SINAVA - электроника для дома и творчества

Принцип работы усилителя класса D (DIGITAL) состоит не в прямом усилении музыкального сигнала, а в усилении импульсного сигнала прямоугольной формы (на несущей частоте), ширина импульсов которого промодулирована воспроизводимой фонограммой (широтно-импульсная модуляция - ШИМ). При усилении импульсного сигнала оконечный мощный каскад можно построить с использованием полевых транзисторов, работающих в ключевом режиме. Это позволяет поднять КПД всего УМ до 95% и максимально снизить тепловые потери. Далее, усиленный промодулированный сигнал поступает на демодулирующий LC фильтр, где несущая отфильтровывается, а звуковой сигнал подается на головку громкоговорителя.
Двухканальный усилитель НЧ состоит из трех конструктивно объединенных блоков – микросхемы контроллера (DA1), микросхемы мощного оконечного каскада (DA2) и пары демодулирующих LC фильтров второго порядка (L5, C36 и L6, C37). Микросхема контроллера (DA1) предназначена для формирования ШИМ сигнала на рабочей частоте Fраб = 360 кГц с использованием входного музыкального сигнала. Микросхема DA1 содержит два идентичных канала формирования сигнала, генератор рабочей частоты и цепи управления мощным оконечным каскадом на DA2.
Двуполярное напряжение питания подается на контакты Х1 (+), Х2 (общий) и Х3 (-).
В стереофоническом режиме источник сигнала подключается к Х1 (-IN1), Х2 (+IN1) и Х3 (-IN2), Х4 (+IN2). Нагрузка подключается к Х5 (-OUT2), Х6 (+OUT2) и Х7 (-OUT1), Х8 (+OUT1).
В мостовом моно режиме источник сигнала подключается к Х1 (-IN), Х2 (+IN) или Х3 (-IN), Х4 (+IN). Нагрузка подключается к Х8 (+OUT) и Х5 (-OUT).
Для выбора стереофонического режима работы перемычки J1 и J4 необходимо замкнуть, а перемычки J2 и J3 должны находится в разомкнутом состоянии.
Для выбора мостового режима работы перемычки J1 и J4 необходимо разомкнуть, а перемычки J2 и J3 необходимо замкнуть между собой так, чтобы замкнулись ножки микросхемы DA1 4-8 и 5-9. Это делается при помощи самостоятельно изготовленного шлейфа.
Переключатель SW1 предназначен для управления режимом работы усилителя (ON/MUTE/OFF). При установке перемычки в положение “1” усилитель переходит в состояние ON (Вкл), в положение “2” – в состояние MUTE (Пауза) и при “3” – в состояние OFF (Выкл).
Правильно собранный УНЧ не требует настройки.

Конструктивно усилитель выполнен на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита с размерами 62x73 мм. Конструкция предусматривает установку платы в корпус, для этого имеются монтажные отверстия по краям платы под винты диаметром 2,5 мм.
Микросхему оконечного усилителя (DA2) при необходимости можно установить на теплоотвод (в комплект набора не входит). Поскольку КПД УМ составляет 94 % - тепловые потери минимальны даже на максимальной мощности. Площадь и конструкция радиатора подбирается пользователем самостоятельно. При монтаже рекомендуется использовать теплопроводную пасту типа КТП-8, для повышения надежности работы ИМС. Между корпусом микросхемы и радиатором необходимо установить диэлектрическую теплоизоляционную прокладку.

Схема монтажная NM2045

Схема электрическая принципиальная NM2045

Информация о требуемом двуполярном источнике питания для NM2045

В качестве стереоусилителя мы не рекомендуем использовать очень мощные схемы, требующие двуполярного питания по причине отсутсвия в наличии источников двуполярного питания. Если Вы приняли решение купить мощный усилитель BM2033 (1 x 100 Вт) или BM2042 (1 x 140 Вт), то это значит, что Вы готовы к покупке мощного блока питания, стоимость которого может превышать стоимость самого усилителя в несколько раз.
В качестве источника питания можно использовать IN3000S (+6...15В/3А), либо IN5000S (+6...15В/5А), либо PS-65-12 (+12В/5,2А), либо PW1240UPS (+12В/4А), либо PW1210PPS (+12В/10,5А) , либо LPS-100-13.5 (+13,5V/7,5A), либо LPP-150-13.5 ( +13,5В/11,2А ).
Усилители BM2033 (1 x 100 Вт) и BM2042 (1 x 140 Вт) требуют двуполярного источника питания , которое, к сожалению, в готовом виде у нас отсутствует. Как вариант, его можно обеспечить последовательно соединенными однополярными источниками питания из перечисленных выше источников. В этом случае стоимость источника питания возрастает в два раза.

Как ни странно, но у многих пользователей проблемы начинаются уже при покупке источника двуполярного питания либо самостоятельного его изготовления. При этом часто допускают две самые распространенные ошибки:
- Используют источник однополярного питания
- При покупке или изготовлении принимают во внимание действующее значение напряжения вторичной обмотки трансформатора, которое написано на корпусе трансформатора и которое показывает вольтметр при измерении.

1.1 Трансформатор - должен иметь ДВЕ ВТОРИЧНЫЕ ОБМОТКИ. Либо одна вторичная обмотка с отводом от средней точки (встречается очень редко). Итак, если у вас трансформатор с двумя вторичными обмотками, то их необходимо соединить как показано на схеме. Т.е. начало одной обмотки с концом другой (начало обмотки обозначается черной точкой, на схеме это показано). Перепутаете, ничего не будет работать. Когда соединили обе обмотки, проверяем напряжение в точках 1 и 2. Если там напряжение, равное сумме напряжений обеих обмоток, то вы соединили все правильно. Точка соединения двух обмоток и будет "общим" (земля, корпус, GND, называйте как хотите). Это первая распространенная ошибка, как мы видим: обмоток должно быть две, а не одна.
Теперь вторая ошибка: В даташите (тех. описание микросхемы) на микросхему TDA7294 указано: для нагрузки 4Ома рекомендуется питание +/-27. Ошибка в том, что люди часто берут трансформатор с двумя обмотками 27В, ЭТОГО ДЕЛАТЬ НЕЛЬЗЯ !!! Когда вы покупаете трансформатор, на нем пишут действующее значение, и вольтметр вам тоже показывает действующее значение. После того, как напряжение выпрямляется, им заряжаются конденсаторы. А заряжаются они уже до амплитудного значения которое в 1.41 (корень из 2ух) раза больше действующего значения. Стало быть, чтобы на микросхеме было напряжение 27В, то обмотки трансформатора должны быть на 20В (27 / 1,41 = 19,14 Т.к. на такое напряжение трансформаторы не делают, то возьмем ближайшее: 20В). Суть думаю ясна.
Теперь о мощности: для того, чтобы TDA выдала свои 70Вт, ей необходим трансформатор мощностью минимум 106Вт (КПД у микросхемы 66%), желательно больше. Например для стерео усилителя на TDA7294 очень хорошо подойдет трансформатор мощностью 250Вт

1.2 Выпрямительный мостик - Тут как правило вопросов не возникает, но все же. Я лично предпочитаю ставить выпрямительные мосты, т.к. не надо возиться с 4мя диодами, так удобнее. Мостик должен обладать следующими характеристиками: обратное напряжение 100В, прямой ток 20А. Ставим такой мостик и не паримся, что в один "прекрасный" день он сгорит. Такого мостика хватает на две микросхемы и емкость конденсаторов в БП 60'000мкФ (когда конденсаторы заряжаются, через мостик проходит очень высокий ток)

1.3 Конденсаторы - Как видно, в схеме БП используется 2 типа конденсаторов: полярные (электролитические) и неполярные (пленочные). Неполярные (С2, С3) необходимы для подавления ВЧ помех. По емкости ставьте что будет: от 0,33мкФ до 4мкФ. Желательно ставить наши К73-17, довольно неплохие конденсаторы. Полярные (С4-С7) необходимы для подавления пульсации напряжения, да и к тому же отдают свою энергию при пиках нагрузки усилителя (когда трансформатор не может обеспечить требуемый ток). По емкости до сих пор люди спорят, сколько все таки нужно. Я на опыте понял, что на одну микросхему, достаточно 10000 мкФ в плечо. Напряжение конденсаторов: выбирайте сами, в зависимости от питания. Если у вас трансформатор на 20В, то выпрямленное напряжение будет 28,2В (20 х 1,41 = 28,2), конденсаторы можно поставить на 35В. С неполярными то же самое. Вроде бы ничего не упустил...
В итоге у нас получился БП содержащий 3 клеммы: "+" , "-" и "общий".

- Если на большой громкости (искажений еще нет) периодически замолкает на долю секунды, а затем продолжает работать нормально, что это может быть?
- Данный эффект показывает, что срабатывает защита от перегрузки.