание этой конструкции было затрачено 22 человеко-часов и потрачено около 9 USD. В эту сумму включено: стоимость микросхемы, оксидных конденсаторов и самовосстанавливающегося предохранителя. Все остальные детали были использованы от разобранной старой, условно-бесплатной техники. Стоимость припоя, канифоли,выпитого кофе и 0,2 $ за 4 кВт.ч израсходованной во время сборки устройства электроэнергии не учитываем. При типичной стоимости мужского наемного труда в нашей местности около 5-7 USD в час, получаем, что создание конструкции обошлось как бы в минимум 125 USD. На фоне этого, если каждый час вашей жизни стоит дорого, целесообразней и выгоднее сходить в магазин и за 125 USD купить готовый усилитель с реальными 2x10...15 Вт выходной мощности, небольшими акустическими системами и ПДУ.
В заключение, по мнению автора, не стоит тратить сотни и тысячи часов на создание «самого лучшего усилителя в мире». Намного важнее, что вы слушаете, с кем вы слушаете, каких исполнителей, каких композиторов, а не то, как и на чем слушаются однодневные «хиты».
РА 10*2008