具有tda2050的简单2x32瓦音频放大器

如果您正在考虑构建一个简单，便宜且中等功率的放大器电路，该电路可以将高达50瓦的峰值RMS功率提供给扬声器，那么您来对地方了。在本文中，我们将使用最受欢迎的TDA2050 IC来设计，演示，构建和测试IC，以实现上述要求。因此，事不宜迟，让我们开始吧。

另外，请检查我们的其他音频放大器电路，其中我们使用运算放大器，MOSFET和IC TDA2030，TDA2040等IC构建了25w，40w，100w音频放大器电路。

开始之前

在开始构建此32 + 32瓦音频放大器之前，您应该知道您的放大器可以提供多少功率。另外，您需要考虑扬声器，低音扬声器或正在构建放大器的任何物体的负载阻抗。有关更多信息，请考虑阅读数据表。

通过浏览数据表，我发现TDA2050可以在22V电源上以0.5％失真向4Ω扬声器输出28瓦功率。我将为20瓦阻抗为4Ω的低音扬声器供电，这将使TDA2050 IC成为理想选择。

选择变压器

TDA2050数据表上的示例电路表明，该IC可以通过单电源或分离电源供电。在本项目中，将使用双极性电源为电路供电。

这里的目标是找到合适的变压器，该变压器可以提供足够的电压和电流来正确驱动放大器。

如果考虑使用12-0-12变压器，则当输入电源电压为230V时，它将输出12-0-12V AC。但是由于交流电源输入总是漂移，所以输出也会漂移。考虑到这一事实，现在我们可以计算放大器的电源电压。

变压器为我们提供交流电压，如果将其转换为直流电压，我们将得到-

VsupplyDC = 12 *（1.41）= 16.97VDC

这样，可以清楚地表明，当输入为230V AC时，变压器可以提供16.97VDC

现在，如果我们考虑15％的电压漂移，我们可以看到最大电压变为-

VmaxDC =（16.97 +2.4）= 18.97V

这完全在TDA2050 IC的最大电源电压范围内。

TDA2050放大器电路的电源要求

现在让我们确定放大器将消耗多少功率。

如果考虑低音扬声器的额定功率，则为20瓦，因此立体声放大器将消耗20 + 20 = 40瓦。

同样，我们必须考虑功率损耗和放大器的静态电流。通常，我不会计算所有这些参数，因为这对我来说很耗时。因此，根据经验，我找到了总消耗功率，并将其乘以1.3即可得出输出功率。

Pmax =（2x18.97）* 1.3 = 49.32瓦

因此，要给放大器电路供电，我将使用额定值为6 Amps的12-0-12变压器，这有点过头了。但是目前，我没有任何其他变压器，因此我将使用它。

散热要求

现在，此Hifi音频放大器的电源需求已不复存在。让我们将重点转移到找出热量需求上。

对于此版本，我选择了铝制挤压型散热器。铝是散热器的众所周知的物质，因为它相对便宜并且具有良好的热性能。

为了验证TDA2050 IC的最高结温没有超过最高结温，我们可以使用流行的热方程，您可以在此Wikipedia链接中找到这些方程。

我们使用一般原理，即在给定的绝对热阻_RØ上，通过给定的热流Q的温度降ΔT为。

Δ T = Q * [R _Ø

在此，Q是流过散热器的热量，可以写成

Q = Δ T / R _Ø

此处，ΔT是从结点到环境的最大温度降

ř _Ø是绝对热阻。

Q是设备消耗的功率或热量。

现在为了计算，可以将公式简化并重新安排为

Ť _J最大- （T _AMB + Δ Ť _HS）= Q_最大*（R _{Ø JC} + R _Ø乙+ R _Ø _HA）

重新排列公式

Q_最大值=（T _J最大- （T _AMB + Δ Ť _HS））/（R _{Ø JC} + R _Ø乙+ R _{Ø HA}）

这里，

T _Jmax 是器件的最高结温

Ť _AMB 是环境空气温度

T _Hs 是连接散热器的温度

ř _OJC 是设备绝对热阻从结点到外壳

[R _OB 是用于一个TO-220封装的弹性体的热传递垫典型值

ř _OHA 用于为TO-220封装中的散热片的典型值

现在，让我们从TDA2050 IC的数据表中输入实际值

T _Jmax = 150°C（对于硅器件典型）

Ť _AMB = 29°C （室温）

ř _OJC = 1.5℃/ W（对于典型的TO-220封装）

[R _OB = 0.1°C / W（为用于为TO-220封装的弹性体的热传递垫典型值）

ř _OHA = 4°C / W（用于为TO-220封装中的散热片的典型值）

因此，最终结果变为

Q =（150-29）/（1.5 + 0.1 + 4）= 17.14瓦

这意味着我们必须消耗17.17瓦或更多的功率，以防止设备过热和损坏。

计算TDA2050放大器电路的组件值

设定增益

设置放大器的增益是构建过程中最重要的步骤，因为低增益设置可能无法提供足够的功率。高增益设置必定会使电路的放大输出信号失真。以我的经验，我可以说30到35 dB的增益设置非常适合使用智能手机或USB音频套件播放音频。

数据表中的示例电路建议将增益设置为32db，我将保持原样。

运算放大器的增益可通过以下公式计算

AV = 1+（R6 / R7） AV = 1+（22000/680）= 32.3db

这对放大器来说效果很好

注意：要设置放大器，必须使用增益为1％或0.5％的电阻，否则立体声声道会产生不同的输出

设置放大器的输入滤波器

电容器C1用作隔直电容器，因此降低了噪声。

电容器C1和电阻器R7创建一个RC高通滤波器，该滤波器确定带宽的下限。

放大器的截止频率可以通过以下公式求出。

FC = 1 /（2πRC）

其中R和C是组件的值。

为了找到C的值，我们必须将方程重新排列为：

C = 1 /（2πx 22000R x 3.5Hz）= 4.7uF

注意：建议使用金属膜油电容器以获得最佳的音频性能。

在反馈回路中设置带宽

反馈回路中的电容器有助于制作低通滤波器，从而有助于增强放大器的低音响应。C15的值越小，低音越柔和。C15的值越大，低音越响。

设置输出滤波器

输出滤波器或俗称的Zobel网络可防止扬声器线圈和电线产生振荡。它还可以抑制从扬声器到放大器的长导线拾取的无线电干扰。这也阻止了他们进入反馈循环。

Zobel网络的截止频率可以通过以下简单公式计算得出

数据表给出了R和C的值，分别为R6 = 2.2R和C15 = 0.1uF如果将这些值放在公式中并进行计算，我们将获得

Fc = 1 /（2πx 2.2 x（1 x 10 ^ -7）） = 723 kHz

723 kHz高于人类20 kHz的听觉范围，因此它不会影响输出频率响应，并且还可以防止有线噪声和振荡。

电源供应器

需要一个带有适当去耦电容器的双极性电源为放大器供电，原理图如下所示。

所需组件

TDA2050集成电路-2
100k可变底锅-1
螺丝端子5mmx2-2
螺丝端子5mmx3-1
0.1µF电容器-6
22k欧姆电阻-4
2.2欧姆电阻-2
1k欧姆电阻-2
47µF电容器-2
220µF电容器-2
2.2µF电容器-2
3.5毫米耳机插孔-1
覆板50x 50mm-1
散热器-1
6A二极管-4
2200µF电容器-2

原理图

TDA2050放大器电路的电路图如下所示：

电路构造

为了演示此32瓦功率放大器，在原理图和PCB设计文件的帮助下，电路是在手工PCB上构建的。请注意，如果我们将大负载连接到放大器的输出，则大量电流将流经PCB走线，并且走线有可能烧坏。因此，为防止PCB迹线烧坏，我提供了一些跳线，以帮助增加电流。

测试TDA2050放大器电路

为了测试电路，使用了以下设备。

具有13-0-13抽头的变压器
一个4Ω20W扬声器作为负载
Meco 108B + TRMS万用表作为温度传感器
和我的三星手机作为音频源

正如您在上面看到的，我已经将万用表的温度传感器直接安装到IC的散热器上，以在测试期间测量IC的温度。

此外，您可以看到在测试期间室温为31°C。此时，放大器处于关闭状态，而万用表仅显示室温。在测试时，我在低音扬声器锥体中加了一些盐，以向您展示低音，由于未使用音调控制电路来增强低音，因此在此电路中低音会降低。我将在下一篇文章中进行说明。

从上图可以看到，结果或多或少都很好，并且测试期间IC的温度没有超过50 °C。

进一步增强

可以进一步修改该电路以改善其性能，就像我们可以添加一个额外的滤波器以抑制高频噪声一样。为了达到32W的满载条件，散热器的尺寸需要更大。但这是另一个即将到来的项目的主题。

希望您喜欢本文并从中学到新东西。如有任何疑问，可以在下面的评论中提问，也可以使用我们的论坛进行详细讨论。

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