基于TDA7294集成電路的170W大功率音頻放大器設(shè)計(jì)

時(shí)間：2024-12-04 16:17:05

關(guān)鍵字： TDA7294 集成電路音頻放大器

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[導(dǎo)讀]TDA7294 IC是一款流行的低成本聲音放大器IC，具有大量的功率處理能力，準(zhǔn)確地說(shuō)是100W。在本教程中，我們將在橋接配置中使用兩個(gè)TDA7294 ic來(lái)構(gòu)建一個(gè)更強(qiáng)大的放大器，可以處理高達(dá)170W的RMS功率。在整個(gè)本教程中，我們將引導(dǎo)您完成構(gòu)建過(guò)程，首先，我們將向您展示如何計(jì)算電源所需的電壓和電流，然后我們將找到如何根據(jù)TDA7294 IC數(shù)據(jù)表中給出的熱數(shù)據(jù)獲得適當(dāng)?shù)纳崞?，最后，我們將討論如何通過(guò)稍微調(diào)整電路的值來(lái)改變放大器的增益。所以，事不宜遲，我們直接開(kāi)始吧。

TDA7294 IC是一款流行的低成本聲音放大器IC，具有大量的功率處理能力，準(zhǔn)確地說(shuō)是100W。在本教程中，我們將在橋接配置中使用兩個(gè)TDA7294 ic來(lái)構(gòu)建一個(gè)更強(qiáng)大的放大器，可以處理高達(dá)170W的RMS功率。在整個(gè)本教程中，我們將引導(dǎo)您完成構(gòu)建過(guò)程，首先，我們將向您展示如何計(jì)算電源所需的電壓和電流，然后我們將找到如何根據(jù)TDA7294 IC數(shù)據(jù)表中給出的熱數(shù)據(jù)獲得適當(dāng)?shù)纳崞?，最后，我們將討論如何通過(guò)稍微調(diào)整電路的值來(lái)改變放大器的增益。所以，事不宜遲，我們直接開(kāi)始吧。

此外，檢查我們的其他音頻放大器電路，我們已經(jīng)使用運(yùn)算放大器，mosfet和IC(如TDA2030， TDA2040和TDA2050)構(gòu)建了25w， 40w， 100w音頻放大器電路。

開(kāi)始前要考慮的重要參數(shù)

在我們開(kāi)始之前，最好考慮一下放大器的輸出功率，正如我們之前討論的，它的有效值約為150W至170W，您還應(yīng)該知道揚(yáng)聲器的阻抗和音頻源的輸入電壓，您可以在TDA7294 IC的數(shù)據(jù)表中找到。在這種配置中，由于耗散和電流能力的原因，負(fù)載不得低于8 Ω。TDA7294 IC在±35V電源下，可在16 Ω揚(yáng)聲器中輸出170W的功率，失真率為0.5%。對(duì)于音頻源，我們將使用可以輕松產(chǎn)生500-900mV峰值功率輸出的智能手機(jī)。

為工程選擇合適的電源及計(jì)算

TDA7294 IC可以采用雙電源或分路電源供電，從而大大提高了器件的性能和效率。這就是為什么我們要使用分體電源而不是單一電源。這里的目標(biāo)是找到合適的變壓器，它可以提供足夠的電壓和電流來(lái)驅(qū)動(dòng)放大器正確。

如果我們考慮上面所示的30-0-30變壓器，如果輸入電源電壓為230V，它將輸出或多或少30-0-30V的交流。但是由于交流電源輸入總是漂移，輸出也會(huì)漂移?？紤]到這個(gè)事實(shí)，現(xiàn)在我們可以計(jì)算放大器的電源電壓。變壓器給我們交流電壓，如果我們把它轉(zhuǎn)換成直流電壓，我們會(huì)得到

VsupplyDC = 30*(1.41) = 42.3VDC

這個(gè)值比我們最初的目標(biāo)略高，但根據(jù)數(shù)據(jù)表，它在設(shè)備的絕對(duì)最大額定值之內(nèi)?？梢郧宄乜吹?，當(dāng)輸入為交流230V時(shí)，變壓器可以輸出42.3VDC?，F(xiàn)在如果考慮5%的電壓漂移，我們可以看到，最大輸出電壓變?yōu)?

VmaxDC = (42.3 +2.4) = 44.77V

這完全在TDA7294 IC的最大電源電壓范圍內(nèi)。

散熱要求(尋找合適的散熱器)

現(xiàn)在我們已經(jīng)計(jì)算了最大功率要求，我們可以把重點(diǎn)放在為我們的放大器電路找到合適的散熱器上。對(duì)于這個(gè)構(gòu)建，我選擇了一個(gè)鋁，擠壓型散熱器。鋁是一種眾所周知的散熱材料，因?yàn)樗鄬?duì)便宜，并表現(xiàn)出良好的熱性能。為了驗(yàn)證TDA7294 IC的最大結(jié)溫，我們可以使用流行的熱方程，您可以在此維基百科鏈接中找到。

我們使用的一般原理是，溫度下降ΔT通過(guò)一個(gè)給定的絕對(duì)熱阻R?，通過(guò)一個(gè)給定的熱流Q。最后的公式是，

TJmax = 150°C(典型的硅器件)

Tamb = 29°C(室溫)

R?JC = 1.5°C/W(對(duì)于典型的TO-220封裝)

R?B = 0.1°C/W (TO-220封裝的彈性體傳熱墊的典型值)

R?ha = 2°c / w

最后的結(jié)果是

這意味著我們必須消耗15.14瓦或更多的能量，以防止設(shè)備過(guò)熱和損壞。

注意：請(qǐng)注意，在做這個(gè)項(xiàng)目的時(shí)候，我沒(méi)有任何其他大的散熱器在我的庫(kù)存，所以我不得不使用最大的一個(gè)，我有一個(gè)平穩(wěn)的操作，一個(gè)更大的散熱器建議。

基于TDA7294的放大器電路圖

TDA7294放大電路的電路圖如下：

構(gòu)建基于TDA7294的放大電路所需的元件

這個(gè)電路非常容易復(fù)制，因?yàn)槲覀兪褂昧送ㄓ媒M件來(lái)構(gòu)建它，您可以在本節(jié)中找到這個(gè)項(xiàng)目的pars需求。

?Tda7294 IC - 2

?螺釘端子2.54 mm - 2

?螺紋端子5mm - 1

?22k歐姆電阻- 5

?680歐姆電阻- 2

?33k歐姆電阻- 1

?10k歐姆電阻- 1

?0.56uF電容器- 2

?22μF電容器- 4

?覆層板50x 50mm - 1

?6安培二極管- 4

?2200μF電容器- 2

?0.22uF電容器- 2

?散熱器- 1

基于TDA7294的放大電路詳細(xì)說(shuō)明

既然我們已經(jīng)看到了電路的完整原理圖，我們就能理解電路是如何工作的了。我們將從設(shè)置放大器的增益開(kāi)始，因?yàn)樗亲钪匾牟糠帧?

放大器增益設(shè)置

設(shè)置放大器的增益是構(gòu)建中最重要的一步，因?yàn)榈驮鲆嬖O(shè)置可能無(wú)法提供足夠的功率。而高增益設(shè)置肯定會(huì)使電路放大后的輸出信號(hào)失真。根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn)，我可以告訴你，將增益設(shè)置在30到35分貝之間對(duì)于用智能手機(jī)或USB音頻套件播放音頻是很好的。這就是為什么我們要關(guān)注這一點(diǎn)。