Wzmacniacz 2x100 W lub 1x310 W w klasie D na TDF8591TH (AVT1493).pdf

(587 KB) Pobierz
Wzmacniacz 2x100 W lub
1x310 W w klasie D na TDF8591TH
Jeszcze kilka lat temu, kiedy wzmacniacze klasy D zaczynały pojawiać
się na rynku, mało kto był zainteresowany nagłaśnianiem domo-
wych instalacji audio wzmacniaczami tej klasy. Przyczyną tego były
zapewne bardzo duże zniekształcenia dźwięku spowodowane
niedopracowanymi sterownikami PWM, które pełnią główną rolę
w jakości dźwięku. Wraz z rozwojem tej klasy powstawały coraz to
lepsze wzmacniacze. Można powiedzieć, że klasa D zadomowiła już
na dobre wśród wzmacniaczy i staje się bardzo dużą konkurencją
dla istniejących wzmacniaczy audio.
Układ TDF8591 jest to wysokiej klasy
stereofoniczny wzmacniacz pracu-
jący w klasie D. Dedykowany m.in.
do nagłośnienia systemu car-audio,
po zastosowaniu odpowiedniej
przetwornicy napięcia. Moc wyj-
ściowa, jaką można uzyskać z tej
kostki to 2x100 W, przy impedancji
głośnika 4
V.
Warto zwrócić szcze-
gólną uwagę na wymiary samej
kostki TDF8591. Patrząc na płytkę
wzmacniacza do głowy przychodzi
tylko jedno pytanie, mianowicie
gdzie się podział główny element
aktywny? Zapewniam, że jest!
Układ jest wykonany w technologii
SMD, a wymiary jego obudowy to
zaledwie 16x11 mm! Właśnie klasa
D pozwoliła na tak dużą miniatury-
zację układu, przy jego sprawności
równej aż 90%. Producent pro-
jektując układ wykonał go tak, że
trzeba go montować po stronie lu-
towania, i właśnie z tego względu,
na pierwszy rzut oka, nie widać go
na modelowej płytce.
Zakres napięć zasilania układu to od
±14 V do ±29 V.
Wzmacniacz
może
pracować
z głośnikami o impedancji już od
2
V.
Schemat ideowy końcówki
mocy jest przedstawiony na
rys. 1.
AVT-1493
W ofercie AVT jest dostępna:
[AVT–1493A] – płytka drukowana • [AVT–1493B] – komplet elementów
Układ TDA3591 zawiera w swojej
strukturze tranzystory mocy, mo-
dulatory PWM, układy wejściowe,
układ pomiaru temperatury, prądu
i napięcia. Opis wyprowadzeń jest
przedstawiony na
rys. 2.
Zasada działania
Analogowy sygnał wejściowy jest
zamieniany na modulowany syg-
nał impulsowy. Są nim sterowane
wyjściowe tranzystory mocy, a ze
względu na impulsowy charakter
sygnału, tranzystory pracują tyl-
ko w stanie albo otwartym, albo
zamkniętym. Moc jaka się na nich
wydziela zależy wyłącznie od rezy-
stancji kanału tranzystora oraz od
czasów narastania i opadania zbo-
czy. Ze względu na to, że tranzy-
story są zamykane i otwierane, na
wyjściu układu pojawia się sygnał
impulsowy
o amplitudzie
równej w przybliżeniu na-
pięciu zasilania. W takim
sygnale występuje bardzo
dużo niepożądanych har-
Rys. 1.
66
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 9/2008
WYKAZ ELEMENTÓW
Rezystory
R1, R3, R4: 5,6 kV
R2, R5: 10
V
R8, R10...R12: 5,6 kV
R7, R13: 10
V
R9, R14: 22
V
R6: 30 kV
Kondensatory
C1, C7: 100 nF MKT
C2, C5: 1000
mF/35
V
C4: 100
mF/10
V
C17, C23, C25, C30: 1 nF MKT
C18, C20, C26, C29: 470 nF MKT
C19, C28: 220 pF
C10, C11, C40, C41: 220 pF SMD
C22*, C31*: 680 nF MKT
C24, C32: 100 nF MKT
C21, C27: 15 nF SMD
C9, C12, C13, C14...C16: 100 nF
SMD
C34...C39: 100 nF SMD
C33: 47pF
C8: 27
mF/63
V tantalowy
Półprzewodniki
D1: dioda Zenera 5,6 V
TDF8591 –1 szt.
Inne
goldpin 2x2 + 2 zworki lub
przełączniki
ARK2 5 mm – 6 szt.
L1, L2: dławik 22
mH
elementy oznaczone gwiazdką
– opis w tekście
Rys. 3.
Moc wyjściowa stereo:
L=10
mH
C=1
mF
Rl=2
L=10
mH
C=1
mF
Rl=2
L=22
mH
C=680 nF Rl=4
L=22
mH
C=680 nF Rl=4
Moc wyjsciowa mono:
L=10
mH
C=1
mF
Rl=4
L=10
mH
C=1
mF
Rl=4
L=22
mH
C=680 nF Rl=4
L=22
mH
C=680 nF Rl=4
V
V
V
V
V
V
V
V
Vp=±28
Vp=±28
Vp=±29
Vp=±29
Vp=±18
Vp=±18
Vp=±27
Vp=±27
V
V
V
V
V
V
V
V
THD=0,5% --->
THD=10% --->
THD=0,5% --->
THD=10% --->
THD=0,5% --->
THD=10% --->
THD=0,5% --->
THD=10% --->
130 W
158 W
82 W
100 W
110W
139 W
250 W
310 W
Rys. 2.
monicznych mogących zakłócać
pracę innych urządzeń. Aby temu
zapobiec, należy zastosować dolno-
przepustowe filtry LC. Filtry te mają
jedną wadę, projektuje się je pod
konkretną impedancję głośnika.
W
tab. 1
i
2
przedstawiono war-
tości dławików i kondensatorów
C22 i C31 dla różnych impedancji
w konfiguracji stereo oraz pracy
mostkowej (mono).
Przy doborze tych elementów trze-
ba zwrócić szczególną uwagę na
prąd płynący przez dławik, napię-
cia znamionowe kondensatorów
oraz pamietać, że kluczowanie
tranzystorów odbywa się przy czę-
stotliwości 310 kHz (zależnej od
rezystora Rosc). Sygnał akustyczny
jaki nas interesuje ma fmax 20 kHz,
więc bardzo łatwo pozbyć się nie-
potrzebnych harmonicznych.
Wzmacniacz
może
pracować
w trzech trybach:
Standby
– jest to stan czuwania,
w którym układ pobiera bardzo
mały prąd,
Mute
– układ jest aktywny i wyci-
szony,
Operating
– wzmacniacz jest ak-
tywny.
Aby ustawić dany tryb, trzeba od-
powiednio ustawić przełączniki S1
i S2 (tab.
3).
Wzmacniacz
jest
wyposażony
w układy śledzące temperatu-
rę struktury oraz prąd wyjściowy.
W momencie, gdy temperatu-
ra struktury przekroczy 145˚C,
wzmacniacz ogranicza moc wyj-
ściową poprzez zmianę wypełnie-
nia impulsów. Jeśli osiągnie 155˚C
to wzmacniacz przechodzi w stan
Mute,
natomiast po osiągnięciu
160˚C wzmacniacz wyłącza się.
Blok zabezpieczenia prądowego
ogranicza prąd wyjściowy do 12 A.
Po przekroczeniu tej wartości wzmac-
niacz zmienia kluczowanie tranzysto-
rów, zmniejszając w ten sposób moc
wydzielaną w tranzystorach mocy.
Kontrola napięcia polega na tym, że
gdy napięcie spadnie poniżej ±12,5 V
to układ się wyciszy, a jeśli wzrośnie
powyżej ±33 V – układ się wyłącza.
Montaż i uruchomienie
Schemat montażowy przedstawio-
ny jest na
rys. 3.
Montaż elemen-
tów najlepiej zacząć od przyluto-
wania końcówki mocy, następnie
elementów SMD. Elementy prze-
wlekane montujemy na końcu, od
najmniejszych do największych. Lu-
tując elementy przewlekane warto
zwrócić uwagę na to, aby przyciąć
ich wyprowadzenia do wysokości
1 mm ponad płytkę. Ewentualne
zostawienie dłuższych końcówek
może spowodować dotknięcie ich
do zamontowanego po stronie luto-
wania radiatora i uszkodzić układ.
Wzmacniacz po zmontowaniu nie
Tab. 1. Wartości elementów
w filtrach LC dla konfigura-
cji stereo
RI
2
V
4
V
6
V
8
V
L3/L4
10
mH
22
mH
33
mH
47
mH
C22/C31
1
mF
680 nF
470 nF
330 nF
Tab. 2. Wartości elementów
w filtrach LC dla konfigura-
cji mono
RI
2
V
4
V
L
10
mH
22
mH
C
1
mF
680 nF
Tab. 3. Konfiguracja prze-
łączników S1 i S2 do wybo-
ru pracy Mute, Standby
i Operating
S1
Zamknięty
Zamknięty
Otwarty
Otwarty
S2
Zamknięty
Otwarty
Zamknięty
Otwarty
Tryb
Standby
Standby
Mute
Operating
wymaga żadnej regulacji i po pod-
łączeniu zasilania jest gotowy do
pracy. Przed włączeniem warto od-
powiednio ustawić przełączniki S1
i S2 (dla normalnej pracy powinny
być rozwarte). Układ wyposażamy
w niewielki radiator, aby mógł od-
prowadzić 10% mocy, jaka jest wy-
dzielana w postaci ciepła podczas
pracy. Radiator umieszczamy po
stronie lutowania tak, aby przylegał
równolegle do układu scalonego
oraz tak, żeby nie dotykał punktów
lutowniczych. Omówieniu pozosta-
je sprawa dławików. Powinny być
one nawinięte przewodem o śred-
nicy minimum 1 mm i posiadać
ok. 16 zwojów, jednak warto jesz-
cze skontrolować ich indukcyjność
przy pomocy odpowiedniego mier-
nika. Jeśli na wyjściu wzmacniacza
pojawiłyby się zbyt duże szumy lub
przydźwięk sieci, to kondensatory
C23 i C25 należy zastąpić zworą
lub zewrzeć ich wyprowadzenia.
Wzmacniacz może pracować w try-
bie monofonicznym lub stereofo-
nicznym. Aby ustawić tryb mono
należy usunąć elementy R11, R12,
C26, C29 a końcówkę 8 zewrzeć
z 4 oraz 9 z 5. Sygnał podłącza-
my do kanału prawego, natomiast
głośnik dołączamy do obu cewek,
omijając masę układu. Schemat
podłączenia jest dostępny w nocie
katalogowej producenta.
Piotr Witczak
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 9/2008
67

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin