Схема УНЧ на TDA7294

Справочник на TDA7294 Data Sheet

Интегральный чип TDA7294 по своим техническим параметрам является современным одноканальным аудиоусилителем от известного европейской бренда ST Microelectronics. Микросхему используют в качестве основы в усилителях мощности класса AB оборудования уровня Hi-Fi. Микросхема имеет встроенные функции защиты от короткого замыкания (КЗ), температурного перегрева и электрических разрядов.

Чип изготовливается в монолитном пластиковом корпусе c 15 выводами для вертикального (MULTIWATT 15V) или горизонтального (MULTIWATT 15H) монтажа на печатных платах. Металлическая подложка соединена с «минусом» питания (пины 8,15). Распиновка (цоколевка) TDA7294 показана на рисунке выше:

Следует обратить внимание на тот момент, что корпус микросборки соединен не с общей линией питания, а с минусом источника питания (вывод 15). Среди интегрированных УНЧ, TDA7294 является прямым конкурентом LM3886.

При использование этого УНЧ в своих радиолюбительских проектах и схемах, учтите, что TDA7294 боится статики, кроме того ее нужно обязательно изолировать от радиатора, а последний необходимо заземлить на среднюю точку блока питания.

Технические параметры микросборки TDA7294 позволяют получить максимальную выходную мощность до 100 Вт, при сопротивлении в цепи нагрузки от 4 до 8 Ом. Это все достигается благодаря каскаду полевых транзисторов, установленных в её предварительном и выходном блоке. Данный чип радиолюбители советуют в первую очередь за низкий уровнь собственных шумов и искажений. Усилитель работает в огромном диапазоне частот и питающих напряжений.

Более подробно выделим максимальные значения предельно допустимых режимов работы TDA7294 из Data Sheet.

Оптимальным питающим напряжением TDA7294 при нагрузке на выходе УНЧ в 4 Ом считается ±27 В, а для 8 Ом не более ±35 В. При применении в схеме УНЧ на мощности выше 10 Вт, требуется обязательный теплоотвод. Если не заморачиваться с геморойными формулами, то его можно позаимствовать из старого блока питания. В любом случае, чем радиатор больше тем лучше. Ставить микросхему нужно обязательно через слюдяную прокладку. Также можно установить принудительную систему воздушного охлаждения, не забыв при этом выход для воздуха.

Схема УНЧ на TDA7294

Типовая схема включения tda7294 была позаимствована из технического описания в datasheet по ссылке выше. Контакты VM и VSBY подсоединяют к положительному выводу микросхемы +VS. Если питание на них отсутствует или меньше 1,5 Вольт – схема выключена. С ростом уровня напряжения более 3,5 В чип выходит из энергосберегающего режима (StandBy) и тихого (Mute).

Этот усилитель способен выдать на выходе схемы мощность 70 ватт. Для исключения перегрева усилителя мощности звуковой частоты микросборку рекомендуется установить на радиатор. Монтаж выполнен на односторонней печатной плате, рисунок прилагается.

Данную схему можно легко собрать используя элементную базу как на рисунке выше. Вместе с тем, любителям глубоких НЧ, её можжно незначительно допилить.

Для питания УНЧ с нагрузкой 4 Ома напряжение питания должно быть 27 вольт, при сопротивлении динамиков 8 Ом -35 вольт. В роли БП можно использовать эту схему.

Трансформатор Тр1 вторичная обмотка на 40 вольт (50 вольт при 8 Ом) с отводом от средней точки либо две обмотки по 20 вольт (25 вольт при 8 Ом) с током нагрузки до 4 ампер. Диодный мост должен выдерживать прямой ток 20 ампер и обратное напряжение на 100 вольт.

УНЧ на TDA7294 по мостовой схеме

В этой схеме не применяются функции "MUTE" и "STAND-BY", т.к усилитель включается в источнике питания. Входное сопротивление создают сопротивления R1 и R4, а пассивные фильтрующие пары R1, С1 и R4, С4 осуществляют ограничение низкочастотной полосы пропускания. Компоненты R2, С2 и R5, С5 в цепи отрицательной ОС задают НЧ границу этого диапазона. Коэффициент усиления задается соотношением номиналом сопротивлений резисторов R3/R2 и R6/R5.

При указанных на схеме номиналах R2, R3, R5, R6, коэффициент усиления составит 30 дБ. Тумблер SA1 применяется для выбора режима УМЗЧ, «стерео» или «моно». Если выбран «Стерео» обе TDA7294 работают автономно друг от друга, а если режим «Моно» DA2 из не инвертирующего превращается в инвертирующий усилитель.

В данном случае необходимо наличие резистора обратной связи (на 22 кОм), между выводами 14 и 2, первого и второго чипа соответственно. Если этого не сделать, то УНЧ работать не будет. Для включения усилителя на контакты 10 (Mute) и 9 (StandBuy) нужно подать не меньше 5 В.

Источник питания, построен на микросборке КР1114ЕУ4 (TL494CN)

Биполярные транзисторы и микросхемы DA1, DA2 необходимо установить на раздельные теплоотводы. Настройка блока питания осуществляется в два этапа. Сначала выпаивается резистор R14. Затем замеряется напряжение, оно должно быть около 26-28 В. Далее впаивается резистор R14, а R12 выпаивается. Вторая цепь настраивается аналогичным образом. По завершении регулировки впаивается сопротивление R12.

Усилитель для сабвуфера на TDA7294

Конструкция питается от 25 В. На входе имеется цепочка R1C1 и R2C2 фильтры НЧ и ВЧ. Схема является неинвертирующей. ООС реализована на резисторах R3, R4, которые подсоединены к входу и выходу

Коэффициент усиления:

Значение K_u можно изменить, подбирая сопротивление резистора R3. Слишком сильно его уменшать не следует, при значении ниже 20 микросборка самовозбудится. Если его увеличить слишком сильно, то возрастут нелинейные искажения. При указаных на рисунке ном иналах выходная мощность устройства для сабвуфера около 50Вт при в 4 Омной нагрузке.

На емкосте С3 и сопротивлении R3 реализована отрицательная обратная связь по постоянному току.

УНЧ с обратной связью на TDA7294

Сигнал со входа IN следует через конденсатор C1 на низкоомное плечо обратной связи из резисторов R1 R3, которое вместе с конденсатором C2 составляют схему фильтра низких частот, который препятствует проникновению наводок и ВЧ шумов в звуковой тракт. Вместе с R4, входная цепь создает первый сегмент отрицательной обратной связи, коэффициент усиления которого равен 2.34.

Далее, если бы не токовый датчик на резисторе R7, коэффициент усиления второй цепи задавался бы отношением резисторов R5/R6 и равнялся бы 45.5. Итоговый коффициент был бы в районе 100 единиц. Однако, токовый датчик в схеме присутствует, и его сигнал суммируясь с падением напряжения на сопротивлении R6, создает частичную отрицательную ОС по току. Для расчета привожу аппроксимированную формулу его расчета:

При текущих номиналах схемы Кп = 15.5, что дает результат удовлетворительной точности при сопротивлениях нагрузки более одного Ома.

При правильной сборке схемы мы увидим неприхотливый усилитель с хорошим звучанием, без паразитных призвуков, мощный и динамичный.

Ниже представлена компоновка печатной платы со стороны радиокомпонентов и со стороны проводников:

Умощнение TDA7294 с помощью транзисторов

Если имеется необходимость повышения нагрузочного тока выполняют умощнение схемы на tda7294. Такое возможно сделать установив на выход схемы транзисторы. Примеров подобных доработок масса. На рисунке ниже покажем лишь один из возможных вариантов.

Номинальная мощность усилителя в таком виде, на нагрузку на выходе УНЧ в 4 Ом, доходит до 100 Вт. Коэффициент нелинейных искажений, при работе на уровне до 80 Вт, значительно ниже типового варианта. Провал типа «лесенка» в каскаде и вовсе отсутствует.

Существует ошибочное мнение, что умощнение микросхемы tda7294 можно реализовать с помощью параллельного включения с аналогичной микросборкой. Однако это не верное суждение, так как данная микросборка не может работать в таком режиме. Поддержка параллельного включения была реализована фирмой STM в модифицированной версии этого чипа — tda7294S.

Аналоги: самым близким аналогом можно условно считать микросхему tda7293, но она обладает чуть более лучшими характеристики по выходной мощности и максимальному питающему напряжению. В ней лучше реализованы функции вольтодобавки и клип-детектора. Имеется также и возможность параллельного соединения для умощнения. Но, несмотря на все перечисленные плюсы, некоторые радиолюбители считают её менее надёжной в работе.