mạch khuếch đại công suất dùng ic TDA 7294

Lời mở đầuTrong quá trình chọn đề tài chúng em đã tham khảo được nhiều IC âm ly bán dẫn , có rất nhiều IC trong thị trường hiện nay và tích hợp nhiều chức năng , công suất lớn nhỏ rất đa

LỜI CẢM TẠ

Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ trợ, giúp

đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác Trong suốt thời gian từkhi bắt đầu học tập ở giảng đường đại học đến nay, em đã nhận được rất nhiều sự quantâm, giúp đỡ của quý Thầy Cô, gia đình và bạn bè.Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, emxin gửi đến quý Thầy Cô ở Khoa Khoa Điện tử tin học - trường CĐ-KT-Cao Thắng đãcùng với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu chochúng em trong suốt thời gian học tập tại trường Và đặc biệt, trong học kỳ này, Khoa

đã tổ chức cho chúng em được tiếp cận với môn học mà theo em là rất hữu ích đối vớisinh viên ngành ĐT-CN cũng như tất cả các sinh viên thuộc các chuyên ngành khoa

ĐT khác Đó là môn học “MẠCH ĐIỆN TỬ VÀ BÀI TẬP LỚN “ Em xin chân thànhcảm ơn Thầy Nguyễn Thanh Nghĩa đã tận tâm hướng dẫn chúng em qua từng buổi họctrên lớp cũng như những buổi nói chuyện, thảo luận về lĩnh vực sáng tạo trong nghiêncứu khoa học Nếu không có những lời hướng dẫn, dạy bảo của thầy thì em nghĩ bàithu hoạch này của em rất khó có thể hoàn thiện được Một lần nữa, em xin chân thànhcảm ơn thầy Bài thu hoạch được thực hiện trong khoảng thời gian gần 3 tuần Bướcđầu đi vào thực tế, tìm hiểu về lĩnh vực sáng tạo trong nghiên cứu, kiến thức của emcòn hạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ Do vậy, không tránh khỏi những thiếu sót là điềuchắc chắn, em rất mong nhận được

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Mục Lục Chương 1:Dẫn Nhập vv1

Lời mở đầu

Trong quá trình chọn đề tài chúng em đã tham khảo được nhiều IC âm ly bán dẫn , có rất nhiều IC trong thị trường hiện nay và tích hợp nhiều chức năng , công suất lớn nhỏ rất đa dạng và nhiều nhà sản xuất vì thế trong quá trình tiếp cận chúng em đã rất phân vân phải chọn IC nào phù hợp với đề tài của chúng em Chúng em đã thử tiếp cận nhiều mạch nhưng kết quả không nhưng mong muốn , sau một thời gian tìm hiểu chúng em quyết định chọn IC TDA 7294 làm đề tài về âm ly bán dẫn Tong quá trình làm chúng em gặp phải nhiều vấn đề về linh kiện cũng như do kiến thức còn yếu kém nên có lúc mạch bị sự cố ngoài ý muốn , nhờ có thầy tận tình hướng dẫn chúng em đã hoàng thành và đạt được những kết quả về tay nghề cũng như lý thuyết trong làm mạch và tính toán

Chương 1: Dẫn Nhập

Chúng em xin trình bày lý do chọn đề tài như sau:

Trong suốt thời gian được thầy hướng dẫn chúng em đã tự lên mạng tìm hiểu cũng nhưtìm hiểu qua sách, chúng em đã tìm hiểu rất nhiều mạch điện ứng dụng trong cuộc sống cũng như công nghiệp, có những mạch rất phức tạp, có những mạch rất đơn giản,sau thời gian tìm hiểu cả nhóm đã quyết định chọn đề tài là amply bán dẫn, amply bán dẫn là mạch ứng dụng khá phổ biến , và dễ làm phù hợp với sinh viên đang trong quá trình học tập và thực tập , đặt biệt với IC TDA 7294 là 1 IC tích hợp , nhiều chức năng , linh kiện vừa phải , quá trình làm mạch cũng hợp với kiến thức của sinh viên ,

và TDA 7294 cho âm thanh kha tốt vì thế chúng em quyết định chọn đề tài là amply bán dẫn sử dụng TDA 7294

Chương 2 : lý thuyết về đề tài

2.1 Điện trở

Điện trở là một linh kiện điện tử thụ động trong mạch điện có biểu tượng

Điện trở kháng là đại lượng vật lý đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện của Điện trở Điện trở kháng được định nghĩa là tỉ số của hiệu điện thế giữa hai đầu vật thể đó với cường độ dòng điện đi qua nó:

trong đó:

điện trở là 1Ω và có dòng điện 1A chạy qua thì điện áp giữa hai đầu dây là

1VOhm là đơn vị đo điện trở trong SI Đại lượng nghịch đảo của điện trở là độ dẫn điện G được đo bằng siêmen Giá trị điện trở càng lớn thì độ dẫn điện càng kém Khi vật dẫn cản trở dòng điện, năng lượng dòng điện bị chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác, ví dụ như nhiệt năng Định nghĩa trên chính xác cho dòng điện một chiều Đối với dòng điện xoay chiều, trong mạch điện chỉ có điện trở, tại thời điểm cực đại của điện áp thì dòng điện cũng cực đại Khi điện áp bằng không thì dòng điện trong mạch cũng bằng không Điện áp và dòng điện cùng pha Tất cả các công thức dùng cho mạch điện một chiều đều có thể dùng cho mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở màcác trị số dòng điện xoay chiều lấy theo trị số hiệu dụng [1]Đối với nhiều chất dẫn điện, trong điều kiện môi trường (ví dụ nhiệt độ) ổn định, điện trở không phụ thuộc vào giá trị của cường độ dòng điện hay hiệu điện thế Hiệu điện thế luôn tỷ lệ thuận với cường độ dòng điện và hằng số tỷ lệ chính là điện trở Trường hợp này được miêu

tả theo định luật Ohm và các chất dẫn điện như thế gọi là các thiết bị ohm Các thiết bị

này nhiều khi cũng được gọi là các điện trở, như một linh kiện điện tử thụ

động trong mạch điện, được ký hiệu với chữ R (tương đương với

từ resistor trong tiếng Anh)

2.2:Tụ điện

Tụ điện là một linh kiện điện tử thụ động tạo bởi hai bề mặt dẫn điện được ngăn cách

bởi điện môi Khi có chênh lệch điện thế tại hai bề mặt, tại các bề mặt sẽ xuất

hiện điện tích cùng cường độ, nhưng trái dấu

Sự tích tụ của điện tích trên hai bề mặt tạo ra khả năng tích trữ năng lượng điện

trường của tụ điện Khi chênh lệch điện thế trên hai bề mặt là điện thế xoay chiều, sự tích luỹ điện tích bị chậm pha so với điện áp, tạo nên trở kháng của tụ điện trong mạchđiện xoay chiều

Về mặt lưu trữ năng lượng, tụ điện có phần giống với ắc qui Mặc dù cách hoạt động của chúng thì hoàn toàn khác nhau, nhưng chúng đều cùng lưu trữ năng lượng điện

Ắc qui có 2 cực, bên trong xảy ra phản ứng hóa học để tạo ra electron ở cực này và chuyển electron sang cực còn lại Tụ điện thì đơn giản hơn, nó không thể tạo ra

electron - nó chỉ lưu trữ chúng Tụ điện có khả năng nạp và xả rất nhanh Đây là một

ưu thế của nó so với ắc qui

Điện dung, đơn vị và ký hiệu của tụ điện[sửa | sửa mã nguồn]

Điện dung là đại lượng vật lý nói lên khả năng tích điện giữa hai bản cực của tụ điện, điện dung của tụ điện

phụ thuộc vào diện tích bản cực, vật liệu làm chất điện môi và khoảng cách giữ hai bản cực theo công thức:

ξ×ξ 0

Trong đó,

• C : là điện dung tụ điện, đơn vị là Fara [F]

• ε : Là hằng số điện môi của lớp cách điện;

• ε0 : Là hằng số điện thẩm;

• d : là chiều dày của lớp cách điện;

• S : là diện tích bản cực của tụ điện

Đơn vị của đại lượng điện dung là Fara [F] Trong thực tế đơn vị Fara là trị số rất lớn, do đó thường dùng các đơn vị đo nhỏ hơn như micro Fara (1µF=10−6F), nano Fara (1nF=10−9F), pico Fara (1pF=10−12F)

số của tụ phân cực vào khoảng 0,47μF - 4.700μF, thường dùng trong các mạch tần số làm việc thấp, dùng lọc nguồn

Tụ điện không phân cực

Hình 2.2: Tụ không phân cực

Tụ điện không phân cực (không xác định cực dương âm); theo cấu tạo có thể là

tụ giấy, tụ gốm, hoặc tụ mica Tụ xoay chiều thường có trị số điện dung nhỏ hơn 0,47μF và thường được sử dụng trong các mạch điện tần số cao hoặc mạch lọc nhiễu

Tụ điện có trị số biến đổi

Tụ điện có trị số biến đổi, hay còn gọi tụ xoay (cách gọi theo cấu tạo), là tụ có thể thay đổi giá trị điện dung, tụ này thường được sử dụng trong kỹ

thuật Radio để thay đổi tần số cộng hưởng khi ta dò đài (kênh tần số).

3.3 Diode

Cấu Tạo

+ o [P | N] o -

Biểu Tượng

Hình 3.2 Nhìn gần một điốt

Hình 3.3 Một số loại điốt

Điốt bán dẫn

Diot bán dẫn : cấu tạo bởi chất bán dẫn Silic hoặc Gecmani có pha thêm một số chất để tăng thêm electron tự do Loại này dùng chủ yếu để chỉnh lưu dòng điệnhoặc trong mạch tách sóng.

Điốt Schottky

Ở tần số thấp, điốt thông thường có thể dễ dàng khóa lại (ngưng dẫn) khi chiều phân cực thay đổi từ thuận sang nghịch, nhưng khi tần số tăng đến một ngưỡng nào đó, sự ngưng dẫn không thể đủ nhanh để ngăn chặn dòng điện suốt một phần của bán kỳ ngược Điốt Schottky khắc phục được hiện tượng này

Điốt Zener, còn gọi là "điốt đánh thủng" hay "điốt ổn áp"

Là loại điốt được chế tạo tối ưu để hoạt động tốt trong miền đánh thủng Khi

sử dụng điốt này mắc ngược chiều lại, nếu điện áp tại mạch lớn hơn điện áp định mức của điốt thì điốt sẽ cho dòng điện đi qua (và ngắn mạch xuống đất bảo

vệ mạch điện cần ổn áp) và đến khi điện áp mạch mắc bằng điện áp định mức của điốt - Đây là cốt lõi của mạch ổn áp

Điốt phát quang hay còn gọi là LED (Light Emitting Diode)

là các điốt có khả năng phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại Cũng giống như điốt bán dẫn, LED được cấu tạo từ một khối bán dẫn loại p ghép với một khối bán dẫn loại n.

Điốt quang (photodiode)

Là loại nhạy với ánh sáng, có thể biến đổi ánh sáng vào thành đại lượng điện, thường sử dụng ở các máy ảnh (đo cường độ sáng), sử dụng trong các mạch điều khiển (kết hợp một điốt phát quang và một điốt quang thành một cặp), các modul đầu ra của các PLC

Điốt biến dung (varicap)

Có tính chất đặc biệt, đó là khi phận cực nghịch, điốt giống như một tụ điện, loại này được dùng nhiều cho máy thu hình, máy thu sóng FM và nhiều thiết bị truyền thông khác

Các TDA7294 là một mạch tích hợp nguyên khối trong

Multiwatt15 gói, dùng làm âm thanh

lớp AB bộ khuếch đại trong các ứng dụng lĩnh vực Hi-Fi

Stereo, tự cung loa phóng thanh,

Top-lớp truyền hình Nhờ các dải điện áp rộng

Chương 3 : phân tích mạch va thi công

Điện thế qua biến áp 220vac biến đổi thành điện áp 24 vac nguồn đôi , dòng vào

Ở bán kỳ âm của nguồn điện, D1 và D3 phân cực thuận và dẫn điện trong lúc D2, D4 phân cực nghịch xem như hở mạch

Từ các mạch tương đương trên ta thấy:

- Ðiện thế đỉnh Vdcm ngang qua hai đầu RL là: Vdcm =Vm-2VD=Vm-1.4V

- Ðiện thế đỉnh phân cực nghịch VRM ở mỗi diode là:

Mach công suất TDA 7294 :

TDA 7294

TDA(khuyếch đại thuật toán) là một trong những cách dễ làm nhất cho những người mới tiếp cận với ampli bán dẫn và 7294 là một trong những TDA được đánh giá cao về chất âm,dễ làm và công suấtTDA 7294: được thiết kế dùng cho các ứng dụng audio HIFI, hoạt động ở class AB, tầng công suất dùngDMOS

Điện áp họat động tối đa của TDA7294 (100V:+/-50V khi không có tín hiệu vào) vào khỏang +/- 40V, nhưng lúc đócông suất tiêu tán của IC sẽ vượt ngưỡng khi dùng với tải 4ohm Mức ngưỡng an tòan là ở khoảng +/- 30V Bộnguồn nên

có công suất tối thiểu 80VA cho một kênh tìm mua nguồn vuông 5A, 220VAC/ đôi 24VAC sau khi nắn vàlọc áp ra khỏang +/-35V TDA7294 được thiết kế để

có thể họat động tốt với nguồn kém ổn định rất tốt, có lẽ vì thế nó có tới 4 chân cấp nguồn 7/13 - 8/15, vì vậy không cần thiết phải làm thêm mạch regu cho phần nguồn Về công suất và điện áp họat động cho TDA7294 nên tham khảo datasheet của hãng, như tham khảo trên internet thì mỗi mạch cho ra độ méo hài

và công suất khác nhau 50W/60W/70W v.v tùy theo tải của loa và phải đo đạc thực tế mới biết chính xác.* TDA7294 được thiết kế sẵn với mạch MUTE và STANDBY bên trong, mạch này có tác dụng làm câmtiếng và chống tiếng bụp khi mới bật nguồn, ngòai ra nó còn có và mạch bảo vệ quá nhiệt và mạch bảovệ ngắn mạch đầu ra Ở nhiệt độ 145°C TDA7294 sẽ chuyển qua trạng thái MUTE

và chuyển qua chế độ STANDBY ở nhiệt độ 150°C Vì vậy được khuyến cáo không nên cho TDA họat động khi nó không được gắn vào miếng tỏa nhiệt Thực tế khi chạy thì TDA7294 rất nóng, đặc biệt với những bài có nhiều tiếng bass và nhất là với tải loa 4ohm, vậy tốt nhất nên lắp nó trên một tấm tỏa nhiệt càng lớn càng tốt Có thể gắn thêm cái quạt nhỏ cho mát, nhưng sẽ ồn hơn tốt nhất là chạy nó với tải 8 ohm* Chú ý quan trọng là phần vỏ tỏa nhiệt của

TDA7294 được nối với nguồn V âm của nguồn cung cấp.Khi thi công nếu miếng tỏa nhiệt được bắt xuống mass ta phải lót miếng cách điện chịu nhiệt cho nó,hoặc cách ly miếng tỏa nhiệt với mass và đấu thêm 1 con tụ 1mf từ miếng tỏa nhiệt xuống mass Để tản nhiệt đuợc tốt có thể mua keo cách địên dẫn nhiệt phết lên IC và miếng tỏa nhiệt, miếng lót dẫn nhiệt cáchđiện.* Để chi tiết hơn các bạn có thể down load datasheet của con IC TDA 7294 và tham khảo thêm trên Internet.Thành phần linh kiện cơ bản cho 1 kênh gồm:- R1=22K; điện trở vào nếu trị số lớn hơn sẽ làm tăng tổng trở vào và ngược lại.- R2=680 ohm; R3= 22K; điện trở hồi tiếp, thay đổi sẽ làm tăng giảm độ lợi (gain) TDA 7294

nóng nhiềuhay ít một phần cũng do trị số của 2 điện trở này.R2 lớn hơn 680ohm

sẽ làm giảm độ lợi, nhỏ hơn 680ohm sẽ làm tăng độ lợi.R3 lớn hơn 22K sẽ làm tăng độ lợi, nhỏ hơn 22K sẽ làm giảm độ lợi.- R4=22K; R5=10K kết hợp với C3=10mf; C4=10mf làmạch MUTE và STANDBY ở chân 9, 10 củaTDA7294 Mạch này có tác dụng làm câm tiếng và chống tiếng bụp khi mới bật nguồn Mạch ở ngòai chợtrời dùng C3=C4=47mf Thực tếtôi đang dùng C3=C4=22mf Nếu muốn các bạn có thể thay đổi trị số đểthử Vì không muốn làm thêm công tắc cho mạch MUTE/STANDBY nên treo nó lên V++ qua 1 điện trở 10K.- C1=0.47mf tụ input; C2=22mf tụ hồi tiếp; C5=22mf tụ bootstrapping Thay đổi trị số và chất lượng các tụ C1; C2; C5 sẽ ảnh hưởng nhiều đến “chất lượng âm thanh” của mạch.-C7=C8= 1000mf và C9=C10=.1mf là tụ lọc nguồn có tác dụng chống các dao động không mong muốn,vì vậy ta nên lắp gần với IC TDA

7294 cho an tâm

Thông số chung cho TDA 7294

Phần thi công mạch :

Bước 1 :Chuẩn bị : TDA 7294

Cầu Diode , tụ 4700uf/50v

Máy khoan mạch , chì hàn , mỏ hàn , máy do VOM

Bước 2 : thi công mạch :

Vẽ mạch in trên bo đồng

Sau khi vẽ xong , ngâm bo đồng với dung dich ngâm mạch

Dùng giấy nhám làm sạch mạch in

Khoan mạch in và quét nhựa thông

Hàn linh kiện lên mạch

Gắn tản nhiệt cho TDA 7294

Mắc điện áp +- 35VDC vào mạch ampli TDA 7294

Đo điện áp tại các chân 7 / 13 xem có đủ +35VDC hay không

Đo điện áp tại các chân 8 / 15 xem có đủ - 35VDC hay không

Lấy tín hiệu ngõ vào ở chân 3 so với mass , và đo điện áp tại chân 14 xem có vượt quá áp ngưỡng là 0.5 V hay không , nếu không vượt qua ta tiếp tục gắn loa vào chân 14 so với mass

Bước 4 trình bày sản phẩm

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN

Kết quả đạt được :

Sau khi làm xong mạch chúng em thấy mạch hoạt động khá ổn định , âm thanh

khuếch đại rất lớn , âm thanh hay , méo hài ít Qua mạch trên chúng em nhận thấy , amply bán dẫn khá tiện lợi , nhỏ gọn cho công suất lớn và phù hợp với sinh viên

Hướng phát triển :

Qua thời gian được thầy giảng dạy, chúng em đã biết được thêm nhiều mạch ứng dụng kèm theo amply

VD : mạch lọc dùng IC, mạch lọc micro , mạch bảo vệ loa

Trong thời gian tới chúng em sẽ có gắng củng cố kiến thức và kết hợp thêm các mạch ứng dụng mà thày đã dạy vào đề tài của mình.