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TDA7293芯片主从并联的应用

时间:2012-09-07 10:30来源:《无线电》杂志 作者:刘昆鹏 点击:
电路板设计及元器件组装 电路板的设计工作是整个制作过程中最重要的一个环节,一块好的电路板不但要求元件排列整齐、美观,更重要的是要做到走线合理,有关电路板的布线规则可参考相关的专业书籍。图5所示的是用PRO

TDA7293芯片的主要参数

                                                                             标称最大输出功率:100W
                                                                             最低失真度THD:0.005%
                                                                             极限工作电压:±60V
                                                                             推荐工作电压:±40V(8Ω)±29V(4Ω)
                                                                             输出电流:0~6.5A

   
TDA7293是ST公司出品的一款大功率高电压DMOS高保真功放芯片,额定输出功率为100W。最大工作电压为120V。
   
TDA7293内部结构分为三级:差分输入级由双极型晶体管组成,推动级和功率输出级由场效应管组成,这种结构兼顾了双极信号处理电路和MOS功率管的特点,具有低失真、低噪声、高耐压以及开关机静音、过热保护、短路保护等优点,芯片各管脚功能如图1所示。

 


 

别具一格的并联工作模式


    在众多全集成功放芯片中,TDA7293是最出类拔萃的,只要你听过它的声音,都会被它那平衡、大气的声音所震撼,也会被它那细腻、圆润的声音所折服,更会被它那平易近人的价格所为之心动!其实TDA7293带给我们的惊喜还远不止这些,最值得它傲视群雄的杀手锏要数“主从并联”这一功能了。到目前为止还没有其他类似功能的音频功率芯片可与它比拟。说了这么多,什么是主从并联呢?
    简单地说,主从并联就是指两个或者两个以上的芯片并联协同工作,其中的一个芯片从输入到输出的全部电路都在工作,这个芯片就被称之为主芯片,而与主芯片并联的其他芯片的前级部分被屏蔽,只有后级的功率输出部分在工作,这样的芯片则被称之为从芯片。以这种形式工作的模式被称为主从并联。

    在众多全集成功放芯片中,TDA7293是最出类拔萃的,只要你听过它的声音,都会被它那平衡、大气的声音所震撼,也会被它那细腻、圆润的声音所折服,更会被它那平易近人的价格所为之心动!其实TDA7293带给我们的惊喜还远不止这些,最值得它傲视群雄的杀手锏要数“主从并联”这一功能了。到目前为止还没有其他类似功能的音频功率芯片可与它比拟。说了这么多,什么是主从并联呢?
    简单地说,主从并联就是指两个或者两个以上的芯片并联协同工作,其中的一个芯片从输入到输出的全部电路都在工作,这个芯片就被称之为主芯片,而与主芯片并联的其他芯片的前级部分被屏蔽,只有后级的功率输出部分在工作,这样的芯片则被称之为从芯片。以这种形式工作的模式被称为主从并联。

     



  TDA7293所独有的主从并联模式,克服了传统集成芯片在遇到大动态信号或者大功率音箱时显得力不从心的问题,并联在一起的两个或者两个以上的功率输出后级,具备了2倍或2倍以上的电流输出能力,在对付大动态信号或者大功率音箱时游刃有余。并联工作的另一大好处就是多个芯片平均分担了输出功率,使单个芯片的发热量更低,失真更小。与单芯片的比较,实际听音效果是高音更纤细,中音更圆润,低音更震撼。
    图2所示的是官方推荐的并联工作原理图,从图中可以看出,TDA7293的9脚和10脚分别经电阻和开关来控制待机与静音。由于TDA7293芯片对待机和静音有时序要求,如果按照图2所示电路来设计电路板,使用时是非常不方便的。于是在实际应用中,将待机与静音的部分电路又做了改进,如图3所示,即由3只电阻、2只电容和1只二极管来配合芯片完成开关机的自动静音。
               


     


   

 

 实际应用时的电路原理图如图4所示,该图是根据ST意法半导体公司推荐的原理图绘制而成的。此电路具有工作稳定、制作简单、成功率高、无需调试、音质优良等特点,是DIY时首选的电路。图中C1为输入电容,R1为输入电阻,C3、C4、R2 、R5 、R6、VD1构成开关机静噪电路。整个电路的放大倍数由R3和R4决定(32倍左右)。C2是反馈电容,C7是自举电容,C10和R7组成吸收网络,电容C5、C6、C8、C11为高频退耦电容,C9、C12为低频退耦电容。整个电路所需要的元器件参数如附表所示。


 

序号   器件名称       器件参数    用量
1     金属膜电阻 R7     2.2Ω/0.5W   1
2     金属膜电阻 R3     680Ω/1/4W   1
3     金属膜电阻 R5     10kΩ/1/4W   1
4     金属膜电阻 R6     20kΩ/1/4W   1
5  金属膜电阻 R4、R1    22kΩ/1/4W   2
6  金属膜电阻 R2 30     kΩ/1/4W     1
7     二极管 VD1         1N4148      1
8 红宝石电解电容C3、C4  50V/10μF     2
9 红宝石电解电容 C2     50V/22μF     1
10 红宝石电解电容 C7     50V/47μF    1
11 高频低阻型电源滤波

  专用电解电容 C9、C12   220μF /50V  2
12 CBB电容              220pF /50V   1
13 CBB电容 C5、C6、

   C8、C10、C11          0.1μF /50V   5
14   CBB电容 C1          1μF /50V    1
15  集成电路 IC1、IC2    TDA7293     2
16    电路板           主从两并联型   1

 

        

 

       


    

                                              
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电路板设计及元器件组装


    电路板的设计工作是整个制作过程中最重要的一个环节,一块好的电路板不但要求元件排列整齐、美观,更重要的是要做到走线合理,有关电路板的布线规则可参考相关的专业书籍。图5所示的是用PROTEL99SE专业软件设计的,由大型电路板厂生产出的电路板。此款电路板设计合理,元器件布局美观大方,装配完成后通电即响,整个功放板工作稳定。
整个电路板选择了高稳定度高精度的金属膜电阻,小电容全部为CBB,关键点电解电容是广受发烧友好评的红宝石,芯片则为同批次同编号产品,所用的整个元器件如图6所示。

准备好器件后就可以开始焊接和组装了,常规的焊接顺序是由小到大,由矮到高,最重要的是要按电路板上的标注,使元器件都一一对号入座,如图7、图8所示。
图9所示的是组装完成后的电路板实物图。
整个电路板焊接好了,要细心检查一遍,整个电路板有无焊接错误,之后再拧上散热器即可通电试音了。此时你可以泡上一杯好茶,浓郁的茶香伴着美妙的音乐,尽情地享受一番自己的劳动成果!


一些鲜为人知的秘密


1. TDA7293并联有两个版本,老版本是芯片的2、3、4脚接地,新版本是接负电源,此电路板按新版本设计。
2. 并联后跟并联前的音色完全一致,并联后可推动更大的功率的扬声器,所以玩电子分频的可以选择高音部分用单芯片,中音部分用双并联,低音部分用三并联来组建整个系统,可获得意想不到的效果。
3. TDA7293对电源电压非对称非常敏感,一旦出现电源电压不对称的情况,功放就会放烟花(烧芯片) 。最常见的是两种电压不对称情况:一是在芯片损坏时(最常见的是功率管击穿)会引起电源电压不对称,只要其中一个芯片损坏,最终的结果是与这个芯片共用电源的其他芯片都会损坏。此时可以采用两声道独立供电来杜绝此现象的出现;二是在焊接电源线之前要对电源的大容量电容进行放电,否则在你一根一根地焊接电源线时,芯片就已经因电源非对称而损坏了。

 

    DIY简历        

  小时候最喜欢在收音机旁收听单田芳老师那脍炙人口的评书。为了节省收音机的电池使用量,通过自学,制作了一个给收音机供电的小稳压电源。当收音机使用自制的稳压电源发出清晰宏亮的声音时,心里甭提多高兴了,从那时起便迷恋上了电子制作。声控开关、无线话筒、LM1875功放、NE5532前级等都玩过。工作后从事电子产品的研发,得工作之便,制作了大量发烧功放,并最近创建了个人网站:WWW.HIFIJP.COM,欢迎各位烧友到小站来做客!

 

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