Tpa3116d2

Схема TPA3116D2 — универсальный чип с прекрасным звуком H

Было бы правильнее заменить их фольгированными емкостями с большей линейностью, но только вот их расположение очень сложно изменить. Два электролитических конденсатора с низким импедансом 1000 мкФ/35v включены для развязки линии питания. Чип TPA3116D2 охлаждается радиатором, который, кажется, приклеен к корпусу микросхемы, что затрудняет самостоятельные эксперименты.

Тем не менее, перед первоначальным тестом было решено заменить конденсаторы выходного фильтра фольгированными конденсаторами 1 мкФ, чтобы немного снизить частоту среза. Конденсаторы развязки линии питания были увеличены двумя конденсаторами 2200 мкФ/35v, подключенными параллельно и расположенными на противоположной стороне печатной платы. В целом это составляет хорошие 6000 мкФ для развязки.

Самодельный аудио усилитель класса D на TPA3116D2

Наконец, была решена небольшая проблема, которая была замечена во время первоначального тестирования: заметное «шипение» в динамиках, если потенциометр громкости был помещен в среднее положение, например, если вход усилителя составлял сопротивление более 10 кОм. Известно, что усилитель с питанием от цепи с высоким импедансом может генерировать шипение. Потенциометр объема был измерен как 50 кОм.

50 кОм — это довольно высокий импеданс, учитывая, что в современных предварительных усилителях обычно используются OP-AMP, которые могут работать с низким сопротивлением на выходе — часто 600 Ом. Таким образом, необходимости в использовании потенциометра на 50 кОм не было.

Схема усилителя на микросхеме TPA3116D2

Но потенциометр имел функцию выключателя питания, и его было бы очень сложно заменить без риска повреждения дорожек печатной платы. Поэтому между входом усилителя и землей, ниже потенциометра, были установлены два резистора 4,7 кОм, так что на входе усилителя оставалось ниже 4,7 кОм. Это решило проблему шипения, но несколько изменило поведение потенциометра. Однако предусилитель, питающий плату TPA3116D2, имел другой регулятор громкости.

Микросхема TPA3116D2 также поставляется в виде небольшого модуля, в котором только основные компоненты устанавливаются вокруг кристалла с использованием технологии SMD. Тогда, любители самостоятельной сборки, могут выбрать наиболее важные элементы и реализовать оптимизированное охлаждение.

Основные характеристики:

• Напряжение питания 4,5-26v, 2×30 Вт на 8 Ом, 0,1% THD, ток покоя 30 мА.
• Смещение постоянного тока, измеренное на выходах: 1 мВ/5 мВ (питание 24v).

Такие усилители мощности подходят для использования с сабвуферными динамиками и имеют очень хорошие характеристики. Усилитель мощности TPA3116D2 также имеет широкий диапазон напряжений от 5v до 24v и рекомендован для схемы сабвуферного УМ, использующей эту микросхему TPA.

Загрузки:

Схема и печатные платы: Schematic_PCB

Печатная плата TPA3116D2: 3D модель 3D_Step_Model

Предыдущая запись Схема усилителя на микросхеме TDA7294 мощностью 100 Вт
Следующая запись Схема мостового включения 4 LM3886

Цоколевка

TPA3116D2 изготавливается в корпусе HTSSOP. Количество выводов – 32. Расположение выводов представлено на рисунке ниже.

Перечислим назначение выводов:

1. MODSEL – логический вход выбора режима (LOW = режим BD, HIGH = 1 режим SPW);
2. SDZ – логический вход отключения для аудиоусилителя (LOW = выходы Hi-Z, HIGH = выходы включены);
3. FAULTZ – сигнализирует о неисправностях, включая перегрев, обнаружение постоянного тока. (высокий уровень, нормальная работа, низкий уровень, состояние неисправности);
4. RINP – положительный аудиовход правого канала. (смещение 3 В);
5. RINN – отрицательный аудиовход правого канала (смещение 3 В);
6. PLIMIT — регулятор максимального уровня мощности;
7. GVDD – используется, совместно с предыдущим выводом PLIMIT, для регулирования мощности усилителя;
8. GAIN / SLV – используется для выбора режима усиления Master или Slave;
9. GND Земля;
10. LINP – положительный аудиовход левого канала (смещение 3 В);
11. LINN – отрицательный аудиовход левого канала (смещение 3 В);
12. MUTE – вывод применяется для отключения звука;
13. АМ2 – регулировка частоты;
14. АМ1 – регулировка частоты;
15. АМ1 – регулировка частоты;
16. SYNC – используется для синхронизации нескольких устройств класса D;
17. AVCC – аналоговый источник питания;
18. PVCC – источник питания;
19. PVCC – источник питания;
20. BSNL — используется для отрицательного выхода левого канала, к нему подключается конденсатор 220 нФ;
21. OUTNL – отрицательный выход левого канала;
22. GND Земля;
23. OUTPL – положительный выход левого канала;
24. BSPL — используется для положительного выхода левого канала, к нему подключается конденсатор 220 нФ;
25. GND Земля;
26. BSNR — используется для отрицательного выхода правого канала, к нему подключается конденсатор 220 нФ;
27. OUTNR – отрицательный выход правого канала;
28. GND Земля;
29. OUTPR – положительный выход правого канала;
30. BSPR — используется для отрицательного выхода правого канала, к нему подключается конденсатор 220 нФ;
31. PVCC – источник питания;
32. PVCC – источник питания.

Готовые модули

Обзор готовых плат

Небольшой обзор на tpa3116 d2 можно посмотреть в видеоролике. В нём протестированы возможности по максимальной мощности и частотные характеристики. Чтобы начать прослушивать музыку достаточно подключить плату к блоку питания, источник звука и внешние динамики. Найти в продаже модуль стереоусилителя 2×50вт на tpa3116d2 не составит особого труда. Цена таких плат начинается с 700 рублей, в зависимости от назначения и дополнительного функционала. Перед применением желательно проверить наличие термопласты между радиатором и усилителем.

Модуль в авто

Для применения tpa3116d2 в автомобиле потребуется доработка. Так как бортовой сеть машины рассчитана на 12-14 В, то максимальная выходная мощность усиления не превысит 15-20 Вт и вряд ли устроит автолюбителя. При попытке повысить это значение путём увеличения громкости — появляются шумы и искажения, что естественно не приемлемо для прослушивания музыки. Для решение данной проблемы как минимум потребуется дополнительный преобразователь напряжения с 12 до 24 В, который иногда в разы дороже самой микросхемы. Вариант усилителя с уже установленным на плате повышающим инвертором представлен в следующем видеоролике.

Технические характеристики.

Мощность на нагрузке 4 Ом. при U пит. 21В. – 2 x 50 Вт. (BTL), 100 Вт. (PBTL)Уровень сигнала на входе. – 0,8 … 2В.Отношение сигнал/шум. – 102 dBКоэффициент гармоник на половине мощности 25Вт. – 0,1%Напряжение питания – 4,5 В … 26 В.

Схема позволяет включать микросхему в двух режимах:

1. Мостовой BTL. В этом включении можно получить 2 канала по 50 Вт.2. Параллельно – мостовой (PBTL). Так как в этом режиме два канала BTL включены ещё и параллельно, то на выходе получаем один канал с удвоенной мощностью – 100 Вт.

На схемах ниже показаны все необходимые изменения для обоих режимов.

1. Подготовка платы для работы в мостовом режиме. Стерео 50 Вт.Собранный усилитель работает в мостовом режиме. Но если вы подаете на него сигнал по не симметричной линии, установите перемычки P7 и P12. Больше никаких перемычек устанавливать не надо.

2. Подготовка платы для работы в параллельно-мостовом режиме. Один канал 100 Вт.Установите перемычки P14, P15 и соедините перемычкой выходы усилителя P3 с P4 и P8 с P11.Теперь ваш усилитель будет работать в параллельно-мостовом режиме и выдавать 100 Вт. Громкоговоритель подключайте к P6 и P8. Сигнал подавайте на вход правого канала.

Подбором резисторов R5 и R8 можно подобрать уровень усиления и входное сопротивление, а также перевести усилитель в режимы ведущего (master) или ведомого (slave)

Усилитель имеет очень высокий КПД > 90%, поэтому он не очень требователен к теплоотводу. В качестве радиатора можно использовать, например этот. Форма, крепежные отверстия и размеры, которого сделаны специально для этого модуля. К тому же он имеет золотое покрытие, что внешне очень привлекательно.

Это открытый проект! Лицензия, под которой он распространяется – Creative Commons – Attribution – Share Alike license.

Урывками от работы все делаю усилитель на 7 каналов, изначально попалась мне на глаза схема классического усилителя Stonecold, детали на него все заказаны, все имеются, блок питания в разработке (проверка навесным монтажом пройдена, оставалось рассчитать запас по мощности).Все бы хорошо, но размеры меня особо не радуют, тут я начал искать другие пути реализации и на глаза мне попалась замечательная микросхема TPA3116D2. По даташиту у нее 2 канала по 50 ватт при питании 24 вольта и нагрузке 4 Ома

Мне надо ближе к 100 Ваттам, то есть одна микросхема в мостовом включении меня вполне устроит, и что самое важное — КПД достаточно высокий (>90%), на Алиэкспресс пересмотрел много вариантов с этой микросхемой, охлаждения большого она не требует, обвязка у нее тоже не большая, то есть вполне возможно собрать усилитель на 7 каналов в корпусе от 2-х диновой магнитолы!Требования к блоку питания: 700 Ватт, по сути больше не надо, напряжение 12 Вольт на входе, 24 Вольта на выходе (при максимальной нагрузке ток по 24 вольтам — 30 Ампер максимум, это округление в большую сторону), ток по 12 вольтам с учётом КПД около 90% (буду стараться довести до максимума) — 65 Ампер.Для тестов планирую заказать один готовый вариант, и в реале посмотреть что она может

P.S. У кого был опыт с этим усилителем, отпишитесь. Какие плюсы и минусы?

Самое главное забыл! Схема Меня интересует нижняя его часть:

Еще есть TDA8950, мощность побольше (можно одну на 2 канала использовать), но и греется тоже поболее.

Пробег: 129 000 км

Основные характеристики

Согласно datasheet, tpa3116d2 рассчитан на работу с внешними динамическими головками на 100 Вт с нагрузкой 2 Ом в монорежиме. Также способна обеспечить выходную мощность на два канала (2×50 Вт) на 4 Ом – мостовая схема. Стоит учитывать, что данные значения можно получить только при подаче на плату напряжения от блока питания на 24 В с током на 6 А. На двух микросхемах можно собрать современный стерео усилитель на 100 Вт класса D. При этом на каждый канал будет использоваться по одному устройству. Такие изделия сильно греются при работе, поэтому для них в обязательном порядке применяется радиатор.

Максимальные параметры

Рассматриваемое устройство характеризуется низким уровнем нелинейных искажений (<0,1%) и высоким значением отношения сигнал/шум (102 дБ) на выходе. Оснащено встроенной защитой от короткого замыкания, перегрева, превышения предельного значения постоянного тока, повышенного и пониженного напряжения.

Предельные значения основных эксплуатационных характеристик tpa3116d2:

• выходная мощность (P_O):
• 2×50 Вт (стерео); 1×100 Вт (моно);
• максимальное питание (V_CC) до +30 В;
• напряжение на аудиовходах (V_I) от -0.3 до 6.3 В;
• коэффициент нелинейных искажений (THD) < 0.1%;
• частота ШИМ — до 1,2 МГц;
• температура: рабочая (Т_А) от -40 до +85 oC; кристалла (Т_J) от -40 до +150 oC; хранения (Т_stg) от -40 до+120 oC.

Несмотря на то, что рассматриваемое изделие имеет механизмы защиты не рекомендуется превышать указанные параметры.

Технические характеристики

Характеристики интегральной микросхемы TPA3116D2, так же как и для транзисторов, делятся на две категории: максимально допустимые и электрические. Рассмотрим предельно допустимые характеристики. Все данные получены путем тестирования при температуре окружающей среды +25ОС, если для конкретного значения не указаны другие условия.

Кроме этого в технической документации приведены рекомендуемые условия эксплуатации. Также электрические характеристики отдельно для постоянного и переменного тока. Имеются сведения и о термических характеристиках. Приведём все таблицы в том порядке, в котором они только что были перечислены.