УНЧ на TDA7294/93

[Mihalych]

TDA7294 в качестве УНЧ для сабвуфера.

[Nikolay_Po]

Всем привет. Хотелось бы посмотреть на какую-нибудь промышленную схему на двух TDA7293 (master-slave). Собственно интересует какие питания реально используются? А то у меня есть пациент которому надо что-то на скору руку вживить, а питалово +-42В. Ну или может кто делал сам и может поделится опытом как это будет себя вести при "умеренном качании" 4х омной нагрузки.

Вопрос к dekko: БП у усилителя обычный трансформаторный или стабилизированный импульсный? Какая нагрузка (что за акустика, сколько)?

Вставлю своё мнение.
Промышленных схем я не видел, но делал усилитель для местной музыкальной группы из 2х параллельных TDA7293 на канал, который работал на нагрузку 2Ом. Питание у усилителя было всего +/-28В.

Считаю...

+/-42В при 220 в сети получается +/-48.3 при скачках напряжения +15%. Такое редко, но бывает и хорошим тоном у разработчика должен быть расчёт усилителя на такой режим работы без повреждений. Итого Uпmax=48.3В.
Нагрузка 4Ома, как я понимаю, не резистор, а акустическая система. Следовательно, импеданс реальной АС может проваливаться на некоторых частотах процентов на 15 (иногда даже больше - в зависимости от акустики). Предположим, |Zmin|=4*0.85=3.4Ом. Если акустика неизвестна, не стоит брать за минимум большее сопротивление.
Из графиков искажений, можно вывести значение внутреннего сопротивления полностью открытого транзистора выходного каскада - по моим подсчётам, у TDA7293, сопротивление открытых транзисторов (в начале ограничения амплитуды УМ) RQ=0.833Ом.

В первую очередь делаем расчёт предельного тока, исходя из того, что конденсаторы БП заряжены до Uпmax=48.3В и на вход микросхемы поступил сигнал с частотой, на которой провал импеданса и RLmin=|Zmin|=3.4Ом.
Если микросхемы включать параллельно, сопротивление полностью открытых транзисторов у параллельных микросхем будет ниже в то количество раз равное количеству микросхем N. Считаем пиковый, теоретически возможный ток каждой микросхемы для случая двух микросхем (N=2):

Iпик=Uпmax/(RLmin+RQ/N)/N=48.3В/(3.4Ом+0.833Ом/2)/2=6.33А

Полученное значение тока менее 6.5А - порога срабатывания токового ограничителя микросхемы и на 58% меньше лимита пикового тока "Output peak current" в 10А

При условии включения цепи вольтдобавки микросхемы (выводы 6) к выводам 12, микросхемы обязаны выдержать в режиме работы напряжение до +/-50В. Максимально напряжение питания, даже при максимальном напряжении в сети, ниже этого ограничения. Порядок.

Последняя проверка - считаем рассеиваемую микросхемами мощность:
При питании 48.3В и нагрузке 4Ом худшим будет случай с выходной мощностью 146Вт синусоиды на 4Ом (максимальная мощность на 4Ом при 48.3В питании будет для синусоиды 239Вт). При этом на каждой микросхеме выделится по 73Вт. Это на 46% больше, чем 50Вт на корпус, указанных в паспорте для температуры корпуса 70 градусов. При этом стоит отметить, что худший режим тепловой нагрузки на микросхему получается при не полной выходной мощности - где-то при 61% максимальной мощности. Значит, микросхемы при таком раскладе могут перегреваться, будет срабатывать тепловая защита.
Даже если напряжение питания будет не более 42В, при мощности в нагрузке 110Вт, на каждой микросхеме будет рассеиваться по 55Вт, что всё равно больше "Absolute maximum rating" "Power dissipation Tcase = 70°C".

Вывод: включить параллельно две микросхемы для нагрузки номиналом 4Ом и при питании номиналом +/-42В нельзя. Вполне вероятно превышение максимальной рассеиваемой мощности - читай падение надёжности работы, особенно при больших напряжениях.
Мне могут возразить: "Подумаешь, всего 5Вт превышения, Вы же не синусоиду 110Вт слушать собрались - при прослушивании музыки будет меньше". Отвечу: вполне вероятно, что именно из-за подобных предположений микросхемы считаются плохо работающими при больших напряжениях. Тепловое сопротивление кристалл-корпус, судя по всему, у этих микросхем относительно велико и превышение мощности рассеивания может резко снижать надёжность работы микросхемы. При небольших напряжениях питания это сходит с рук, при больших - нет.
В общем, в конкретной ситуации (отсутствие перенапряжений в сети, слабый БП, известная акустика, обычная музыка) двух микросхем в параллель может быть достаточно. Практически. Однако если ставить вопрос промышленной схемы, то для указанных MikeF данных, нужны три микросхемы в параллель.

Продолжим расчёт:
Если включить в параллель 3шт TDA7293 (N=3) - всё в порядке. Пиковый ток на каждую микросхему:

Iпик=Uпmax/(RLmin+RQ/N)/N=48.3В/(3.4Ом+0.833Ом/3)/3=4.38А

Очень хорошо. Усилитель будет чисто, без ограничений токовой защиты работать на полную мощность на любых частотах звукового диапазона, на любой, даже самой сложной акустике.

Мощность рассеивания при питании 43.8В и мощности нагрузки 146Вт составит 49Вт. Это как раз вписывается в предел 50Вт. Можно гарантировать, что усилитель не выйдет из строя даже в самом тяжелом режиме работы.

Итого: моя рекомендация собирать усилитель из 3xTDA7293. Вольтдобавку включать только между 6 и 12 выводами (при таком питании нельзя делать как на моей плате 2xTDA7293 несколько сообщений выше). Плату делать двухслойную, вполне вероятно, что придётся предусмотреть перемычки. Все силовые проводники и земля должны быть проложены между микросхемами максимально коротко и прямо. За образец можете взять мою плату, добавив на неё третью микросхему и изменив вольдобавку (у меня она с выхода на вывод 6, а Вам нужно с вывода 12 на вывод 6). Для этого и могут потребоваться перемычки. Незабудьте включить разделительный конденсатор, если его нет в предварительном усилителе. В общем, плату можете делать любую, но проводники старайтесь делать прямыми и короткими. При наличии близко расположенных к микросхемам электролитов питания, ставить блокировочную керамику не обязательно.
Если включать 3 микросхемы, усилитель будет весьма мощным по току. Поэтому для раскрытия его полного потенциала по контролю динамиков, стоит сделать таким же мощным блок питания. Это значит, что ёмкости в БП должны быть большими и эквивалентное сопротивление питания желательно иметь не более 0.27Ом на 20Гц с учётом проводов. Чтобы обеспечить такое, ёмкости в плечах питания должны быть по 50-60 тыс. мкФ на канал. При таком раскладе усилитель заиграет действительно мощно.

[MikeF]

Ого, сколь вы написали. Не хотел, конечно, вас так нагружать, т.к. и сам могу посчитать. Интересны были именно практические, желательно из серийной аппаратуры примеры. Три TDA для меня уже перебор. Тогда имеет смысл на россыпи собирать.

[dekko]

питание 2*42, в рабочем режиме,правда без АС, а не на холостом ходу блока питания, нагрузка 6 ом + длинные провода от уся до АС (не мнее 30 метров, провод ПВС 2*2,5 да простят меня аудиофилы).... в реальных условиях отказов не было, и я не зря указал про принудительное охлаждение микрухи смонтированы на радиаторе без прокладок

[Nikolay_Po]

питание 2*42, в рабочем режиме,правда без АС, а не на холостом ходу блока питания, нагрузка 6 ом + длинные провода от уся до АС (не мнее 30 метров, провод ПВС 2*2,5 да простят меня аудиофилы)

При максимальном сетевом напряжении питание может быть 48.3В. С такой нагрузкой - 6Ом акустика плюс 0,42Ом провод, максимальная мощность, рассеиваемая на одной микросхеме, получается 48.6Вт. Это меньше предельной по паспорту. Не в этом ли один из секретов долголетия усилителя?

---------- Добавлено в 21:25 ---------- Предыдущее сообщение в 21:18 ----------

Ого, сколь вы написали. Не хотел, конечно, вас так нагружать, т.к. и сам могу посчитать.

Перепутал ветку с "для начинающих". Простите...
Собственно, зачем Вам информация о проф. схемах? Собирайте и делайте свою. Как сочтёте (посчитаете) нужным. В противном случае можно просто купить проф. схему (готовое устройство).

Интересны были именно практические, желательно из серийной аппаратуры примеры. Три TDA для меня уже перебор. Тогда имеет смысл на россыпи собирать.

Не факт, что на рассыпи будет собрать проще. Если есть опыт - то конечно, на россыпи получится потенциально качественнее, чем на TDA. Чем хороши TDA - простотой. Платы усилителей с ними получаются компактными и относительно простыми. Вопрос в поставленных целях. Быстро и просто против качественно и сложно. Разница в сложности, конечно, не кардинальная, но есть.
После жменьки сожжённых десяток лет назад TDA7293/4, научился их "готовить". Впечатления от микросхем самые приятные.
По мне лучше не на россыпи, а уже на LME49830 тогда. И проще, и качестве довольно высоко.

[MikeF]

Собственно, зачем Вам информация о проф. схемах?

Посмотреть сколько нагрузка, питание, число микросхем. И сделать вывод по надежности для своего варианта.

Не факт, что на рассыпи будет собрать проще.

Плата на три тдахи - не так уж малогабаритно и просто. Если сильно не гонять то пара дешевеньких 5200-1943 справится, остальных деталек в дескретном усе без наворотов тоже не много.

LME49830

слышал что её трудно достать или ситуация поменялась? Да и к ней тоже транзисторы нужны, а это плюс деньги. Вообще на мой взгляд штуки наподобие этой LME для тех кто не умеет или не желает заморачиваться с коррекцией. Никаких особых плюсов я не вижу в ней. Может неправ...

[Nikolay_Po]

Посмотреть сколько нагрузка, питание, число микросхем. И сделать вывод по надежности для своего варианта.

Расчёт показал, что для Вашего варианта нужно три микросхемы. Вариант на двух микросхемах, практически "проф.", работает надёжно на нагрузку 6Ом.

Плата на три тдахи - не так уж малогабаритно и просто. Если сильно не гонять то пара дешевеньких 5200-1943 справится, остальных деталек в дескретном усе без наворотов тоже не много.

Чувствую некоторые расхождения в Ваших намерениях - делаете выводы о надёжности, но не собираетесь "сильно гонять". Обычно, когда задумываются о надёжности, собираются гонять по-полной. Если не собираются гонять - о надёжности не задумываются... Странно.
Если не сильно гонять, то и двух параллельных TDA хватит. Конечно, 2SC5200/2SA1943 справятся и будут дешевле пары, а тем более тройки TDA7293. Дело хозяйское.

LME49830

слышал что её трудно достать или ситуация поменялась? Да и к ней тоже транзисторы нужны, а это плюс деньги.

Достать не трудно - я на ebay у поляка покупал. Пришли давно, дома лежат. Руки не доходят - питание пока не доделал. Но недёшевы. И транзисторы нужны, да. Зато усилитель получается простой и качественный.

Вообще на мой взгляд штуки наподобие этой LME для тех кто не умеет или не желает заморачиваться с коррекцией. Никаких особых плюсов я не вижу в ней. Может неправ...

Ваше мнение верно. Я не хочу заморачиваться коррекцией и другими нюансами, поэтому для более мощного усилителя выбрал LME49830. Хотя с коррекцией там тоже придётся повозится - планирую двухполюсную. ИМХО, часто любительские конструкции, полностью на россыпи, не дотягивают до качества УМ на LME49830... Поэтому если нужна простота и качество - готов заплатить за микросхему.

[MikeF]

Если не собираются гонять - о надёжности не задумываются... Странно.

Я боялся что из-за +-42в будут вылетать, а не из-за перегрева.

Таки сколько лме обходится?

[dekko]

При максимальном сетевом напряжении питание может быть 48.3В. С такой нагрузкой - 6Ом акустика плюс 0,42Ом провод, максимальная мощность, рассеиваемая на одной микросхеме, получается 48.6Вт. Это меньше предельной по паспорту. Не в этом ли один из секретов долголетия усилителя?

а я и не утверждал ничего другого укладываемся в ОБР+охлаждение... и все чудеса,+ не допускаем перегрузки

[Nikolay_Po]

Я боялся что из-за +-42в будут вылетать, а не из-за перегрева.

По-моему, проблема со сгоранием микросхем не в большом напряжении, а именно в превышении предельной мощности рассеивания. Пример dekko показывает, что микросхемы вполне надёжно работают и при +/-42В питания, если не превышать рассеиваемую мощность.
Считаю, что защиты в микросхеме имеют своё, не бесконечное быстродействие. Поэтому, при невысокой температуре кристалла (до 50Вт мощности рассеивания) защита срабатывает штатно. При более высокой температуре, когда рассеиваемая мощность более 70Вт, например, при работе пары микросхем от 48В питания на 4Ом нагрузку, защита срабатывает, но из-за большой рассеиваемой в этот момент мощности, перегрев оказывается слишком быстрым и необратимым.
Ещё важно не превышать предельно допустимое напряжение питания в рабочем режиме с учётом возможных колебаний напряжения в сети. Так, по опыту, включение TDA7294 к БП +/-52В приводит к немедленному сгоранию микросхемы даже при отсутствии нагрузки. Ведь по паспорту её макс. рабочее напряжение до +/-40В. Это критично.
Я уверен, что если усилителю на базе TDA7293/4 обеспечить гарантированное не превышение рабочего напряжения (40В для 94 и 50В для 93) и не превышать максимальную рассеиваемую мощность на микросхеме (рассеяние максимально не при максимальной выходной мощности, а при 55-66%от максимума), микросхема работает надёжно.

Offтопик:

Таки сколько лме обходится?

Не помню точно, мне с пересылкой обошлись не дороже 350 российских рублей за шт. с учётом пересылки.

[MikeF]

Так, по опыту, включение TDA7294 к БП +/-52В приводит к немедленному сгоранию микросхемы даже при отсутствии нагрузки. Ведь по паспорту её макс. рабочее напряжение до +/-40В.

в даташите написано +-50 без сигнала, почему 40?

[Nikolay_Po]

в даташите написано +-50 без сигнала, почему 40?

Вот-вот . Как-то мой брат сделал прекрасные печатные платы к корпусу усилителя, в котором питание было +/-50В. Микросхемы сгорали при первом включении. Спалив 3шт бросили затею - почувствовали, что что-то здесь не так.
Когда я научился внимательно читать документацию, понял, что если

в даташите написано +-50 без сигнала

то это и значит "без сигнала". Прямым текстом же написано. Не собираетесь ли Вы слушать усилитель "без сигнала"? И написано дальше "Supply Range ±10..±40". Обратите внимание, не ±50! Что соответствует действительности. Если обеспечить не более ±40В питание и рассеиваемую на микросхеме мощность до 50Вт, TDA7294 будет работать надёжно. Если превысить что либо (типично - в любительских конструкциях превышаются оба параметра) - усилитель сгорит. Рано или поздно, но обязательно. С*est la vie!

[MikeF]

я понимаю, что значит без сигнала. вы сказали сразу сгорел. а это в моем понимании без сигнала.

[Nikolay_Po]

я понимаю, что значит без сигнала. вы сказали сразу сгорел. а это в моем понимании без сигнала.

Писал как было. При 52В сгорали сразу, при 50 успевали погудеть-пошипеть и всё равно выгорали. Платы были качественными, со сплошной землёй на втором слое, с блокировкой керамикой и с электролитами по 1000мкФ на каждую полярность на самой плате. Просто напряжение было выше норм.

[Lamer555]

Всем привет!
В темах про TDA7293(4), когда включение нагрузки происходит мостом или запараллеливанием (ТДА7293), очень часто рекомендуют подсоединять нагрузку через какое-то непродолжительное время после включения питания - http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=76927 пост №6 и №7. В моем случае будет работать мостовая схема включения двух ТДА7294 на динамик 8 Ом и возможно данный девайс http://viewitem.eim.ebay.ru/350W_Mon...487155181/item на нагрузку 4 Ом. Питание выпрямленное +-26-28 В для всего этого. Насколько критично подключение нагрузки с задержкой?

[Nikolay_Po]

Насколько критично подключение нагрузки с задержкой?

Мостовая схема вообще капризная штука. Хотя бы ради целостности динамика я поставил бы реле защиты с задержкой включения.

В принципе, если делать с умом, и питание будет успокаиваться после включения раньше, чем будут разблокированы мьют и стэндбай, то должно быть ОК и без реле с задержкой. Но в этой ситуации выводы мьют и выводы стэндбай всех микросхем должны включаться резко и одновременно (отдельно стэндбай, отдельно мьют). То есть, для формирования сигнала управления нужно использовать триггеры Шмидта - устройства, которые сформируют резкий, чёткий сигнал разблокировки сначала стэндбай, а затем, с задержкой, так же резко и одновременно для всех микросхем, разблокировку мьют.

В противном случае, когда сигналы стэндбай и мьют формируются RC-цепочками, как в паспорте, половина моста может включиться, а половина - ещё нет (из-за разности порогов срабатывания управляющих входов). И включившиеся микросхемы начнут "раскачивать" выходы выключенных. В такой ситуации, задержавшейся половине моста, включиться будет трудно, возможны аварии.
Таково моё мнение, не проверенное личной практикой.

[Lamer555]

Nikolay_Po, здравствуйте!
Я так понимаю шансы выхода из строя мс не столь высоки?

Такие перекосы сразу себя покажут или могут возникать от случая к случаю и вообще их причина в разбросе параметров микросхем и элементов?

[Nikolay_Po]

Nikolay_Po, здравствуйте!
Я так понимаю шансы выхода из строя мс не столь высоки?

Если не сделать как я написал выше - формирование чётких сигналов стэндбай и мьют, выход из строя вероятен. Достаточно вероятен для того, чтобы озаботится этим вопросом.

Такие перекосы сразу себя покажут или могут возникать от случая к случаю и вообще их причина в разбросе параметров микросхем и элементов?

Перекосы могут появится из-за разброса параметров микросхем и проявляться в зависимости от питания. Плавно нарастающие напряжения (если не принимать спец. мер) на выводах мьют и стэндбай могут приводит к разности в моментах включения микросхем. У одной микросхемы порог включения 1.85В, у другой - 2.03В. Первая включится и начнёт давать напряжение на выход, в то время как вторая ещё выключена. На каждый сигнал нужен триггер шмидта - можно на транзисторах, который срабатывает резко, чтобы микросхемы в нужный момент (с задержкой после подачи питания) включались поэтапно и чётко. Такова моя ТЕОРИЯ. Практика может оказаться иной...

[sedix]

Товарищи подскажите,
чтобы сделать мост на 2 тда7294 что лучше:
1. взять типовую схему из даташита и повторить?(если да то нет ли тут хорошей разводки)
2. взять 2 идентичных усилителя с печатками которые тут выкладывают и включить вместе - предварительно инвертировав для одного сигнал на операционнике

????

[MikeF]

home-audio, по поводу недостижимости второго варианта, это вы сильно сказали. Использование двух идентичных каналов + фазонвертор на ОУ или даже одном транзисторе - стандартная практика в мощном, проф. аудио. А вот просто так загнать на Кус=-1 любой усилитель не получится, другое дело что если есть схема для тдашки, то её и использовать, зачем ещё каскады плодить.

[AudioKiller]

взять типовую схему из даташита и повторить

Это лучше.