Радиоприемник - мостовой УМЗЧ

Рейтинг:  0 / 5

Подробности

Категория: УМЗЧ на микросхемах

Опубликовано: 19.03.2017 15:13

Просмотров: 4061

Андрей Бутов, с. Курба, Ярославской обл.
В статье предлагается вариант модернизации устройства, описанного в статье Усилитель на TDA1521 в корпусе БП ТЕС-12-3-НТ.
Интегральные микросхемы TDA1521 представляют собой двухканальные усилители мощности звуковой частоты, предназначенные для работы как с однополярным, так и с двуполярным источником напряжения. Эти микросхемы можно включать не только по схеме обычного двухканального УМЗЧ, но и по мостовой схеме одноканального усилителя, что позволяет получить повышенную мощность при таком же напряжении питания на такой же нагрузке.
Спустя пять лет после разработки и сборки конструкции, опубликованной в [1], было решено переработать это устройство для улучшения его эксплуатационных характеристик и расширения функциональных возможностей.

Принципиальная схема модернизированного источника питания показана на рис.1.
 
 Устройство было дополнено гальванически изолированным от остальной схемы узлом стабилизированного напряжения +5 В, которое предназначено для питания и зарядки аккумуляторных батарей различных мобильных устройств, например, МРЗ мультимедийных плееров, мобильных телефонных аппаратов. Гальваническая развязка такого источника напряжения от других вторичных напряжений блока питания необходима по той причине, что общий провод выхода на наушники многих мультимедийных устройств не является минусовым общим проводом внутреннего источника питания этих устройств [2, 3].
Работа устройства
Напряжение 220 В/50 Гц поступает на первичную обмотку понижающего трансформатора Т1 через замкнутые контакты выключателя SA1 и плавкий предохранитель FU1. С обмотки II-II' напряжение около 19 В переменного тока через полимерный самовосстанавливающийся предохранитель FU2 поступает на двухполупериодный диодный выпрямитель VD1VD2. Пульсации выпрямленного напряжения сглаживают оксидные конденсаторы С2, С9-С13. Конденсаторы С9-С13 ёмкостью по 1000 мкФ остались от конструкции блока питания ТЕС-12-3-НТ, в металлическом корпусе которого был собран усилитель. При желании, вместо пяти таких конденсаторов можно установить один ёмкостью 4700...6800 мкФ на рабочее напряжение не ниже 35 В.
Напряжение около 24 В постоянного тока (такова его величина в режиме работы усилителя с малой громкостью) поступает на модуль УМЗЧ. Это же напряжение используется для питания стабилизатора с выходным напряжением 3,2 В. Параметрический стабилизатор на это напряжение выполнен на транзисторе VT1 и элементах С5-С7, VD3, R1, VD4, R2.
Для модуля стабилизатора с выходным напряжением +5 В поверх вторичных обмоток II, II' проводом ПЭВ-2 диаметром 0,39 мм намотаны обмотки III, III'. Между обмотками оставлен слой бумажной изоляции, намотка - виток к витку. Каждая полуобмотка содержит по 25-30 витков. Укладка дополнительной обмотки ведётся без разборки трансформатора с помощью Н-образного челнока. После окончания укладки дополнительной обмотки её пропитывают лаком. С обмотки III-III' напряжение переменного тока около 10 В поступает на мостовой диодный выпрямитель VD5. Конденсатор С18 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения.
Напряжение около 12 В постоянного тока поступает на интегральный стабилизатор напряжения DA1. Выходное напряжение стабилизатора -5,0...5,1 В. Стабилитрон VD6 защищает подключенную нагрузку от повреждения в случае неисправности микросхемы DA1. Максимальный ток, потребляемый подключенной нагрузкой, может достигать 0,9 А, что позволяет подключать к этому источнику питания большинство мобильных мультимедийных устройств. Резистор R4 выравнивает разность потенциалов напряжения между выходами обоих каналов напряжения источника питания, которая в некоторых случаях может достигать сотен вольт.
 
На рис.2 показана принципиальная схема модуля двухканального мостового усилителя мощности звуковой частоты. В мостовом включении ИМС типа TDA1521 имеют меньшее усиление входного сигнала, поэтому потребовалось установить дополнительный несложный 2-канальный предварительный УЗЧ, реализованный на малошумящих транзисторах VT1, VT2. Этот модуль собран на отдельной небольшой монтажной плате. Питание модуля предварительного усилителя осуществляется нестабилизированным напряжением +24 В через RC-фильтр R10С1. Напряжение звуковой частоты от встроенного радиоприёмника или внешнего источника аудиосигнала через замкнутые контакты переключателя SB1 поступает на регулятор громкости, выполненный на переменном резисторе R1. Усиленный стереосигнал с коллекторов транзисторов VT1, VT2 через резисторы R8, R9 и разделительные конденсаторы С6, С10 поступает на вход ИМС DA1, DA2 (вывод 1). Усиленные противофазные сигналы снимаются с выводов 4 и 6 ИМС DA1, DA2 и поступают на подключенную нагрузку. Демпфирующие цепи R11C19, R12C20, R13С22, R14С23 устраняют возможность самовозбуждения ИМС УМЗЧ на ультразвуковых частотах.
Микросхемы TDA1521 в этой конструкции питаются пониженным напряжением, поэтому возможно подключение к ним нагрузки сопротивлением 8 Ом. Двойной размах амплитуды напряжения на подключенной нагрузке достигает 36 В при напряжении питания УМЗЧ +21 В. На нагрузке сопротивлением 4 Ом размах максимальной амплитуды будет немного меньше. Номинальная выходная мощность в каждом канале, при которой отсутствуют искажения выходного сигнала, достигает 10... 15 Вт. Максимальная выходная мощность достигает 25 Вт на нагрузке сопротивлением 4 Ом при относительно приемлемых на слух искажениях.
Конструкция и детали
Большинство деталей модуля УМЗЧ установлено на монтажной плате размерами 130x50 мм (рис.3), монтаж навесной.
 
 Для качественной работы УМЗЧ необходима правильная разводка силовых и сигнальных цепей общего провода, что при навесном монтаже осуществляется значительно проще, чем при печатном. Вместо ИМС TDA1521 можно установить TDA1521Q. ИМС типа ТОА1521А для работы в этом устройстве непригодны. Обе микросхемы прикручиваются к боковой стенке алюминиевого корпуса винтами МЗ. Между теплоотводящим фланцем и корпусом каждой ИМС установлена тонкая изолирующая слюдяная прокладка. Микросхемы прижимаются к теплоотводу-корпусу с помощью стальных прижимных пластин, между корпусом ИМС и прижимной пластиной обязательно устанавливают прокладку из плотного картона. Для улучшения теплоотвода применяют теплопроводную смазку КПТ-8.
Вид на компоновку узлов в алюминиевом корпусе ТЕС-12-3-НТ показан на фото в начале статьи. На нём, слева направо, видны: модули УМЗЧ, предварительного УЗЧ, выпрямителя напряжения +24 В, стабилизатора напряжения +3,2 В, модуль фильтра напряжения +24 В, модуль радиоприёмника, стабилизатор напряжения +5 В.
ИМС КР142ЕН5А можно заменить КР142ЕН5В или любой из серий 7805. Теплоотводящий фланец этой ИМС прикручивают к корпусу устройства через изоляцию. Можно также применить ИМС 7805, выполненную в изолированном корпусе ТО-220.
Вместо транзистора КТ815В можно использовать любой из серий КТ815, КТ817. Теплоотвод для этого транзистора не требуется. Транзисторы SS9014 можно заменить любыми одинаковыми из серий 2SC1815, ВС547, КТ3102.
Вместо стабилитрона 1N4734A подойдёт TZMC-5V6, КС156Г, КС456А. Болгарские диоды КД2002 можно заменить любыми из серий КД213, КД206. Диодный мост КЦ402Д можно заменить КЦ402А-КЦ402Г
Оксидные конденсаторы - импортные аналоги К50-35, К50-68, К50-24, неполярные - любые керамические или плёночные, рассчитанные на рабочее напряжение не менее 63 В. Конденсаторы С16-С18, С21 в схеме усилителя устанавливаются вблизи соответствующих выводов питания ИМС DА1, DA2.
Переменный резистор был установлен сдвоенный типа СПЗ-З0а. Общий провод подключается к металлическому корпусу в одной точке, предпочтительнее вблизи от этого резистора, берётся от общего провода переменного резистора. Постоянные резисторы МОИ, МЛТ, РПМ.С1-4, С2-33 соответствующей мощности.
Дроссель L4 содержит 6 витков сложенного вдвое многожильного монтажного провода, можно намотать на кольце диаметром 16.. .24 мм из любого низкочастотного феррита. Дроссели в модулях УМЗЧ L1, L2 можно намотать на таких же ферритовых кольцах, они содержат по 2 витка сложенного вдвое монтажного провода. Дроссель L3, дополнительно установленный в модуле радиоприёмника, 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 4 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 4.. .5 А, например, типа MF-R400, MF-R500,
LP30-400. Поскольку устройство было предназначено для работы на открытом воздухе и в неотапливаемых помещениях, все модули покрыты несколькими слоями лака ХВ-784 как со стороны монтажа, так и со стороны установки элементов. Такой лак можно приобрести в магазинах строительных материалов.
Литература
1.  Бутов А.Л. Усилитель на TDA1521 в корпусе БП ТЕС-12-3-НТ// Радиоаматор. - 2008. - №10. -С.12-14.
2.  Бутов А.Л. Преобразователь напряжения для карманного плеера // Радиоаматор. - 2009. -№11. -С.11-14.
3.  Бутов А.Л. УМЗЧ + ЗУ для электронной книги // Радиоаматор. - 2013. - №3. - С.2-6.
РА 1 '2014