2141

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/97

Do czego to służy?

Czytelnicy EdW słusznie upominają

się o opisy wzmacniaczy mocy. W naj−
bliższych numerach pisma zaprezento−
wane zostanie kilka wzmacniaczy o mo−
cach do 100W. W poniższym artykule
opisano

stereofoniczny

wzmacniacz

o mocy 2x(18...30)W.

Układy scalone rodziny TDA20XX fir−

my SGS−Thomson są wzmacniaczami
mocy przeznaczonymi do sprzętu audio.
Przed wielu laty pojawiły się kostki
TDA2003 przeznaczone do sprzętu sa−
mochodowego, oraz kostki TDA2020

przeznaczone do sprzętu stacjonarnego.
Układ TDA2020 (i jego czeski odpowied−
nik MDA2020, łatwiej dostępny w kraju)
stanowiły przed laty rewelację. Oferowa−
na moc wyjściowa (ponad 20W) była nie−
porównanie większa, niż ówczesnych
polskich UL1405, UL1480, UL1481.
Układ TDA2020 był umieszczony w obu−
dowie dwurzędowej, podobnej do obu−
dowy DIP. Była to jego poważna wada −
trudno było znaleźć radiator, do którego
można było w prosty sposób przymoco−
wać płytkę drukowaną z układem.

Wada ta została usunięta w kolejnych

kostkach, obecnych na rynku do dziś.

Układy TDA2030, TDA2040, TDA2050

i TDA2051 umieszczone są w pięcionóż−
kowych obudowach typu TO−220.

Układ aplikacyjny kostek TDA2030...

2051 jest praktycznie taki sam. Pokazany
on jest na rysunku 1

rysunku 1

rysunku 1. Przy stosowaniu

kostek 20030 należy dodać dwie diody
1N4001, dołączone linią przerywaną.
W pozostałych kostkach diody te nie są
potrzebne.

Jak widać, są to wzmacniacze zasila−

ne napięciem symetrycznym. Dzięki te−
mu nie jest potrzebny duży kondensator
między wyjściem a głośnikiem. Napięcia
zasilające są doprowadzone do nóżek
3 (ujemne) i 5 (dodatnie). Obie szyny za−
silające są odsprzęgane kondensatorami
C3...C6. Aby zapewnić małą impedancję
obwodu odsprzęgania także dla wyso−
kich częstotliwości, zastosowano oprócz
zwykłych “elektrolitów”, także konden−
satory stałe o pojemności 100nF.

Rezystancja wejściowa wzmacniacza

wyznaczona jest głównie rezystancją re−
zystora R1 i wynosi około 20k

Obwód R4C7 (tzw. obwód Bouchero−

ta) zapobiega samowzbudzeniu na wy−
sokich częstotliwościach. Samowzbu−
dzenie mogłoby wystąpić po dołączeniu

Wzmacniacz
mocy z TDA2030...2051

2141

Rys. 1. Podstawowy schemat
aplikacyjny wzmacniacza.

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/97

Tabela 1.

Maksymalne

Maksymalny

Moc

napięcie

prąd

wyjściowa

przy

zasilające

wyjściowy

Uzas

TDA2030

±18V

3,5A

14W

±14V

TDA2030A

±22V

3,5A

18W

±16V

16W

±19V

TDA2040

±20V

22W

±16V

12W

±16V

TDA2050

±25V

28W

±18V

25W

±22V

TDA2051

±25V

30W

±18V

25W

±22V

głośnika, który jak wiadomo jest elemen−
tem o charakterze indukcyjnym. Jego
oporność

(impedancja)

wzrasta

wzrostem częstotliwości. Dla wysokich
częstotliwości głośnik przedstawia dużą
impedancję, a na dodatek wprowadza
przesunięcie fazowe. Choć w zasadzie
jest to wzmacniacz akustyczny, z natury
jest to układ bardzo szybki i dlatego nie
jest obojętne, jakie obciążenie dołączone
jest do wyjścia wzmacniacza.

Obwód R4C7 obniża impedancję ob−

ciążenia, ale tylko przy najwyższych, po−
nadakustycznych częstotliwościach. Dla
mniejszych częstotliwości, kondensator
stanowi znaczną oporność (reaktancję):
przy częstotliwości 1kHz − 320

, więc

można traktować, że dla takich częstotli−
wości obwodu R4C7 w układzie po pros−
tu... nie ma. Natomiast na przykład dla
częstotliwości 1000kHz reaktancja kon−
densatora wynosi około 0,32

. Wtedy

wyjście wzmacniacza jest obciążone re−

zystancją R4 (2,2

). Jeśli w układzie

chciałyby pojawić się drgania w tym za−
kresie częstotliwości (samowzbudze−
nie), dzięki temu rezystorowi drgania nie
powstaną.

Stosunek rezystorów R3 / R2 wyzna−

cza wartość wzmocnienia (około 33 ra−
zy). Kondensator C2 w zasadzie nie jest
konieczny, ale przy jego braku niepo−
trzebnie wzmacniane będzie tak zwane
napięcie niezrównoważenia. Dlatego le−
piej go pozostawić w układzie. Sam
przed laty często zastanawiałem się, dla−
czego w katalogu firmowym proponuje
się

kondensator

elektrolityczny

o kiepskich parametrach. Kondensator
ten pracuje przecież przy praktycznie ze−
rowym napięciu (występuje na nim co
najwyżej napięcie stałe o wartości do kil−
kudziesięciu miliwoltów). Właśnie dlate−
go, że pracuje przy niemal zerowym na−
pięciu, może to być zwykły kondensator
elektrolityczny, który jak wiadomo, może

nawet pracować przy niewielkim napię−
ciu stałym o polaryzacji przeciwnej niż
zaznaczona na obudowie.

Wzmacniacze wyposażone są w ob−

wody zabezpieczenia przeciwzwarcio−
wego (do masy) oraz termicznego.

Jak to działa?

Schemat ideowy układu wzmacniacza

stereofonicznego pokazany jest na ry−

ry−

sunku 2

sunku 2. Dodano tu obwody zasilania
z diodami D1...D8, bezpiecznikami B1...B4
i dużymi kondensatorami filtrującymi
C11...C18.

Każdy wzmacniacz ma osobny obwód

zasilania, co jest cenne w przypadku
awarii jednego kanału.

Wzmacniacze mocy z reguły zasilane

są napięciem niestabilizowanym − tak
jest i w omawianym układzie.

W roli układów scalonych U1 i U2

można zastosować dowolne spośród
kostek TDA2030, 2040, 2050 lub 2051
(ale nie TDA2052, bo ten ma inny układ
wyprowadzeń).

W zależności od układu, oraz od na−

pięcia zasilającego i rezystancji obciąże−
nia, można uzyskać różną moc (tabela

tabela

1). Ponieważ cena kostek o większej
mocy rośnie szybko, w większości przy−
padków optymalny będzie wybór taniej
kostki TDA2040 o mocy szczytowej
28W przy zasilaniu ±18V, R

Maksymalna moc wyjściowa zależy

silnie od parametrów użytego transfor−
matora. Najlepsze efekty uzyskuje się
z transformatorami toroidalnymi. W każ−
dym przypadku należy uważać, by nie
przekroczyć dopuszczalnego napięcia za−
silania układów scalonych i kondensato−
rów elektrolitycznych. Przy kostkach
z dopuszczalnym napięciem równym
±25V można tu polecić transformator to−
roidalny 100W 2x17V. Przy mniejszych
wymaganiach można zastosować trans−
formator TS60/12.

Układy TDA2030...2051 mogą być

również zasilane pojedynczym napię−
ciem w układzie z rysunku 3

rysunku 3

rysunku 3.

Montaż i uruchomienie

Schemat montażowy wzmacniacza

pokazany jest na rysunku 4

rysunku 4

rysunku 4.

Rys. 2. Schemat ideowy wzmacniacza stereofonicznego.

Rys. 3. Układ aplikacyjny wzmacnia−
cza zasilanego napięciem pojedyn−
czym.

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/97

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

Rezystory
R1, R2, R5, R6: 22k

R3, R4: 680

R7, R8: 2,2

Kondensatory

Kondensatory
C1, C2, C7, C8: 470nF
C3, C4, C5, C6,: 100nF
ceramiczny
C9, C10: 22µF/16V
C11−C18: 2200µF/25V (8 szt.) lub
4700µF/25V (4 szt.)
Półprzewodniki

Półprzewodniki

Półprzewodniki
D1−D8: 1N4001...4007
U1, U2: TDA2040 lub TDA2050
Różne

Różne

Różne
B1...B4: 2A
gniazda bezpiecznikowe do druku
4 kpl.

Rys. 4. Płytka drukowana wzmacniacza.

Komplet podzespołów z płytką jest

dostępny w sieci handlowej AVT

jako "kit szkolny" AVT−2141.

W pierwszej kolejności należy wyko−

nać na płytce trzy zwory “w okolicach”
układu U2. Następnie trzeba wlutować
elementy, poczynając od najniższych,
czyli rezystorów, kończąc na układach
scalonych. W przy−
padku stosowania
kostki

TDA20030

trzeba jeszcze od
strony druku przy−
lutować dwie diody
pokazane na rysun−
ku 1.

Model pokazany

na fotografii nie ma
radiatora.

Wypró−

bowano jego dzia−
łanie z różnymi ty−
pami radiatorów. Okazuje się, że przy
mocach wyjściowych do 20...30W, jeśli
wzmacniacz nie będzie przez cały czas
pracy wysterowany “do oporu”, nie jest

Wkładka radiatorowa układów

scalonych jest połączona

z końcówką 3 (minus

zasilania). Z tego względu

radiatory muszą być

odizolowane od siebie

nawzajem, oraz od metalowej

obudowy, która z zasady

połączona jest z masą.

potrzebny jakiś szczególnie duży radia−
tor. Dla jednej kostki całkowicie wystar−
czy pięciocentymetrowy kawałek tak
zwanej “choinki” o szerokości 75mm.
W wielu wypadkach wystarczy większy

kawałek aluminio−
wej blachy o gru−
bości 3...4mm (o po−
wierzchni kilkuset
cm

). Przy monto−

waniu

radiatorów

należy je odizolo−
wać od siebie naw−
zajem, oraz od obu−
dowy. Wkładka ra−
diatorowa

układu

scalonego jest bo−
wiem

połączona

z minusem zasilania, a metalowa obudo−
wa wzmacniacza jest zazwyczaj połączo−
na z masą (punkt O).

Układ nie wymaga uruchomiania i od

razu powinien pracować poprawnie.
Przy pierwszym włączeniu warto jednak
zastosować środki ostrożności: albo
stopniowo zwiększać napięcie podawa−
ne z zasilacza laboratoryjnego o niewiel−
kiej wydajności (100...200mA), albo za−
stosować zabezpieczające stanowisko
uruchomieniowe z żarówką, opisane
w EdW 8/96.

Prąd spoczynkowy jednego wzmac−

niacza nie powinien być większy niż
100mA.

Jeśli prąd spoczynkowy nie jest więk−

szy, można dołączyć głośniki, źródło syg−
nału i dokonać odsłuchu.

Posiadacze generatora i oscyloskopu

zechcą sprawdzić parametry, choćby
według wskazówek podanych w tym
wydaniu EdW w artykule “Generator
funkcji w praktyce”.

Piotr Górecki

Cd. ze str. 59

Jeszcze jedna uwaga: regulację ukła−

du można, ze względu na “starzenie się”
rezystorów

i długotrwałą

stabilizację

grzałki w sensorze, powtórzyć po kilku
tygodniach od jego zmontowania.

Pora teraz na obiecaną informację

“tylko dla dorosłych”! Otóż nasz czujnik
reaguje także na... obecność par alkoho−
lu etylowego w powietrzu. Autor w po−
rywie poświęcenia dla sprawy rozwoju
techniki dokonał stosownego testu labo−
ratoryjnego. Po przezwyciężeniu wro−
dzonego wstrętu i wprowadzeniu z nara−
żeniem zdrowia i życia pewnej (znacznej)

Komplet podzespołów z płytką jest

dostępny w sieci handlowej AVT

jako "kit szkolny" AVT−2212.

ilości C

OH do swojego organizmu,

chuchnął na czujnik, który zareagował
zgodnie z przewidywaniami − włączając
alarm. I teraz uwaga: pomyślcie tylko
starsi i żonaci Czytelnicy, jaką straszliwą
bronią może być niewinny z pozoru czuj−
nik ulatniania się gazu w rękach waszych
Małżonek! Nie pozwólmy więc na zasto−
sowania naszego układu jako “czujnika
męża wracającego w stanie wskazują−
cym...”!

I jeszcze jedna wiadomość z ostatniej

chwili: doświadczalnie stwierdzono, że
układ reaguje także na obecność dymu
w powietrzu. Nie zostały jeszcze prze−
prowadzone żadne dokładne badania la−

boratoryjne, ale wszystko wskazuje że
czujnik AF−50 można będzie w przyszłoś−
ci wykorzystać do budowy prostego, nie
wymagającego stosowania czujników
izotopowych,

układu

ostrzegającego

o powstaniu pożaru. Wygląda to obiecu−
jąco, prawda? A autor już myślał, że so−
bie w najbliższym czasie trochę odpocz−
nie...

Zbigniew Raabe

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
2141 ac
2141
2141
2141
TP 19(2141)
DP (2141)
byl 2141 final
2141

więcej podobnych podstron