Tda2050 даташит на русском

В статье рассмотрена реализация двухканального усилителя на TDA2050, включенной по схеме источника тока, управляемым напряжением (ИТУН). Данная схема, авторства Lincor, известна с давних времен и уже долгое время привлекает любителей поэкспериментировать со звуком. Оригинальная статья будет в конце материала.

TDA2050 является более мощным и улучшенным аналогом небезызвестной TDA2030, которая стихийно устанавливалась практически в каждый бюджетный усилитель. Несмотря на то, что обе микросхемы уже более 10 лет сняты с производства, их все еще можно встретить в активных компьютерных колонках, куда китайцы распаивают хоть и качественные, но поддельные микросхемы TDA2050. Поэтому если у вас на руках есть несколько старых оригинальных микросхем, то самое время собрать замечательный усилитель с интересным звучанием.

На рисунке ниже приведена схема стерео варианта ИТУНа на TDA2050. В сравнении с исходной схемой Lincora, мы сделалали некоторые доработки для получения более качественного звука: были добавлены пленочные конденсаторы C7, C13 — C15 с увеличенной до 1 мкФ емкостью, зашунтировали конденсаторы C9 C11, включенные в цепи ООС, высококачественной "пленкой", убрали проволочный цементный резистор SQP и заменили его на два пленочных MF-2, включенных параллельно. Такие доработки (особенно шунтирование С9 и C11) вкупе с правильной трассировкой выдали на выходе более легкое и свободное звучание, улучшились высокие частоты.

Конденсаторы в цепи Цобеля C16 C17 лучше применить металлопленочные CL21 (отечественный аналог K73-17). В качестве входных разделительных конденсаторов C1 — С4 можно так же использовать CL21 или полистирольный типа CL11 (K73-9), емкость 330 нФ — 1 мкФ. Конденсаторы C5 C6 могут быть любыми пленочными, либо керамическими, но обязательно с диэлектриком NP0 (C0G).

Файл печатной платы в формате P-CAD 2006, а так же монтажные карты в хорошем качестве можно скачать по ссылке ниже. На плате установлены клеммы питания типа DJ610-6.3 (TA-M), а на выходах используются DG127 (DG128 или XY304). Входной разъем установлен типа W-03 с шагом выводов 2,54 мм. На его место можно замонтировать и обычную PLS-3 (известную как "гребенка"). Резисторы RZ1 — RZ4 (на схеме не показаны) имеют нулевое сопротивление (перемычки, "нулевки") и типоразмер 1206. Остальные SMD компоненты в типоразмере 0805.

Mariolla MRL-2050.zip (557 KB)

Вы можете приобрести усилитель у нас. Ссылка на товар — Усилитель мощности 2 x 35W по схеме ИТУН Mariolla MRL-2050

Монтажные схемы усилителя (виды сверху и снизу). Позиционные обозначение полностью соответствуют схеме.

Для тех кто первый раз знакомится с микросхемой TDA2050 приводим КРАТКУЮ СПРАВКУ.

TDA2050 — монолитная интегральная схема в корпусе Pentawatt, предназначена для использования в качестве аудио усилителя звуковой частоты, работающий в классе AB.
Высокая мощность и очень низкий коэффициент нелинейных искажений и искажений типа "ступенька" (THD = 0.05% типовое, при VS = ± 22V, P_OUT = 0.1 … 15 Вт, R_LOAD = 8R) делают устройство наиболее подходящим для HI-FI, а так же HI-END TV-оборудования.

Основные электрические характеристики TDA2050 Значения данных таблицы при условиях теста Vs = ± 18V, TAMB = 25 °C, F = 1 кГц, если не указано другое
Параметр	Условия теста	Значение
Напряжение питания Vs	± 4.5 — ± 25 V
Ток покоя	Vs = ± 4.5V Vs = ± 25V	30 — 50 mA 55 — 90 mA
Входной ток смещения	Vs = ± 22V	0.1 — 0.5 uA
Напряжение смещения	Vs = ± 22V	± 15 mV
Выходная мощность THD = 0.5 %	RL = 4R RL = 8R Vs = ± 22V, RL — 8R	24 — 28 W 18 W (typ) 22 — 25 W
Выходная мощность THD = 10 %	RL = 4R RL = 8R Vs = ± 22V, RL — 8R	35 W 22 W 32 W
Музыкальная мощность Стандарт IEC268.3	THD = 10 %, T = 1s RL = 4R; Vs = ± 22.5V	50 W
Искажения	Vs = ± 22V PO = 0.1 . 20W RL = 8R, F = 1 kHz	0.02 — 0.05 %
Скорость нарастания сигнала	5 — 8 V/us
Усиление по напряжению (разомкнутая петля)	F = 1 kHz	80 dB
Усиление по напряжению (замкнутая петля)	F = 1 kHz	30 — 31 dB
Частотный диапазон работы	VIN = 200 mV RL = 4R	20 — 80 000 Hz
Входное напряжение шума	22 Hz — 22 kHz	5 — 10 uV
Входное сопротивление	500 kOhm
Подавление пульсаций источника питания	RG = 22 kΩ, F = 100 Hz VRIPPLE = 0.5 VRMS	45 dB
Эффективность	PO = 28W, RL = 4R PO = 25W, RL = 8R Vs = ± 22 V	65 % 67 %
Температура выключения	Температура кристалла	150 0 C

TDA2050 по схеме ИТУН от Lincor (оригинальная статья, основные моменты)

Читателю предлагается простой в изготовлении и вместе с тем высоко концептуальный усилитель. Базовая схема реализует принцип ИТУН – источник тока, управляемый напряжением. Вкратце его суть такова: сила Лоренца, действующая на проводник в магнитном поле (катушка динамической головки (ДГ) в магнитной системе), есть функция от тока, протекающего в проводнике (катушке). Однако большинство промышленных и авторских УМЗЧ представляют собой источники напряжения. И АЧХ их нормируется именно по напряжению. Однако сопротивление ДГ на разных частотах, очевидно, значительно нелинейно. А, следовательно, и ток в катушке зависит от ее реактивного сопротивления нелинейно. Более подробно можно прочитать в статье А. Любимова «Сладкая парочка: громкоговоритель + УЗЧ».

Схема ИТУН на TDA2050 от Lincor

Проект этого УМЗЧ стал результатом анализа решений, предложенных в вышеуказанной статье, темы про токовое управление на HiFi.ru, совместной работы товарищей с форума vlab и комплекта фильтров обвязки, предложенного Скифом. С данной ИМС автор знаком достаточно давно и в предыдущих статьях также отмечал ее комфортное и сбалансированное звучание, субъективно превосходящее детальностью и ВЧ-пассажами такие брендовые флагманы, как TDA7294 и LM3886.

В прошлой статье не было уделено достаточное внимание нюансам поведения цепи обратной связи в приведенном выше включении. Результаты моделирования схемы были проанализированы, сведены в таблицу и позволяют сделать определенные выводы относительно номиналов комплексной цепи ООС. Дело в том, что Ку схемы вычисляется довольно неоднозначно и значительно нелинеен. С другой стороны есть такая проблема, как ограничение сигнала при превышении амплитуды. Нормализованный режим усиления для стандартного включения требует входного напряжения 0,5 В для номинальной мощности. Поэтому моделирование проводилось именно по этому напряжению. С третьей стороны, стояла проблема емкости в ООС. Смещение на выходе ИМС значительно, а оно нам не надо, поэтому опорное напряжение должно сниматься с емкости, чтобы избавиться от нулевой гармоники. Расчет схемы начнем с резистора R6. Зададим его номинал 1 кОм. Тогда сопротивление емкости в 100 мкФ на частоте 20 Гц будет Z = 1/(2πfC) = 80 Ом. Это как нельзя лучше подходит для наших целей, т.к. комплексное сопротивление на нижней рабочей частоте будет иметь угол не более 50. Отталкиваясь от заданных параметров, мною была проведена серия моделирований. Результаты сведены в таблицу.

Желтым цветом отмечено, по моему мнению, оптимальное соотношение номиналов. Обозначение «ОГР» значит, что амплитуда была больше напряжения питания (± 20В) и синусоида уходила в ограничение. Исходя из этого схема обрела номиналы элементов, указанные на первом рисунке.

Конденсаторы С1 и шунт C3 – пленочные К73-17 х 63В. С2 и С5 – керамика К10-17Б. Цепь R7 C5 устанавливается только в случае возбуждения ИМС, чего в моем случае не наблюдалось. Токозадающий резистор R4 – металлопроволочный в керамическом корпусе. Из доступных номиналов – 0,22 Ом, обычно применяемый в ОБР выходных транзисторов. Решающее значение здесь играет одинаковость номиналов и сравнительно лучшее звучание металлопроволочников по сравнению с углеродистыми. Сама МС может быть заменена на TDA2030 или LM1875.

И, в заключение, о параметрах и звучании. Стоит учесть, что режим ИТУН оправдывает себя при работе на однополосные или двухполосные системы с простейшими фильтрами не выше первого порядка (конденсатор последовательно твиттеру). УМЗЧ обеспечивает выходную мощность до 20Вт с минимальным уровнем искажений и пиковую до 50Вт, но такой режим для TDA2050 нехарактерен и крайне экстремален. Питание до ± 20В, выше тепловой и музыкальный режимы также нежелательны.

Испытания звучания проводились на модернизированной акустике 8ГДШ-2-8, оформленной в ЗЯ объемом порядка 17 л. Испытания показали высокую контрастность звучания, чрезвычайно высокую детализацию и проработку звуковой сцены. Усилитель очень мелодично подчеркивает ВЧ. В целом, звучание схоже с ламповым, но не имеет его недостатков – таких как подчеркнутая «округлость», окрашенность звучания и низкая динамичность. Вместе с тем, ИТУН звучит более комфортно и мягко, чем транзисторные УМЗЧ, выполненные по классической схемотехнике. Отличается собранным басом и менее свистящими верхними частотами. При всех достоинствах следует отметить, что его сборка оправдана только для работы на чувствительную акустику с фильтрами первого порядка. При работе на колонки типа S-30 и т.п. поведение АЧХ совершенно непредсказуемо, особенно в области раздела фильтра.

Подытоживая, скажу, что этот усилитель стоит собрать хотя бы ради эксперимента, и обладатели широкополосных АС, уверен, будут удивлены новым возможностям своей акустики, давно просившейся в мусорный бак.

Напряжение питания: 10 — 50 В.
Пиковое значение выходного тока: 5 А.
Ток в режиме покоя: 30 — 55 мА.
Долговременная выходная мощность при коэффициенте гармоник = 0,5 % и
Uп = 36 В, Rн = 4 Ом: 28 Вт,
Uп = 36 В, Rн = 8 Ом: 18 Вт,
Uп = 44 В, Rн = 8 Ом: 25 Вт.
Долговременная выходная мощность при коэффициенте гармоник = 10 % и
Uп = 36 В, Rн = 4 Ом: 35 Вт,
Uп = 36 В, Rн = 8 Ом: 22 Вт,
Uп = 44 В, Rн = 8 Ом: 32 Вт.
Суммарное значение коэффициента нелинейных искажений при
Uп = 36 В, Rн = 4 Ом, F = 1 кГц, Pвых = 0,1 — 24 Вт: 0,03 %.
Суммарное значение коэффициента нелинейных искажений при
Uп = 44 В, Rн = 8 Ом, F = 1 кГц, Pвых = 0,1 — 20 Вт: 0,02 %.
Коэффициент усиления по напряжению Au: 30 дБ.
Входное сопротивление: 22 кОм.
Диапазон воспроизводимых частот: 20 — 25000 Гц.

Схема

DA1-TDA2050
R1,R2,R3,R5 — 22кОм
R4-680Ом
R6-2.2Ом мощностью не менее 0,5Вт,лучше 2Вт
C1-2.2мкФ
C2-100мкФ/25в
C3,C7-1000мкФ/25в
C4-22мкФ/25в
C5-100нФ
C6-0.47мкФ

Печатная плата первый вариант

Печатная плата второй вариант

Микросхему усилителя необходимо установить на теплоотвод площадью не менее 600 см 2 . В качестве радиатора можно использовать металлический корпус или шасси устройства, в которое производится установка УНЧ.

Скачать файл печатной платы: tda2050.lay [13,36 Kb] (cкачиваний: 4744)

Под катом фото, описание процесса, немного схем и детальное описание некоторых моментов создания этого чуда.

Вот попали ко мне старые советские колонки S-50(если руки дойдут – хочу модернизировать их, но пока что есть, то есть), их ТХ:

• Паспортная электрическая мощность не менее 50 Вт
• Номинальная электрическая мощность 25 Вт
• Номинальное электрическое сопротивление 8 Ом
• Диапазон воспроизводимых частот не уже 40-20000 Гц

И в комплекте с ними мне достался великолепный усилитель Одиссей У-010, который сгорел. Разобрав его, понял, что с моим-то мизерным опытом, ничего не сделаю. Немного помучил гугл, посмотрел на профильных сайтах и вот оно решение — сделаем себе сами усилитель на базе микросхемы TDA2050, как замену старому. Ибо «Handmade и DIY навеки», да и не так уж сложно. ТХ TDA2050:

• Номинальная выходная мощность 32Вт
• Интегрированная защита от КЗ
• Интегрированная защита от перегрева
• Питание до 50В от однополярного БП

(Сразу замечание, возможно, мне попалась подделка, однако при КЗ, одна TDA2050 взорвалась так, что осколком микросхемы оставила на моем предплечье довольно глубокую рану, повезло, что не в глаз, будьте внимательны, Техника безопасности превыше всего!)

Корпус

Для начала определимся с корпусом. Как вариант, использование корпуса от сгоревшего Одиссей У-010, отпал сразу, по причине размера того корпуса с небольшую тумбочку (460х360х120). Нам же подойдет что-то более компактное. Сначала смотрел в сторону алюминиевых корпусов, но быстро отказался от затеи ввиду цены этих самых корпусов. Те, что мне нравились от 100$, что уже никак не вписывается в «бюджетный усилитель». Поэтому был выбран промежуточный вариант «временного» самого дешевого корпуса, в котором он стоит уже как 6 месяцев. Этим корпусом стал «Z16 Черный» (легко находится в гугле по этому запросу).
Габариты (H/W/L): 89 x 257 x 148

Схема

Далее надо было определиться с самой схемой, ведь под TDA2050 их огромное количество. Выбор пал на так называемую «схему Скифа». Да и обычные компоненты, не SMD, для меня стали плюсом, ведь опыта в пайке SMD и самой паяльной станции не было, только обычный паяльник на 40Вт.
Итак, сама схема (рисунок платы для этой схемы можно скачать по ссылке в конце статьи):

Обращаю ваше внимание на то, что для этой схемы нужно ДВУПОЛЯРНОЕ питание.
Размер готовой платы под один канал усилителя: 35х45мм (а их нужно 2), что вполне компактно в результате.

Блок питания

Итак, для питания 2-х каналов по 32 Вт, нам нужно 64 Вт(хотя это все условно и можно меньше). По счастливой случайности в закромах валялся без дела трансформатор ТПП-287-220-50 мощностью 90 ВА, и с него как раз легко снять двуполярное питание. Фото и схема:

Для того, что бы снять с него по 35,26 В переменного тока со средней точкой, необходимо соединить выводы с номерами: 12-15, 11-20, 13-18, 14-21, 17-16, а снимать напряжение мы будем с 16, 19, 21 выводов.
Далее схема выпрямителя:

Вот пример самой платы. Хотя я её сделал, просто нарисовав перманентным маркером на текстолите, и вытравив, без всякого ЛУТа. Все довольно просто.

В случае с трансформатором ТПП-287-220-50 нужно соединить 16 вывод трансформатора с входом «средняя точка» платы выпрямителя. 19 и 21 в оставшиеся два, какой куда решать вам, и припаять перемычку от входа средней точки к площадке между конденсаторами. После подключения можно проверять напряжения на выходах выпрямителя. Между + и – должно быть от 42 до 50 В, в зависимости от напряжения в сети. Между «+» и землей, а так же землей и «-» должны быть одинаковые значения. Если у вас нет в наличии чего-то из элементов для выпрямителя, то не спешите, как разберемся с платой усилителя, поедем на радиорынок брать все кучей. Список всех элементов будет далее по тексту.

Усилитель

Для начала травим две вот такие платы:

И пока они травятся, можем съездить в ближайший магазин радиокомпонентов или радиорынок.

Итак, нам понадобятся на весь усилитель:

Блок питания:

• Эл. литические конденсаторы минимум 10 000 мкФ х 25 (или больше) В
• Диодный мост практически любой, до 10А (с огромным запасом) и более 50 В. (я взял на 10А и 400В – стоит копейки)

Сами усилители (все посчитано на 1 плату, соответственно берете в 2 раза больше):
Конденсаторы эл. литические:

• С7, С8 – 1000мкФ x 25 В
• С3 – 22мкФ x 25 В

Конденсаторы керамические:

• С2- 220пФ

Конденсаторы пленочные:

• С1, С4, С6 – 4,7мкФ
• С5 — 0,47мкФ

Резисторы (все по 0.125 Вт, а R6 и R7 2Вт):

• R1, R3 – 2,2k
• R2, R5 – 22k
• R4 – 680
• R6 – 2,2
• R7 – 10

Ну и конечно сама TDA2050, возьмите штуки 3, что бы запас был, а то мало ли.
Ещё вам понадобится:

• 2 RCA входа,
• 4 зажима под выход на колонки
• выключатель
• и сдвоенный переменный резистор на 50 кОм
• ручка регулятора на этот самый резистор (но я просто снял алюминиевую со старого радио)
• Радиатор от старого процессора (если у вас нет ненужного)

После чего сверлим и собираем по схеме. У меня все заработало сразу, вот только был треск в динамиках, но об этом я расскажу позже. Единственное, что хочу заметить, так это радиаторы. Я пошел легким путем и просто разрезал, обычной ножовкой, старый радиатор от какого-то AMD пополам, и на каждую половину прикрутил микросхему, предварительно просверлив и нарезав резьбу. Вот только мои микросхемы не на самих платах расположены, а на отдельно стоящих радиаторах, соединены с платами небольшими шлейфами примерно вот так:

А катушка L1 по схеме мотается очень просто, берете одну жилу с витой пары, и мотаете 5 витков прямо на резисторе R7, концы припаиваете к выводам этого же резистора.
Вот и все, с электроникой закончили, к этому моменту у вас должны быть готовы 3 платы: выпрямитель и 2 одинаковые платы усилителя на оба канала.

Компоновка и сборка

А после этого можем приступать к сборке всего этого уже в корпусе. Итак, для начала лучше разметить и высверлить отверстия для крепления плат, трансформатора, радиаторов охлаждения микросхем, входов-выходов. Кстати, если вы купили прямоугольный выключатель для своего усилителя, есть маленький хинт, как под него легко сделать отверстие на панели. Для начала размечаете размеры вашего будущего отверстия прямо на панели, и сверлите тонким сверлом аккуратную дырочку внутри периметра этого самого отверстия. А теперь самое интересное: возьмите самую обычную хлопковую нить (желательно потолще, тонкая часто рвется в процессе), проденьте в отверстие и, натянув нить, можно, как полотном лобзика, вырезать любую форму. Вот только лобзиком вы вырезаете, а здесь, как бы «расплавляете». Именно поэтому лучше вырезать немного меньшее отверстие, что бы потом надфилем довести его до ровного. Ещё желательно сделать вентиляционные отверстия недалеко от радиаторов. Я перестраховался и ставил ещё кулер, который оказался бесполезен, усилитель сильно не греется даже на максимальной громкости. Включаю только тогда, когда усилитель летом на улице работает.

Моя компоновка выглядит так (и хотя куча проводов и вообще не красиво, но все работает как часы уже полгода при регулярном использовании):

Крайняя слева плата – выпрямитель, остальные 2 – усилители.

Вот и все, можно начинать собирать и спаивать. Я спаивал прямо в корпусе, без всяких зажимов, штекеров и прочего. Возможно, кто-то захочет сделать все удобнее.

Схема подключения регулятора громкость (два резистора — это один сдвоенный):

Основные рекомендации:

• Выходы с усилителей лучше выполнить как можно более толстым кабелем.
• Если после сборки и спайки в колонках слышите отчетливый шум – проверяйте конденсаторы на платах усилителя
• Если треск в колонках, то проверяйте дорожки питания на усилителях – я плохо отмыл флюс кислотный, и если присмотреться в темноте были видны маленькие искры между дорожками, как только отмыл плату от флюса, треск пропал.

В итоге выглядит все так:

Расходы:

• Все конденсаторы и резисторы в сумме – 4$
• Микросхемы TDA2050(3 шт) – 2$
• Корпус – 3$
• Все штекера, гнезда, ручки, выключатели – 7-8$

Итого 17$ и куча положительных эмоций «Оно работает!»

Архив со всеми схемами и рисунками плат в формате Sprint-Layout 6: dl.dropbox.com/u/47591852/usilitjel_habr.rar

PS Это мое первое рабочее устройство, собранное для проверки работоспособности и надежности. В ближайшее время планирую его переработать в новом корпусе и в более аккуратном исполнении. Если Вам будет интересно — то будет продолжение.