基于TDA2030的音频功放设计

TDA2030音频功放设计1整体设计思路音频功率放大器主要由前置级、音调级、功率放大级3局部组成。前置级要求输入阻抗高、输出阻抗小、频带宽、噪声小;音调级对输入信号主要起到提升、衰减作用；功率放大级是音频功率放大器的主要局部，它决定输出功率的大小，要求输出功率高，输出功率大的特点。[5]将功率集成块按一定方式组合，构成音频功率放大集成电路，其频响宽、噪声低、失真小。运用已有的集成电路，可以大大简化了电路的制作过程。TDA2030是飞利浦公司生产的，实物图如图12.集成音频功率放大器TDA2030TDA2030简介：TDA2030是一块性能十分优良的功率放大集成电路，其主要特点是上升速率高、瞬态互调失真小，在目前流行的数十种功率放大集成电路中，规定瞬态互调失真指标的仅有包括TDA2030在内的几种。我们知道，瞬态互调失真是决定放大器品质的重要因素，该集成功放的一个重要优点。TDA2030集成电路的另一特点是输出功率大，而保护性能以较完善。根据掌握的资料，在各国生产的单片集成电路中，输出功率最大的不过20W，而TDA2030的输出功率却能达18W，假设使用两块电路组成BTL电路，输出功率可增至35W。另一方面，大功率集成块由于所用电源电压高、输出电流大，在使用中稍有不慎往往致使损坏。然而在TDA2030集成电路中，设计了较为完善的保护电路，一旦输出电流过大或管壳过热，集成块能自动的减流或截止，使自己得到保护。TDA2030集成电路的第三个特点是外围电路简单使用方便。在现有的各种功率集成电路中，它的管脚属于最少的一类，总共才5端，外型如同塑料大功率管，这就给使用带来不少方便。TDA2030在电源电压±14V，负载电阻为4Ω时输出14W功率〔失真度≤0．5％〕；在电源电压±16V，负载电阻为4Ω时输出18W功率〔失真度≤0．5％〕。该电路由于价廉质优，使用方便，并正在越来越广泛地应用于各种款式收录机和高保真立体声设备中。该电路可供低频课程设计选用。TDA2030是飞利浦公司生产的，实物图如图1图1.TDA2030实物图表TDA2030电气参数表[6]参数名称符号单位参数最小典型最大测试条件电源电压VccV+、-6+-18静态电流IccmA4060Vcc=+-18,RL=4Ω输出功率PoW1214RL=4,THD=0.5%W89RL=8,THD=0.5%频响BWHz10140kPo=12w,RL=4,输入阻抗RiM0.55开环，f=1kHz谐波失真THD%0.20.5Po=0.1-12W,RL=4由表可知，TDA2030的输出功率大于10W，频率响应为10～1400HZ，输出电流峰值最大可达3.6A。其内部电路包含输入级、中间级和输出级，且有短路保护和过热保护，可确保电路平安可靠。其典型应用电路如图2]所示图2TDA2030典型应用电路TDA2030具有负载泄放电压反冲保护电路，如果电源电压峰值电压40V的话，那么在5脚与电源之间必须插入LC滤波器，以保证5脚上的脉冲串维持在规定的幅度内。结合课程设计得要求，在上图的根底上，我增加了电路的音量调节功能并增大了电路的信号放大倍数，设计原理图如图3.2.3图3.2其中RP是音量调节电位器，C1是输入耦合电容，R1是TDA2030同相输人端偏置电阻。R2,R3决定了该电路交流负反应的强弱及闭环增益。该电路闭环增益为(R2+R3)/R2=(0.68+22)/0.68=33.3倍，C2起隔直流作用，以使电路直流为100%负反应。静态工作点稳定性好。[4]C4,C5为电源高频旁路电容，防止电路产生自激振荡。R4、R5组成茹贝尔网路，用以在电路接有感性负载扬声器时，保证高频稳定性。VDI、VD2是保护二极管，防止输出电压峰值损坏集成块TDA2030。3.分立器件的选择虽然TDA2030所需的元件很少，但所选的元件必须是品质有保障的元件。电阻：RP为碳膜电位器R1,R2,R3为碳膜电阻，额定功率为1/8WR4为碳膜电阻，额定功率为1/4W电容：C1,C2为电解电容器，耐压为16VC3,C4,C5为瓷介电容。二极管：VD1,VD2为1N4001小功率整流二极管。扬声器：B为4Ω或8Ω15W全频扬声器。考虑到大功率的扬声器难以买到，我选择了一个3W的。4.主要元件列表表5.1高保真音频功放电路元件清单名称规格数量〔片〕电阻1Ω1/8W1*4680Ω1/8W1*422KΩ1/8W2*4电容C1,C2为电解电容器，耐压为16V0.1uF