Tpa3110ld2 tpa3110d2 чем отличаются
Обзор посвящен одноплатному стереофоническому мостовому усилителю мощности звуковой частоты (УМЗЧ, УНЧ) класса D на основе микросхемы TPA3110 ( она же TPA3110D2) номинальной мощностью 2 x 15 Вт.
Далее перечислены характеристики микросхемы TPA3110 «как таковой», без привязки к данной конкретной плате:
Полностью все характеристики и типовые схемы включения TPA3110 (TPA3110D2) указаны в техническом описании ( datasheet) TPA3110D2 (PDF, 2.4 MB ).
Внешний вид и конструкция одноплатного стерео усилителя класса D на микросхеме TPA3110D2 с однополярным питанием
Никакой документации в комплекте усилителя не было, но обозначений на самой плате достаточно для её правильного подключения.
Посмотрим сначала на плату усилителя в двух наклонно-диагональных ракурсах:
(кликнуть для увеличения, откроется в новом окне)
На этом ракурсе надо обратить внимание, что номиналы элементов выходного фильтра не совсем соответствуют рекомендуемым в техническом описании ( datasheet) на TPA3110.
В datasheet рекомендуется комбинация индуктивности и ёмкости 33 мкГн / 1 мкФ для нагрузки 8 Ом и 15 мкГн / 2.2 мкФ для нагрузки 4 Ом.
На плате же в фильтре установлены индуктивности 22 мкГн и ёмкости 0.5 мкФ (ёмкость замерена п рибором LCR-TC1 и может отличаться от реальной из-за влияния других компонентов платы, т.к. измерение проводилось без выпайки конденсаторов).
Видимо, производитель пытался установить компоненты, которые хорошо работали бы и при сопротивлении нагрузки 4 Ом, и при сопротивлении 8 Ом. Реально же такая замена может вызвать снижение АЧХ при малом сопротивлении нагрузки (4 Ом).
Вид с противоположной диагонали:
Здесь надо обратить внимание на две детали.
Радиатор закреплён на микросхеме с помощью термоклея (его след тянется из-под радиатора на одну из индуктивностей).
Поскольку неизвестно, насколько прочно приклеен радиатор, было решено не пытаться его отрывать (чтобы не оторвать вместе с микросхемой).
Все внешние подключения осуществляются с помощью пайки.
В datasheet рекомендуется на входе каждого канала ставить просто по конденсатору ёмкостью 1 мкФ.
Обратная сторона платы:
Испытания УНЧ класса D на микросхеме TPA3110D2
При измерениях использовались: импульсный лабораторный блок питания на 30 В (обзор), DDS- генератор сигналов FY6800 (обзор) и осциллограф Hantek DSO5102P ( обзор).
Сначала был замерен ток покоя усилителя. Он составил 31.5 мА при напряжении питания 16 В (здесь и далее имеется в виду напряжение после диода «защиты от дурака»).
Шумы усилителя оказались очень малы и практически не заметны.
Испытания на мощность и передачу формы сигнала
(кликнуть для увеличения)
Мощность в нагрузке составила 18.9 Вт, что даже несколько превосходит паспортные данные (15 Вт).
Нагрев при длительной работе был сильным; температура микросхемы с применённым радиатором составила близко к 90 градусам (измерена инфракрасным термометром Benetech 531).
Помимо микросхемы усилителя, грелись и другие элементы: индуктивности фильтра и диод «защиты от дурака». Но всё осталось целым; хотя при такой нагрузке сразу на два канала точно что-нибудь сгорело бы или отпаялось.
Теперь проверяем работу усилителя на других сигналах с целью проверки правильности передачи их формы (амплитуда на уровне половины от максимума).
2. Треугольный сигнал 1 кГц, нап ряжение питания 16 В, нагрузка 4 Ом:
3. Пилообразный сигнал 1 кГц, нап ряжение питания 16 В, нагрузка 4 Ом:
Здесь заметен «звон» выходных фильтров после прохождения фронта сигнала.
4. Прямоугольный сигнал 2 кГц, нап ряжение питания 16 В, нагрузка 4 Ом, в двух масштабах по горизонтали:
На прямоугольном сигнале тоже заметен «звон» фильтров, по периоду которого можно определить их резонансную частоту; она составляет 37.5 кГц, что вполне в разумных и технически оправданных рамках.
Теперь посмотрим, как работает усилитель на верхней частоте звукового диапазона (20 кГц).
5. Синус 20 кГц, напряжение питания 16 В, амплитуда
90 % от максимальной, нагружен один канал (4 Ом):
При малом значении сигнала на частоте 20 кГц он был очень похож на синус, но по мере роста сигнала его форма искажалась. Смягчающим вину обстоятельством для усилителя будет то, что возникающие при таких искажениях гармоники находятся далеко за пределами слышимости человека.
При попытке поднять уровень сигнала ещё выше он становился прерывистым: видимо, в микросхеме срабатывала какая-то из ступеней защиты.
Также надо заметить, что на сигналах с высокой частотой микросхема и индуктивности грелись сильнее, чем на низкой частоте с той же мощностью сигнала.
На следующем этапе поднимаем напряжение питания до максимального, разрешенного в datasheet (26 В), а нагрузку меняем на 8 Ом.
6. Синус 1 кГц, напряжение питания 26 В, нагружен один канал (8 Ом):
А вот здесь объявилась неожиданность: усилитель не смог «раскачать» выход до максимума, а срезал вершины синуса дугами с «бахромой».
Эта картина очень похожа на ту, которая приведена в datasheet как пример работы сигнала ограничения мощности PLIMIT :
Исправить эту ситуацию, не отрывая радиатор, не получится: вывод микросхемы PLIMIT и соответствующая обвязка находятся под радиатором. Хотя, теоретически, ситуация поправима: для снятия ограничения мощности достаточно на вывод PLIMIT подать напряжение питания (так гласит datasheet ).
Дальнейшие исследования показали, что этот зловредный эффект проявляется при напряжении питания 18 В и выше.
7 и 7а. Осциллограмма напряжения на выходе TPA3110D2 до фильтра (ШИМ), напряжение питания 16 В:
Осциллограмма снята при подаче на вход сигнала с частотой 10 кГц.
Если увеличить масштаб выходного сигнала после фильтра, то и на нём можно заметить очень небольшие следы ШИМ-а:
Амплитудно-частотная характеристика одноплатного усилителя мощности звуковой частоты класса D на микросхеме TPA3110D2
Амплитудно-частотная характеристики снималась методом подачи на вход сигнала с линейно-нарастающей частотой от 10 Гц до 3 0000 Гц в трёх вариантах: с нагрузкой 4 Ом, с нагрузкой 8 Ом и с нагрузкой в виде древнесоветской звуковой колонки 15АС-109.
И вот что получилось.
С нагрузкой 8 Ом характеристика выровнялась.
В данном случае наблюдается даже подъём характеристики по мере приближения к резонансной частоте фильтра. Это связано с тем, что импеданс звуковых катушек с повышением частоты тоже растёт, в результате чего резонанс фильтра становится более «свободным» и выраженным.
Поскольку именно такой вариант применения усилителя и будет основным (с колонками), то АЧХ в области средних и высоких частот можно считать благоприятной.
В процессе проверки АЧХ выяснился ещё один нюанс: при прохождении частот примерно с 2 до 6 кГц был слышен писк от индуктивностей фильтров. Он не был навязчивым, и, видимо, при установке платы внутри корпуса он не будет слышен; но упомянуть сей факт я обязан.
Окончательный диагноз одноплатного усилителя мощности звуковой частоты на микросхеме TPA3110
Протестированный одноплатный усилитель XH-A232 на чипе TPA3110D2 показал себя добротным устройством среднего класса, пригодным для бытовых применений без каких-либо претензий на Hi-Fi и т.п.
Наибольшие претензии в его работе вызывает невозможность полноценной работы с напряжением питания выше 18 В. Недоступность управляющего контакта PLIMIT микросхемы усилителя не позволяет отрегулировать величину мощности до максимума при повышенном питании. Решение этой проблемы потребует грубого вмешательства в конструкцию, что делать крайне не желательно.
В «плюсы» этого одноплатного усилителя можно записать завершенную конструкцию с радиатором, полностью готовую к употреблению по принципу «подключай и пользуйся».
Усилитель подойдёт для озвучивания небольших пространств (жилая комната, площадка в саду и т.п.).
Купить плату усилителя XH-A232 на основе микросхемы TPA3110 можно на Алиэкспресс здесь.
Вступайте в группу SmartPuls.Ru 
Контакте! Анонсы статей и обзоров, актуальные события и мысли о них.
Искренне Ваш,
Доктор
28 июля 2021 г.
Порекомендуйте эту страницу друзьям и одноклассникам
TPA3110D2; TPA3110LD2
DataSheet TPA3110D2; TPA3110LD2
Информация Аналоги Чем заменить Параметры Схема включения Как проверить Маркировка Где купить
Краткая информация по разделу
DataSheet это техническая спецификация от производителей электронных компонентов, необходимая для разработки или ремонта электронных устройств. Учитывайте, что большая часть документов на английском, не имеет перевод, и только небольшая часть Datasheet на русском языке.
Какой аналог у TPA3110D2; TPA3110LD2?
Списки аналогов находятся в разделе форума, в отдельных темах. Если Вы не нашли чем заменить TPA3110D2; TPA3110LD2, создайте свою тему с вопросом.
Чем заменить TPA3110D2; TPA3110LD2?
Для одних компонентов существует множество вариантов замены, а для других их нет. При замене учитывайте схему включения, некоторые функции могут не использоваться. Если сомневаетесь в подборе аналога, обратитесь за помощью в форум.
Какие параметры TPA3110D2; TPA3110LD2?
Все основные парамеры находятся в даташите (мощность, ток, напряжение, частота).
Схема включения TPA3110D2; TPA3110LD2
В зависимости от типа аппарата в котором используется электронный компонент возможны различные схемы включения TPA3110D2; TPA3110LD2.
Как проверить TPA3110D2; TPA3110LD2?
Учитывайте, что далеко не все радиодетали можно проверить тестером (мультиметром). Многие компоненты необходимо проверять непосредственно в блоке или модуле аппарата замеряя напряжения или осцилограммы (осцилографом) в рабочем режиме.
Какая маркировка TPA3110D2; TPA3110LD2?
Где купить TPA3110D2; TPA3110LD2?
Купить электронные компоненты возможно в специализировааных магазинах либо коммерческих разделах сайта в частном порядке.
Продавцы имеют возможность публиковать бесплатные объявления продажи радиодеталей, а покупатели делать запросы на требуемые запчасти.
Одноплатные усилители мощности звуковой частоты D-класса (подборка с Алиэкспресс): маленькие, но сильные!
Усилители D-класса имеют по крайней мере одно неоспоримое и очень важное преимущество: высокий КПД, достигающий 90% и более.
Такой КПД позволяет создать в малых габаритах очень мощные усилители.
Однако же, среди мировой радиолюбительской общественности не утихают споры: а не потерялось ли одновременно с повышением КПД качество звука?
Некоторая потеря качества не исключена, поскольку в большинстве мощных усилителей должны стоять фильтры; а они повышают выходное сопротивление в области высоких частот и могут искажать АЧХ (подробности — по ссылке, сторонний ресурс).
И всё-таки, усилители D-класса при грамотном схемотехническом построении и достаточно высоком качестве источника питания способны дать очень высокое качество звука, достойное класса Hi-Fi.
Немного терминологии, применяемой далее:
SE (Single Ended) — обычный ШИМ-выход в усилителе D-класса;
BTL (Bridge-Tied Load) — схема с мостовым выходом (два SE-выхода в противофазе по звуковой частоте);
PBTL (Paralleled Bridge-Tied Load) — параллельное соединение выходов BTL, работающих синхронно.
Мощность усилителей в этой подборке указана согласно документации (datasheet) на применённые микросхемы; но надо сказать, что далеко не всегда номинальную мощность из них удаётся «выжать». А уж фантазии продавцов на Алиэкпресс в отношении мощности вообще не знают границ. 🙂
Цены указаны в долларах (т.к. цены в рублях быстро становятся недействительными) и в дальнейшем могут меняться в любую сторону. Но на распродаже 11.11 они, скорее всего, на несколько процентов упадут.
Одноплатные УНЧ на основе микросхемы TPA3116D2
Микросхема TPA3116D2 работает в мостовом режиме и оказалась настолько удачной и универсальной, что если бы других микросхем усилителей класса D не существовало бы, мир не сильно обеднел бы. 🙂
Микросхема может работать в широком диапазоне питающих напряжений (4.5 — 26 В), развивает на нагрузке 4 Ом мощность до 2*50 Вт (U пит.=21 В); а также может быть сконфигурирована в одноканальном режиме (мощность 100 Вт).
На Алиэкспресс предлагается множество вариантов одноплатных усилителей на основе этой микросхемы.
Существуют и варианты с 2-3 микросхемами TPA3116 на борту, предназначенными для построения усилителей конфигурации 2.1 и выше.
Вместе с тем надо напомнить о «щедрости» китайских производителей, которые запросто могут присвоить усилителю 2*50 Вт мощность 2*120 Вт.
Одноплатные УНЧ на основе микросхемы TDA7498
Микросхема TDA7498, в отличие от предыдущей (TPA3116D2), предназначена для работы с более высокоомными нагрузками и при более высоком напряжении питания, которое может составлять 14 — 39 В.
Предельная мощность на нагрузке составляет до 2*100 Вт (U пит.=36 В, Rн=6 Ohm).
«Грабли» при применении этой микросхемы заключаются в том, что её производитель не гарантирует работоспособность при нагрузке 4 Ом (может срабатывать защита по току); рекомендуется нагрузка 6 или 8 Ом.
Тем не менее, китайские продавцы сплошь и рядом пишут, что усилитель якобы работает с нагрузкой от 4 Ом. Будьте бдительны!
Одноплатные УНЧ на основе микросхемы TPA3110 (TPA3110D2) 2×15 Вт
Когда от усилителя не требуется мощность, сокрушающая стены, то можно применить и более простые решения, например, на основе микросхемы TPA3110 (aka TPA3110D2).
Микросхема может развить мощность 2×15 Вт или 1×30 Вт в монофоническом PBTL режиме (в последнем случае для стереоусилителя потребуются две платы).
В монофоническом режиме за счет параллельного соединения каналов одновременно ещё больше становится КПД.
Одноплатные УНЧ на основе микросхемы TPA3255
Микросхему TPA3255 (она же TPA3255D2) можно назвать легендарной.
Заслужила она это своими характеристиками: официальная выходная мощность (суммарная по всем каналам) заявлена на уровне 600 Вт!
Другое дело, что мне, например, не попадалось обзоров, где эта цифра подтверждалась бы. Но даже при отдаче половины мощности эта микросхема — крайне мощная.
Кроме того, возможна её гибкая конфигурация — она может работать как 4-канальная (4 канала SE), 3-канальная (2 канала SE и один канал BTL), двухканальная (2 канала BTL) и одноканальная (1 канал PBTL). Конфигурация задаётся при разводке платы и не меняется.
Недостаток каналов SE — в том, что они требуют наличия на выходе разделительного электролита, что ухудшает работу на низких частотах и увеличивает габариты усилителя.
При работе с высокой мощностью весьма рекомендуется принудительная вентиляция.
Одноплатный УНЧ на основе микросхемы TDA8954
Все ранее рассмотренные микросхемы были в той или иной степени «идеологической» копией друг друга и не предлагали ничего оригинального.
А вот микросхема TDA8954 — «не такая, как все».
Её главное отличие — в том, что она работает от двухполярного питания!
А в этом есть два «плюса».
Первый: питать микросхему не обязательно от стабилизированного источника питания, можно и от трансформатора с отводом от средней точки во вторичной обмотке.
Второй: по постоянно циркулирующим в радиолюбительских кругах слухам, схемы с двухполярным питанием в принципе дают лучшее качество звука, чем с однополярным.
Микросхема может быть сконфигурирована как двухканальная с каналами SE (2*210 Вт), либо как одноканальная BTL с мощностью 420 Вт (задаётся при разводке платы).
Перечисленные в подборке микросхемы — самые популярные, но в природе есть и много других, ничуть не хуже.
Можно упомянуть, например, TAS5630 (2*300 Вт, Texas Instruments), TPA3118D2 (2*30 Вт, не требует теплоотвода, Texas Instruments), PAM8610 (2*10 Вт, не требует теплоотвода, Diodes Inc.).
Применение усилителей класса D позволяет не только уменьшить массу и габариты аппаратуры, но и сократить потребление энергии (что очень важно для аппаратуры на автономном питании).
В тех случаях, когда в составе платы усилителя нет темброблока, есть смысл задуматься о его приобретении или сборке.
Это позволит добавить звуку окраски на низких и высоких частотах, или, попросту говоря, исправить типовые недостатки средних и дешевых звуковых колонок.
Потребуются также и корпуса для сборки полностью всей конструкции; их тоже можно подобрать и приобрести на Алиэкспресс.
Если перечисленные в подборке одноплатные усилители у других продавцов найдутся дешевле, то тоже можно брать — товар одинаковый (но надо следить за стоимостью доставки — она не всегда бесплатная).
TPA3110: СХЕМА МОДУЛЯ УМЗЧ
Не так давно был протестирован усилитель мощности звука класса D (стерео), основанный на микросхеме TPA3110D2. Купить готовый модуль можно всего за 100 рублей с небольшим (это за версию с уже установленным на плате регулятором громкости).
Несколько дороже стоят версии с установленным на плате Bluetooth беспроводным модулем передачи звука со смартфона.
Также есть различные вариации моно включения микросхемы под сабвуфер, в том числе с регуляторами и ФНЧ на плате. Но вернёмся к базовой модели.
Описание и параметры модуля
Сама плата с TPA3110D2 имеет небольшие размеры и ещё на заводе-изготовителе оборудована небольшим радиатором.
Очень даже неплохие параметры заявляет производитель:
Да и упрощенная внутренняя схема выглядит впечатляюще:
А это схема стерео версии УНЧ:
Монофоническое включение из даташита:
Более понятная принципиальная схема полного УМЗЧ на TPA3110 далее:
Тепловая защита не требует перезапуска питания, она просто отключает усилитель до тех пор, пока температура чипа не снизится. Введение схемы в режим ожидания требует короткого замыкания контактов STBY (CON2), то есть подачи напряжения, близкого к нулю на вход SD, что индицируется светодиодом LED1.
Что касается цифр в обозначении микросхем, расшифровывается это так:
Форум по обсуждению материала TPA3110: СХЕМА МОДУЛЯ УМЗЧ
Схема самодельного датчика индекса ультрафиолетового света, на базе GUVA-S12SD и SGM8521.
Изучение принципа действия и параметров кварцевого генератора, выбор КГ для различных устройств.
Схема автоматического контроллера включения освещения в прихожей или во дворе. Основа: CD4001B и BT136-600D.
Tpa3110ld2 tpa3110d2 чем отличаются
Кстати, спасибо за идею. Тоже получил пару 3110 в стерео варианте. Такие как на снимке Maestro.
Если и буду пробовать стабилизатор, то типа того, что вы приводили на фото. Хотя маловероятно. Скорее будет ИБП типа от ноута. Есть у меня на 6А выходного тока. А там стаб будет лишним. Разве что решу снизить питание. Мне глушить соседей ни к чему.
Я такую плату спалил при опытах, пытаясь снять замеры. 2 штуки. Просто моя ошибка. Заказал с АЛИ 5 чипов отдельно.
Когда получил микросхемы, запаял их феном как положено, на брюхо. Оказалось, что верхний радиатор почти и не нужен. Хотя металлизация там только по краям чипа. Но я их установил все равно. Нарезав резьбу М2 в радиаторах и просверлив отверстия в плате.
Провод родных дросселей мне кажется слабоватым для такой мощности. Тоже выписал на желто-белых кольцах на 22 мкГн. С проводом потолще. Сердечник скорее всего неправильный, да и лучше вовсе без сердечника, но мне пойдет.
Работают нормально в таком виде.
На 2-3 ватах звучат достаточно неплохо. На максимум не гонял, не скажу.
Про разводку ног тоже ничего сказать не могу.
Добавлено (29.11.2020, 09:47)
———————————————
Сейчас посмотрел свои платы. Да 5,6,7 ноги через 10 ом на питание.
Хотя по даташиту должно быть 5 и 6 на землю.
Видимо так тоже можно.
В моем модуле усилители не соединены по мостовой схеме. Обычная стерео разводка каналов.
Скорее всего соберу питание на 4х аккумуляторах и установлю по входам делители на резисторах ограничивающие входной сигнал дабы не перегружать случайно накрученной громкостью на максимум. Заказал на Али сами чипы лот 5 шт, буду добывать волшебный дым, пока найду оптимальный режим работы.
Спасибо ребята за ответы!
И простой вопрос. Если не мост и однополярное питание, то где разделительный конденсатор? Те, что установлены на плате они все по питанию.