通信電子TDA2030集成音頻功率放大器組裝與維修

1、零零電子實訓資料 套件請登錄tda2030集成音頻功率放大器組裝與維修一、tda2030簡介： tda2030是許多音頻功放產品所采用的hi-fi功放集成塊。它接法簡單，價格實惠，使用方便，在現(xiàn)有的各種功率集成電路中，它的管腳屬于最少的一類，總共才5個引腳，外型如同塑封大功率管，給使用帶來不少方便。tda2030 在電源電壓±14v，負載電阻為4時輸出14瓦功率（失真度05）；在電源電壓 ±16v，負載電阻為4時輸出18瓦功率（失真度05）。電源電壓為±6±18v。輸出電流大，諧波失真和交越失真?。?#177;14v/4歐姆，thd=0.5%）。具有優(yōu)良

2、的短路和過熱保護電路。其接法分單電源和雙電源兩種，如圖332所示。圖332 tda2030應用電路圖二、集成音頻功率放大器組裝（一）電路組成與工作原理電路原理如圖3-3-3，該電路由左右兩個聲道組成，其中w101為音量調節(jié)電位器，w102低音調節(jié)電位器，w103為高音調節(jié)電位器。輸入的音頻信號經音量和音調調節(jié)后由c106、c206送到tda2030集成音頻功率放大器進行功率放大。該電路工作于雙電源（ocl）狀態(tài)，音頻信號由tda2030的1腳（同向輸入端）輸入，經功率放大后的信號從4腳輸出，其中r108、c107、r109組成負反饋電路，它可以讓電路工作穩(wěn)定，r108和r109的比值決定了td

3、a2030的交流放大倍數(shù)，r110、c108和r210、c208組成高頻移相消振電路，以抑制可能出現(xiàn)的高頻自激振蕩。圖3-3-4為電源電路，為功放電路提供15-18v的正負對稱電源。圖333 tda2030集成音頻功放電路原理圖圖334 tda2030集成音頻功放供電電路原理圖(二)電路元器件選擇（套件：tda2030為功率元件，使用過程中將會產生大量熱量，要求安裝到足夠大的散熱片上。信號輸入插座采用雙孔蓮花插座，功放輸出插座和電源連接采用便于接線的接線端子。其余元件的選擇可以參見表3-3-2。 表3-3-2 集成音頻功放電路元件清單元件代號元件名稱規(guī)格型號數(shù)量備注d1d4二極管1n40074

4、r101、r201電阻器rt1-0.25-1k±5%2r102、r202電阻器rt1-0.25-10k±5%2r103、r203電阻器rt1-0.25-1.5k±5%2r104、r204電阻器rt1-0.25-5.6k±5%2r105、r205電阻器rt1-0.25-1k±5%2r106、r206電阻器rt1-0.25-1k±5%2r107、r207電阻器rt1-0.25-33k±5%2r108、r208電阻器rt1-0.25-47k±5%2r109、r209電阻器rt1-0.25-300±5%2r110

5、、r210電阻器rt1-0.5-10±5%2w101、w102、w103雙聯(lián)電位器50k3c1-c4電解電容器2200f/25v4c5、c6滌綸電容0.1f2c101、c201瓷片電容器4700pf2c102、c202瓷片電容器22nf2c103、c203瓷片電容器220nf2c104、c204瓷片電容器22nf2c106、c206電解電容器10f2c107、c207電解電容器47f2c108、c208滌綸電容0.1f2ac12-15v7.62mm接線端子3位1選配in2立式av座2位1請用力插緊out7.62mm接線端子3位1選配in2.54mm插件座3位1選配散熱片鋁散熱片23.

6、5*15*25mm2ic1、ic2功放集成電路tda2030a2螺絲釘ic固定螺釘3mm螺絲2pcb板電路板98*85mm1電源符號印反了（三）電路安裝與調試印板圖如圖3-3-5，元件分布圖如圖3-2-6，裝配圖如圖3-2-7。本電路按圖安裝一般可以一次成功。圖335 tda2030集成音頻功放印制板圖圖335 tda2030集成音頻功放元件分布圖圖335 tda2030集成音頻功放裝配圖二、tda2030集成音頻功放電路故障的維修由于集成音頻功放電路結構簡單，元件數(shù)量較分立元件功放少了很多，其維修方法可以參考分立元件ocl功放電路進行。維修中要求熟悉集成電路的相關引腳功能，可以通過在線測量各

7、引腳的電阻和工作電壓，對比正常時的相關參數(shù)進行檢修。知識拓展一、常用集成音頻功放電路簡介上個世紀80 年代以前，輸出功率僅幾瓦的聲頻功率放大器都要采用分立元件來制作。進入80年代后，國內開始研制生產出一些小功率的功放ic，但由于這些功放ic的性能指標不佳，尤其是可靠性比較差，很快就被國外生產的功放ic所取代。日本生產的ha1392、ta7240曾經是80年代用得非常普遍的功放ic。 ha1392與ta7240的輸出功率都只有4w 6w。ha1392的工作頻率上限較低，電源極性接反就即刻損壞。ta7240的外圍電路設計難度較大，靜音控制易受外界干擾而產生誤動作。意法sgs公司在80年代初開發(fā)生產

8、的tda2030a算是比較好的一款功放ic，它的輸出功率能夠達到12w以上。盡管sgs公司在tda2030a基礎上又研制出 tda2040、tda2050功放ic，使輸出功率能夠達到24w，但由于它們的電源適用范圍只有±22v，如果使用未經穩(wěn)壓的整流濾波直流電供電，它們實際上都只能給4負載輸出12w功率。美國ns公司在80年代開發(fā)生產的lm1875功放ic，比sgs公司生產的tda2030a功放ic輸出功率高出一倍，原因就在于它的電源適用范圍可以達到±30v。如果使用穩(wěn)壓直流電供電，tda2030a與lm1875實際上都能在±18v供電條件下給4 負載輸出24w正

9、弦波有效功率。而且提高供電電壓，除了使lm1875在更低的輸出功率下發(fā)生功耗過載保護動作外，并不能增大輸出功率。作為早期開發(fā)的功放器件，tda2030a與lm1875都沒有靜音控制功能，對電源紋波的抑制能力也不夠強。荷蘭菲利普公司在意法sgs公司推出tda2030a之后不久，也開發(fā)生產出一款性能指標類同的tda1521q雙功放ic。該款功放ic的電源適用范圍也是±22v，能夠同時給兩個4負載分別輸出12w功率。由于tda1521q已把決定放大倍率的負反饋電路做在ic內部，使用上相對比較簡便。此后，菏蘭菲利普公司又推出一款型號為tda1514a的高性能功放ic，產品介紹資料上稱它能夠輸

10、出40w的功率。但是，實際的使用實驗證明：在使用穩(wěn)壓直流電源供電的情況下，tda1514a能夠可靠工作的電源電壓只到±18v，給4負載輸出的正弦波有效功率為24w。如果將電源電壓提高到±20v以上電壓，tda1514a將出現(xiàn)過載保護動作，而且所進行的過載保護動作表現(xiàn)為半波截止輸出。這樣，人們只能把tda1514a的工作電壓設計為與lm1875相同的工作電壓。在90 年代以前，電子器件生產廠商提供的功放ic輸出功率實際都在30w以下。在經過10多年的努力后，美國ns公司和意法sgs公司都在90年代期間相繼開發(fā)生產出多款輸出功率超過30w的功放ic芯片。其中，lm3876、lm

11、3886是美國ns公司的代表作，tda7294、tda7295、 tda7296是意法sgs公司的代表作。這些功放ic芯片都具有很小的安裝體積和多項安全保護功能，使用上很可靠。但同時也正因為功放ic芯片需要有很可靠的過熱、過流、過壓、過功耗等多項安全保護功能，生產廠家在設計ic芯片的內部保護電路時，可能會因為所采取的檢測方式過于敏感或欠成熟，出現(xiàn)一些不夠良好的問題。生產廠家沒有在其產品介紹說明中將這些缺陷寫出來，固然有可能是不希望自己的產品銷售受到影響，但更多的原因是他們自己也未必發(fā)現(xiàn)了這些缺陷，而需要用戶在使用過程中將發(fā)現(xiàn)的問題反饋給生產廠家，他們再去改進開發(fā)新的器件。譬如，美國ns公司的音

12、響工程師曾給我推薦使用他們生產的功放ic，其中有一款型號為lm4701（樣品型號為lm4700），該款功放ic據(jù)說是替代lm1875的器件，它具有靜音控制功能，輸出功率比lm1875高。但實際的使用證明：lm4701在推動4負載時能夠正常工作，不出現(xiàn)誤保護動作的電源電壓不可以超過±20v，最大輸出功率只有20w。如果電源電壓超過±20v，譬如為±22v時，輸出功率不但不會增大，100hz以下低聲頻段能夠正常輸出的功率會降低到只有10w。雖然在±26v穩(wěn)壓電源供電下， lm4701可以給8負載輸出25w功率，但因其電源實用范圍只有±32v，在使用

13、非穩(wěn)壓直流電源供電情況下，lm4701可以給8負載輸出的功率還達不到20w。又譬如，意法sgs公司生產的tda7264雙功放ic，產品介紹資料中標明它的最高工作電壓為±25v，最大輸出電流為4a，比 tda2030a的性能指標（最高工作電壓為±22v，最大輸出電流為3.5a）要高。但實際的使用證明：tda7264在推動4負載時，能夠可靠工作，不出現(xiàn)誤保護作的電源電壓不可以超過±15v，相應的輸出功率只有2×12w。此外，tda7264工作時器件上的發(fā)熱溫度（測試點放在ic金屬片上）應保持在70以下。否則， tda7264的內部過熱保護電路會因為ic在較高

14、的發(fā)熱溫度下工作產生累積效應，在連續(xù)工作30分鐘后出現(xiàn)“軟保護”而使其能夠輸出的功率降低到正常值的1/4以下。本來，理想的過熱保護功能應該是在功放ic的發(fā)熱溫度達到最高允許值時關斷輸出，待其溫度冷卻至比最高允許值低若干度時重新恢復輸出。 tda7264工作之后，發(fā)熱溫度在短時間內達到110也沒有出現(xiàn)過熱保護，工作情況良好，人們會因此誤認為tda7264具有很好的溫度特性而降低對它的散熱要求。美國ns公司在80年代生產的lm1875功放ic雖然沒有靜音功能，但其內部設計的過熱保護功能已接近理想要求，因此直到如今還繼續(xù)被音響生產廠大量選用。但是美國ns公司在90年代生產的lm3875、lm3886

15、大功率功放ic，在過熱保護功能方面的表現(xiàn)卻很令人失望！尤其是采用陶瓷絕緣封裝的功放ic，因其導熱狀況不佳，lm3875在推動4負載時，連10w以上的正弦波額定功率都不能連續(xù)輸出。就是改成8負載，陶瓷絕緣封裝的 lm3875能夠正常輸出30w正弦波額定功率的時間也僅能維持幾秒鐘就開始出現(xiàn)雜波。同樣，陶瓷絕緣封裝的lm3876，在推動4負載時能夠正常輸出 40w正弦波額定功率的時間也只能維持幾秒鐘就開始出現(xiàn)雜波。必須使用金屬片導熱的封裝器件，并保持功放ic金屬片上的發(fā)熱溫度不超過85， lm3875（或lm3876）、lm3886才能分別給4負載正常的長期輸出30w與50w正弦波額定功率。因此，人

16、們在使用lm3875、 lm3886等功放ic器件時，一定要給它們配上足夠大的散熱器。同時，用于給功放ic金屬片絕緣的導熱片厚度應盡可能薄，不要超過0.3mm，這樣才能確保功放ic與散熱器之間的溫差只有幾度。二、前置放大器在功率放大器之前，往往需要加入前置放大器，用于將各種音源送出的較微弱的電信號進行電壓放大，對重放聲音的音量、音調和立體聲狀態(tài)等進行調控。它通常由輸入選擇與均衡放大電路、等響音量控制電路、音調控制電路等組成，見圖336。圖336 前置放大器組成方框圖前置放大器由于工作在功放電路的前端，它產生的聲音失真將由功放電路放大，產生更大的失真。因此，對前置放大器要求信噪比要高、諧波失真度

17、要小、輸入阻抗要高、輸出阻抗要低、立體聲通道的一致性要好、聲道的隔離度要高等。 1. 音源選擇電路用于音源與前置放大器的選通。圖337為飛利浦公司生產的tda1029音源電子開關電路。該音源電子開關可以對輸入的4組立體聲信號進行選通。圖337 音源選擇電路2. 前置放大電路 通常由分立元件或集成電路構成，集成電路的特點是增益高，噪聲小，含有補償電路，雙通道一致性好，電路簡單，安裝、調試方便，在實際產品中常常使用集成電路小信號音頻電壓放大電路，如ne5532、tl082等，見圖338。圖338 集成前置放大電路3. 音調控制電路主要用于對音頻信號各頻段內的信號進行提升或衰減控制。一般分為rc衰減

18、式音調控制電路、rc負反饋式音調控制電路兩種形式。（1）rc衰減式音調控制電路，如圖339。rp1是低音控制電位器，調節(jié)rp1對中高音的影響不大，而對低頻信號的影響較顯著；rp2是高音控制電位器，調節(jié)rp2對中低音的影響不大，而對高頻信號的影響較顯著。 圖339 rc衰減式音調控制電路（2）rc負反饋式音調控制電路，如圖3310。rp1是低音控制電位器，當動片滑到最左端時，低音呈最大提升狀態(tài)，當動片滑動到最右端時，低音呈最大衰減狀態(tài)。rp2是高音控制電位器，當動片滑到最左端時,對高音呈最大提升狀態(tài)，當動片滑到最右端時,對高音呈最大衰減狀態(tài)。圖3310 rc負反饋式音調控制電路4. 音量控制電路

19、其作用是調節(jié)饋入功放的信號電平，以控制揚聲器的輸出音量。包括電位器音量控制和電子式音量控制電路兩種形式，如圖3311。電位器音量控制電路（左圖）采用指數(shù)型電位器構成分壓電路，直接控制信號電平。 電子音量控制電路采用間接方式控制音量大小，可以克服電位器音量控制電路的缺點。偏流調節(jié)型音量控制電路如下圖右圖所示。 圖3311 音量控制電路5.等響控制電路其作用是在小音量放送音樂時利用頻率補償網(wǎng)絡適當提升低音和高音分量，以彌補人耳聽覺缺陷，達到較好的聽音效果，常有以下兩種電路形式。（1）抽頭電位器響度控制電路，如圖3312所示。r1，c1，c2和抽頭電位器組成頻率補償網(wǎng)絡，電位器滑動觸點既能控制輸出音量，又能實現(xiàn)響度控制。圖3312 抽頭電位器響度控制電路（2）獨立響度控制電路，如圖3313所示。獨立于音量控制的響度