ULN2003 драйвер нагрузок на 7 каналов, ULN2803 — на 8 каналов
В 16-выводном корпусе ULN2003 размещены 7 транзисторов Дарлингтона, которые способны управлять нагрузками с током до 500 мА и напряжением до 50 В на канал.
Спектр применений ULN2003 весьма широк:
- логические буферы,
- управление реле и электромагнитными клапанами,
- управление шаговыми двигателями и щеточными двигателями постоянного тока,
- управление светодиодными и газоразрядными индикаторами.
Основные параметры ULN2003А, ULN2004А
- напряжение коллектор-эмиттер выходного ключа — 50 В ,
- пиковый ток коллектора — 500 мА ,
- суммарный ток всех каналов протекающий через общий вывод — 2,5 А ,
- диапазон рабочих температур -60°C..150°C .
На самом деле существует несколько типов похожих транзисторных сборок начнем с самой распространенной 2003 серии.
Схема одного из каналов в микросхемах ULN2003A, ULQ2003A и ULN2003AI.
Каждый из семи каналов содержит по два биполярных транзистора, резистор 2,7 кОм ограничивающий базовый ток, и два резистора на 7,2 кОм и 3 кОм защищающие транзисторы от открывания обратным током коллектора. Кроме того к схеме добавлены три защитных диода: первый защищает вход от отрицательного напряжения, два других защищают выход от отрицательного напряжения и от превышения напряжения на транзисторах выше питающего.
Наличие защитных выходных диодов актуально при работе на индуктивную нагрузку: диод для шунтирования обмотки реле или обмотки шагового двигателя уже встроен в микросхему и не нужно устанавливать внешний диод. А при использовании 7 каналов – 7 внешних диодов.
Управление ULN2003
Входная часть сборок ULN2003A, ULN2003AI, ULQ2003A спроектирована так чтобы работать совместно с ТТЛ и 3,3 В и 5 В К-МОП логикой.
ULN2002A создана для p-МОП логики. Во входных цепях ULN2002A добавлен стабилитрон на 7 В и увеличено сопротивление базового резистора до 10,5 кОм, благодаря этому сборка может работать с входными напряжениями от 14 до 25 В.
Сборка ULN2004A, ULQ2004A предназначена для К-МОП логики с уровнем напряжений от 6 до 15В. По сравнению с ULN2003, у ULN2004 просто увеличено сопротивление базового резистора до 10,5 кОм.
Как можно видеть на структурной схеме, входы и выходы расположены напротив друг друга, что весьма удобно при разводке печатной платы.
ULN2003 выпускается как для объемного монтажа: PDIP, так и для поверхностного: SOIC, SOP и TSSOP.
Схема включения ULN2003.
Одной ULN2003 можно управлять сразу 7 нагрузками, но когда нету такого количества нагрузок, то для увеличения надежности можно объединять каналы. Например 1,2 каналы использовать для первой обмотки; 3,4 для второй обмотки, а 5,6,7 для третьей.
Аналоги ULN2003
Разные зарубежные производители выпускают свои аналоги ULN2003: L203, MC1413, SG2003, TD62003. Так же есть и отечественный аналог: К1109КТ22.
8-ми канальный драйвер нагрузки ULN2803A, ULN2804A
Для работы с микроконтроллерами может быть более удобнымы 8-ми канальные драйверы. И у семиканальных ULN2003, ULN2004 есть их восьмиканальные братья ULN2803, ULN2804.
Точно также как и ULN2003 — ULN2803 рассчитан на управление от ТТЛ-логики и низковольной К-МОП, а ULN2804 от К-МОП питающейся в диапазоне 6 .. 15 В. Отличия ULN280X от ULN200X только в дополнительном канале и 18-выводном корпусе. У ULN2803А есть отечественный аналог: К1109КТ63.
Драйверы нагрузки ULN2023A, ULN2024A
Третья двойка в названии сборки вместо нуля означает, что выходное напряжение может достигать 95 В
, в остальном параметры и схемотехника этих сборок повторяют своих собратьев.
hardelectronics.ru
Сборка усилителя на TDA2003
Вся схема собирается на небольшой печатной плате размерами 45 х 55 мм, сделать которую можно методом ЛУТ. Печатная плата полностью готова к печати на лазерном принтере и не требует отзеркаливания. После перевода платы кладём ей в травильный раствор и после травления получаем такой результат, как на фото ниже.
Теперь остаётся лишь стереть слой тонера, просверлить отверстия и залудить дорожки и можно приступать к запаиванию деталей. В первую очередь устанавливаются мелкие детали – резисторы и небольшие конденсаторы, после них всё остальное. Для подключения проводов питания, динамика и источника аудиосигнала удобнее всего использовать винтовые клеммники, как я и сделал. В самую последнюю очередь на микросхему устанавливается радиатор, можно использовать абсолютно любой, подходящий на плату по размерам.
Сборка усилителя на TDA2003
Вся схема собирается на небольшой печатной плате размерами 45 х 55 мм, сделать которую можно методом ЛУТ. Печатная плата полностью готова к печати на лазерном принтере и не требует отзеркаливания. После перевода платы кладём ей в травильный раствор и после травления получаем такой результат, как на фото ниже.
Теперь остаётся лишь стереть слой тонера, просверлить отверстия и залудить дорожки и можно приступать к запаиванию деталей. В первую очередь устанавливаются мелкие детали – резисторы и небольшие конденсаторы, после них всё остальное. Для подключения проводов питания, динамика и источника аудиосигнала удобнее всего использовать винтовые клеммники, как я и сделал. В самую последнюю очередь на микросхему устанавливается радиатор, можно использовать абсолютно любой, подходящий на плату по размерам.
Как проверить микросхему?
Обычно на руках у радиолюбителя всяческие микросхемы появляются из других устройств, которые были разобраны очень давно, и уже нет никакой информации о состоянии его компонентов, поэтому вопрос, как проверить uln 2003a вполне актуален. А сделать это можно достаточно просто:
Прозвонить мультиметром. С его помощью можно выяснить пробит ли диод или сам транзистор. Если что-то пробито (звонится на КЗ или около), то в любом случае эта ячейка неисправна. Базу прозвонить таким способом не удастся, потому что на входе имеется резистор сопротивлением 2,7 кОм. Лучше попробовать включить открыть транзистор, подав на вход напряжение величиной не более 3,85 В.
↑ Усилитель для наушников на микросхеме BA5417
Также как и предыдущая, микросхема BA5417 предназначена для построения усилителей для радиоприемников и кассетных плееров с напряжением питания от 6 до 15 В. Схема усилителя для наушников изображена на рис. 8.
Рис. 8. Усилитель для наушников на микросхеме BA5417
В микросхеме BA5417 мое внимание привлекло наличие отдельных общих сигнальных «земель» в каждом из каналов (выводы 14 и 15 микросхемы), а также силового общего провода (вывод 7 микросхемы), что позволяет надеяться на лучшие характеристики усилителя. Коэффициент передачи схемы с обратной связью (43…47 дБ) определяется отношением резисторов внутри микросхемы и внешних резисторов:
Коэффициент передачи схемы с обратной связью (43…47 дБ) определяется отношением резисторов внутри микросхемы и внешних резисторов:
Ku=20lg[1+30000/(45+R1(R2))], где R1 (R2) — сопротивление резистора, Ом.
Конденсаторы С5 и С6 работают в цепях «вольтодобавки», имеются цепи Зобеля (R3, C9 и R4, C10) для предотвращения самовозбуждения при реактивном характере нагрузки.
Микросхема снабжена входом Stand by, при напряжении на нем выше 3,5 В включается рабочий режим, а при напряжении менее 1,2 В усилитель переходит в режим малого энергопотребления (20 мкА).
Характеристики усилителя на микросхеме ВА5417:
Выходная мощность: 3,5 Вт (4 Ом) Чувствительность: 20…50 мВ Входное сопротивление: 33 кОм Диапазон воспроизводимых частот: 20…20000 Гц Сопротивление нагрузки: 3…250 Ом Коэффициент нелинейных искажений (Rн=32 Ом, Рвых=0,25 Вт): 0,08% Соотношение сигнал/шум: 85 дБ (А) Ток покоя: 22 мА
Следует помнить, что величины емкостей оксидных конденсаторов в схеме влияют на время установления режимов работы усилителя по постоянному току после включения питания. При номиналах конденсаторов, указанных на схеме (рис.
Детали усилителя для наушников на BA5417
DA1 — Микросхема BA5417, корпус HSIP15 — 1 шт., R1, R2 — Рез.-0,25-160 Ом — 2 шт., R3, R4 — Рез.-0,5-2,2 Ом — 2 шт., R5, R6 — Рез.-0,25-1,0 кОм — 2 шт., R7, R8 — Рез.-0,5-1,5 Ом — 2 шт., C1, C2 — Конд.10/25V 0511 +105°C — 2 шт., C3, C4 — Конд.330/25V 0812 +105°C — 2 шт., C5, C6, C8 — Конд.100/25V 0812 105°C — 3 шт., C7, C11, C12 — Конд.1000/25V 1321 (1021) +105°C — 3 шт., C9, C10 — Конд.0,15/63V К73-17 — 2 шт., Вилка 3к. на плату PLS-3 2,54 — 1 шт., Джампер JP-2 для штыревых линеек и соединителей, шаг 2,54 мм — 1 шт., Печатная плата 70×50 мм — 1 шт.
На рис. 9 представлено размещение деталей на печатной плате усилителя на микросхеме BA5417.
Рис. 9. Расположение элементов на печатной плате усилителя
Попробуйте изготовить два блока питания, чтобы на практике оценить его влияние на звучание усилителя.
Корпуса микросхем LM383 (TDA2003)
Т0220 с пятью выводами. Обе ИС специально разработаны для автомобильной звуковой аппаратуры, где при нормальном рабочем напряжении 14,4 Вольт они имеют выходную мощность 5,5 Ватт на нагрузке 4 Ом или 8,6 Вт на нагрузке 2 Ом. ИС LM383 может отдавать в нагрузку ток до 3,5 А, обе ИС имеют функцию ограничения тока нагрузки и термозащиту выходного каскада.
Интегральная схема LM383 (или TDA2003) проста в применении. На рисунке показана практическая схема (с цепочкой, увеличивающей высокочастотную стабильность), предназначенная для простого звукового автомобильного усилителя мощностью 5.5 Ватт. В этой схеме усиление определяется отношением резисторов цепочки отрицательной обратной связи 220 Ом/2,2 Ом и составляет 100;
ИС работает в не инвертирующем режиме, входной сигнал подастся на вывод 1 через электролитический конденсатор емкостью 10 мкФ. На рисунке представлена схема усилителя для автомобиля, в которой для получения выходной мощности 16 Вт используется пара ИС LM383 или унч на TDA2003. Подстроенный резистор RV1 необходим в этой схеме для регулировки баланса выходных напряжений покоя обеих ИС и тем самым обеспечивает минимальный ток покоя схемы.
16-ваттный мостовой усилитель на ИС LM383 (TDA2003) для автомобиля.
TDA2003 является монофоническим усилителем мощности низкой частоты (отечественный аналог К174УН14). Микросхема развивает мощность 10Вт при сопротивлении нагрузки 2Ом. Усилитель обладает широким диапазоном воспроизводимых частот от 30Гц до 30КГц. Маломощный усилитель не оснащен защитой от переполюсовки, обязательно при подключении к источнику питания стоит соблюдать полярность.
TDA2003 устанавливается на теплоотвод (радиатор) площадью не менее 100кв². Ток покоя микросхемы составляет 44мА. Напряжение питания от 8В до 18В. На вход микросхемы не рекомендуется подавать сигнал с амплитудой более 1Вольт.
Усилитель мощности звуковой частоты превосходно работает с любыми предварительными усилителями, которые соответствуют всеми техническими параметрами микросхемы. Усилитель широко применяется в зарубежных автомагнитолах, а также в портативной бытовой технике, телевизорах, видеомагнитофонах и т.д.
Схема подключения
На uln 2003 схема подключения до боли проста и не включает никаких компонентов. Главное, не перепутать вход с выходом и общий вывод, в остальном все и так ясно. Но все же для наглядности стоит повторить схему на примере с шаговым двигателем с питанием от 12 до 24 В. Общий провод от +24В подключается на 9 вывод и к центральному отводу обмоток двигателя, все остальные оп порядку согласно полюсам. Управление двигателем осуществляется по аналогичным линиям, только со входа МС.
При работе в таком режиме вероятность спалить выходной транзистор достаточно большая, потому что короткое замыкание в двигателе никто еще не отменял, точно также, как и клин ротора, из-за чего ток может существенно возрасти. Поэтому в каждую линию управления по выходу можно поставить шунт и обрисовать его схемой защиты от КЗ. Это зависит от конкретной задачи и типа устройства, в котором эта микросхема применяется.
Измененный код для Arduino
Окончательная версия скетча для шагового двигателя:
/* Скетч для шагового двигателя BYJ48
Схема подключения: IN1 >> D8 IN2 >> D9 IN3 >> D10 IN4 >> D11 VCC … 5V.
Лучше использовать внешний источник питания Gnd
Автор кода: Mohannad Rawashdeh
Детали на русском языке: /arduino-shagovii-motor-28-BYJ48-draiver-ULN2003
Англоязычный вариант: http://www.instructables.com/member/Mohannad+Rawashdeh/ 28/9/2013 */
#define IN1 8
#define IN2 9
#define IN3 10
#define IN4 11
int Steps = 0;
boolean Direction = true;
unsigned long last_time;
unsigned long currentMillis ;
int steps_left=4095;
long time;
void setup()
{
Serial.begin(115200);
pinMode(IN1, OUTPUT);
pinMode(IN2, OUTPUT);
pinMode(IN3, OUTPUT);
pinMode(IN4, OUTPUT);
// delay(1000);
}
void loop()
{
while(steps_left>0){
currentMillis = micros();
if(currentMillis-last_time>=1000){
stepper(1);
time=time+micros()-last_time;
last_time=micros();
steps_left—;
}
}
Serial.println(time);
Serial.println(«Wait…!»);
delay(2000);
Direction=!Direction;
steps_left=4095;
}
void stepper(int xw){
for (int x=0;x<xw;x++){
switch(Steps){
case 0:
digitalWrite(IN1, LOW);
digitalWrite(IN2, LOW);
digitalWrite(IN3, LOW);
digitalWrite(IN4, HIGH);
break;
case 1:
digitalWrite(IN1, LOW);
digitalWrite(IN2, LOW);
digitalWrite(IN3, HIGH);
digitalWrite(IN4, HIGH);
break;
case 2:
digitalWrite(IN1, LOW);
digitalWrite(IN2, LOW);
digitalWrite(IN3, HIGH);
digitalWrite(IN4, LOW);
break;
case 3:
digitalWrite(IN1, LOW);
digitalWrite(IN2, HIGH);
digitalWrite(IN3, HIGH);
digitalWrite(IN4, LOW);
break;
case 4:
digitalWrite(IN1, LOW);
digitalWrite(IN2, HIGH);
digitalWrite(IN3, LOW);
digitalWrite(IN4, LOW);
break;
case 5:
digitalWrite(IN1, HIGH);
digitalWrite(IN2, HIGH);
digitalWrite(IN3, LOW);
digitalWrite(IN4, LOW);
break;
case 6:
digitalWrite(IN1, HIGH);
digitalWrite(IN2, LOW);
digitalWrite(IN3, LOW);
digitalWrite(IN4, LOW);
break;
case 7:
digitalWrite(IN1, HIGH);
digitalWrite(IN2, LOW);
digitalWrite(IN3, LOW);
digitalWrite(IN4, HIGH);
break;
default:
digitalWrite(IN1, LOW);
digitalWrite(IN2, LOW);
digitalWrite(IN3, LOW);
digitalWrite(IN4, LOW);
break;
}
SetDirection();
}
}
void SetDirection(){
if(Direction==1){ Steps++;}
if(Direction==0){ Steps—; }
if(Steps>7){Steps=0;}
if(Steps
}
Видео работающего мотора приведено ниже:
Но есть и более интересный вариант — написать собственную библиотеку для шагового двигателя
TDA8567q 4х25 Вт
Мостовой усилитель класса Hi – Fi на четыре канала. Открыть в полном размере
Есть защита от короткого замыкания выходного каскада и термозащита с уменьшением выходной мощности при перегреве. А еще микросхема обладает защитой от колебаний напряжения и режимом отключения. Еще данная микросхема обладает режимом вкл/выкл входного сигнала(режим Mute), и защитой при подаче напряжения на схему от «щелчка».
Характеристики микросхемы
| Параметр | Значение |
| Uпит | 6-18 В |
| Iвых | 7,5 А |
| Iпокоя | 230 мА |
| Pвых | 4х25 Вт |
| Rвх | 30 кОм |
| Коэффициент усиления | 26 дБ |
| Полоса частот | 20-20000 Гц |
| Коэффициент гармоник | 0,05 % |
| Rнагр | 4 Ом |
Назначение выводов
| Номер вывода | Назначение |
| 1 | Напряжение питания |
| 2 | Выход 1+ |
| 3 | Общий |
| 4 | Выход 1- |
| 5 | Выход 2- |
| 6 | Общий |
| 7 | Выход 2+ |
| 8 | Напряжение питания |
| 9 | Диагностика |
| 10 | Вход 1 |
| 11 | Вход 2 |
| 12 | Общий сигнальный |
| 13 | Вход 3 |
| 14 | Вход 4 |
| 15 | Выбор режима |
| 16 | Напряжение питания |
| 17 | Выход 3+ |
| 18 | Общий |
| 19 | Выход 3- |
| 20 | Выход 4- |
| 21 | Общий |
| 22 | Выход 4+ |
| 23 | Напряжение питания |
Маленькая хитрость микросхемы TDA2003 (К174УН14)
Во многих устройствах применяется микросхема УМЗЧ TDA2003 (К174ун14), обычно это только устройства, питаемые от осветительной или автомобильной сети. Применение интегральной микросхемы TDA2003 (К174ун14) в портативной технике ограничено её большим током покоя.
Причем, большая часть тока покоя расходуется не на саму микросхему, а на нагрев постоянных резисторов в цепи отрицательной обратной связи по переменному току, поскольку эти резисторы, образуя суммарное сопротивление около 20 Ом (по типовой схеме) находится под постоянным напряжением выхода микросхемы, равным половине напряжения источника питания.
В результате при напряжении питания 9 вольт получается лишний ток 0,023 Ампера. Кардинально решить проблему можно, если разрезать по постоянному току отрицательную обратную связь от выхода, так как это показано на рисунке. При этом работа микросхемы никак не нарушится, а ток покоя значительно снижается.
↑ Блок питания на интегральном стабилизаторе с фиксированным выходным напряжением
выполнен на микросхеме К142ЕН8Б (12 В±3%), можно также поставить К142ЕН8Д (12 В±4%) или зарубежную LM7812. Принципиальная схема показана на рис. 10. Микросхема DA1 стабилизатора напряжения может быть установлена без радиатора, но опыт подсказывает, что лучше установить их на небольшие радиаторы (ТО-220 micro-Uheatsink).
Рис.10. Принципиальная схема блока питания: С1…С4 типа К73-17 на рабочее напряжение 630 В; С6, С7 типа К73-17 на рабочее напряжение 63 или 250 В
Конденсаторы С1 — С4 шунтируют диоды VD1 — VD4 моста, что позволяет подавлять импульсные высокочастотные помехи, как генерируемые диодами моста, так и проникающие из бытовой сети (~220 В, 50 Гц) через понижающий трансформатор Т1.
Конденсаторы С5 и С6 используются для дополнительной фильтрации выходного напряжения, что обеспечивает стабильную работу микросхемы DA1.
Светодиод HL1 индицирует наличие выходного напряжения. Цепочка R1, HL1 позволяет разрядить электролитические конденсаторы блока питания при отсутствии нагрузки.
Детали блока питания размещены на печатной плате, рис. 11.
Рис. 11. Возможный вариант печатной платы блока питания
Схема усилителя
Схема усилителя проста и не содержит никаких дефицитных деталей. VR1 – переменный резистор с одной группой контактов, служит для регулирования громкости звука. Желательно использовать резистор с логарифмической характеристикой для плавности регулировки, но работать будет и обычный линейный.
Светодиод HL1 служит для индикации включения усилителя и загорается сразу при подаче на плату питания. Напряжение питания данной схемы лежит в пределах 8-18 вольт самый оптимальный вариант – 12 вольт, поэтому все электролитические конденсаторы нужно брать на напряжение не ниже 16 вольт, желательно установить больше – 25 вольт.
Микросхема, особенно при работе на большой громкости, ощутимо нагревается, поэтому ей необходим хотя бы небольшой радиатор. Конденсатор С5 подключается последовательно с динамиком и отсекает постоянную составляющую в сигнале, поэтому постоянное напряжение никак не появится на динамике, даже при выходе микросхемы из строя.
Схема усилителя
Схема усилителя проста и не содержит никаких дефицитных деталей. VR1 – переменный резистор с одной группой контактов, служит для регулирования громкости звука. Желательно использовать резистор с логарифмической характеристикой для плавности регулировки, но работать будет и обычный линейный.
Светодиод HL1 служит для индикации включения усилителя и загорается сразу при подаче на плату питания. Напряжение питания данной схемы лежит в пределах 8-18 вольт самый оптимальный вариант – 12 вольт, поэтому все электролитические конденсаторы нужно брать на напряжение не ниже 16 вольт, желательно установить больше – 25 вольт.
Микросхема, особенно при работе на большой громкости, ощутимо нагревается, поэтому ей необходим хотя бы небольшой радиатор. Конденсатор С5 подключается последовательно с динамиком и отсекает постоянную составляющую в сигнале, поэтому постоянное напряжение никак не появится на динамике, даже при выходе микросхемы из строя.
Характеристики микросхемы
Как показывает практика использования представленной микросхемы, она является достаточно мощной, потому что судя по datasheet uln2003ag технические характеристики позволяют коммутировать достаточно большой ток до 500 мА. Но не стоит давать работать ей на пределе, потому что выходной транзистор хоть и защищен обратным диодом, он может пострадать из-за банального перегрева.
Читать также: Ту 3178 004 87879481 2010
Чтобы этого не происходило, правильно подходите к расчету потребляемой и рассеиваемой мощности. В данном случае при максимальном напряжении на CE равном 50 В максимальная мощность выходного транзистора составит не более 25 Вт, при этом он будет очень сильно греться. Поэтому номинальный коммутационный ток лучше поддерживать не более 300-400 мА. В таком режиме микросхема будет работать долго и стабильно.
Структурная схема микросхемы до боли проста и состоит всего из 7 ячеек стандартной ТТЛ-логики И-НЕ с подключенным обратным диодом на общий вывод питания COM . С топологией устройства также все просто, каждый вход расположен напротив выхода, что не даст спутать выводы при проектировании каких-либо устройств. Главное запомнить, что первый вывод является прямым входом.
Что касается характеристик, то они представлены для микросхем с ТТЛ-логикой, при котором управляющий сигнал не превышает 5 В. Но также выпускаются аналоги КМОП, которые могут работать от более низкого порога около 2 В до 9 В.
Нестандартные включения микросхем TDA2003, TDA2030
Категория Аудиотехника материалы в категории Подкатегория Схемы усилителей на микросхемах
М. САПОЖНИКОВ, Израиль, г. Ганей-АвивЖурнал Радио. 1998 год, номер 2
Радиолюбителям хорошо известны микросхемы для УМЗЧ серий К174УН14, К174УН15. К174УН19 (аналоги TDA2003, TDA2005, TDA2030). Это очень надежные микросхемы с неплохими параметрами, но во многих случаях их схема включения может быть упрощена без существенного ухудшения работы усилителей.
Более того, при измененной схеме включения вы получите новые свойства, отсутствующие в типовом варианте. Например, введение обратной связи по току компенсирует влияние частотной зависимости сопротивления нагрузки на коэффициент усиления.
В качестве одного из вариантов возможного включения приведена схема УМЗЧ (рис. 1) с уменьшенным числом резисторов: внутри микросхем TDA2003, TDA2005 между выходом и инвертирующим входом уже имеется резистор обратной связи сопротивлением 20 кОм. При таком соотношении резисторов в усилителе коэффициент усиления по напряжению Кuравен 26 дБ. Его легко изменить соответствующим подбором резистора R2.
В схемах УМЗЧ с интегральными микросхемами, показанных на рис. 2-4 также с меньшим количеством деталей, реализована обратная связь по току, а в усилителе на рис. 4 микросхема TDA2030 используется в инвертирующем включении, при котором достигается большая устойчивость к самовозбуждению и лучшие переходные характеристики.
Следует отметить, что в двух последних схемах (рис. 3, 4) средняя точка между конденсаторами С4 — С7 не подключена к общему проводу источника питания, это обеспечивает полную стопроцентную обратную связь по напряжению. Во всех предлагаемых здесь вариантах УМЗЧ с обратной связью по току коэффициент усиления УМЗЧ зависит от соотношения сопротивления нагрузки с сопротивлением R3 (рис.2). R4 (рис.3), R6 (рис.4); для всех этих усилителей он равен 26 дБ.
Нестандартные включения микросхем УМЗЧ я часто использую при ремонте автомобильной электроники, когда не удается найти подходящую замену той или иной микросхеме.
От редакции журнала Радио. Предполагаемые схемы включения интегральных микросхем УМЗЧ можно с успехом использовать при конструировании многополосных УМЗЧ с разделением звукового диапазона па несколько полос в кроссовере (разделительном фильтре перед полосовыми УМЗЧ). Кроме повышении фактической суммарной выходной мощности, в таких усилителях достигается режим работы головки громкоговорителя с генератором тока, управляющего ее подвижной катушкой (см, статью С Агеева «Должен ли УМЗЧ иметь малое выходное сопротивление» в «Радио» 1997, №4 с. 14). Такое непосредственное (без разделительного фильтра) согласование усилителя с нагрузкой nозволяет существенно снизить интермодуляционные искажения головки, а интегральное исполнение УМЗЧ упрощает конструкцию активного громкоговорителя.
Практическое применение
Сфера применения микросхемы uln 2003 достаточно широкая и охватывает как промышленность, так и детские игрушки с целью развлечения. Например, ее можно применить в устройстве переключения бегущих огней, собранных на мощных светодиодах или даже лампочках с общим питание не более 50 В. U ln2003 биполярный шаговый двигатель может вращать, потому что у нее достаточно выводов, чтобы выполнить целый оборот с позиционированием. Как пример, можно организовать управление вентиляторным шаговым двигателем посредством параллельного порта, собрав небольшую схему с подключением к цифровым выходам интерфейса из линии DATA .
А если использовать в составе с микроконтроллером, то можно организовать полноценное управление релейной схемой с током потребления по каждому из каналов не более 300 мА.
Схема усилителя TDA2003 с предварительным УМ на JRC4558
Схема усилителя TDA2003: это полный стерео УНЧ, выходная мощность 10 Вт. Также схема усилителя TDA2003 с интегрированным преампом, собранным на чипе JRC4558.
В этой публикации предлагаем вам для повторения очень простой, но в то же время довольно популярный интегральный стереофонический усилитель мощности звука. Собран аппарат на микросхемах TDA2003, с которых можно получить на выходе мощность в пределах 10 Вт при сопротивлении нагрузки 4 Ом. В схеме данного прибора предусмотрен еще предварительный усилитель звука с тремя регуляторами тембра, построенного на чипе JRC4558.
Напряжение питания усилитель TDA2003 использует 12v одной полярности, благодаря этому, устройство можно задействовать в автомобиле как элемент аудиосистемы. Для полного ознакомления с характеристиками усилителя, конкретно самой микросхемы и параметров компонентов для ее обвязки, можно найти в прилагаемом архиве. Ниже представлены принципиальные схемы:
Схема предварительного усилителя на чипе JRC4558 с регулятором тембра на три полосы:
Микросхема JRC4558 установленная в предварительном усилителе, в случае необходимости, может быть заменена на аналогичную — TL072.
Все электронные компоненты усилителя мощности скомпонованы на одной печатной плате, включая сюда элементы регулировки. Исходный материал печатной платы доступен ниже:
Используется стеклотекстолит с односторонней фольгой имеющий размеры 12,6 х 7,1 см.
При сборке усилителя рекомендуется размещать микросхемы TDA2003 на общем теплоотводе, который должен соответствовать площади рассеиваемой мощности. Можно самостоятельно высчитать необходимую площадь радиатора охлаждения, например: если взять для расчета 8см² на один Вт мощности, которую он должен рассеивать. Следовательно, на мощность в 10Вт подойдет радиатор с площадью 160см² на каждую микросхему, но все-таки, чем больше теплоотвод, тем лучше.
Кроме этого, TDA2003 устанавливается на радиатор с использованием теплопроводной пасты, например: КПТ-8 и прокладки, изолирующей ее от радиатора. В отверстие для крепления микросхемы устанавливаются изоляционные втулки, либо нужно приобрести специальные прокладки для этой цели.
Эффективность печатной платы состоит в том, что элементы регулировки размещаются непосредственно на ней. Такой способ построения схемы исключает возможность появления искажений, так как все основные компоненты встроены в плату, без использования соединительных проводов.
Примененные в конструкции потенциометры спаренного типа с номиналом 2 х 20 кОм обладающие линейной характеристикой. По маркировке линейность можно определить так: если это фирменный, то стоит литера «В», если отечественный — литера «А».
Фото усилителя TDA2003 в собранном виде
Принцип работы аппарата при его включении. Кода в цепи питания появляется напряжение, начинает светиться led-индикатор красного свечения, установленный вблизи входного коннектора. Для ограничения тока на светодиоде, в его цепь включен постоянный резистор, имеющий сопротивление 2,2 кОм.
После завершения монтажа и запайке всех компонентов на печатную плату, нужно убрать следы флюса и тщательно ее промыть растворителем. Если устройство было собрано без явных ошибок, с использованием заведомо исправных электронных компонентов, то усилитель начнет нормально работать без всяких дополнительных настроек.
Список необходимых компонентов усилителя, включая сюда предварительный усилитель и блок регулирования тембра.
TDA2003:
2 шт.
JRC4558:
1 шт.
47R:
2 шт.
2R2:
2 шт.
220R:
2 шт.
1R/0,5W:
2 шт.
1K:
4 шт.
10K:
2 шт.
2k7:
4 шт.
100K:
2 шт.
220K:
2 шт.
2k2:
1 шт.
1000mF электролит:
2 шт.
470mF:
2 шт.
100mF:
2 шт.
1mF:
6 шт.
10mF:
1 шт.
0.047mF(473) пленка:
2 шт.
0.1mF (104) пленка:
4 шт.
0.1mF (104) керамика:
1 шт.
0.0047mF (472) пленка:
2 шт.
470mF (471) керамика:
4 шт.
Остальное:
Спаренный переменный резистор 20k + 20k:
4 шт.
Разъем с болтовым зажимом 2 Pin 5 mm под монтаж на плату:
3 шт.
Разъем с болтовым зажимом 3 Pin 2,54 mm под монтаж на плату:
1 шт.
LED – Светодиод 5 mm красный:
1 шт.
Панелька 8 Pin для JRC4558:
1 шт.
Алюминиевый радиатор для TDA2003:
1 шт.
Двойной RCA разъем:
1 шт.
Терминал подключения акустики:
1 шт.
Здесь в архиве находится все необходимое для построения усилителя мощности TDA2003 вместе с предварительным УМ собранным на микросхеме JRC4558. Shema-usilitelya-TDA2003
Предыдущая запись Клеммники Ваго: тонкости использования соединителя Wago
Следующая запись Trident Z Royal: модули памяти с RGB-подсветкой
Зависимость входного напряжения и тока в нагрузке
При разработке схем с участием представленной микросхемы необходимо учитывать порог регулирования тока, который зависит нелинейной характеристикой от входного напряжения:
- В ТТЛ-логике при входном напряжении 2,4 В ток коммутации составляет не более 200 мА.
- При U вх.=2,7В, выходной ток не превышает 250 мА.
- При величине входного напряжения не более 3 В, ток коллектора выходного транзистора составляет 300 мА.
Также в устройстве присутствует паразитная емкость, которая может достигать 25 pF в зависимости от частоты управляющего напряжения или создаваемых помех в непосредственной близости от нее. При этом минимальный порог паразитной емкости находиться на уровне 15 пФ. Что касается времени включения выходных транзисторов, то они являются достаточно быстрыми. Время перехода из одного состояния в другое лежит в пределах от 0,25 до 1 мкс, что говорит о возможности работы на достаточно высоких частотах.
Исходя из описания на микросхему, максимальный ток составляет 0,5 А, но в таком режиме она существенно нагревается до 70 и более градусов, что может быть критичным. Ведь максимальная температура, при которой микросхема еще нормально работает, составляет порядка 85 градусов. Также следует отметить, что максимальный входной ток управления при напряжении 3,85 В не должен превышать 1,35 мА. А это немаловажный факт, потому что именно по входу у многих схемотехников она выходит из строя.
На следующих диаграммах показана зависимость входного и выходного токов, которая является практически линейной, что позволяет более качественно подобрать элементы схемы, обеспечив нормальный температурный режим для стабильной работы устройства. Более подробно узнать о свойствах микросхемы можно из datasheet, который можно скачать на сайте.
↑ Усилитель для наушников на микросхеме BA5415A
Микросхема BA5415A попала в список рекомендуемых для использования в усилителе для наушников волей случая. Наш местный поэт и бард Сергей Алексеевич Круговых, окрыленный очередной поездкой в Друкшяй, занимался увековечиванием своих произведений на персональном компьютере, пожаловался мне на отсутствие гнезда для наушников в его компьютерных активных акустических системах.
Кто не в курсе, Друкшяй — живописное место в Белоруссии, куда каждый год, начиная с августа 1967, собираются команды из Таллинна, Риги, Шауляя, Минска, Москвы, Великого Новгорода и других городов. Эти веселые и доброжелательные люди приезжают встретиться и отдохнуть. Традиционным является песенный конкурс «Друкшяйские Зори».
Чтобы не вспугнуть озарение поэта, я немедленно приступил к улучшению его рабочего места: приобрел телефонное гнездо, нашел с десяток резисторов (для подбора в качестве токоограничивающих на выходе усилителя) и подарил ему свои вторые наушники ТДС-5. Результаты модернизации превзошли все ожидания — звук в наушниках оказался на редкость замечательным, поэтому я зарисовал схему в свой блокнот (рис. 4).
Рис. 4. Принципиальная схема стереофонического усилителя для наушников на микросхеме BA5415A
Характеристики усилителя на микросхеме ВА5415А фирмы Rohm:
Выходная мощность: 3 Вт (4 Ом) Чувствительность: 100…150 мВ Входное сопротивление: 47 кОм Диапазон воспроизводимых частот: 20…20000 Гц Сопротивление нагрузки: 3…250 Ом Коэффициент нелинейных искажений: 0,06% Соотношение сигнал/шум: 86 дБ (А) Ток покоя: 30 мА
На входе установлен регулятор громкости — сдвоенный переменный резистор сопротивлением 47 кОм. Коэффициент усиления микросхемы с отрицательной обратной связью может быть выставлен в диапазоне 33…45 дБ изменением резистора R2 (R3) в цепи обратной связи:
Ku=20lg[1+44/(R2(R3))], где R2 (R3) — сопротивление внешнего резистора, кОм.
Позднее, в Интернете я нашел информацию, что микросхема BA5415A (High — output dual power amplifier) применяется в усилителе для наушников ERGO AMP 1 швейцарской компании Precide с внешним источником питания 15…18 В/0,5 А, регулятором громкости 22 кОм, рис. 5. Внешний адаптер содержит силовой трансформатор, а диодный мост и стабилизированный источник питания (микросхема 7812, конденсаторы 5×1000 мкФх25 В = 5000 мкФ) размещены на печатной плате усилителя. Размеры корпуса 20×7х18 см, вес 1,1 кг.
Рис. 5. Внешний вид усилителя для наушников ERGO AMP 1 со снятой крышкой
Усилитель не содержит дефицитных комплектующих, их можно приобрести в магазинах радиотоваров.
Элементная база усилителя для наушников на BA5415A
DA1 — Микросхема BA5415A — 1 шт., R1, R2 — Рез.-0,25-33 кОм — 2 шт., R3…R6 — Рез.-0,25-1,0 кОм — 4 шт., R7, R8 — Рез.-0,5-1,5 Ом — 2 шт., C1, C2 — Конд.10/25V 0511 +105°C — 2 шт., C3…C6 — Конд.100/25V 0812 +105°C — 4 шт., C7, C8 — Конденсатор металлоплёночный К73-17 имп, 0,1 мкФ, 63 В, 10%, POLYESTER BOXED, B32529C0104K000 — 2 шт., C9, C11, C12 — Конд.1000/25V 1021+105°C — 3 шт., C10 — Конд.220/25V 0812 105°C — 1 шт., Вилка 3к. на плату PLS-3 2,54 — 1 шт., Джампер JP-2 для штыревых линеек и соединителей, шаг 2,54 мм — 1 шт., Печатная плата 75×50 мм — 1 шт.
Печатная плата для усилителя (рис. 6) спроектирована на основе Data Sheet микросхемы BA5415A.
Рис. 6. Размещение элементов на печатной плате
Микросхема стереофонического усилителя BA5415A установлена на небольшой пластине — теплоотводе (рис. 7).
Рис. 7. Радиатор микросхемы BA5415A. Материал: дюралюминий толщиной 3…6 мм
