Мостовой усилитель

В предыдущих постах мы рассматривали структурные схемы усилителей низкой частоты и методы повышения их выходной мощности. Мы увидели, что максимальная амплитуда напряжения сигнала на нагрузке не может превысить половины напряжения питания усилителя и его выходная мощность ограничена соотношением
Pвых = (Eп / 2)2 / (2 х Rн) = Eп2 / (8 х Rн),
Где Eп – напряжение питания усилителя, Rн – сопротивление нагрузки (динамика).
Это огрничение вытекает из законов физики и его в рассмотренных схемах нельзя преодолеть.
Увеличить выходную мощность возможно, используя два одинаковых усилителя, работающих на одну и ту же нагрузку. Причем усилители надо включить так, чтобы один усилитель был подключен к одному ее выводу, а другой – ко второму, сами усилители должны работать в противофазе.

При этом, когда на выходе правого усилителя напряжение будет снижаться, на выходе левого – повышаться. В этом случае максимальная амплитуда напряжения на выводах нагрузки будет равна всему напряжению питания усилителей, и на ней будет выделяться мощность
Pвых = Eп2 / (2 х Rн) – в четыре раза больше, чем при использовании одиночного усилителя.
Такая схема усилителя называется мостовой и позволяет при низком напряжении питания усилителя получить большую мощность.
Для обеспечения ее нормальной работы внутренняя схема стабилизации поддерживает одинаковыми постоянные напряжения на выходах усилителей, что исключает протекание постоянного тока через нагрузку.

Хочу отметить, что в этой схеме выходные транзисторы работают в более тяжелом режиме, так как ток в нагрузке в два раза больше, чем в нагрузке одиночного усилителя. Соответственно, они должны его выдержать.
В качестве фазоинвертора можно использовать либо каскад на одиночном транзисторе

либо на дифференциальном усилителе

Мостовая схема очень часто применяется в усилителях с низким (в основном, батарейным) напряжением питания. Например на нагрузке 4 Ом при напряжении питания 3 В можно получить мощность более 0,5 Вт, при 12 В – 12,5 Вт.
Такие усилители выпускаются для широкого диапазона питающих напряжений и выходных мощностей. Большим их преимуществом является отсутствие выходных конденсаторов и минимальная обвязка. Ниже приведена схема включения усилителя TDA7050 из ее Datasheet-а.

При напряжении питания 3 В он отдает 0,14 Вт на нагрузку 32 Ома (корпус DIP8 или SO8)), аналогичный усилитель TDA7052 – 1,2 Вт на нагрузку 8 Ом при напряжении питания 6 В (DIP8).
А у TDA7052А (DIP8, SO8) даже встроен электронный регулятор громкости. То же, но при больших выходных мощностях у TDA7053A (2 x 1 Вт при 6 В, DIP16) и TDA7056A (5Вт при 12 В).
Наибольшее распространение мостовые усилители получили в автомобильных приемниках, когда при низком напряжении – 14,4 В (напряжение в автомобильной сети) нужно получить большую мощность.
Например четырехканальная микросхема TDA 7385 позволяет получить по 15Вт мощности на канал при коэффициенте нелинейных искажений 1% (до 35 Вт при 10%),

а из TDA7375 можно сделать три варианта усилителей, в том числе стереоусилитель с отдельным каналом для сабвуфера



На одной из таких микросхем – TDA7374 я несколько лет назад сделал усилитель мощности, который встроил в 5” отсек компьютера, подал питание от его БП (12 В) и использовал на корпоративах. Выходной мощности 10 Вт на канал хватало вполне.
  • +4
  • 26 июня 2011, 18:10
  • mzw

Комментарии (38)

RSS свернуть / развернуть
Спасибо. Небольшое замечание: для схем лучше использовать png.
0
Ок.
А чем лучше?
0
при одинаковом качестве размер меньше: habrahabr.ru/blogs/design/118026/
и при сильном сжатии jpg мылит графику.
0
Картинки перебросил и datasheet-ов. Они там уже были такие.
0
Ок. Я просто глянул первый попавшийся даташит www.audiosound.info/katlisty/TDA7375.pdf и не нашел мыло. Видимо, Вам не повезло.
0
Лучше искать даташиты где графика выполнена не вставкой картинок, а средствами рисования PDF.
0
Дааалеко не всегда. Иной раз в них картинки чуток перекашивает, раз и линия куда нибудь не туда уйдет. Один раз так получилось КЗ на схеме :)
0
А вот нефиг открывать в левых глючных вьюверах) Хотя у меня и с Foxit'ом никогда такого не бывало.
0
Кстати, уже помыленное в PNG лучше не кодировать. Там появляются шумы, которые для глаза незаметны (и не нужны), но которые PNG честно пытается закодировать. А шумы отродясь алгоритмами общего назначения хорошо не сжимались. Разве что попытаться сперва их устранить — например, снизить цветовое разрешение картинки до 1 бита. Но результат обычно выглядит не очень.
0
Тем, что JPEG — это low-pass фильтр, а схемы, текст и прочая высококонтрастная графика по сути последовательность видеоимпульсов. Ничего хорошего из пропускания второго через первое не выйдет.

Они оптимизированы для разных задач — JPEG для полутоновой графики (фоточки и все такое), PNG — для данных с низкой информационной энтропией — большие одноцветные поля, повторяющиеся паттерны и все такое. Как правило, это техническая графика вроде схем, графиков и т.п. PNG, кроме того, жмет без потерь.
0
Ок, учту.
0
А чем плох GIF?
0
PNG технически совершеннее и лицензионно чище. Разве что анимашки в PNG еще мало какие вьюверы держат. Разве что если случайно сохранить схему в PNG 24bit, да со сглаживанием — размерчик можно огрести огого.
0
А обязательно использовать два усилителя? Нельзя ли использовать один, к выходу которого подключить фазоинвертор?
0
Это как? Объясните поподробнее.
0
Как-то так:
0
Отдельно фазоинверсный каскад использовать не удастся — придется все равно применить каскад усиления по напряжению, чтобы раскачать амплитуду сигнала на входах эмиттерных повторителей до напряжения питания. Так что все равно будет два усилителя.
0
Один каскад усиления по напряжению не сможет одновременно работать и с эмиттерным повторителем и с еще одним каскадом усиления по напряжению(инвертором)?
0
Ты не забывай, этот каскад — копейки. Основная цена — силовой выходной каскад, а он в любом случае удваивается. Ну а в случае интегрального усилителя и вовсе выбора нет — включать придется весь усилитель.
0
Фазоинвертор по приведенным в посте схемам не сможет выдать сигнал с размахом в питание.
0
А у TDA7052А (DIP8, SO8) даже встроен электронный регулятор громкости.

А кто-нибудь знает, как им пользоваться? И чем будет хуже, если его отключить (как?) и на вход повесить обычный потенциометр.
0
Вообще-то все написано в datasheet. Приведена регулировочная характеристика (самый первый график). Приведена схема включения с рекомендациями. А если регулировочный вывод оставить в воздухе, то можно использовать, как обычно (например, так как в TDA7050)
0
Этот регулятор есть в TDA7052 или только в А варианте?
0
Вроде бы в A его нет. Продавец дал тогда 7052A, я как-то не обратил внимания, а потом удивлялся, почему на выходе звучание с хрипом, все думал, что из-за регулятора громкости (переменника на 1МОм под рукой не было тогда).
0
Там, вероятно, регулятор, управляемый напряжением на пине. Он позволяет отказаться от сдвоенного (или более) переменного резистора, подавая управляющее напряжение на входы всех каналов с одного потенциометра, или вообще с ЦАП.
0
Там переменник включен реостатом между выводом регулировки и землей, зашунтирован конденсатором. Скорее всего, управляется регулятор током.
0
Регуляторы в TDA7052A, 7053А, 7056А. Посмотрите datasheet-ы. Там даны регулировочные графики. Регулировка производится напряжением от 0,4 В до 1,2 В.
0
А внутри регулировка осуществляется током дифференциального усилителя — чем ток больше, тем больше усиление. Схема — как в фазоинверторе на дифференциальном усилителе, только вместо R5 — генератор тока на транзисторе. Его ток коллектора регулируется напряжением на его базе.
0
Почитал даташит.
1. Регулятор только в А варианте
2. Управляется напряжением в диапазоне 0.4-1.4В (0.4-1.0 линейно, дальше начинает входить в насыщение)
3. Пин управления громкостью подтянут внутри к ~1В, так что можно регулировать одним лишь внешним резистором на землю. Либо оставить висеть.
0
Ура!!!
0
Кстати, как схему всунуть в комментарий?
0
<img src="image-url" />
Чтобы загрузить на сервер можно воспользоваться формой написания поста в блог.
0
0
Товарищи радиолюбители, подскажите как к этой мостовой микросхеме ila7056b добавить еще один мостовой каскад, чтоб выходная мощность при питании 14,4В на 8 омах была 10Вт.
0
да, и КНИ 1%
0
Увы, никак.
Нужно применить что-нибудь другое — например один канал TDA7375.
+1
Я имел ввиду каскад на транзисторах, это тоже не реально?
0
Не получится. Можно попытаться поставить на выход эмиттерный повторитель, но этот каскад не будет охвачен обратной связью и появятся большие искажения. Или придется очень сильно усложнять схему (пока еще даже не знаю, как).
0
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.