Zesilovač TDA7293 4x100W + 1x200W – Koncové stupně a chlazení

Obsah:

Zdroj pro koncový zesilovač

Výběr vhodného zdroje a hlavně jeho dimenzace je pro stavbu zesilovače jedna z nejdůležitějších věci. V mém případě jsem měl z dob studii ještě k dispozic LL transformátor o výkonu 550 VA. Tento transformátor jsem kdysi našel na šrotišti a ještě na střední škole kompletně zrekonstruoval tj. postavil nové dvě cívky a kompletně navinul primární a sekundární vinutí z nového drátu. V té době (rok 1995) to vyšlo na pár korun.

V dnešní době bych především z hmotnostních důvodu, protože klasické transformátory jsou hodně těžké, volil toroidní případně spínaný zdroj.

Zde ještě korektně musím uvést, že pro zvolenou sestavu koncových zesilovačů by byl vhodný výkon transformátoru pří účinnosti obvodu TDA 7293 přibližně kolem 800 VA. Ale vzhledem k tomu, že zesilovač hodlám vzhledem k dostupným reprobednám přibližně na 50% je výkon transformátoru dostačující.

Odrušovací kondenzátory jsou zapojeni paralelně k diodám v usměrňovacím můstku a k usměrňovacím můstku, protože se hodně zahříval, jsem přidal hliníkový chladič.

Seznam součástek:

Transformátor 550VA 230V/2 x 27,4V
Filtrační kondenzátory o celkové kapacitě 2x 30 000 uF/50 V
Usměrňovací můstek 600 V/30A
Odrušovací kondenzátory 6x 100n

Koncové stupně zesilovače

Zesilovač TDA7293 zničené IO

Protože byla levná a rychlá stavba zesilovače volil jsem již zmíněné integrované obvody TDA7293. Konkrétně stavebnici 3 ks modulů TIPA PT006 Zesilovač 2x100W s TDA7293. Stavba byla poměrně jednoduchá a rychlá. S oživováním modulu nebyly žádné problémy, dokonce i oživování můstkového zapojení proběhlo bez problému.

O obvodech TDA7293 a o stavebnici z Tipy toho bylo již hodně napsáno. Tyto věci mohu potvrdit, i protože při stavbě jsem se nevyhnul destrukci jednoho IO a to vlastní hlouposti. Kdy při proměřování mi sklouzla sonda voltmetru a zkratovala výstupy z IO. Výsledek můžete vidět na fotce.

Slabá místa stavebnice TIPA PT006 Zesilovač 2x100W s TDA7293

Slabé cesty na plošný spoji (nevadí v případě, že umíte dobře pájet a nebudete vyměňovat IO jinak na 100% zničíte tištění spoj propájením)
Plošný spoj (DPS) přesahuje plošku IO. Tj. je nutné modul přišroubovat na kraj chladiče, připadaně do chladiče vyfrézovat drážku 2mm hlubokou nebo podloži hliníkovým páskem.
Na DPS není řešená indikace zkreslení TDA7293
Obtížná montáž na chladič. V ose šroubku, kterým se obvod TDA7293 přitahuje na chladič je umístěn kondenzátor

Zesilovač TDA7293 schéma zapojení

Zesilovač TDA7293 schéma můstkového zapojení

Měření můstkové zapojení

Zesilovač TDA7293 měření

Velkou otázkou byla volba vhodného napájecího napětí. V katalogovém listu je hodnota +- 29V st. V praxi je nutno počítat s úbytkem napětí vlivem proudového zatížení. Při měření byl největší problém vytvořit 8 ohmovou zátěž, která by vydržela dlouhodobý výkon kolem 200W. Toto jsem vyřešil paralelním zapojením domácích spotřebičů. Následně byly naměřeny hodnoty napětí a proudu na koncovém zesilovači při frekvenci 50 Hz.
Hodnoty naprázdno

U transformátor 2×27,4 V st
U zdroj +- 37 Vss

Hodnoty při limitaci zesilovače (limitaci signalizují diody)

U transformátor 2×27 V st
U zdroj +- 33,8 Vss
U na výstupu zesilovače 40,4 V
I na výstupu zesilovač 4,84 A
Vypočtená hodnota zátěže je 8,35 Ohm a vypočtená hodnoty výkonu před limitací je 195 W.
Zesilovač TDA7293 zátěž cca 8 Ohm

Teoreticky myslím, že zesilovač by měl dát do 8 Ohm zátěže 200W.
Z měření jsou patrné hodnoty poklesu napětí na zdroji o téměř 6 V. Výkonu 200 W odpovídá napětí na transformátoru 2×27,4 V na prázdno pro daný zdroj. Při použití 300VA transformátoru bych volil napětí na prázdno okolo 2x29V.

Seznam součástek:

3 ks modulů TIPA PT006 Zesilovač 2x100W s TDA7293
6x LED pro indikaci zkreslení
6x 2200 Ohm

Chlazení

Zesilovač TDA7293 chlazení

Vzhledem k poměrně velkému výkonu, který je potřeba uchladit a k male přechodové ploše z obvodu TDA7293 jsem upustil od různých izolačních podložek. Ostatně náklady na pořízení doporučovaných podložek se rovnají nákladům na pořízení 6x TDA7293. Další problém je s tzv. trámečkem, tak často zmiňovaným na fórech. Na DPS od Tipi na to není místo.

Obvody jsou připevněny přímo na chladič. Pro zlepšení tepelné vodivosti byla použitá tepelně vodivá pasta. Chladič je umístěn vevnitř skříně a elektricky odizolován od kostry zesilovače, protože na pouzdře TDA7293 je záporná větev napájení. O odvod tepla ze skříně se stará ventilátor bez regulace respektive s přepínačem na cca 20% (tichý režim, kdy ventilátor není slyšet) nebo 100% (ventilátor je už slyšet, ale hluk hudby jej už překřičí). Teplotní spád při plném zatížení zesilovače mezi obvodem TDA7293 a chladičem byl naměřen cca 3 až 5 °C.

Do skříně v blízkosti chladiče je umístěna tepelná pojistka, která v případě přehřátí odpojí zdroj respektive celý zesilovač. Pojistka rozepíná fázi sítového napětí a tedy se mi ji nechtělo přímo připevňovat na chladič kde je záporná větev napájení. Teplota je nastavena na 45°C (uvidí se v provozu zda to je optimální). Hlavním cílem pojistky je chránit zesilovač před přehřátím v případě poruchy ventilátoru.

Zesilovač TDA7293 tepelná pojistka

Seznam součástek:

Chladič 18*20*4,5 cm -rozřezaný
Ventilátor
Tepelně vodivá pasta
Tepelná pojistka
Kovová mřížka pro ventilátory

Kabeláž a konektory

Vzhledem k počtu koncových zesilovačů a všech částí je to pěkná drátařina. Proto se vyplatí použít barevného rozlišení kabelů. Dále se nevyplatí šetřit na průřezu vodičů. Byly použity 1,5 mm2 a 2,5 mm2. Pro nf signál použit stíněný vodič.

Problém nastal při montáži potenciometrů regulujících hlasitost přímo na přední panel. Zbíral se v nich brum. Pomohlo odizolování.