Tda 7294 технические характеристики

TDA7294 – это одноканальный звуковой усилитель от популярного заграничного бренда ST Microelectronics. Изделие применяется в качестве основы в УНЧ класса АВ в Hi-Fi-технике. В микросхеме предусмотрена защита от короткого замыкания, перегрева и мощных электроразрядов. Предусмотрен режим простоя при отсутствии или ослаблении сигналов. Учитывая сравнительно низкую стоимость изделие, оно предоставляет широкий спектр возможностей: радиолюбитель может собрать с его помощью и ряда вспомогательных элементов мощный звуковой усилитель с хорошими характеристиками проигрывания. На данный момент в магазинах можно найти только готовые модули и схемы для пайки, но они оцениваются дороже, чем устройство отдельно.

TDA7294 производится в цельном пластиковом корпусе с 15 контактами для вертикальной и горизонтальной установки на плату в сборке. Металлическая подложка подключена к «-» питания (контакты 8 и 15). При использовании микросхемы нужно учесть, что корпус подключен к общему выводу. Распиновка TDA7294 на рисунке ниже:

Характеристики

Микросхема позволяет добиться предельной мощности в районе 100 Вт, если сопротивление цепи на уровне от 4 до 8 Ом. Для этого предусматриваются полевые транзисторы. Устройства минимально создают помехи шумов, функционирует в расширенном диапазоне частот и питающих напряжений.

При установке микросхемы нужно учитывать допустимые значения, указанные в документации от производителя.

Разрешённые пиковые технические характеристики TDA7294:

• Допустимое напряжение — +- 50 В;
• Предельный выходной ток – 10 А;
• Мощность рассеивания – 50 Вт;
• Допустимые температуры – от 0 до 70°C;
• Нагрев кристалла – до 150°C, при хранении – до +150°C.

Поданные 50 В считаются максимальными и могут стать причиной поломки. Поэтому не рекомендуется экспериментировать с предельными значениями, если нет намерения спалить изделие. Рекомендуемым напряжением при нагрузке в 4 Ом можно считать +- 27 В, для 8 Ом – до +-35 В. Если устройство эксплуатируется на мощности свыше 10 Вт, то для работы нужен охлаждающий элемент. Чтобы не утруждать себя расчётами, радиатор можно снять со старого блока питания для ПК. Чем больше будет охлаждения, тем лучше. Устанавливать радиатор нужно через слюдяную пластину.

Не лишним будет дополнительный вентилятор, для которого предусмотрен воздушный вывод. При этом осторожно стоит выбирать источник напряжения. Чтобы изделие обеспечило показанные 100 Вт при воспроизведении звука, то хватает источника питания мощностью от 110 Вт. Многие специалисты советуют покупать с запасом – примерно на 250 Вт. С таким источником питания TDA7294 осилит передачу чистого синусоидального сигнала.

Электрические характеристики микросхемы получены на заводе при определённом режиме измерения: напряжение от источника питания — +- 35 В, уровень сопротивления – 8 Ом, температура окружающей среды — +25°C, рабочая частота – 1 кГц. Обозначенные параметры можно использовать, если в условиях документации не указаны другие условия.

На что способен усилитель на TDA7294?

Технические характеристики TDA7294

Как было сказано выше, микросхема TDA7294 выпускается в корпусе MULTIWATT15 и имеет следующее расположение выводов (распиновка):

1. GND (общий провод )
2. Inverting Input (инверсный вход)
3. Non Inverting Input (прямой вход)
4. In+Mute
5. N.C. (не используется)
6. Bootstrap
7. +Vs
8. -Vs
9. Stand-By
10. Mute
11. N.C. (не используется)
12. N.C. (не используется)
13. +Vs (плюс питание)
14. Out (выход)
15. -Vs (минус питание)

Следует обратить внимание на тот факт, что корпус микросхемы соединен не с общей линией питания, а с минусом питания (вывод 15)

Типовая схема включения TDA7294 из datasheet

Мостовое включение — это включение усилителя к динамикам, при котором каналы стереофонического усилителя функционируют в режиме моноблочных усилителей мощности. Они усиливают один и тот же сигнал, но в противофазе. При этом динамик подключается между двумя выходами каналов усиления. Мостовое включение позволяет значительно увеличить мощность усилителя

По сути, данная мостовая схема из datasheet не что иное как два простых усилителя к выходам, которых подключен звуковой динамик. Данная схема включения может применяться только при сопротивлении динамиков 8 Ом или 16 Ом. С динамиком 4 Ом возникает большая вероятность выхода микросхемы из строя.

Среди интегрированных усилителей мощности, микросхема TDA7294 является прямым конкурентом LM3886.

Усилитель на TDA7294

Конструирование усилителя всегда было задачей не простой. К счастью, в последнее время, появилось много интегрированных решений, облегчающий жизнь конструкторам-любителям. Я тоже не стал себе усложнять задачу и выбрал наиболее простой, качественный, с малым количеством деталей, не требующий настройки и стабильно работающий усилитель на микросхеме TDA7294 от SGS-THOMSON MICROELECTRONICS. В последнее время в интернете распространились претензии к этой микросхеме, которые выражались примерно в следующем: «самопроизвольно возбуждается, при неправильной разводке; горит, по любому поводу, и т.д.». Ничего подобного. Спалить её можно только неправильным включением или замыканием, а случаев возбуждения не было замечено ни разу, и не только у меня. Кроме того, у неё есть внутренняя защита от короткого замыкания в нагрузке и защита от перегрева. Также в ней реализованы функция приглушения (используется для предотвращения щелчков при включении) и функция режима ожидания (когда нет сигнала). Эта ИМС представляет собой УНЧ класса АВ. Одной из основных особенностей этой микросхемы является применение полевых транзисторов в предварительных и выходных каскадах усиления. К ее достоинствам относятся большая выходная мощность (до 100 Вт на нагрузке сопротивлением 4 Ом), возможность работы в широком диапазоне питающих напряжений, высокие технические характеристики (малые искажения, низкий уровень шума, широкий диапазон рабочих частот и т.д.), минимум необходимых внешних компонентов и небольшая стоимость Основные характеристики TDA7294:

Фирменное описание и типовые схемы включения от производителя (PDF формат). Схем включения этой микросхемы достаточно много, рассмотрю самую простую:

Типовая схема включения:

Перечень элементов:

Микросхему необходимо установить на радиатор площадью >600 см 2 . Будьте внимательны, на корпусе микросхемы находится не общий, а минус питания! При установке микросхемы на радиатор лучше использовать термопасту. Желательно проложить между микросхемой и радиатором диэлектрик (слюду, например). В первый раз я не придал этому значения, подумал, а с какого такого перепугу я буду замыкать радиатор на корпус, но в процессе отладки конструкции, нечаянно упавший со стола пинцет замкнул как раз радиатор на корпус. Взрыв был классным! Микросхемы просто разнесло на куски! В общем отделался лёгким испугом и 10$ :). На плате с усилителем желательно также поставить на питание мощные электролиты 10000мк х 50в, дабы при пиках мощности провода от блока питания не давали провалы напряжения. Вообще, чем больше ёмкость конденсаторов на питании — тем лучше, как говорится «кашу маслом не испортишь». Конденсатор C3 можно убрать (или не ставить), я так и сделал. Как выяснилось, именно из-за него, при включении перед усилителем регулятора громкости (простого переменного резистора) получалась RC цепочка, которая при увеличении громкости косила высокие частоты, а вообще он нужен чтобы предотвращать возбуждение усилителя при подаче на вход ультразвука. Вместо C6, C7 я поставил на плате 10000мк х 50в, С8, С9 можно ставить любого близкого номинала — это фильтры питания, они могут стоять в блоке питания, а можно их припаять навесным монтажом, что я и сделал. Плата: Я лично не очень люблю использовать готовые платы, по одной простой причине — трудно найти точно такие же по размеру элементы. Но в усилителе разводка может сильно влиять на качество звука, поэтому Вам решать какую плату выбрать. Поскольку я собирал усилитель сразу на 5-6 каналов, соответственно плата сразу на 3 канала: В векторном формате (Corel Draw 12)
Блок питания усилителя, фильтр НЧ и др. Блок питания Почему-то, блок питания усилителя вызывает много вопросов. На самом деле, как раз тут-то, всё достаточно просто. Трансформатор, диодный мост и конденсаторы — это основные элементы блока питания. Этого достаточно для сборки самого простого блока питания. Для питания усилителя мощности стабилизация напряжения неважна, а важны ёмкости конденсаторов по питанию, чем больше — тем лучше. Важна также толщина проводов от блока питания до усилителя. Мой блок питания реализован по следующеё схеме: Питание +-15В предназначено для питания операционных усилителей в предварительных каскадах усилителя. Можно обойтись без дополнительных обмоток и диодных мостов, запитав модуль стабилизации от 40В, но стабилизатору придётся гасить очень большой перепад напряжения, что приведёт к значительному нагреву микросхем стабилизаторов. Микросхемы стабилизаторов 7805/7905 — импортные аналоги наших КРЕН. Возможны вариации блоков А1 и А2: Блок A1 — фильтр для подавления помех питания. Блок А2 — блок стабилизированных напряжений +-15В. Первый альтернативный вариант — простой в реализации, для питания слаботочных источников, второй — качественный стабилизатор, но требует точного подбора комплектующих (резисторов), иначе получите перекос плеч «+» и «-«, что даст потом перекос нуля на операционных усилителях. Трансформатор Трансформатор блока питания для стерео усилителя на 100Ват должен быть примерно 200Ват. Поскольку я делал усилитель на 5 каналов, мне понадобился трансформатор помощнее. Но мне не надо было выкачивать все 100Ват, да и все каналы не могут одновременно отбирать мощность. Мне попался на рынке трансформатор TESLA (ниже на фото) ват эдак на 250 — 4 обмотки проводом 1,5мм по 17В и 4 обмотки по 6,3В. Соединив их последовательно я получил нужные напряжения, правда пришлось немного отмотать две обмотки на 17В, дабы получить суммарное напряжение двух обмоток ~27-30В, поскольку обмотки были сверху — труда особого это не составило. Отличная вещь — тороидальный трансформатор, такие используются для питания галогенок в светильниках, на рынках и магазинах их полно. Если конструктивно два таких трансформатора положить один на другой — излучение будет взаимно компенсироваться, что уменьшит наводки на элементы усилителя. Беда в том, что они имеют одну обмотку на 12В. У нас на радиорынке можно сделать такой трансформатор на заказ, но стоит это удовольствие будет прилично. В принципе, можно купить 2 трансформатора на 100-150Ват и перемотать вторичные обмотки, количество витков вторичной обмотки надо будет увеличить примерно в 2-2,4 раза. Диоды / диодные мосты Можно купить импортные диодные сборки с током 8-12А, это значительно упрощает конструкцию. Я использовал импульсные диоды КД 213, причём делал отдельно по мосту на каждое плечо, чтобы дать запас по току для диодов. При включении происходит заряд мощных конденсаторов, бросок тока при этом весьма существенен, при напряжении 40 В и емкости 10000 мкФ ток зарядки такого конденсатора составляет ~10 А, соответственно по двум плечам 20А. При этом трансформатор и выпрямительные диоды кратковременно работают в режиме короткого замыкания. Пробой диодов по току даст неприятные последствия. Диоды были установлены на радиаторы, но я не обнаружил нагрева самих диодов — радиаторы были холодные. Для устранения помех по питанию, рекомендуют параллельно каждому диоду в мосте, устанавливать конденсатор ~0,33мкф тип К73-17. Я правда, делать этого не стал. В цепи +-15В можно применить мосты типа КЦ405, на ток 1-2А. Конструкция Готовая конструкция. Самое занудное занятие — корпус. В качестве корпуса я взял старый слим корпус от персонального компьютера. Пришлось его немного укоротить по глубине, хотя это было непросто. Считаю, что корпус получился удачным — блок питания находится в отдельном отсеке и можно ещё 3 канала усиления засунуть в корпус свободно. Общая конструкция После полевых испытаний, выяснилось, что нелишне поставить вентиляторы на обдув радиаторов, несмотря на то, что радиаторы имеют весьма внушительные размеры. Пришлось надырявить корпус снизу и сверху, для хорошей вентиляции. Вентиляторы подключены через 100Ом подстроечный резистор 1Вт на самые малые обороты (см. след рисунок). Блок усилителя Микросхемы стоят на слюде и термопасте, винты тоже надо изолировать. Радиаторы и плата прикручены к корпусу через диэлектрические стойки. Входные цепи Очень хотелось этого не делать, только в надежде, что это всё временно. После навешивания этих кишек, в колонках появился небольшой гул, видимо с «землёй» чё то стало не так. Мечтаю о том дне, когда я выкину это всё из усилителя и буду использовать его только как усилитель мощности. Плата сумматора, фильтра НЧ, фазовращателя Блок регуляции Результат Сзади получилось красивей, хоть ты его разверни попой вперёд. 🙂
Стоимость конструкции.

Да, недешево что-то получилось. Скорее всего чего-то не учёл, просто покупалось, как всегда, всего гораздо больше, ведь пришлось ещё экспериментировать, да и сжёг я 2 микросхемы и взорвал один мощный электролит (всего этого я не учитывал). Это расчёт усилителя на 5 каналов. Как видно очень недёшево получились радиаторы, я использовал недорогие, но массивные кулера для процессоров, на то время (полтора года назад) они были очень хороши для охлаждения процессоров. Если учесть, что ресивер начального уровня можно купить за 240$, то можно и задуматься — а надо ли Вам это :), правда там стоит усилитель более низкого качества. Усилители такого класса стоят порядка 500$.

Выбор и установка теплоотвода

Теплоотвод в состав комплекта усилителя не входит — о нём нужно позаботиться самостоятельно.

Применять усилитель без радиаторов не рекомендуется ни в каких, даже самых лёгких режимах: нагрев микросхем значителен даже в состоянии покоя.

Я применил в качестве теплоотвода кулер к процессору AMD socket 462, оставшемуся не у дел. Увы, дело даже не в медлительности этих процессоров, а в том, что они не поддерживают актуальный набор команд: Windows 10 на таких процессорах работать вообще никак не сможет!

А тут можно как раз найти применение если не самому процессору, то хотя бы его кулеру.

Чтобы вентилятор кулера не создавал заметный шум при малой громкости звучания, последовательно с питанием вентилятора было подключено тепловое реле KSD-01F на температуру срабатывания 50 градусов.

Само термореле было закреплено как можно ближе к одной из микросхем усилителя:

Впрочем, как убедимся далее, реальная температура срабатывания термореле оказалась не вполне соответствующей расчётной (и само термореле тут не виновато).

Важно! При монтаже радиатора имейте в виду, что пластина теплоотвода микросхемы находится под напряжением отрицательного плеча источника питания (избегайте замыканий!).

Переходим к главной части — к тестам.

Тестирование одноплатного усилителя на TDA7294 с двухполярным питанием

При тестировании применялся двухполярный импульсный блок питания номинальной мощностью 300 Вт (ссылка на обзор будет в «Заключении»). Выходные напряжения блока питания были настроены на +-40 В (это — максимально-допустимое напряжение для TDA7294). Нагружался один канал, сопротивление нагрузки — 8 Ом.

Испытания проводились без корпуса (открытый стенд на столе).

Начнём с отвлечённых материй: с тока покоя. Он составил 74 мА (рассеиваемая микросхемами мощность, соответственно, составила 5.9 Вт).

Коэффициент усиления составил 32.

Проверка максимальной мощности на нагрузке 8 Ом

Эта проверка производилась повышением уровня сигнала до величину, соответствующей на выходе началу клиппинга.

Итого, амплитуда составила 35.1 В, мощность в нагрузке — 77 Вт. Это — неплохой результат, подтверждающий характеристики микросхемы TDA7294.

При этом потребляемый ток составил 1.45 А, потребляемая от источника питания мощность — 116 Вт, КПД — 66% (что вполне характерно для усилителей класса AB).

Ещё в качестве позитива надо заметить, что никаких признаков самовозбуждения не обнаружено.

Температура корпуса микросхемы перед автоматическим включением вентилятора повышалась до 119 градусов — многовато будет!

Причина столь позднего включения вентилятора заключается в том, что тепловое реле реагирует не на температуру его подложки, а на среднюю температуру окружающей его среды (подложка — изолирована и не имеет теплового контакта с биметаллической пластиной внутри термореле).

В закрытом корпусе, где изначально температура окружения повышена, срабатывание должно быть более ранним.

В общем, по результатам испытания можно сказать, что тепловое реле надо было выбрать на более низкую температуру, примерно 40-45 градусов.

Определение полосы пропускания усилителя

Проверка проводилась при амплитуде сигнала на выходе 20 В.

С нижней границей полосы всё легко и просто: она составила 12 Гц по стандартному уровню 0.71 (минус 3 дБ).

А при попытке определить верхнюю границу запахло жареным (не шутка).

На частоте 100 КГц осциллограмма на выходе приняла такую форму:

Уровень сигнала составил 0.86 от уровня на частоте 1 КГц, но уже стали заметны искажения, связанные как с ограничением скорости изменения выходного сигнала, так и с появлением небольшой неравномерности при переключении выходного каскада усилителя с положительного плеча на отрицательное и обратно.

Кроме того, резисторы в цепях предотвращения самовозбуждения разогрелись до температуры выше 300 градусов; в воздухе запахло горелой краской, а припой вблизи контактов резисторов расплавился. 🙂

В общем, конечно, не стоило эту проверку делать на такой частоте или при такой амплитуде сигнала.

Но, всё-таки, в усилителе ничего не сгорело, а верхнюю границу полосы пропускания запишем, как превосходящую 100 КГц.

Проверка на сигналах стандартных форм

Теперь, для порядка, несколько осциллограмм стандартных сигналов. Частота всех сигналов — 10 КГц, амплитуда — около 20 В, нагрузка — всё та же, 8 Ом.

Крутизна фронтов — на неплохом уровне, линейность — хорошая, но острые углы заметно «скругляются».

И, в завершение этой главы, пример осциллограммы не «академического», а реального сигнала:

DataSheet

Главная › Даташиты › TDA7294 — Усилитель звука

ВЫСОКОЕ РАБОЧЕЕ НАПРЯЖЕНИЕ (±40В)

ДМОП УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

ВЫСОКАЯ ВЫХОДНАЯ МОЩНОСТЬ (ДО 100Вт ЗВУКОВОЙ МОЩНОСТИ)

ФУНКЦИЯ РЕЖИМА ОЖИДАНИЯ

НЕТ ШУМА ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ ВКЛ/ВЫКЛ

НЕТ BOUCHEROT ЯЧЕЕК

ОЧЕНЬ НИЗКИЙ УРОВЕНЬ ИСКАЖЕНИЙ

ОЧЕНЬ НИЗКИЙ УРОВЕНЬ ШУМА

ЗАЩИТА ОТ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

ОТКЛЮЧЕНИЕ ПРИ ПЕРЕГРЕВЕ

ОПИСАНИЕ

TDA7294 это монолитная интегральная схема в исполнении Multiwatt15, предназначенная для использования в HI-FI усилителях класса AB (Home Stereo, автономных акустических системах, высококлассных ТВ-приемниках). Благодаря широкому диапазону напряжений и высокой токонесущей способности, она способна поддерживать максимальную мощность для обеих нагрузок 4 Ом и 8 Ом даже при плохом источнике питания. Встроенная функция задержки включения упрощает дистанционное управление, избегая шумов при переключении режимов вкл/выкл.

Рисунок 1. Схема подключения и проверки

Блок схема TDA 7294

Абсолютные максимальные значения

Электрические характеристики (Параметры указаны для тестовой цепи VS = ±35 В, RL = 8 Ом, GV = 30dB;
Rg = 50 Ом; Tamb = 25°C, f = 1 кГц; если не указано иное.

(*) Музыкальная мощность — это максимальная мощность, которую усилитель способен выдавать через номинальное сопротивление нагрузки (в независимости от нелинейности) после подачи на вход синусоидального сигнала 1 кГц в течении 1 сек.

(**) Протестировано с оптимизированной монтажной платой.

(***) Ограничено максимально допустимым током.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Tda 7294 технические характеристики

DESCRIPTION
The TDA7294 is a monolithic integrated circuit in Multiwatt15 package, intended for use as audio class AB amplifier in Hi-Fi field applications (Home Stereo, self powered loudspeakers, Top-class TV). Thanks to the wide voltage range and to the high out current capability it is able to supply the highest power into both 4Ω and 8Ω loads even in presence of poor supply regulation, with high Supply Voltage Rejection.
The built in muting function with turn on delay simplifies the remote operation avoiding switching on-off noises.

■ VERY HIGH OPERATING VOLTAGE RANGE (±40V)
■ DMOS POWER STAGE
■ HIGH OUTPUT POWER (UP TO 100W MUSIC POWER)
■ MUTING/STAND-BY FUNCTIONS
■ NO SWITCH ON/OFF NOISE
■ NO BOUCHEROT CELLS
■ VERY LOW DISTORTION
■ VERY LOW NOISE
■ SHORT CIRCUIT PROTECTION
■ THERMAL SHUTDOWN

Similar Part No. — TDA7294

The company offers a wide range of products including microcontrollers, sensors, power amplifiers, and integrated circuits for various applications in the automotive, industrial, and consumer markets.

Founded in 1987, STMicroelectronics has operations in over 100 countries and is one of the largest semiconductor companies in the world.

Схемы включения

На рисунке ниже представлена типичная схема включения tda7294 на примере усилителя. Из неё можно узнать номиналы всех используемых элементов. Также имеется чертёж печатной платы.

Ещё TDA7294 можно подключать по мостовой схеме. В таком случае нагрузка должна иметь значение выше 8 Ом.

Вот чем данный вариант превосходит предыдущий:

• Хорошая мощность при ограниченном уровне напряжения питания;
• Большое значение выходной мощности на высоких нагрузках (около 16 Ом).

При сопротивлении нагрузки Rl = 8 Ом, и напряжении питания Vs = ± 25 В, максимальная выходная мощность Pout составляет 150 Вт, а при Rl = 16 Ом, Vs = ± 35 В, максимальная Pout составляет 170 Вт.

Аналоги

Не существует микросхем полностью аналогичных TDA7294. Поэтому перед заменой нужно тщательно изучить все технические характеристики. Кроме этого требуется понимание режимов работы, в которых будет работать изделие в данной конкретной схеме.

Единственной компанией производящей микросхему TDA7294 является STMicroelectronics. Поэтому только изделия ее производства можно найти на Российском рынке. Технические характеристики, предоставленные данной фирмой, прилагаются.