Zaloguj
W nagłośnieniu car-audio, w którym ze względu na niskie napięcia zasilania i duże prądy ważna jest wysoka sprawność, układ doskonale sprawdzi się wraz z impulsową przetwornicą napięcia. Wzmacniacz posiada funkcję miękkiego startu, co chroni głośniki przed szkodliwymi „stukami” podczas włączania zasilania. Bardzo wysoka sprawność, a więc małe straty mocy umożliwiają zastosowanie małej obudowy i radiatora. Wzmacniacza dostarcza moc 110 W mocy przy obciążeniu impedancją 3 Ω lub 86 W dla 4 Ω i przy zasilaniu ±27 V przy zniekształceniach THD=10%. Wzmacniacz może także pracować w trybie mostkowym (mono). Przy takiej konfiguracji moc wyjściowa dla głośnika o impedancji 6 Ω osiąga wartość 210 W przy zniekształceniach THD=10%. Kto przy takiej mocy słyszy te zniekształcenia? Warto również zwrócić uwagę na wartość napięcia zasilania tego oraz innych wzmacniaczy klasy D, dla którego uzyskujemy moc 100 W. Jest to tylko ±27 V, natomiast w klasach AB i B napięcie to musi wynosić co najmniej ±35 V.
Zasada działania
Schemat wzmacniacza w konfiguracji stereo przedstawiono na rys. 1.
Analogowy sygnał wejściowy jest zamieniany na sygnał cyfrowy o modulowanym współczynniku wypełnienia (PWM). Wyjściowe tranzystory mocy, sterowane są tym sygnałem, więc są one otwierane i zamykane bez stanów pośrednich z częstotliwością 300...350 kHz. Rezystor R6 ustala częstotliwość na 317 kHz. Przy takim kluczowaniu tranzystorów, strome zbocza narastające i opadające sygnału wyjściowego zawierają bardzo szerokie widmo niepożądanych sygnałów, co może powodować zakłócanie pracy urządzeń radiowych. Aby to wyeliminować trzeba stosować dolnoprzepustowe filtry LC. Wartości elementów L i C filtru wyjściowego należy dobierać dla danej wartości impedancji głośnika. W tab. 1 przedstawiono wartości tych elementów.
Dławiki L1 i L2 muszą być nawinięte drutem o średnicy co najmniej 1 mm, ze względu na przepływający przez nie prąd o wartości ok. 8 A.
Wzmacniacz może pracować w trzech trybach:
- Standby – w tym stanie układ pobiera bardzo mały prąd i jest w stanie uśpienia,
- Mute – w tym stanie układ jest aktywny, jednak na wyjściu nie ma sygnału,
- Operating – układ jest włączony.
Aby wybrać dany tryb, należy ustawić odpowiednio przełączniki S1 i S2 (tab. 2).
Układ posiada zabezpieczenie termiczne oraz przeciążeniowe. Zabezpieczenie termiczne odłącza zasilanie w momencie gdy temperatura struktury osiągnie 150°C, a włącza gdy obniży się do 130°C. Zabezpieczenie przeciwzwarciowe kontroluje prądy płynące przez tranzystory mocy. Gdy prąd osiągnie wartość 8 A, to wzmacniacz nie jest wyłączany tylko zmienia kluczowanie tranzystorów, co zmniejsza moc doprowadzaną do głośników. Układ sprawdza stan wyjść co 100 ms i próbuje się restartować dopóki przyczyna zbyt dużego prądu wyjściowego zostanie usunięta.
Aby wzmacniacz pracował w trybie mostkowym (mono) należy usunąć elementy R11, R12, C26, C28 i C29, a następnie zewrzeć ze sobą wyprowadzenia układu U1: 2 z 21 oraz 3 z 22. W tym trybie głośnik należy dołączyć pomiędzy wyjścia OUT1P i OUT2M. Wartości elementów L i C filtru wyjściowego przedstawiono w tab. 3.
Jeśli potrzebna jest mniejsza moc, to można zastosować układ TDA8922, który różni się od TDA8920 tylko mocą wyjściową równą 2×50 W. Pozostałe parametry są takie same.
Montaż
Schemat montażowy przedstawiono na rys. 2.
Montaż zaczynamy od wlutowania rezystorów, następnie lutujemy kondensatory, a na samym końcu układ TDA8920 (TDA8922). Po zmontowaniu nie są wymagane żadne regulacje. Układ U1 należy zaopatrzyć w niewielki radiator.
Piotr Witczak
