Amplificator 250w

CIRCUITUL INTEGRAT AUDIO DE PUTERE TDA7294

   In circuitul integrat de putere TDA7294 intalnim "rafinamente" de proiectare si relizare tehnologica dintre cele mai avansate. Principalele caracteristici ale circuitului integrat sunt:

    - Tensiunea de alimentare de lucru foarte mare (±40V);

    - Etajul de iesire prevazut cu tranzistoare de putere realizate in tehnologia DMOS. Astfel de tranzistoare nu au tensiunea de strapungere si tensiunea Vbe ca la tranzistoarele bipolare. Capabilitatea debitarii curentului este de maxim 10A;

    - Puterea utila de iesire este de pana la 100W;

    - Eliminarea zgomotelor la "pornit-oprit";

    - Distorsiuni si zgomot foarte mici, datorita proiectarii deosebite a reactiile negative;

    - Protectie la supratemperatura si la scurtcircuite pe iesire.

   Schema bloc a circuitului integrat este prezentata in figura de mai jos:

   Primul etaj este prevazut cu tranzistoare bipolare si asigura ponderea castigului circuitului integrat.

   Semnalul de la iesirea primului etaj se aplica etajului pilot echipa cu tranzistoare MOS. Acest echipaj asigura nivelul tensiunii de audiofrecventa de iesire, este asistat de "reactia" tip boot-strap, asigura stabilitatea globala a amplificatorului, prin compensarea cu capacitatea Miller, Cm realizata pe cip si asigura comanda corespunzatoare a celor doua tranzistoare de putere din etajul de iesire.

   Etajul de putere realizat cu tranzistoare in tehnologia DMOS prezinta urmatoarele avantaje si particularitati:

   - Utilizarea tranzistoarelor MOS determina imunitate fata de tensiunea de strapungere secundara caracteristica tranzistoarelor bipolare. Se obtine astfel tensiunea admisibila de alimentare de  ±40V;

      - Datorita curentilor mari de lucru, asociata cu nivelul mare al tensiunii, se obtin puteri mari de iesire;

     - Pentru linializarea etajului de putere si pentru controlul curentului de repaus (tipic 300mA) etajul de putere este prevazut cu o reactie realizata de amplificatorul diferential A;

     - Circuitul integrat este prevazut cu protectie termica dinamica; aceasta la atingerea temperaturii de 140°C a cristalului (cip-ului) trece componenta in regim "linistire" (muting) iar la T = 150°C in regim de "asteptare" (stand -by);

   In concluzie, alegerea acestui ciruit integrat pentru realizarea unui amplificator audio de mare putere este optima.

AMPLIFICATORULUI AUDIO DE 250W

   Circuitul integrat TDA7294 poate debita pe o sarcina de 8Ω la Vs = ±35V, cu distorsiuni d4 = 0.5% o putere sinusoidala de 70W, iar pe o sarcina de 4Ω la Vs = ±27V aceeasi putere cu aceleasi distorsiuni.

   Pentru obtinerea unor puteri mai mari se utilizeaza tehnica conectarii in punte a doua circuite integrate.

Schema de principiu a amplificatorului de putere in configuratia in punte este prezentata in figura urmatoare:

In tabelul de mai jos prezentam comparativ tensiunile, curentii, puterile si aplificarile etajelor in punte si a celor cu un singur circuit integrat.

Din analiza tabelului de mai sus rezulta in cazul amplificatorului in punte o putere de patru ori mai mare, iar curentul de iesire de doua ori mai mare. De asemenea castigul este de patru ori mai mare, deci nivel de intrare necesar mai mic.

   

   In realitate, datorita puterii disipate in etajele finale de putere si a capabilitatii disipatiei caldurii cu radiatoare fizic realizabile, puterea utila obtinuta in configuratia in punte nu este practic de patru ori mai mare.

  

AMPLIFICATORUL DE PUTERE IN PUNTE DE 250W

  Din considerentele prezentate mai sus am ales circuitul integrat TDA7294 pentru realizarea practica a amplificatorului de putere, in configuratia in punte.

   Functiile componentelor din schema amplificatorului le prezentam in tabelul care urmeaza.

Pentru asigurarea obtinerii performantelor, dar in special a stabilitatii amplificatorului, proiectarea circuitului imprimat implica o atentie deosebita. Evitarea buclelor de masa mai ales la curentii de lucru de ordinul amperilor este o cerinta obligatorie.

  Asamblarea electrica nu pune probleme deosebite. O atentie deosebita se va da montarii circuitelor integrate in scopul obtinerii planeitatii capsulelor in plan perpendicular pe marginea corespunzatoare a cablajului imprimat. Desenul de echipare si cel al circuitului imprimat este prezentat in figura urmatoare.

  Problema transferului caldurii de la structura monolitica (cip) catre mediul ambiant se rezolva cu ajutorul radiatorului de caldura "cuplat" termic cu capsulele circuitelor integrate. Dimensiunile, forma, materialul si culoarea radiatorului sunt elementele care stabilesc rezistenta termica a acestuia.  Aceasta rezistenta termica exprimata in °C/W, trebuie sa permita "transferul" catre mediul ambiant a caldurii produsa de puterea disipata de circuitele integrate. In configuratia in punte se va dubla caldura produsa. Revenim asupra limitarii puterii utile in configuratia in punte, adica practic nu se poate obtine marirea acesteia de patru ori, asa cum rezulta din analiza teoretica.

   In ce priveste alimentarea amplificatorului facem urmatoarele precizari:

    - O sursa de alimentare cu ± Vs = 35V, cu un curent debitat de cca 4A, deci cu o putere de cca 330W, realizata in varianta sursa stabilizata devine costisitoare;

  - Avand in vedere factorul de rejectie al sursei de alimentare (SVR) foarte bun al circuitului integrat TDA7294, tipic 75dB, influenta variatiei tensiunii de alimentare va fi micsorata de cca 5600 de ori. Astfel o sursa nestabilizata dubla alternanta, bine filtrata, cu un riplu de cca 0.5V_ef (~1.5V_vv) este corespunzatoare.

   Principalele caracteristici electrice ale amplificatorului sunt prezentate in urmatorul tabel.

Amplificatorul prezentat satisface exigentele conditiilor HI-FI avand avantajele obtinerii puterii utile mari, la o tensiune de alimentare de valoare moderata si la o sarcina chiar de 16Ω.