Усилитель класса D на TPA3255 (PBTL)

[DMandrakov]

В данной статье речь пойдёт об усилителе класса D на базе микросхемы TPA3255 от Texas Instruments.
Усилитель выполнен по схеме параллельно-мостового подключения (PBTL) для получения максимальной мощности. Рассмотрим его со всех сторон


На задней панели — розетка питания и выход


На передней панели — кнопка включения питания, Reset, балансный вход для подключения звуковой карты, небалансный вход для смартфона либо другого источника чувствительностью 0.1 Вольт с предусилителем Кус=10 и регулировкой громкости, переключатель входов. Кнопка принудительного включения охлаждения, индикаторы включения кулера, тепловой перегрузки и аварийного режима работы.


В основу данного проекта легла статья на Хабре Усилитель звукового сигнала мощностью 600 Вт / Хабр . Рассмотрим некоторые важные моменты.
В первую очередь нужно отметить, что автор изменил схему коммутации выходов микросхемы. Так выглядит схема в даташите


Так выглядит схема автора


На каждом выходе установлена индуктивность. Я оставил так, как у автора, полагая, что такое решение более правильное — лучшая фильтрация несущей частоты и меньший нагрев индуктивностей.
Далее автор утверждает, что напряжение питания в его проекте 53.5 Вольт. Эта цифра стоила мне 4-ех микросхем — после нескольких включений загорался красный светодиод аварийного режима работы. Микросхема просто сгорала.


И если мы посмотрим в даташит, то увидим, что напряжение 53.5 Вольт для нагрузки 4 Ом — это максимальное напряжение, а типичное 51. При напряжении 51 Вольт усилитель поработал чуть подольше, далее — те же симптомы гибели чипа.
То есть опытным путём установлено, что для нагрузки 4 Ом напряжение питания усилителя выше 50 вольт подавать нельзя. Сейчас у меня выставлено 50 вольт — третья неделя полёт нормальный.


Схема управления вентилятором охлаждения чипа была изменена мною таким образом, чтобы скорость вращения была пропорциональна температуре нагрева. Вот схема автора


Вот моя схема


Теперь о входных сигналах. В исходной схеме балансный вход соединён с выходом предусилителя небалансного входа.


И получается такая картина — сигнал балансного входа смешивается с выходом предусилителя небалансного входа, что приводит к ослаблению сигнала в два раза (на слух) и появляются сильные искажения.
Поэтому я вставил в схему переключатель входов, и убрал защитные двунаправленные диоды для уменьшения влияния на сигналах


И последнее изменение — силовая и сигнальная земли разделены сопротивлением 1.5 Ом.

Печатную плату с учётом всех изменений я сделал в Sprint Layout. Для платы применён стеклотекстолит FR-4 c толщиной медного слоя 2 oz.

Измерения характеристик усилителя с помощью программы RMAA.


Звуковая карта Focusrite Scarlett 2i2 3Gen. Эквивалент нагрузки — набор из 10 сопротивлений 39 Ом, общее сопротивление 3.94 Ом. Делитель напряжения (слева направо) 1.5 кОм и два по 100 Ом.
Сигнал с выхода усилителя подаётся на вход звуковой карты через трансформатор на пермаллоевом сердечнике, так как прямое соединение приводит к срабатыванию защиты чипа.


Результаты измерений


Смею предположить, что результаты могли быть значительно лучше — здесь нужно учитывать влияние разделительного трансформатора.

Более полный обзор с прослушиванием можно посмотреть здесь -
https://youtu.be/bZsLrvvhUEc
https://vk.com/club228843288
https://t.me/dvmaudiosu/3

[Slava!!!]

Дорожки ужаты по длине максимально коротко. Там просто кулер процессорный вентилятором. Или тоже не заметили?

1. На кой там такой большой кулер? На чипдиповской плате стоит небольшой пассивный радиатор. Хватает. У меня защита на 600-ваттном БП раньше срабатывала, чем чип перегревался.

2. А кто запрещает расположить конденсаторы на другой стороне платы, под кулером?

---------- Сообщение добавлено 00:35 ---------- Предыдущее сообщение было 00:31 ----------

Сигнал с выхода усилителя подаётся на вход звуковой карты через трансформатор на пермаллоевом сердечнике, так как прямое соединение приводит к срабатыванию защиты чипа.

А прямое соединение - это как? Схему можно? А то мне в голову приходит только совершенно идиотский вариант, подключить которым усилитель к звуковой карте мог только человек, вообще не соображающий в электронике. Буду счастлив ошибиться.

[DMandrakov]

Ты бы хотя бы тему про Д класс почитал для начала, и имел бы представление какие искажения вносят такие дроссели. Аппноы техасские по 3255 читал?
Такие картинки видел?
Вложение 466188

Хороший дроссель это CoilCraft 2923 или WURTH 7443631000, sumida cdep15090t150np, SAGAMI 7W14A
А лучше самому мотать лентой на рм10

а что не так с искажениями? WURTH 7443631000 может конечно и хорош, только вот нюанс один есть https://www.chipdip.ru/product/74436...uggest_product и https://eu.mouser.com/ProductDetail/...0whMsp0Q%3D%3D

---------- Сообщение добавлено 02:49 ---------- Предыдущее сообщение было 02:48 ----------

Не понял юмор про гпт
Схему тебе гпт делал, сто ли?
Нафига еще искуственного идиота о чем-то спрашивать?

там вопрос был про ООС, вот я и дал ответ, что она там уже встроена

---------- Сообщение добавлено 02:50 ---------- Предыдущее сообщение было 02:49 ----------

1. На кой там такой большой кулер? На чипдиповской плате стоит небольшой пассивный радиатор. Хватает. У меня защита на 600-ваттном БП раньше срабатывала, чем чип перегревался.

2. А кто запрещает расположить конденсаторы на другой стороне платы, под кулером?

---------- Сообщение добавлено 00:35 ---------- Предыдущее сообщение было 00:31 ----------


А прямое соединение - это как? Схему можно? А то мне в голову приходит только совершенно идиотский вариант, подключить которым усилитель к звуковой карте мог только человек, вообще не соображающий в электронике. Буду счастлив ошибиться.

хосспади.... да за что мне это....

[Delta213]

там вопрос был про ООС, вот я и дал ответ, что она там уже встроена

Выходной фильтр ООС охвачен? Еще раз, читай аппноты, а то сделал хуже китайцев. Вот у такого китайчика и разводка, и дросселя лучше, и стоит он 3000р.

[Alex]

хосспади.... да за что мне это....

Зато, что не умеете общаться на форумах - тут не ролик в ютубе, если спрашивают, стоит ответить.

А по поводу подключения - простенкий экскиз, даже от руки, избавил бы от страниц разговоров.

Я например тоже не понимаю, как Вы так умудрились подключить, что у Вас защиту или что там еще выбивает, и Вы вынуждены были использовать трансформатор.

У меня прямо сейчас PBTL подключен без всяких трансформаторов (только фильтр), и все работает.

а что не так с искажениями? WURTH 7443631000 может конечно и хорош,

Дельта Вам говорит в первую очередь об использовани катущек не на магнитодиэлектриках.
А Вурт этот очень хорош, у меня такие на работе стоят по паре в преобразователях 12/28в на 500Вт.

там вопрос был про ООС, вот я и дал ответ, что она там уже встроена

На схеме покажите, я не вижу проводков от динамиков, идущих в микросхему.

[DMandrakov]

Выходной фильтр ООС охвачен? Еще раз, читай аппноты, а то сделал хуже китайцев. Вот у такого китайчика и разводка, и дросселя лучше, и стоит он 3000р.

Себестоимость собранной платы 20К р. И дросселя лучше и стоит 3К ? Серьёзно? И хуже китайцев сделал? Та ты шо
Де тут вставить смайлик Ржунимагу

А вот выходной фильтр ООс не охватил, то да, подумаю над этим. Ну и да - читать аппноты и самому сделать - абсолютно разные явления.

[Alex]

И хуже китайцев сделал?

А чем именно лучше?
Не, я как бы не за кытыйсев, я сам все кытайское стараюсь ничего не покупать, но чем в конкртетном случае Ваше лучше?
Пока что я вижу чем хуже - как минимум вентилятором.

Ну и да - читать аппноты и самому сделать - абсолютно разные явления.

Конечно разные, но прежде чем делать, стоит все-же прочитать.

Остальное - см. выше.

[DMandrakov]

А по поводу подключения - простенкий экскиз, даже от руки, избавил бы от страниц разговоров.

[QUOTE=Alex;3291027]
Я например тоже не понимаю, как Вы так умудрились подключить, что у Вас защиту или что там еще выбивает, и Вы вынуждены были использовать трансформатор.

У меня прямо сейчас PBTL подключен без всяких трансформаторов (только фильтр), и все работает.[QUOTE]
Мне это тоже непонятно, как такое происходит. Трансформаторная развязка даже сделана, и ноут от батареи во время теста, а всё равно в Фаулт уходит.

На схеме покажите, я не вижу проводков от динамиков, идущих в микросхему.

А их там и нет.

---------- Сообщение добавлено 13:15 ---------- Предыдущее сообщение было 13:10 ----------

А чем именно лучше? чем в конкртетном случае Ваше лучше?
Пока что я вижу чем хуже - как минимум вентилятором.

Вы обзоры на этих китайцев видели? Ещё раз повторю - покажите ссылку на обзор лучшего, чем этот, китайского аппарата, и самое главное - чтобы условия измерений были те же самые, в первую очередь замер мощности на прогретом чипе - тогди и поговорим.

[Alex]

Мне это тоже непонятно, как такое происходит. Трансформаторная развязка даже сделана, и ноут от батареи во время теста, а всё равно в Фаулт уходит.

Ну так нарисуйте.
Картинка выше - это не то, нарисуйте схему, при которой выбивало, и что именно.
Может, кто хорошо знаком с Focusrite Scarlett и подскажет (у меня-то ее нет, я другими приборами измеряю)
Я не думаю что это именно из-за нее, но мало ли.

А их там и нет.

Ну так и я о том!
ООС нет - "гуляй Вася".

Вы обзоры на этих китайцев видели?

Естественно нет. И даже не собираюсь их смотреть.

Вы лучше сами скажите, чем конкретно эта ВАШа свистоперDелка лучше кытайськой.
Про вентилятор я уже говорил - этим она только хуже.

покажите ссылку на обзор лучшего,

Дать ссылки на Purifi, NCore, и прочие Хайпексы?

[DMandrakov]

Зато, что не умеете общаться на форумах - тут не ролик в ютубе, если спрашивают, стоит ответить.

А по поводу подключения - простенкий экскиз, даже от руки, избавил бы от страниц разговоров.

Ну да, этот чертёж архисложный - ничего не видно и не понятно
https://forum.vegalab.ru/attachment....6&d=1735493737

[Alex]

этот чертёж архисложный - ничего не видно и не понятно

Да, не понятно
Вы чертеж от фотки не отличаете?

Это что, Вы только дифф. входы ЗК подключили, а землю нет?
Синфазка не вышла за пределы?

Ну, у меня в некоторых устройствах для измерений так можно делать, но что в этой ЗК - не уверен.

[DMandrakov]

Ну так нарисуйте.
Картинка выше - это не то, наприсуйте схему, при которой выбивало, и что именно.



Ну так и я о том.



Естественно нет. И не собираюсь их смотреть.

Вы лучше сами скажите, чем ВАШа свистоперDелка лучше кытайськой.



Дать ссылки на Purifi, NCore, и прочие Хайпексы?

Не выбивало, а уходило в защиту. Выбивало при у равно 53.5 В
НКор - это не ТПА3255, он на ириске собран, я видел обзоры.
Пурифай, насколько знаю на своей архитектуре построен. Могу ошибаться.
Здесь же речь идёт о ТПАшке.

---------- Сообщение добавлено 13:43 ---------- Предыдущее сообщение было 13:39 ----------

Да, не понятно
Вы чертеж от фотки не отличаете?

Это что, Вы только дифф. входы ЗК подключили, а землю нет?

Конечно же не подключил G на вход ЗК. А зачем? И колд не нужен. Я ваще туда только Хот подал и усё

[Alex]

Не выбивало, а уходило в защиту.

Стоило разобраться почему.
Подсказка- начиная со ст.р 17 ДШ.

Выбивало при у равно 53.5 В

И с этим тоже.

это не ТПА3255

Так Вас только ТПА интересовала, а не просто усилители?

Пурифай, насколько знаю на своей архитектуре построен.

Естественно "на своей", как и NCore и UcS - это все проделки Бруно
Но их, по крайней мере, можно не только на сабвуфер пустить. Иногда.

Конечно же не подключил G на вход ЗК. А зачем?

Ммм даа, если это так - случай кажется еще более запущенный.
Вы бы все-же схемку набросали, то народ тут всякое подумать может.
Еще раз НЕ ТУ что на фотке, с трансформатором, а ту что без него.

И колд не нужен. Я ваще туда только Хот подал и усё

Это шутка юмора?
Не думаю что он тут очень уместен, для "поржать" есть другие разделы форума, вам еще написать 77 сообщений - и Вы их увидите

P.S. И не надо цитировать полностью сообщение, на которое отвечаете, неудобно читать - захламляет экран.

[DMandrakov]

Вот так понятнее?

[Alex]

Вот так понятнее?

Нет конечно, это тоже самое что было и раньше - с трансформатором.
Вы вообще вопросы читаете, перед ответом?
Что именно Вас просили?

[DMandrakov]

Нет конечно, это тоже что было и раьнше.
Вы вообще вопросы читаете, перед ответом?
Что именно Вас просили?

Про схему подключения входа ЗК. Я в самом начале, в статье, фото показал как всё устроено. И то, что в балансный вход подразумевает и фазу и противофазу и землю - это что, надо объяснять и показывать? А на последней то фото что непонятно?

[Alex]

Про схему подключения входа ЗК.

Да.
БЕЗ ТРАНСФОРМАТОРА на выходе усилителя, при которой выбивало.

И то, что в балансный вход подразумевает и фазу и противофазу и землю - это что, надо объяснять и показывать?

А получится?

А на последней то фото что непонятно?

Непонятна схема подключения, при которой:

прямое соединение приводит к срабатыванию защиты чипа.

[Delta213]

Непонятна схема подключения, при которой:

Саша, там же пол питания на выходах, однополярное питание, земли то общие вход выход, вот и коротит.

---------- Сообщение добавлено 13:26 ---------- Предыдущее сообщение было 13:22 ----------

Себестоимость собранной платы 20К р. И дросселя лучше и стоит 3К ? Серьёзно?

Ну да, я даже меньше чем за 3к покупал, правда в "базарный день", ну пусть сейчас 5к, дросселя там явно лучше. И я ессно их ООС охватил, все по аппноту, оу заменил хоть и брал для нч звена 80-300Гц.

зы
первая же ссылка в поиске <3к
https://sl.aliexpress.ru/p?key=fNuMG4g

зыы
и даже с вентилятором нашлось, любая прихоть за ваши деньги и <2к
https://sl.aliexpress.ru/p?key=DDuMGWb

[Alex]

Саша, там же пол питания на выходах, однополярное питание, земли то общие вход выход, вот и коротит.

Да ну?: )

Я вообще еще 5 дней назад намекал в #40
https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post3289907

И "лекарство" гораздо проще и лучше чем трансформатор, особенно если надо КНИ измерять.

P.S. У меня в "прикомпьютерном" тоже однополярное питание, и половина на выходе. И без всяких трансформатров. А там BTL и PBTL.

[DMandrakov]

БЕЗ ТРАНСФОРМАТОРА на выходе усилителя, при которой выбивало.

Или тут минус ВК на Колд подключить, чтоб защита не срабатывала, так чтоли?

[Alex]

Ну наконец-то!