A TDA2005 analóg erősítő áramkörrel épített 2X10W-os hangerősítő tervezési és építési folyamatáról olvashattok ebben a bejegyzésben.
TDA2005 hangerősítő IC alapjai
A TD20XX műveleti erősítőket tartalmazó IC család tökéletes választás egy otthoni és akár üzleti forgalomba is kerülő hangerősítő építéséhez. Én a TDA2005-öt választottam erre a célra. Ez egy B-osztályú erősítő, ami 2X10W, vagy hídba kötve 20W-os kimenetet tud produkálni.
Az alkatrész adatlapja szerint kevés külső komponens felhasználásával megépíthető a kívánt hangerősítő. Ebből kiindulva építettem meg.
Lássuk, mit tudunk erről az alkatrészről, amit a tervezés folyamán fel kell használnunk. Az alábbi táblázatban csak a bennünket érintő paraméterek és tesztbeállítások szerepelnek.
| Paraméter | Teszt beállítás | Min. | Tipikus | Max. | Mértékegység |
| Tápfeszültség | 8 | 18 | V | ||
| Nyugalmi kimeneti feszültség | VS=14.4V | 6.6 | 7.2 | 7.8 | V |
| Teljes nyugalmi drain áram | VS=14.4V | 65 | 120 | mA | |
| Kimeneti teljesítmény, PO | VS=14.4V, f=1kHz, d=10%, RL=2 Ohm | 9 | 10 | W | |
| Kimeneti teljesítmény, PO | VS=14.4V, f=1kHz, d=10%, RL=4 Ohm | 6 | 6.5 | W | |
| Torzítás, d | VS=14.4V, f=1kHz, RL=2 Ohm, PO=50mW – 4W | 0.3 | 1 | % | |
| Bemeneti ellenállás, Ri | f=1 kHz | 70 | 200 | kHz | |
| Feszültségerősítés, nyílt hurkú | f=1 kHz | 90 | dB | ||
| Feszültségerősítés, zárthurkú | f=1 kHz | 48 | 50 | 51 | dB |
| Hatásfok | VS=14.4V, f=1kHz, RL=2 Ohm, PO=10W | 60 | % |
Néhány fontosabb grafikon a TDA2005 IC-ről. A mi tervezésünk szempontjait pirossal jelöltem rajtuk.
14.4V-os tápegység
A fentiek alapján látható, hogy 14.4V-os tápegységre lesz szükségünk az erősítő meghajtásához. Hálózati feszültségről, azaz 230V-ról szeretnénk táplálni a készülékünket. Ehhez a 230V-ot le kell transzformálnunk 18-23V közé és egyenirányítanunk kell.
A 14.4V-hoz szükségünk lesz egy 7815-ös feszültségstabilizátorra.
Az LM7815 feszültség-stabilizátor adatlapja szerint a bemeneti feszültség 17.5 – 30 V közötti lehet, a kimenetén ezekben az esetekben 15V feszültséget produkál.
- Kimeneti áram:1 – 1.5A
- Beépített rövidzárlat elleni védelem, ilyenkor lekapcsol
- Beépített túlmelegedés elleni védelem, ilyenkor lekapcsol
- Standby áram: 8mA
- Dropout feszültség: 2V. Ez azt jelenti, legalább 17V bemeneti feszültségre lesz szükségünk.
A fentiek alapján 17-30V szekunder feszültségű transzformátorra van szükségünk. A TDA2005 leírása szerint maximum 120 mA áramfelvételre számíthatunk. Tehát legalább 150 mA szekunder oldali áramleadásra képes trafót kell keresnünk. A Myrra cég 44197-es cikkszámú transzformátora beszerezhető, elérhető áron. Paraméterei az alábbiak:
- Teljesítmény: 3,2VA
- Primer feszültség: 230V
- Szekunder feszültség: 18V (a 2V-os dropoutnak éppen megfelel. 15+2V=17V)
- Szekunder tekercs árama: 178 mA
A transzformátor kimeneti feszültségét egyenírányítani kell, amire alkalmas egy Graetz-hídba kapcsolt diódahálózat, ismertebb nevén diódahíd.
A transzformátor bemeneti oldalára olvadóbiztosítót kell rakni, amit 2A-re méretezünk. Az egyenirányító kapcsolás ismeretében az alábbi tápfeszültség áramkört terveztem meg.
A T1 NPN tranzisztorra azért van szükség, hogy az LM7815 15V-os kimeneti feszültségéből a tranzisztor bázis-emitterén eső 0.6V-tal kevesebb legyen. Ezt egy diódával is megcsinálhattam volna, de az esetleges nagy áramok miatt így elegánsabb, a gyártó is így javasolja használni.
TDA2005 sztereo erősítőkapcsolás
A TDA2005 kétcsatornás (sztereo) kapcsolása az alábbiak szerint néz ki:
Az ábrán jól látszik, hogy a két belső műveleti erősítő nem-invertáló kapcsolásban működik. A visszacsatoló ágban lévő C6 és C7 kondenzátorok az egyenáramú leválasztást és egy felüláteresztő szűrésre vannak beépítve. A C9, C8 kondenzátorok és R6, R7 ellenállások frekvencia stabilizálás miatt kellenek. Magas frekvencián az induktív terhelés gerjedést okozhat. A C1 és C2 kondenzátorok a bemeneti DC leválasztásra szolgálnak. A C4, C5 a bootstrapping céljából vannak beépítve. De mit jelent ez a bootstrap?
Ehhez nézzük meg a TDA2005 belső felépítésének egy részletét! A fenti képen C4-gyel jelölt bootstrap kondenzátor a 7. és 8. lábak közé van kötve. Az IC ezen belső a részlete az alábbi képen látható.
A 7. láb a bootstrap, a 8. láb az egyik csatorna kimenete. Ezt a kimenetet kötik vissza egy kondenzátorral az erősítőfokozat bemenetére. Célja az, hogy a kimeneti tranzisztor bázis-emmiterén eső UBE=0,7V feszültségét visszapótolják a bootstrap kondenzátorból.
Tápegység építése
Építés közben a bejegyzés folyamatosan frissülni fog.
Erősítőegység építése
Építés közben a bejegyzés folyamatosan frissülni fog.