УМЗЧ на К174УН14, К174УН19

Усилитель низкой частоты на К174УН14 (TDA2003), ILA2003.

Усилитель на К174УН14 с номинальной выходной мощностью 4,5W на нагрузке 4 Ом, может использоваться в качестве УМЗЧ для автомобильной и стационарной бытовой звуковоспроизводящей аппаратуры и имеет следующие параметры:

Диапазон рабочих частот ..................................... 20-20000 Гц;

Максимальная выходная мощность, (Rн=4 Ом, КНИ=10%) не менее... 5W;

Диапазон питающих напряжений................................. 6...18V.

Микросхема имеет широкий диапазон питающих напряжений, содержит защиты от перегрузок, предварительный усилитель, управляющий каскад, мощный выходной каскад, встроенную тепловую защиту и защиту от коротких замыканий на выходе.

Файл печатной платы (Sprint Layout) - здесь.

Детали:

C1 – 4.7 мкФ	R1 – 220 Ом
C2 – 0.022 мкФ	R2 – 2,2 Ом
C3 – 0.1 мкФ	R3 – 1 Ом
C4 – 39nF	R4 – 43 Ом
C5 – 470 мкФ	Цепь R4, C7 подключается в случае самовозбуждения усилителя. (Rx=20∙R2; Cx=1∕2π∙B∙R1)
C6 – 1000 мкФ
C7 – 470 мкФ

Допускается изменять сопротивления резисторов R1 и R2 (R2=2.2 Ом) с целью изменения

коэффициента усиления схемы.

Настройка усилителя сводится к подбору сопротивления резисторов R1 и R2 по минимуму искажений при максимальной громкости. Во избежание перегрузки по входу и выхода из строя микросхемы, не рекомендуется подавать на вход сигнал с амплитудой более 1V.

Схема включения К174УН14 с регулятором тембра по ВЧ и НЧ.

Усилитель низкой частоты на TDA2030 (К174УН19).

Микросхема TDA2030A

представляет собой мощный операционный усилитель с низким уровнем гармонических искажений (THD Total Harmonic Distortion) менее 0,08%.

Микросхема имеет встроенную тепловую защиту, которая срабатывает при температуре кристалла 150ºС, и защиту от коротких замыканий, которая может защитить микросхему в течение ~10 секунд при перегрузке.

Микросхему можно питать от двухполярного источника питания, что не создаёт дополнительных трудностей с пульсацией напряжения питания и щелчками при включении. Отечественный аналог – К174УН19*.

Предельные эксплутационные данные.

——————————
Напряжение питания – ±6… ±22V*,

Максимальное входное напряжение – ±15V,

Максимальные выходной ток – 3,5А,

Максимальная температура кристалла – 150ºС,

Максимальная мощность, рассеиваемая микросхемой, при температуре корпуса ≤ 90ºС – 20W.

——————————

* Предельное допустимое напряжение для К174УН19 — ±6V… ±18V.

——————————

Электрическая схема включения микросхемы TDA2030.

Оконечные усилители собраны по типовой схеме.

На чертеже изображён один из каналов оконечного усилителя.

C1, C8 – 100x25V

C2, C4, C7 – 0,22mkF

C3 – 1mkF

C5 – 47x16V

C6* – 15… 82pF

R1, R5 – 22k

R2 – 1Ω

R6 – 680R

R7* – 2k

VD1, VD2 – КД208

Назначение элементов схемы.

С3 – разделительный. R5, R6, C5 – цепь отрицательной обратной связи по переменному току, которая определяет коэффициент усиления, где R5 и R6 делитель напряжения, а C5 – разделительный.

Уменьшение номинала R4 увеличивает коэффициент усиления, а уменьшение наоборот.

VD1, VD2 – защищают выходной каскад от пробоя при работе на индуктивную нагрузку.

C1, C2, C7, C8 – блокировочные.

R2, C4 – цепь, предотвращающая самовозбуждение.

R7*, C6* – эта цепочка устанавливается в случае самовозбуждения (опционально).

FU1, FU2 – предохранители, защищающие от перегрузки.

Печатная плата в формате S/Layout.

Плата спроектирована под стандартные радиоэлементы, при установке микросхемы на радиатор, нужно иметь в виду, что корпус соединён с минусом источника питания.
Микросхемы лучше крепить к радиатору через изоляционные прокладки, которые можно выполнить из слюды, керамики или другого теплопроводящего диэлектрического материала обеспечивающего зазор в 0,03… 0,05мм между сопрягаемыми поверхностями.
Крепление осуществлять винтами М2.5, на которые предварительно надеть изоляционные шайбы и отрезки изоляционной трубки (кембрика).

Для того чтобы обеспечить хороший контакт микросхемы с радиатором (отвод тепла) необходимо хорошо выровнять контактируемую поверхность радиатора и применить теплопроводную пасту КПТ-8 или любую другую, в крайнем случае можно использовать силиконовую смазку.
При использовании изоляционных прокладок между микросхемой и радиатором, использование теплопроводной пасты обязательно.
Если на радиаторе установлены сразу две микросхемы, то после того, как каждая из них будет проверена, нужно включить обе микросхемы проверить тепловой режим при максимальной выходной мощности.

Дополнительные материалы.

Программа для рисования и редактирования печатных плат. (русский).

Зависимость выходной мощности от напряжения питания для ИМС К174УН19

От микросхемы при 18V можно получить 12W на 4 ом нагрузку, а при параллельном соединении 24W на 8 ом, субъективно К174УН19 воспроизводит басы мягче, чем TDA.

Типовая схема включения TDA2030A.

Типовая схема включения TDA2030A

Коэффициент усиления МС определяется соотношением сопротивлений R2 и R3 образующих цепь ООС, обычно для этого изменяют номинал резистора R2, а вычисления ведут по формуле Gv=1+R3/R2. Как видно из формулы, уменьшение сопротивления резистора R2 вызовет увеличение коэффициента усиления УНЧ. Емкость конденсатора С2 выбирают исходя из того, чтобы его емкостное сопротивление Хс=1 /2?fС на низшей рабочей частоте было меньше R2 по крайней мере в 5 раз. В данном случае на частоте Хс₂=1/6,28*40*47*10^-6=85 Ом. Входное сопротивление определяется резистором R1. В качестве VD1, VD2 можно применить любые кремниевые диоды с током I_ПР0,5... 1А и U_ОБР более 100V, например КД209, 1N4007.

Мостовая схема включения TDA2030A.

При таком включении сигнал с выхода ИМС DA1 подается через делитель R6R8 на инвертирующий вход DA2, что обеспечивает работу микросхем в противофазе. При этом возрастает напряжение в нагрузке, и, как следствие, увеличивается выходная мощность.

При Vs=±16V на нагрузке 4 Ом выходная мощность может достигать 32 Вт.

Схема включения TDA2030A в случае использования однополярного источника питания.

Делитель R1R2 и резистор R3 образуют цепь смещения для получения на выходе ИМС (вывод 4) напряжения, равного половине питающего, что необходимо для симметричного усиления обеих полуволн входного сигнала.

Параметры этой схемы при Vs=+36V соответствуют параметрам типовой схемы, при питании от источника ±18V.

По материалам:
журнала "Радіоаматор"
www.oldoctober.com