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七月 25 2019

基于TDA2030组装的高保真功率放大器

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TDA2030TDA2030意法半导体

  TDA2030是近几年来一直应用比较普及的集成功率放大器,具有体积小、输出功率大、失真小等特点,并具有内部保护电路。其频率响应为10-14000Hz,因此适用于高保真立体声扩音机及收录机中作音频功率放大器。本文将介绍用TDA2030组装高保真功率放大器的方案。

  一、功率放大器简介

  功率放大器(英文名称:power amplifier),简称“功放”,是指在给定失真率条件下,能产生最大功率输出以驱动某一负载(例如扬声器)的放大器。功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用,在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。

功率放大器

  图1 功率放大器

  二、TDA2030优势

  TDA2030的使用很方便,只须在其外部接入少量元器件。其输出功率P=14W(VCC=±14V,R1=4Ω,谐波失真=0.5%时),若用两块TDA2030接成BTL放大器,其输出功率P=28W。该集成块的输出电流峰值最大可达3.5A,其内部电路包括输入级、中间级和输出级,且有短路保护和过热保护,可确保电路工作安全可靠。

TDA2030

  图2 TDA2030

  三、功率放大电路

  图3是功放电路原理图。图中RP是音量电位器.C1是输入耦合电容,Rl是TDA2030同相输入端偏置电阻。R2、R3决定了该电路交流负反馈的强、弱及闭环增益,该电路的闭环增益为(R2+R3)/R2=(0.68+22)/0.68=333倍。C2起隔直流作用,以使电路有100%直流负反馈,静态工作点稳定性较好。

  C4、C5为电流高频旁路电容,防止电路产生自激振荡;R4、C3为一茹贝尔网络,用以在电路接有感性负载扬声器时,保证高频稳定性;D1,D2是保护二极管,防止输出电压峰值损坏集成块TDA20300。

功放电路原理图

  图3 功放电路原理图

  四、供电电源电路

  图4为±12V输出的直流稳压电源。电路中使用目前常见的三端稳压器7812和7912.构成具有±12V输出的直流稳压电源。

  变压器T降压,初级接交流220V,次级绕组中间有抽头,为双15V输出。二极管D1-D4和电容Cl、C2组成桥式整流电容滤波电路,在C1、C2两端有18V左右不稳定的直流电压,经三端集成稳压器稳压,在7812输出端有+12V的稳定直流电压,在7912集成稳压器的输出端有-12V的稳压直流电压。

  该电路可用作集成运算放大器电路,OCL功率放大电路的电源。

±12V输出的直流稳压电源

  图4 ±12V输出的直流稳压电源

  五、元器件选择

  功放电路中C1、C2为电解电容器,耐压为16V:C3、C4、C5为瓷片电容;D1、D2为1N4001小功率整流二极管;B为4Ω8Ω、15W全频扬声器:

  R1、R2、R3、R4为一般1/4或1/8W碳膜电阻即可。

  稳压电源电路中T选用额定功率为20W,输出双交流15V的电源变压器(也可用老式14寸黑白电视机中的双12V电源变压器,但由此功放电路的实际输出功率要降低一些);D1-D4采用1N4004整流二极管,三端集成稳压器7812、7912采用S-7型封装,外加散热器;C1、C2为电解电容;C3、C4可选用0.33u独石电容;C5、C6采用电解电容100u/16V,D5、D6采用二极管1N4001,D7、D8采用φ5mm普通圆形发光二极管,可分别选用红色、绿色;R1、R2为碳膜电阻lkΩ、1/8W。

  六、电路制作

  图5、图6是集成功率放大器印制电路板图和±12V输出直流稳压电源的印制电路板图,并给出了TDA2030和7812、7912集成电路的外形及引脚图。

  由于TDA2030输出功率较大,因此需加散热片,而该集成块的负电源引脚(3脚)与散热器相连,所以在装散热器时,要注意散热器不能与其他元器件和“地”相碰触。

  稳压电源电路只要元器件性能良好、接线无误,不须要作任何调试即能正常工作。

集成功率放大器印制电路板图

  图5 集成功率放大器印制电路板图

±12V输出直流稳压电源的印制电路板图

  图6 ±12V输出直流稳压电源的印制电路板图

  七、小结

  以上就是用TDA2030组装高保真功率放大器的方案,该功率放大器音质好,效果好。虽然TDA2030A所需的元件很少,但所选的元件必须是品质有保障的元件;并且装配时散热片与之间需要绝缘。

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