Самодельный ламповый усилитель звука на 50 ватт. Краткое описание и достоинства
Доброго вечера всем любителям звучания радиоламп! Много на сайте хороших усилителей, вот и я опубликую версию своего ЛУНЧ моно. Долго его собирал, почти целый год периодически брался за проект и понемногу доделывал, и вот, наконец, пришло время предоставить на ваш суд окончательный вариант. Назначение: расчитывалось использование для канала subwoofer.
Схема УНЧ на лампах 2х25 ватт
Хронология постройки
- Слесарные и столярные работы ориентировочно 1 год назад. (Scooter)
- Установка трансформаторов, дросселя и имеющихся элементов, и разводка их. (Scooter, Ma$ter)
- Перерыв. (Права на владение данной стадии ЛУНЧа переходят к Ma$ter).
- С 29 июня 2014г. начались работы по выделению нужной карты напряжений, которые необходимы были для данной схемы. Ну а дальше настройка, разводка всего остального. (Gamzan, Ma$ter).
- Отладка, настройка. (Gamzan, Ma$ter).
- Последние штрихи (Ma$ter).
- Никак нет времени сделать подсветку ручки громкости:)
Фото усилителя
На фото видно анодный трансформатор ТА262, дроссель, и ТВЗ ТАН (данных нет). Накальный трансформатор, и он же формирующий напряжение смещения, в отдельном отсеке. В общем вес ЛУНЧа можете попробовать представить, но у вас не получиться - в реальности ещё больше.
Все напряжения в соответствии с принципиальной схемой. Кроме выходного трансформатора (по схеме там другой какой-то используется). Что касается мощности усилителя, при 25 ваттах качество еще вменяемое, но при 35 уже слышны значительные искажения, а 50 скорее всего предел. АС используется с динамиком типа 25ГД-26Б.
В этой статье я расскажу Вам о такой микросхеме, как TDA1514A
Вступление
Начну немного с печального... В данный момент производство микросхемы прекращено... Но это не значит, что она сейчас "на вес золота", нет. Практически в любом радиомагазине или на радиорынке ее можно достать по цене 100 - 500 рублей. Согласитесь, немного дороговато, но цена абсолютно справедливая! Кстати, на мировых интернет-площадках, таких как и они стоят намного дешевле...
Микросхема отличается низким уровнем искажений и широким диапазоном воспроизводимых частот, поэтому лучше использовать на широкополосных динамиках. Люди, собиравшие усилители на данной микросхеме хвалят ее за высокое качество звучания. Это одна из немногих микросхем, действительно "качественно звучащая". По качеству звука ни чуть не уступает популярным ныне TDA7293/94. Однако, если в сборке допущены ошибки - качественная работа не гарантируется.
Краткое описание и достоинства
Данная микросхема представляет собой одноканальный Hi-Fi - усилитель класса AB, мощность которого составляет 50Вт. В микросхему встроена защита SOAR, термозащита (защита от перегрева) и режим "Mute"
К достоинствам можно отнести отсутствие щелчков при включении и выключении, наличие защит, малые гармонические и интермодуляционные искажения, низкое тепловое сопротивление и другое. Из недостатков выделить практически нечего, кроме как выход из строя при "бегающем" напряжении (питание должно быть более-менее стабильным) и относительно высокая цена
Коротко о внешнем виде
Микросхема выпускается в корпусе SIP с 9 длинными ножками. Шаг ножек составляет 2.54мм. На лицевой стороне надписи и логотип, а на задней теплоотвод - он соединен с с 4 ножкой, а 4 ножка это "-" питания. По бокам 2 проушины для крепления радиатора.
Оригинал или подделка?
Этим вопросом задаются многие, я постараюсь Вам ответить.
Итак. Микросхема должна быть аккуратно выполнена, ножки должны быть гладкими, незначительная деформация допускается, так как неизвестно как обращались с ними на складе или в магазине
Надпись... Она может быть выполнена как белой краской, так и обычным лазером, две микросхемы выше для сравнения (обе оригинальные). В том случае, если надпись нанесена краской, на микросхеме должна ВСЕГДА быть вертикальная полоса, разделенная проушиной. Пусть Вас не смущает надпись "TAIWAN" - ничего страшного, качество звучания у таких экземпляров ни чуть не хуже экземпляров без этой надписи. Кстати, практически половина радиодеталей делается в Тайване и в странах по соседству. Эта надпись находится не на всех микросхемах.
Еще советую обратить внимание на вторую строчку. Если она содержит только цифры (их должно быть 5) - это микросхемы "старого" производства. Надпись на них более широкая, также теплоотвод может иметь другую форму. Если надпись на микросхеме нанесена лазером и вторая строчка содержит только 5 цифр - на микросхеме должна присутствовать вертикальная полоса
Логотип на микросхеме должен присутствовать обязательно и причем только "PHILIPS"! Насколько мне известно, выпуск прекратился задолго до основания NXP, а это 2006 год. Если вы встретили данную микросхему с логотипом NXP, тут одно из двух - микросхему снова начали выпускать или же типичный "левачок"
Также необходимо присутствие впадин в форме кругов, как на фото. Если их нет - подделка.
Возможно есть еще способы выявить "левачок", но не стоит так напрягаться над этим вопросом. Случаев брака - всего единицы.
Технические характеристики микросхемы
* Входное сопротивление и коэффициент усиления подстраивается внешними элементами
Ниже таблица примерных выходных мощностей в зависимости от питания и сопротивления нагрузки
| Напряжение питания | Сопротивление нагрузки | ||
| 4 ом | 8 ом | ||
| 10Вт | 6Вт | ||
| +-16.5В |
28Вт |
12Вт | |
| 48Вт | 28Вт | ||
| 58Вт | 32Вт | ||
| 69Вт | 40Вт | ||
Принципиальная схема
Схема взята из даташита (май 1992)
Слишком она громоздкая... Пришлось перерисовать:
Схема немного отличается от предоставленной производителем, все характеристики, приведенные выше - они именно под ЭТУ схему. Отличий несколько и все они направлены на улучшение звука - в первую очередь установлены фильтрующие емкости, убрана "вольтдобавка" (о ней чуть позже) и изменен номинал резистора R6.
Теперь более подробно о каждом компоненте. C1 - входной разделительный конденсатор. Пропускает через себя только переменное напряжение сигнала. Также влияет на частотную характеристику - чем меньше емкость, тем меньше НЧ и соответственно чем больше емкость - тем и НЧ больше. Больше 4.7мкФ ставить не советовал бы, так как производитель предусмотрел всё - при емкости этого конденсатора равной 1мкФ усилитель воспроизводит заявленные частоты. Конденсатор использовать пленочный, в крайнем случае электролитический (неполярный желательно), но никак не керамический! R1 уменьшает входное сопротивление, а вместе с C2 образует фильтр от входных помех.
Как и в любом операционном усилителе здесь можно задать коэффициент усиления. Это делается при помощи R2 и R7. При этих номиналах КУ равен 30дБ (может незначительно отклоняться). С4 влияет на включение защиты SOAR и Mute, R5 влияет на плавную зарядку и разрядку конденсатора, в связи с чем при включении и выключении усилителя отсутствуют щелчки. С5 и R6 образуют так называемую цепь Цобеля. Ее задача - препятствование самовозбуждению усилителя, а также выполнение стабилизации частотной характеристики. C6-C10 подавляют пульсации по питанию, защищают от просадки напряжения.
Резисторы в данной схеме можно брать с любой мощностью, я например использую стандартные 0.25Вт. Конденсаторы на напряжение не менее 35В, кроме С10 - я использую у себя в схеме на 100В, хотя и 63В должно хватить. Все компоненты перед пайкой должны быть проверены на исправность!
Схема усилителя с "вольтдобавкой"
Данный вариант схемы взят из даташита. Отличается от вышеописанной схемы присутствием элементов С3, R3 и R4.
Такой вариант позволит получить до 4Вт больше, чем заявлено (при ±23В). Но при таком включении могут незначительно повысится искажения. Резисторы R3 и R4 применять на 0.25Вт. У меня на 0.125Вт не выдерживали. Конденсатор C3 - 35В и выше.
В данной схеме необходимо использование двух микросхем. Одна дает на выходе положительный сигнал, другая - отрицательный. При таком включении можно снять более 100Вт на 8 Ом.
По словам собравших, данная схема абсолютно работоспособна и у меня даже есть более подробная табличка примерных выходных мощностей. Она ниже:
А если поэксперементировать, например при ±23В подключить нагрузку 4 ом, то можно получить до 200Вт! При условии что радиаторы не будут сильно греться, 150Вт в мост микросхемы потянут легко.
Такую конструкцию неплохо использовать в сабвуферах.
Работа в внешними выходными транзисторами
Микросхема является по сути дела мощным операционным усилителем и его можно умощнить еще, повесив на выход пару из комплиментарных транзисторов. Данный вариант пока не проверялся, но теоретически он возможен. Также можно умощнить и мостовую схему усилителя, повесив на выход каждой микросхеме по паре комплиментарных транзисторов
Работа при однополярном питании
В самом начале даташита я нашел строки, в которых написано, что микросхема работает и при однополярном питании. А где же схема тогда? Увы, в даташите нету, в интернете не нашел... Не знаю, может где-то и существует такая схема, но я такую не видел... Единственное что могу посоветовать - TDA1512 или TDA1520. Звучание отличное, но питаются от однополярного питания, да и выходной конденсатор может слегка подпортить картину. Найти их довольно проблематично, выпускались очень давно и были давно сняты с производства. Надписи на них могут быть различной формы, проверять на "фальшивку" их не стоит - случаев отказа не было.
Обе микросхемы представляют собой Hi-Fi - усилители класса АВ. Мощность около 20Вт при +33В на нагрузку 4 ом. Схемы приводить не буду (тема же все-таки про TDA1514A). Скачать печатные платы для них можно в конце статьи.
Питание
Для стабильной работы микросхемы нужен источник питания с напряжением от ±8 до ±30В с током не менее 1.5А. Питание должно подаваться толстыми проводами, входные провода максимально дальше удалить от выходных проводов и источника питания
Питать можно обычным простым блоком питания, в который входят сетевой трансформатор, диодный мост, фильтрующие емкости и по желанию дроссели. Для получения ±24В необходим трансформатор с двумя вторичными обмотками по 18В с током более 1.5А для одной микросхемы.
Можно использовать импульсные блоки питания, например самый простенький, на IR2153. Вот его схема:
Этот ИБП выполнен по полумостовой схеме, частота 47кГц (устанавливается при помощи R4 и C4). Диоды VD3-VD6 ультрабыстрые или Шоттки
Возможно применение данного усилителя в машине, с использованием повышающего преобразователя. На той же IR2153, вот схема:
Преобразователь выполнен по схеме Push-Pull. Частота 47кГц. Диоды выпрямительные нужны ультрабыстрые или Шоттки. Расчет трансформатора также можно выполнить в ExcellentIT. Дроссели в обоих схемах "посоветует" сама ExcellentIT, Считать их нужно в программе Drossel. Автор программы тот же -
Хочу сказать пару слов о IR2153 - блоки питания и преобразователи получаются довольно неплохие, но в микросхеме не предусмотрена стабилизация выходного напряжения и поэтому оно будет меняться в зависимости от напряжения питания, да и просаживаться будет.
Не обязательно использовать IR2153 и вообще импульсные блоки питания. Можно обойтись проще - как в "старину", обычный трансформатор с диодным мостом и огромными емкостями по питанию. Вот так выглядит его схема:
C1 и С4 не менее 4700мкФ, на напряжение не менее 35В. С2 и С3 - керамика или пленка.
Печатные платы
Сейчас у меня имеется такая коллекция плат:
а) основная - ее можно увидеть на фото снизу.
б) слегка измененная первая (основная). Увеличены в ширине все дорожки, силовые намного шире, элементы слегка передвинуты.
в) мостовая схема. Плата отрисована не совсем удачно, но работоспособна
г) первый вариант ПП - первый пробный вариант, не хватает цепи Цобеля, а так собирал, работает. Есть даже фото (снизу)
д) печатная плата от
XandR_man - нашел на форуме сайта "Паяльник". Что сказать... Строго схема из даташита. Более того, я своими глазами видел наборы на основе этой печатки!
Кроме того, Вы можете самостоятельно нарисовать плату, если не устраивают предоставленные.
Пайка
После того, как Вы изготовили плату и проверили все детали на исправность, можно приступать к пайке.
Залудите всю плату, а силовые дорожки лудить как можно более толстым слоем припоя
Первыми впаиваются все перемычки (их толщина должна быть как можно больше в силовых участках), а далее все компоненты по увеличению размера. последней впаивается микросхема. Советую не резать ножки, а впаивать такой, какая она есть. Можно потом согнуть ее для удобства посадки на радиатор.
Микросхема защищена от статического электричества, так что можно паять включенным паяльником, сидя даже в шерстяной одежде.
Однако, необходимо паять так, чтобы микросхема не перегревалась. Для надежности можно во время пайки прицепить за одну проушину к радиатору. Можно за две, разницы тут не будет, лишь бы кристалл внутри не перегрелся.
Настройка и первый запуск
После того, как все элементы и провода впаяны, необходим "тестовый запуск". Прикрутите микросхему на радиатор, замкните входной провод с землей. В качестве нагрузки Вы можете подключать будущие колонки, а вообще, чтобы они не "вылетели" за доли секунд при браке или ошибках в монтаже используют мощный резистор в качестве нагрузки. Если же он вылетает, знайте - Вы допустили ошибку, либо вам попался брак (микросхема имеется ввиду). К счастью, такие случаи почти не происходят, в отличие от TDA7293 и прочих, которых в магазине можно набрать кучу из одной партии и как потом выяснится - все они брак.
Однако, хочу сделать небольшое замечание. Делайте Ваши провода как можно короче. Было такое, что я всего лишь удлинил выходные провода и стал слышать в динамиках гул, похожий на "постоянку". Более того, при включении усилителя из-за "постоянки" динамик выдавал гул, который пропадал через 1-2 секунды. Сейчас у меня из платы выходят провода, максимум 25 см и идут сразу к динамику - усилитель включается бесшумно и работает без проблем! На входные провода тоже обратите внимание - ставьте экранированный провод, длинным его тоже не не стоит делать. Соблюдайте простые требования и у Вас все получится!
Если ничего не произошло с резистором, отключите питание, прикрепите входные провода к источнику сигнала, подключите Ваши колонки и подавайте питание. В динамиках можно услышать небольшой фон - это говорит о том, усилитель работает! Подайте сигнал и наслаждайтесь звучанием (в том случае если все отлично собрано). Если "хрюкает", "пердит" - посмотрите на питание, на правильность сборки, ибо как выявлено в практике - уж таких "гадких" экземпляров нету, которые при правильной сборке и отличном питании криво работали...
Как выглядит готовый усилитель
Вот серия фотографий, сделанных в декабре 2012. Платы как раз после пайки. Тогда я собирал, чтобы убедиться в работоспособности микросхем.
А вот мой первый усилитель, до сегодняшних дней дожила только плата, все детали ушли на другие схемы, а сама микросхема вышла из строя из-за попадания на него переменного напряжения
Ниже свежие фотографии:
К сожалению, мой ИБП на стадии изготовления, а запитывал я микросхему раньше от двух одинаковых аккумуляторов и небольшого трансформатора с диодным мостом и небольшими емкостями по питанию, в итоге было ±25В. Две таких микросхемы с четырьмя колонками от музыкального центра "Sharp" так играли, что даже предметы на столах "танцевали под музыку", окна звенели, да и телом чувствовалась мощность неплохо. Снять этого сейчас не могу, но есть источник питания ±16В, от него до 20Вт на 4 ома можно получить... Вот видео Вам в качестве доказательства, что усилитель абсолютно рабочий!
Благодарности
Огромную благодарность выражаю пользователям форума сайта "Паяльник", а конкретно огромное спасибо пользователю за некоторую помощь, благодарю также , и многих другим (извините что Вас не назвал по никам) за честные отзывы, которые подтолкнули меня на сборку данного усилителя. Без всех Вас данная статья могла быть и не написана.
Завершение
Микросхема обладает рядом достоинств, прекрасным звучанием в первую очередь. Многие микросхемы такого класса могут даже уступать по качеству звучания, но это в зависимости от качественной сборки. Плохая сборка - плохое звучание. Подходите к сборке электронных схем серьезно. Крайне не рекомендую паять данный усилитель навесным монтажем - это может только ухудшить звучание, либо привести к самовозбуждению, а в последствии полного выхода из строя.
Я собрал практически всю информацию, которую проверял сам и мог спросить у других людей,которые собирали данный усилитель. Жаль, что у меня не имеется осциллографа - без него мои высказывания о качестве звука ничего не значат... Но я буду и дальше утверждать, что звучит она просто прекрасно! Собиравшие данный усилитель меня поймут!
Если остались вопросы, пишите мне на форум сайта "Паяльник". по обсуждению усилителей на данной микросхеме, можете спрашивать там.
Надеюсь статья оказалась полезной для Вас. Удачи Вам! С уважением, Юрий.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Микросхема | TDA1514A | 1 | В блокнот | ||||
| С1 | Конденсатор | 1 мкФ | 1 | В блокнот | |||
| С2 | Конденсатор | 220 пФ | 1 | В блокнот | |||
| С4 | 3.3мкФ | 1 | В блокнот | ||||
| С5 | Конденсатор | 22 нФ | 1 | В блокнот | |||
| С6, С8 | Электролитический конденсатор | 1000мкФ | 2 | В блокнот | |||
| С7, С9 | Конденсатор | 470 нФ | 2 | В блокнот | |||
| С10 | Электролитический конденсатор | 100мкФ | 1 | 100В | В блокнот | ||
| R1 | Резистор | 20 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R2 | Резистор | 680 Ом | 1 | В блокнот | |||
| R5 | Резистор | 470 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R6 | Резистор | 10 Ом | 1 | Подбирается при настройке | В блокнот | ||
| R7 | Резистор | 22 кОм | 1 | В блокнот | |||
| Схема с вольтдобавкой | |||||||
| Микросхема | TDA1514A | 1 | В блокнот | ||||
| С1 | Конденсатор | 1 мкФ | 1 | В блокнот | |||
| С2 | Конденсатор | 220 пФ | 1 | В блокнот | |||
| С3 | Электролитический конденсатор | 220мкФ | 1 | От 35В и выше | В блокнот | ||
| С4 | Электролитический конденсатор | 3.3мкФ | 1 | В блокнот | |||
| С5 | Конденсатор | 22 нФ | 1 | В блокнот | |||
| С6, С8 | Электролитический конденсатор | 1000мкФ | 2 | В блокнот | |||
| С7, С9 | Конденсатор | 470 нФ | 2 | В блокнот | |||
| С10 | Электролитический конденсатор | 100мкФ | 1 | 100В | В блокнот | ||
| R1 | Резистор | 20 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R2 | Резистор | 680 Ом | 1 | В блокнот | |||
| R3 | Резистор | 47 Ом | 1 | Подбирается при настройке | В блокнот | ||
| R4 | Резистор | 82 Ом | 1 | Подбирается при настройке | В блокнот | ||
| R5 | Резистор | 470 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R6 | Резистор | 10 Ом | 1 | Подбирается при настройке | В блокнот | ||
| R7 | Резистор | 22 кОм | 1 | В блокнот | |||
| Мостовое включение | |||||||
| Микросхема | TDA1514A | 2 | В блокнот | ||||
| С1 | Конденсатор | 1 мкФ | 1 | В блокнот | |||
| С2 | Конденсатор | 220 пФ | 1 | В блокнот | |||
| С4 | Электролитический конденсатор | 3.3мкФ | 1 | В блокнот | |||
| С5, С14, С16 | Конденсатор | 22 нФ | 3 | В блокнот | |||
| С6, С8 | Электролитический конденсатор | 1000мкФ | 2 | В блокнот | |||
| С7, С9 | Конденсатор | 470 нФ | 2 | В блокнот | |||
| С13, С15 | Электролитический конденсатор | 3.3мкФ | 2 | В блокнот | |||
| R1, R7 | Резистор | 20 кОм | 2 | В блокнот | |||
| R2, R8 | Резистор | 680 Ом | 2 | В блокнот | |||
| R5, R9 | Резистор | 470 кОм | 2 | В блокнот | |||
| R6, R10 | Резистор | 10 Ом | 2 | Подбирается при настрйоке | В блокнот | ||
| R11 | Резистор | 1.3 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R12, R13 | Резистор | 22 кОм | 2 | В блокнот | |||
| Импульсный блок питания | |||||||
| IC1 | Драйвер питания и MOSFET | IR2153 | 1 | В блокнот | |||
| VT1, VT2 | MOSFET-транзистор | IRF740 | 2 | В блокнот | |||
| VD1, VD2 | Выпрямительный диод | SF18 | 2 | В блокнот | |||
| VD3-VD6 | Диод | Любые Шоттки | 4 | Ультрабыстрые диоды или Шоттки | В блокнот | ||
| VDS1 | Диодный мост | 1 | Диодный мост на необходимый ток | В блокнот | |||
| С1, С2 | Электролитический конденсатор | 680мкФ | 2 | 200В | В блокнот | ||
| С3 | Конденсатор | 10 нФ | 1 | 400В | В блокнот | ||
| С4 | Конденсатор | 1000 пФ | 1 | В блокнот | |||
| С5 | Электролитический конденсатор | 100мкФ | 1 | В блокнот | |||
| С6 | Конденсатор | 470 нФ | 1 | В блокнот | |||
| С7 | Конденсатор | 1 нФ | 1 | ||||
Полный УНЧ 2 х 50 Ватт на LM3886 + NE4558.
Как вы уже поняли из названия статьи, ниже рассмотрен проект полного стереофонического усилителя, реализованного на микросхеме LM3886. Узел предварительного усиления сигнала с регулировками громкости, высоких, средних и низких частот построен на двух операционных усилителях NE4558. Все регуляторы установлены непосредственно на плату усилителя. Также на плате расположен блок питания, включающий в себя диодную сборку и сглаживающие конденсаторы, поэтому на плату подводится переменное напряжение с трансформатора через блок предохранителей. Мощность каждого канала составляет 50 Ватт на нагрузку сопротивлением 8 Ом. Коэффициент гармоник – 0,03%.
Вообще на различных радиолюбительских форумах встречается множество информации по поводу интегральных усилителей мощности звукового сигнала, в основном идет сравнение таких МС как TDA7293/94 и LM3886. Многие отдают предпочтение последней. Ну, в общем, дело вкуса и того что есть в наличии под руками, а мы сразу перейдем к принципиальной схеме проекта на TDA3886:
В принципе, по схеме должно быть все понятно, на входе между двумя половинками микросхем NE4558 стоят регуляторы тембра, через спаренный регулятор громкости сигнал поступает на входы каналов усилителей мощности, ниже которых показана схема защиты аккустики от постоянного напряжения на выходе усилителя, исполнительным элементом которой является реле. Левее показаны схемы блока питания оконечного каскада и ниже двуполярный блок питания для микросхем NE4558, собранный на интегральных стабилизаторах 78L12 и 79L12.
Резисторы, обозначенные на схеме “RES” в блоке питания – 2Вт 300 Ом.
Разъем J5 (Term-A) на плате усилителя предназначен для подключения термодатчика на температуру 70°С (если вы будете его использовать). Если не будете – поставьте перемычку.
Выходные катушки мотаются прямо на резисторы номиналом 10 Ом (мощность 1 Ватт), 10...12 витков проводом 1,2 мм.
В нашем распоряжении была вот такая картинка печатной платы усилителя (для увеличения картинок кликайте на их изображении):
В результате преобразования в формат LAY6 получилось следующее:
И фото-вид платы LAY6 формата:
Интегральные стабилизаторы блока питания микросхем темброблока установлены на алюминиевую пластину через изоляцию, пасту и втулки. Диодная сборка, обе микросхемы усилителя мощности и стабилизатор напряжения от которого запитан узел защиты установлены на один основной радиатор также через изоляцию. Реле с обмоткой на 12 Вольт и двумя группами переключающихся контактов.
Перед платой усилителя по питанию подключен блок предохранителей. Печатная плата этого блока показана на следующем изображении:
На ней расположены четыре фильтрующих конденсатора емкостью 2х100n и 2х220n, и пара предохранителей на ток 6А. 50 Ватт на выходе на нагрузке 8 Ом будет при напряжении питания ±35 Вольт. Соответственно трансформатор нужен с двумя обмотками вторички по 25 Вольт переменки. Для нагрузки 4 Ома выбирайте или мотайте трансформатор со вторичкой 2 х 20 В переменки. Диодная сборка в блоке питания минимум на 6 Ампер, лучше на 10.
Скачать схему усилителя, печатные платы, и исходники можно одним файлом с нашего сайта. Размер архива – 1,85 Mb.
Обзор на радиоконструктор MX50 SE.
Лучший из несложных самодельных УНЧ средней мощности?
Вам интересно? Тогда читать обзор!
Мультиобзор: усилитель, корпус, предусилитель, конденсаторы и прочее.
Предисловие. Почему собрал этот УНЧ?
Была у меня идея по-быстрому собрать несложный компактный УНЧ не очень большой мощности. Первоначально планировал собрать УНЧ на LM1875 - . Приобрел китайский кит как базовый тестовый макет, корпус и трансформатор. После сборки конструктора выяснилось, что УНЧ на этой микросхеме на предельных напряжениях питания не может нормально работать на нагрузку 4 Ома - микросхема быстро нагревается, не успевает отдать тепло на радиатор. И отключается по теплозащите. Меня это не устраивало. Так как самые дорогие радиодетали (корпус и трансформатор) были куплены - то принял решение искать схему другого компактного УНЧ. В комментариях к обзору тов. Fizik и тов..html#comment2043615) порекомендовали сабж. Решил попробовать собрать этот УНЧ. Дело было в мае. Сейчас декабрь. УНЧ собран:-)
Перечислим параметры хорошего «народного» УНЧ
1. Должен быть дешев
2. Не содержать сильно дефицитных деталей
3. Прост в сборке и настройке
4. Обладать достаточной мощностью
5. Должен хорошо играть музыку и обладать хорошими характеристиками.
LJM MX50 SE - кандидат это звание. Радиоконструктор можно купить за 12$ на электронных площадках типа ebay и алиэкспресс. Обычная цена около 15-16$. Я указал другого продавца на ebay. Тот, у кого покупал, сейчас не продает этот товар.
Другие варианты этого кита
На али-ебее продают спаянные варианты этого кита (стоят на 8-10$) дороже. Есть киты с выходными транзисторами Сакен 2SA1295/2SC3264 или 2SA1186/2SC2837. Стоят сильно дороже. Оригинальность транзисторов проверить невозможно. Поэтому лучше купить дешевый кит, а транзисторы выходные потом купить в проверенном месте и установить на отлаженную плату.
Китайцы продают вариант MX100 (ищется по этому имени) - то же самое, что и MX50 SE, но на одной плате: два канала, БП и защита акустики от постоянки+задержка при вкл питания.
Продают в виде кита, собранной платы или даже собранного УНЧ. В эту версию тоже пихают перемаркированные KEC дорогие сакены:
Если бы не моя ситуация с готовым корпусом и трансформатором, то скорее всего купил бы готовый УНЧ и доводил его до ума. Как это можно сделать - см ниже. Во время работы над этим проектом не знал о существовании MX100.
Продают трансформаторы питания, клеймы для подключения, радиаторы под транзисторы, корпуса и проч. для этого УНЧ
Комплектация
Пришла посылка с небольшим пакетиком, двумя платами и деталями:
К качеству односторонней печатной платы претензий нет. Все сделано отлично. Легко паяется. Все подписано.
Выходные транзисторы южнокорейские KEC. Производятся по лицензии Тошибы. Стоят копейки. Соответственно, никто их не подделывает. Выводы не магнитятся. 
Другие радиодетали, если кому-то интересно
На международном форуме народ отмечал хорошее качество радиодеталей за такую небольшую цену. Электролиты «Рубикон», филиппинские обычные конденсаторы и прочее. Как проверишь правда это или нет? Поверим международному сообществу радиолюбителей. Лишних деталей нет (подкладки под транзисторы не считаем). Положили все, что на плате указано.
Сборка
Собирается все это хозяйство не спеша за четыре-пять часов. 
Трансформатору на 200-250 Ватт с двумя вторичными обмотками на 18 В переменки (у меня, правда, трансформатор с 4-мя вторичными обмотками на 18В - поэтому и два диодных моста). Блок питания - диодный мост и два электролита 4700 мкФ на 50 В на каждую из шин. Питание у УНЧ двухполярное. 26 Вольт на каждую шину после выпрямителя.
На стенде:
Транзисторы выходные через подкладки на радиатор устанавливаются, чтобы не было прямого контакта металлической пластины и радиатора.
Правильно собранный усилитель в настройке не нуждается и начинает работать сразу при подключении нагрузки и подаче сигнала. Но сразу включать страшно. Поэтому стандартная процедура проверки. Вместо нагрузки на выход мощный резистор на 8 Ом, вход закоротить. Первое включение через лампочку. Если лампочка вспыхнула и тут же погасла, ничего не задымилось и не взорвалось - то все ок. Иначе беда - проверяйте монтаж, сопли, транзисторы. Дальше проверяем питание на плате УНЧ и постоянное напряжение между выходом УНЧ и землей. Должно быть до 30 мВ. У меня в первом варианте было вообще все шикарно на обеих каналах:
Отключаем закороченный на землю вход и лампочку. Если вы все еще боитесь подключать динамики и подавать сигнал, тогда воспользуемся звуковым генератором и осциллографом. И подадим на вход тестовый сигнал - синус 1 кГц:
Должен быть ровный неискаженный синус. Получаем на нагрузку 8 Ом мощность максимальную Pмах=80 Ватт Pсреднеквадратич=58 Ватт. При питании 26 В на одной шине. Дальше наступает клипинг. На вход подавался сигнал Vpp=1.6 В. При меньших мощностях с синусом тоже все ок на разных частотах.
Почему указываю Vpp (напряжение между макс и мин значением сигнала) на входе УНЧ
Потому что такой сигнал показывает мой генератор на своем экране и так мне удобно отлаживать, когда я смотрю на его экран
Подадим прямоугольник:
Тут тоже все шикарно.
Вот теперь подключаем (лучше через схему защиты от постоянки на выходе) динамик и можно слушать музыку.
Все эти работы по сборке УНЧ и тестированию можно выполнить за выходной день - часов за 6 свободного времени. Отладки УНЧ почти никакой нет. Все сразу работает. Все - готово? НЕТ. Начинается самое не интересное - доводка до готовой конструкции. Эта доводка занимает примерно 90% процентов усилий и времени, чем сборка схемы.
Первым делом выберем корпус для УНЧ. Все остальное диктуется корпусом. Самоделку начинают с корпуса, а потом все остальное - платы, БП и проч.
Корпус
Корпус был у меня такой:
Ищется на ebay «Full Aluminum amplifier chassis amp Enclosure DAC Box 260*270*90mm L163-67»
Стоил с доставкой около 4800 руб (75$). Самая дорогая радиодеталь.
Внешние размеры: width 260mm Height 90mm Depth 270mm
Внутренние размеры: Width 250mm Height 80mm Depth 205mm
В комплекте - фурнитура для сборки, ножки, колодка питания, кнопка переключения входов, ручка регулятора громкости, кнопка включения. Нет RCA разъемов и коннекторов для акустики.
Пришел в разобранном виде. Упаковано хорошо. Собирается нормально. Некриво. Отверстия все на месте. Покрашено аккуратно все. От малейшей царапины следа не остается. Достаточно прочная краска. В комплекте - платы переключателя входов на реле (крепится прямо на входные гнезда) и плата управления этим переключателем на микросхеме (12 В питание переменное). 
Площадь одного бокового радиатора - 2,5*2*55*9+25*2*9~2900 см^2. Толщина подложки 6 мм.
Минусы корпуса:
1. Хилая кнопка питания SW-3. При неосторожной сборке может сломаться. Лучше купить на али ЗИП - «AC 250V 2A/8A Latching SPST Push Button Power 2Pin Switch SW-3 Switches»
2. Селектор каналов не запоминает включенный вход при выключении питания. Всегда включается центральный вход.
3. Так как блок реле напаивается прямо на разъемы, то получается сложно разбираемая схема.
4. Нет вентиляционных отверстий снизу корпуса. Только сверху.
5. Для того, чтобы все части корпуса были соединены вместе, нужно зачистить краску - иначе части корпуса не прозваниваются и не образуют экран.
6. Когда собрал окончательно УНЧ обнаружил, что если на вход не подключен источник сигнала или не стоит заглушка на землю в разъеме, то при переключении на этот вход на максимальной громкости очень тихо слышен сигнал с другого входа (разумеется если там он есть). Грешу на разводку земли на входных RCA разъемах - я их спаял все вместе и подключил к плате селектора. Возможно, было лучше тянуть отдельные провода от каждого RCA разъема на регулятор громкости или на общую точку земель? Если кто-то знает причину - подскажите.
Питание для УНЧ
Силовой трансформатор
Как известно, мощность и качество УНЧ определяется его питанием. Силовым трансформатором и блоком питания.
Силовой трансформатор - общая мощность 200-250 VA (Ватт) для двух каналов (стерео). Первичная - 220 В. Две вторичные обмотки. Питание ведь двухполярное. Вторичная зависит от нагрузки. На международном форуме появляется разработчик это кита под ником LJM_LJM. Он советует следующие напряжения вторичных обмоток для акустики сопротивлением:
2 Ома - 12 В переменного напряжения - после выпрямителя около 17 В
4 Ома - 18 В переменного напряжения - после выпрямителя около 26 В
8 Ом - 25 В переменного напряжения - после выпрямителя около 35 В
Естественно, акустику большего сопротивления можно подключать к УНЧ с меньшим питанием. Мощность уменьшится. Если подключит акустику 4 Ома к варианту питания 35В, то этот эксперимент приведет к выходу из строя выходных транзисторов KEC B817/D1047. Другие транзисторы нужно туда ставить. Поднимать питание выше 35В тоже не рекомендуют. Выход из строя транзисторов, ухудшение параметров, пересчет схемы, изменение схематехники… Народ с международного форума мучал схему в симуляторе и признали, что детали из набора - оптимальная схема. По параметрам, схемотехнике, деталям, цене. LJM_LJM написал, что если большая мощность нужна - купите другой кит.
Я решил остановиться на трансформаторе 250 Ватт с питанием вторички 18 В. Получаем УНЧ на 4 Ома (макс 100 Ватт) либо 8 Ом (макс 60 Ватт). В ЧиД был такой троидальный транс «Торэл ТТП250 (2х2х18В, 3.5A), Трансформатор тороидальный, 2х2х18В, 3.5A» - купил его за 2300 р. Четыре вторичные обмотки позволят либо сделать «двойное моно» либо использовать на каждое плечо две обмотки, использовав двухполупериодный выпрямитель. В ходе экспериментов сделал две схемы, но в итоге остановился на варианте «двойное моно» - отдельный БП на канал.
Между трансформатором и корпусом - изолирующая прокладка из силикона. Так как сверху трансформатора у меня расположен блок питания, то сверху тоже заизолировал такой же прокладкой.
У трансформатора от Торэл по окончанию сборки выяснилась такая особенность - он немного гудит, если включается в розетку в одной из комнат квартиры. Гудит слегка даже без нагрузки. С нагрузкой гудит так же. В закрытом корпусе почти не слышно. В той комнате, где отлаживался УНЧ, все было ок. Разные провода проводки от счетчика на входе в квартиру идут на разные комнаты. Грешу на качество проводки в квартире, электропитания в сети и качество трансформатора от Торел. На всякий случай, заказал еще один на замену. Как придет - попробую сначала протестировать. Если все ок будет, заменю. Первый раз с таким столкнулся.
Блок питания
Стандартный выпрямитель и конденсаторы фильтра. 
Диодные мосты собраны на диодах Шотки MBR20100CT. Установил их на радиаторы небольшие. Даже на полной нагрузке они не греются. Конденсаторы фильтра - Nichicon Elko Low ESR 35В 4700 мкФ. Обычные, не для аудио. Брал в Германии на ebay. По два на плечо. Всего 8 штук. Общая емкость - 37600 мкФ.
Шунтирование SMD керамикой 0.1 мкФ. Запаяно прямо на выводы конденсаторов. Резисторы для разряда конденсаторов - 2 Ватта 4.7 кОм. Предохранители на 2А. Накосячил немного - диоды индикации питания на шинах надо было установить после предохранителей. Установил до. Переделывать не стал. Еще потом добавил по резистору 5 ваттному 0.68 Ома между конденсаторами фильтра для уменьшения пульсаций (CRC -фильтр) - но решил отказаться от них - закоротил. На уровень фона УНЧ они не влияли. Печатку сделал ЛУТ-ом:
На питании 220 В стоит предохранитель на 2А. Софт-старт устанавливать не стал. Предохранитель не перегорает от заряда батареи конденсаторов при включении. Так же установил после включателя питания перед трансформаторами EMI фильтр на 10А - ищется на ebay по словам «250VAC 10A Power Line EMI Filter Three Lines Metal Housing EMI Filter CW1B-10A-L»
Защита АС по постоянного напряжения и задержка при включении
Применил такой кит с ebay - «UPC1237 Speaker Protection Board DIY KIT Used Japan OMRON Relay for Dual Channel» стоимостью около 10$
Выбирал защиту исходя из габаритов. Сейчас думаю лучше было сделать две отдельные защиты самому для двойного моно. Защита оказалась не очень удобной - нет светодиода для индикации состояния срабатывания и светодиода индикации питания. Немного доработал, добавив функцию Mute (отключение звука временное) - подпаял тумблер (вывел его на переднюю панель) в разрыв дорожки от 7 выхода микросхемы UPC1237 или на первую ножку через тумблер питание подал от стаба на плате защиты - не помню сейчас уже как сделал.
Питание защиты - отдельный трансформатор на 12В. Одна вторичная обмотка этого трансформатора на защиту АС, вторая на питание модуля коммутации входов.
Защита срабатывает при появлении 2В постоянки на входе:
Схемотехника УНЧ. UPGRATE
Схематехнику УНЧ китайцы взяли из
. Немного непринципиально ее изменили и применили недорогие детали, разработали печатную плату.
Это усилитель мощности В-класса. Ток покоя устанавливается резистором R17.
Напишу о возможных модернизациях. Идеи брал с международного форума и из статьей Jake Rothman «MX50 power amplifier kit - Part-1/Part-2» Everyday Practical Electronics 2017 год номер 5 и номер 6.
Полезные модернизации
1. Из китового набора заменить входной конденсатор на что-то более приличное емкостью от 1 до 4.7 мкФ. Место под большой конденсатор есть. Можно попробовать пленку типа Wima MKP, неполярные электролиты и прочее. Я пробовал разные варианты, которые у меня были. Больше всего звук понравился с неполярными электролитами Nichicon BP-S-GB 2,2uF 50V. Покупал в Швейцарии на Ebay.
2. С2 установил пленку Wima 330 пФ. С рекомендованной емкостью 470 пФ мне показалось, что слишком много баса.
3. Установить на выход УНЧ цепь Буше - резистор и катушка индуктивности - эмалированный провод на каркасе, намотанна на резистора 2 Ватт 4.7 Ом. Выводы катушки запаять на выводы резистора и установить в разрыв выхода УНЧ. 
Нейтральные модернизации - которые пользу не принесли
1. Менял остальные обычные конденсаторы на качественные - Wima. На звук и измерения изменений не заметил. Оставил те, что в составе кита шли.
2. Замена выходных транзисторов. Ставил оригинальные Sanken 2sa1186/2sc2837 и Тошибу 2Sa1943/2Sc5200 (подозрение на подделку качественную) - изменений в звуке не заметил. Оставил KEC B817/D1047 - смысл тратиться и искать оригиналы, если и со стоком хорошо работает.
3. Менял T9 на 2SC3071 по совету из статьи Everyday Practical Electronics. Изменений не заметил. Постоянка на выходе до 40 мВ выросла.
Вредные модернизации
1. В статье Everyday Practical Electronics предлагают напаивать на предохранители в БП резистор - чтобы он задымился, в случае если сгорит предохранитель 
Припаивать тяжело на предохранитель, и потом на каждый новый, если сгорит. Торчит он сверху. Не всегда удобно. Лучше светодиоды после предохранителей поставить.
2. В статье Everyday Practical Electronics предлагают установить защиту от короткого замыкания на выходе УНЧ:
Реализовал эту защиту, как допплату, которая крепиться над выходными транзисторами на отверстия для крепления платы усилителя:
Защита работает - пробовал накоротко замыкать выход. Отключалось. Убираем КЗ - все дальше играет, как ни в чем не бывало. Но от этой защиты резко увеличился уровень фона.
Без защиты:
С защитой:
Фон слышно из-за колонок, даже на небольшой громкости в паузах музыки. Я поначалу думал, что это из-за БП, земли или разводки проводов. Нет - это была эта самая защита. Фон был независимо от расположения платы с усилителем. Решил по этой причине не устанавливать эту защиту.
3. Предусилитель. Вдруг вам понадобился предусилитель к этому УНЧ. Рекомендуют такой предусилитель - ищется на али по словам «Mini P7 preamp Board for MX50»:
Я похожий собрал c :
Резистором, который тут 22кОм, можно регулировать усиление этого преда. Я в 3 раза сделал. Какой резистор туда впаял - не помню. Планировал сначала встроить в УНЧ. Питал от первой версии БП (общее питание на два канала). На «семейной» фото первой версии усилителя БП (по центру) и пред (левый нижний угол):
В той версии был один БП на два канала. Пред питался от основных шин через линейные стабилизаторы на 12В. В результате УНЧ начинал самовозбуждаться (искажения по синусу - дергающийся синус) и через некоторое время сгорали выходные транзисторы. От внешнего питания - все ок. Вывод - если нужен пред - тогда отдельный транформатор или обмотка на основном трансе для него. У меня не было места для еще третьего трансформатора - поэтому сделал без преда. Если что внешний сделаю - например, этот
Сборка
Модули УНЧ собрал по следующей схеме:
Все сигнальные кабели - экранированы. Экраны подключены к корпусу. Регулятор громкости - ALPS 50кОм RK27. Питание усилителя и подключение акустических систем - акустическим кабелем сечением 1,5 мм^2. Общий провод акустических систем подключен к платам усилителей, а не к модулю защиты АС. На защите АС общая земля на два канала - сигналы смешиваются и теряется стереоэффект. Поэтому подключил таким образом. 
Другие фото без верхней крышки
Получился в корпусе вот такой усилитель:
Другие фото
Взвесим:
По сравнению с Hi-Fi корпусом 430 мм:
Измерения
Измерим ток покоя.
Сразу после включения. Резистор в разрыве цепи питания 0.5 Ом. Ток покоя по закону Ома = 40.8 мА:
Через 20 мин. Ток покоя по закону Ома = 36.8 мА:
В клипинг усилитель входит при входном сигнале 1.6 В (между макс и минимумом сигнала).
Стандартные сигналы. Нагрузка - резистор 8 Ом. 1 кГц.
Синус (на входе сигнал 1.5 В между макс и мин сигнала):
Подсчитаем мощность. Pmax=54 Ватт. Pсреднеквадратич=27 Ватт.
Прямоугольник:
Треугольник:
Искажений типа «ступенька» не наблюдается на разных мощностях и частотах.
Замеры в программе RMAA делались на мощности Pmax=34,5 Ватт, Pсреднеквадратич=17,25 Ватт. При больших мощностях начинаются искажения на спектре. При меньшей - уменьшаются.
Оценка звука
Фона нет. Точнее на максимальной громкости при замкнутых входах на землю, фон около 100 Гц перестает быть слышным в 10 см от колонки. Помех от сотового телефона нет. Время «прогрева» УНЧ около 20-30 мин. На максимальной громкости через час мои радиаторы нагреваются градусов до 30 - можно руку держать на них. На маленькой обычной - холодные. Звук чистый. Бас, высокие - все есть в норме. Звук четкий и прозрачный. На основных моих полочных колонках Mission M51 играет нормально. На колонках AEG LB 4720 низкие жестко долбят, как молотком. В впрочем, такой же эффект есть и у других усилителей (кроме JLH1969). По сравнению с другими УНЧ играет (субъективно) лучше усилителей на микросхемах TDA2030/TDA2050/LM1875 ( ), LM3886(), TDA7294(). JLH1969 () играет приятнее и «детальнее», «теплее». Клон Naim NAP250 играет четче, более жестко и динамичней. Все оценки субъективные:-)
Общая оценка
На 5 характеристик хорошего «народного» УНЧ данная отлично схема подходит. Так ее и характеризуют, все кто повторял ее. Для озвучки комнаты мощности хватает. Так же на основе (из-за компактности плат, небольших радиаторов) ее собирают радиолюбители для встраивания внутрь акустики, многоканальные усилители или ресиверы.
+137
+235
Вот хочу собрать себе стерео усилитель на двух етих микросхемах с імпульсним блоком питания. Узнал про неї із книги “3500 МИКРОСХЕМ УСИЛИТЕЛЕЙ МОЩНОСТІ НИЗЬКОЙ ЧАСТОТИ…” Но я слишал что все ети микросхеми TDA 2003; TDA 2004; TDA 2005; 2010…; плохие. У меня било уже такое, завалялась у меня микросхема TDA 2003 собрал на ней усилитель а он сгорел, микросхема сплавилась. Может кто то точно знает на какую нагрузку микросхема TDA 2025 дає мощность 50 ват, бо в книге пишет 4 ОМ. А здесь как я понял пишет на 8 ОМ. І сколько ампер ему нужно? Если кто собирал его скажите чи хорошо он работает не сгорает сразу микросхема? Оставте пожалуста комментарий с видповидю на ети вапроси…
Mars 33
, насчет нагрузки:
Нагрузка может быть как 4 Ом, так и 8 Ом
Если посмотреть в таблицу характеристик, то там указано, что мощность на выходе 45…50 Вт будет при нагрузке 8 Ом и напряжении 32 В.
Если говорить насчет микросхем TDA, то у меня только единственная микросхема из этой серии сгорела сразу - TDA 2005. А вот, например, TDA 2030 работает отлично, даже при КЗ. Так что могу сделать лишь один вывод, а именно, не все TDA плохие. По соотношению цена/качество отличные микросхемы.
▼ Показать все комментарии ▼
А в Инете не пробовали поискать TDA2025?
Посмотрите здесь _http://www.relcomp.ru/products/view/138425
спасибо, попробую сделать так)
Есть еще прикольная схемка 2-х канального усилителя на 22 Вт. Там тоже минимум деталей и одна микруха
А Вы поиском не пробовали пользоваться?!
Усилитель на микросхеме TDA1552
можно заменить TDA2025 на TDA2025Q ? что означает буква “Q” ?
Lexa777, TDA2025Q можно использовать. Буквенные индексы могут означать небольшое отличие в параметрах или отличие в исполнении корпуса микросхемы.
К174УН12 представляет собой двухканальный электронный регулятор громкости и баланса каналов.
Схема включения:
В звуковоспроизводящей аппаратуре их обычно применяют совместно.
то есть по-любому tda нужна?
Для этой схемы усилителя 50 Вт нужна именно TDA2025
кстати, почему на эскизе печатной платы с плюса на минус кроме конденсатора 100мкФ еще конденсатор 0,1мкФ стоит, хотя в схеме цепи его нет?
Этот керамический конденсатор стоит на питающих выводах для фильтрации высокочастотных шумов источника питания. А на схеме он не указан потому, что, по идее, керамический конденсатор должен быть неотъемлемой частью блока питания любого усилителя.
P.S. А еще для лучшей фильтрации сетевых помех дополнительно к электролиту и керамике применяют ферритовое кольцо. Это если провода от источника слишком длинные.
Спасибо что разъяснили. Извините что элементарщины не знаю
Всегда рады помочь радиолюбителям любого уровня подготовки . Все мы с чего-то начинали и еще многого не знаем.
а у меня на муз.центре выходники не пашут.сам немогу починить а в ремонт нести дорого–так вот думаю склепать на тедашке 2050 да и питание там в центрухе тоже 40в и акустика по пораметрам(омы и ваты)подходит. дёшево и сердито будет—как думете????????