TDA8954 (TDA8955) это мостовой моно или стерео усилитель мощности класса D до 420 Вт или 2 x 210 Вт. Эти чипы совместимы по выводам и могут обеспечивать мощность до 210 Вт на канал в режиме SE (несимметричный) или до 420 Вт Rms в режиме моста (BTL) для TDA8953 и 54, 150 Вт и 300 Вт для TDA8955. Эта плата может работать как в стерео (SE), так и в мостовом (BTL) режимах.

Об усилителе класса D

В данной схеме усилителя мощности используются микросхемы TDA8953TH / 54 / 55. Здесь будут использоваться NXP Semiconductors с суффиксом TH со сборкой SMD и корпусом HSOP24. Плату можно использовать в стерео или в мостовом режиме, просто установите перемычку на печатной плате и измените входное и выходное соединение. Источник питания должен быть симметричным и может иметь широкий диапазон напряжений.

Характеристики УНЧ

• Широкий выбор источников питания
• Можно установить стерео (SE) или мостовой (BTL).
• Высокая мощность
• Низкий THD + N
• Высокая эффективность
• Переключаемая тепловая защита (TFB) и ограничение тока
• Низкое потребление в режиме ожидания
• Функция диагностики температуры и защиты

Таблица использования разных чипов

TDA8953 – TDA8954 – TDA8955

Напряжение (В) От + -12 до + -42,5 От + -12 до + -42,5 От + -12 до + -42,5
Выходная мощность SE (Вт RMS ) 2x 210W 2x 210W 2x 150W
Выходная мощность BTL (Вт RMS ) 420W 420W 300W
Iocp (А) 12,5 12,5 9.2
Диагностическая сигнализация нет да да
Температурная сигнализация нет да да

Таблица описания выводов

VSSA 1 Отрицательный аналоговый источник питания
SGND сигнальная земля
VDA 3 Положительный аналоговый источник питания
IN2M 4 Канал 2 отрицательный аудиовход
IN2P 5 Канал 2 положительный аудиовход
MODE 6 Вход для выбора режима: ожидание, отключение звука или работа.
С 7 Регулировка частоты колебаний или трекинг входа
IN1P 8 Положительный аудиовход канала 1
IN1M 9 Канал 1 отрицательный аудиовход
DIAG1 10 Диагностический выход 1 (открытый сток; TFB)
OSCREF 11 Сигнальный
DIAG2 12 Диагностический выход 1 (открытый сток; функция защиты)
PROT 13 Защитный разделительный конденсатор (OCP)
VDDP1 14 Источник питания положительного напряжения канала 1
BOOT1 15 Конденсатор, канал 1
OUT1 16 Выход канала 1 ШИМ
VSSP1 17 Источник питания отрицательного напряжения канала 1
STAB 18 Развязка внутреннего стабилизатора для источника логики
NC 19 Не подключен
VSSP2 20 Источник питания отрицательного напряжения канала 2
OUT2 21 год Выход канала 2 ШИМ
BOOT2 22 2-канальный бутстрапный конденсатор
VDDP2 23 Источник питания положительного напряжения канала 2
VSSA 24 Отрицательный аналоговый источник питания

• Режим ожидания – в этом режиме потребление тока будет минимальным.
• Беззвучный режим – коэффициент усиления снижается до 0.

Рабочий режим с активным TFB – в рабочем режиме усиление постепенно увеличивается до 30 дБ, чтобы избежать порчи динамика. Полная последовательность загрузки займет около 500 мс.

Режим работы с выключенным TFB – тоже самое, но с выключенным Thermal Fold.

Сопротивление вывода режима составляет 50 кОм в соответствии с даташитом. С переключателем S1, подключенным к земле, будет 0 В на контакте выбора режима, и микросхема будет в режиме ожидания (0 – 0,8 В), с переключателем S1 при отключении от земли будет около 2,5 В на выводе режима, при переходе в режим отключения звука (от 2,2 до 3 В), с выключателем S3 (отключение звука) с земли будет около 4,5 В на выводе режима, тем самым войдя в рабочий режим (от 4,2 до 5,5 В), при выключенном переключателе S3 (TFB) с GND будет около 6,5 В в режиме вывода, микросхема будет в рабочем режиме с активным TFB (от 6,6 до 8 В). Со стабилитроном DZ1 максимальное напряжение будет 7,5 В. Конденсатор C39 сделает процесс плавным, без щелчков из динамика.

К печатной плате уже добавлены небольшие переключатели, но они могут быть выведены на переднюю часть корпуса и подключены к печатной плате проводами. Кроме того, если что можно убрать переключатель отключения звука и добавить только переключатель режима ожидания, также рекомендуется установить перемычку вместо переключателя TFB, оставив его активированным.

Режим Thermal Fold Back (TFB) – когда активен, он снижает мощность усилителя, если температура поднимается до 150 С, также имеет другие защиты.

Чипы TDA8954 и TDA8955 имеют 2 диагностических контакта, которые показывают состояние проблем или перегрева. На плате для индикации этой ситуации использовались 3-миллиметровые светодиоды, но при желании вы можете использовать светодиоды закрепленные на передней части корпуса, где установлен усилитель, и подключенные к платам с помощью проводов.

Для плоской частотной характеристики (фильтр Баттерворта второго порядка) рекомендуется изменить компоненты фильтра L1 / L2 и C29 / C30 в соответствии с сопротивлением громкоговорителя. В таблице ниже показаны практические значения для резонансной частоты 50 кГц. На данной собранной плате используется индуктивность 15 uH и конденсатор 680 nF. Здесь использовались промышленные дроссели 15 uH с сердечником T80-2, они имеют сердечник диаметром 22 мм и около 52 витков провода 18 AWG.

Использовался радиатор размером 35 мм (Ш) x 100 мм (Д) x 30 мм (В), он должен иметь гладкую часть, где будут сделаны отверстия для прикручивания к плате. Понадобится добавить изолятор между радиатором и металлической площадкой микросхемы, которая подключена к VSS. Также радиатор будет подключен к земле через 10 Ом R3 или 100 нФ C9 (используйте резистор или конденсатор) для улучшения характеристик ЭМС.

Источник питания

Можно использовать симметричный источник питания с широким диапазоном напряжений, здесь в тестах импульсный источник питания +/-35 В с микросхемой TDA8954 на печатной плате. Цепь на Q1 будет источником 5 В для питания схем аварийной сигнализации и диагностики температуры.

Для версии 2.1 с тремя каналами, подключите к ней 2 платы и используйте одну как стерео, а другую как мостовой басовый канал для сабвуфера.