Spannungsstabilisator für UMZCH auf dem TDA2030-Chip. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Überspannungsschutz

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Die integrierten Schaltkreise TDA2030, TDA2030H, TDA2030V, TDA2030A, TDA2030AH und TDA2030AV sind hochwertige Einkanal-Audio-Leistungsverstärker. Mikroschaltungen dieser Serie erfreuen sich seit zwei Jahrzehnten großer Beliebtheit, sowohl im Amateurfunkdesign als auch in industriellen UMZCHs. Typischerweise sind auf solchen Mikroschaltungen montierte UMZCHs an eine unstabilisierte Stromquelle angeschlossen.

Diese Lösung führt zu einer Verringerung der Zuverlässigkeit der Verstärker, einer Zunahme der Verzerrung und einem „Mangel“ an Ausgangsleistung.

TDA2030-Mikroschaltungen (ohne „A“-Index) und Haushaltsanaloga K174UN19 ermöglichen eine bipolare Spannungsversorgung von bis zu ±18 V und entwickeln eine Ausgangsleistung von bis zu 14 W bei einer Last mit einem Widerstand von 4 Ohm. Der TDA2030A kann mit Spannungen bis zu +22 V betrieben werden und liefert eine Ausgangsleistung von bis zu 18 W an einer 4-Ohm-Last.

Um die Eigenschaften von UMZCH beim TDA2030 zu verbessern, empfiehlt es sich, sie über einen bipolaren Spannungsregler mit Strom zu versorgen. Das Stromversorgungsdiagramm für UMZCH auf TDA2030 oder K174UN19 ist in Abb. 1 dargestellt.

Die Netzspannung wird dem Abwärtstransformator T1 über Sicherungen FU1, FU2, geschlossene Kontakte des Schalters SA1, Rauschunterdrückungs-LC-Filter L1-C1 und strombegrenzende Thermistoren Rt1, Rt2 zugeführt. Der Varistor RU1 schützt das Gerät vor Spannungsspitzen im Netz und Thermistoren sorgen für ein „sanftes“ Einschalten der Stromversorgung und des Verstärkers. Von den Sekundärwicklungen des Abwärtstransformators wird dem Brückendiodengleichrichter VD2 eine Wechselspannung von 20x3 V zugeführt. Die Kondensatoren C 10...C13 glätten Wellen gleichgerichteter Spannungen positiver und negativer Polarität.

Die positive Spannung wird über eine selbstheilende Polymersicherung FU3 an einen Spannungsstabilisator geliefert, der aus dem integrierten Stabilisator DA1, dem Transistor VT1 und Hilfselementen besteht. Der Transistor erhöht den Laststrom relativ zum Niederstromstabilisator MC7818C (maximaler Betriebsstrom - nicht mehr als 1 A). Die Dioden VD1, VD4 schützen die Mikroschaltung und den Transistor vor Spannungsspitzen und Störungen. Der Widerstand R5 entlädt die Oxidkondensatoren nach dem Ausschalten der Stromversorgung, was wichtig ist, wenn an den Stromversorgungsausgängen keine Last angeschlossen ist.

Ein Spannungsstabilisator mit negativer Polarität, hergestellt auf DA2 und VT2, funktioniert auf ähnliche Weise.

Die Spannung an den Sekundärwicklungen des Abwärtstransformators wird so gewählt, dass bei einer Nennnetzspannung von 220 V und maximaler Lautstärke des Verstärkers die von den Transistoren abgegebene Wärmeleistung 10...15 W (jeweils) nicht überschreitet. . Die Mikroschaltungen MC7818C und MC7918C stabilisieren die Ausgangsspannungen mit einer minimalen Differenz zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung von 2 V.

Dieses Netzteil ist für den Betrieb mit einem 5-Kanal-UMZCH ausgelegt, von dem einer der Kanäle aus zwei in einer Brückenschaltung verbundenen TDA2030A besteht (Pout = 36 W). Es ist zu beachten, dass industriell gefertigte 6-Kanal-„Computer“-Aktivlautsprechersysteme häufig mit ähnlichen Verstärkern mit 5 ICs ausgestattet sind. Berechnen wir die maximale Ausgangsleistung eines solchen UMZCH:

Рвых=14,4+36,1=56+36=92 (Вт).

Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Versorgungsspannung in der Regel ±15 V nicht überschreitet und bei hoher Lautstärke auf ±10 V abfällt. 12 V beträgt die tatsächliche Gesamtausgangsleistung eines solchen Verstärkers nur etwa 52 W und ist keineswegs der „sauberste“ Klang. Damit der UMZCH sein gesamtes Potential zeigen kann, muss er daher mit stabilisierten Spannungen versorgt werden.

Das Design kann einen Leistungstransformator mit einer Gesamtleistung von 250 W (für einen 5-Kanal-Verstärker) verwenden. Ein einfach zu demontierender Leistungstransformator aus einem alten Haushaltsfernseher der UPIMCT-61/67-Serie („Thyristor“-Fernseher) reicht aus. Alle Sekundärwicklungen eines solchen Transformators werden entfernt. Es empfiehlt sich, den Kupferschirm zu belassen, er ist elektrisch mit dem gemeinsamen Kabel verbunden.

Die Sekundärwicklungen sind mit Kupferwickeldraht 1,4...1,6 mm bewickelt (nicht zu verwechseln mit dem „gelben“ Aluminiumwickeldraht). Die Anzahl der Windungen beider Hälften der Sekundärwicklung muss gleich sein; sie wird durch Zählen der Anzahl der Windungen der Filamentwicklung (6,3 V) bestimmt, die für die Stromversorgung der Kathodenheizung der Bildröhre bestimmt ist.

Sie können andere Abwärtstransformatoren mit ausreichender Gesamtleistung und einer Sekundärwicklungsspannung von 2x19...21 V (im Leerlauf bei Netznennspannung) verwenden.

Thermistoren mit Minus. Der TCS-Typ SCK103 kann durch einen beliebigen ähnlichen Typ mit einem Widerstand von 5,6...18 Ohm bei Raumtemperatur ersetzt werden.

Geeignet sind Thermistoren aus Computer-Netzteilen. Der Varistor MYG20-471 kann durch FNR-20K470, FNR-14K470 ersetzt werden. Festwiderstände – MLT, OMLT, C1-4, C2-23 oder ähnliche importierte. Unpolare Kondensatoren – Keramik oder Folie für eine Betriebsspannung von mindestens 50 V.

An den Ausgängen der Stabilisatoren können Kondensatoren für eine Betriebsspannung von 25 V eingebaut werden. Kondensator C1 ist ein Folienkondensator, für eine Betriebsspannung von mindestens 630 V (250 V AC). Vier Oxidkondensatoren mit einer Kapazität von jeweils 6800 μF können durch zwei mit einer Kapazität von 10000...15000 μF ersetzt werden.

Aufgrund ihres hohen Leckstroms und ihrer großen Abmessungen ist die Verwendung von Haushaltskondensatoren K50-18 mit hoher Kapazität unerwünscht. Anstelle der Kondensatoren C10...C13 habe ich kleine Aluminiumoxidkondensatoren (6800 μFx50 V) verwendet, die aus der Stromversorgung alter Epson-Nadeldrucker entfernt wurden.

Die KBU6M-Diodenbrücke muss auf einem gerippten oder nadelförmigen Duraluminium-Kühlkörper mit einer Kühlfläche von ca. 100 cm2 installiert werden.

In manchen Fällen kann das Metallgehäuse oder Chassis des Verstärkers als Kühlkörper für VD3 dienen. Anstelle einer solchen Diodenbrücke können Sie RS603, KBU6D, RS803, BR81, KVRS804 verwenden (die erste Ziffer gibt den maximalen Betriebsstrom an - 6 oder 8 A). Anstelle einer Diodenbrücke können Sie auch vier P600G- oder KD213-Dioden verwenden. über eine Brückenschaltung verbunden. Die Dioden 1N5401 können durch alle Dioden der Serien 1N5400, 1N5408, KD226, KD411...KD257 ersetzt werden.

Anstelle der Mikroschaltung MC7818C (Spannungsstabilisator mit positiver Polarität) können Sie eine beliebige der Serien xx7818, xx78M18 verwenden, anstelle der Mikroschaltung MC7918C (Spannungsstabilisator mit negativer Polarität) eine beliebige der Serien xx7918, xx79M18 (beachten Sie die unterschiedlichen Pinbelegungen dieser Mikroschaltungen). . Jeder Chip ist auf einem eigenen Kühlkörper mit einer Kühlfläche von ca. 8 cm2 verbaut.

Der TIP2955-Transistor kann durch MJ2955, KT739A, 2T818A KT818GM ersetzt werden, der TIP3055-Transistor kann durch 2N3055, KT738A, 2T819A, KT819GM ​​ersetzt werden. Geeignet sind Transistoren mit einem Basisstromübertragungskoeffizienten von mindestens 30 bei einem Kollektorstrom von 1 A. Beim Austausch ist zu berücksichtigen, dass unter den leistungsstarken Haushaltstransistoren, die im Handel angeboten werden, ein sehr hoher Anteil minderwertiger Transistoren vorhanden ist. insbesondere unter denen, die nach 1989 hergestellt wurden.

Beide Transistoren sind über Glimmer-Abstandshalter auf einem gemeinsamen gerippten Duraluminium-Kühlkörper mit den Grundmaßen 175x100x5 mm (je nach Platinengröße) montiert. Wenn sich die Transistoren bei maximaler Lautstärke des Verstärkers um mehr als 75 °C erwärmen, muss entweder ein effizienterer Kühlkörper oder eine erzwungene Luftströmung verwendet werden.

Der Zweiwicklungsinduktor L1 ist industriell und stammt aus dem Überspannungsschutz eines Panasonic CRT-Fernsehers (mit großer Bildschirmdiagonale). Geeignet ist jeder gleichartige Zweiwicklungsinduktor mit einem Betriebsstrom von mindestens 1 A und einer Induktivität jeder Wicklung von mindestens 0,5 mH. Wenn eine solche Drossel nicht verfügbar ist, können Sie sie selbst herstellen, indem Sie sie auf zwei zusammengeklebte K32x20x9-Ferritringe wickeln. NM3000 30 Windungen doppelt gefalteter Installationsdraht mit einem Kupferquerschnitt von 0,5 mm2. Der Netzschalter ESB99902S, der zum Schalten einer Netzspannung von 250 V bei einem Strom von 5 A ausgelegt ist, kann durch einen beliebigen ähnlichen Schalter ersetzt werden.

Eine Zeichnung der Leiterplatte des Geräts ist in Abb. 2 dargestellt. Es enthält alle Elemente des Gleichrichters und der Stabilisatoren, mit Ausnahme leistungsstarker Transistoren.

Bevor Sie die Platine herstellen, sollten Sie die Platzierung vorhandener Teile, insbesondere Oxidkondensatoren, darauf überprüfen. Die Kühlkörperflansche der TDA2030-Mikroschaltungen sind mit dem Minuspol der Stromversorgung verbunden, und alle Mikroschaltungen können grundsätzlich auf einem gemeinsamen Kühlkörper ohne isolierende Dichtungen installiert werden. Eine solche Anordnung führt zwar zu einer gewissen Zunahme der UMZCH-Verzerrung aufgrund einer nicht optimalen Verdrahtung der Mikroschaltungsstromkreise. Im Allgemeinen ist es wünschenswert, dass die Mikroschaltungspakete voneinander isoliert sind und dass in der Nähe der Leistungsanschlüsse jedes ICs „ein eigenes“ Paar Sperrkondensatoren mit einer Kapazität von 470...1000 μF installiert wird.

Anstatt bei Bedarf eine stabilisierte Stromversorgung herzustellen, können Sie den umgekehrten Weg gehen und die UMZCH TDA2030-Mikroschaltungen durch leistungsstärkere Analoga, beispielsweise TDA2050, ersetzen und sie von einer nicht stabilisierten Quelle (±25 V, mit Pout = 35 W) versorgen. .

Abschließend noch eine Anmerkung. Als Schutzdioden am Ausgang solcher Mikroschaltungen werden üblicherweise „Niederfrequenz“-Dioden 1N4001, KD208A oder ähnliches verbaut. Wie die Praxis gezeigt hat, werden solche Dioden häufig beschädigt und der geschützte Mikroschaltkreis „weggenommen“. An ihrer Stelle empfiehlt es sich, „schnelle“ Gleichrichterdioden zu installieren, zum Beispiel UF4004, KD226E, 1N4935, 1N5393.

Autor: A.Butov, Dorf Kurba, Gebiet Jaroslawl

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