基于TDA7294集成电路的170W大功率音频放大器设计

TDA7294 IC是一款流行的低成本声音放大器IC，具有大量的功率处理能力，准确地说是100W。在本教程中，我们将在桥接配置中使用两个TDA7294 ic来构建一个更强大的放大器，可以处理高达170W的RMS功率。在整个本教程中，我们将引导您完成构建过程，首先，我们将向您展示如何计算电源所需的电压和电流，然后我们将找到如何根据TDA7294 IC数据表中给出的热数据获得适当的散热器，最后，我们将讨论如何通过稍微调整电路的值来改变放大器的增益。所以，事不宜迟，我们直接开始吧。

此外，检查我们的其他音频放大器电路，我们已经使用运算放大器，mosfet和IC(如TDA2030， TDA2040和TDA2050)构建了25w， 40w， 100w音频放大器电路。

开始前要考虑的重要参数

在我们开始之前，最好考虑一下放大器的输出功率，正如我们之前讨论的，它的有效值约为150W至170W，您还应该知道扬声器的阻抗和音频源的输入电压，您可以在TDA7294 IC的数据表中找到。在这种配置中，由于耗散和电流能力的原因，负载不得低于8 Ω。TDA7294 IC在±35V电源下，可在16 Ω扬声器中输出170W的功率，失真率为0.5%。对于音频源，我们将使用可以轻松产生500-900mV峰值功率输出的智能手机。

为工程选择合适的电源及计算

TDA7294 IC可以采用双电源或分路电源供电，从而大大提高了器件的性能和效率。这就是为什么我们要使用分体电源而不是单一电源。这里的目标是找到合适的变压器，它可以提供足够的电压和电流来驱动放大器正确。

如果我们考虑上面所示的30-0-30变压器，如果输入电源电压为230V，它将输出或多或少30-0-30V的交流。但是由于交流电源输入总是漂移，输出也会漂移。考虑到这个事实，现在我们可以计算放大器的电源电压。变压器给我们交流电压，如果我们把它转换成直流电压，我们会得到

VsupplyDC = 30*(1.41) = 42.3VDC

这个值比我们最初的目标略高，但根据数据表，它在设备的绝对最大额定值之内。可以清楚地看到，当输入为交流230V时，变压器可以输出42.3VDC。现在如果考虑5%的电压漂移，我们可以看到，最大输出电压变为

VmaxDC = (42.3 +2.4) = 44.77V

这完全在TDA7294 IC的最大电源电压范围内。

散热要求(寻找合适的散热器)

现在我们已经计算了最大功率要求，我们可以把重点放在为我们的放大器电路找到合适的散热器上。对于这个构建，我选择了一个铝，挤压型散热器。铝是一种众所周知的散热材料，因为它相对便宜，并表现出良好的热性能。为了验证TDA7294 IC的最大结温，我们可以使用流行的热方程，您可以在此维基百科链接中找到。

我们使用的一般原理是，温度下降ΔT通过一个给定的绝对热阻RØ，通过一个给定的热流Q。最后的公式是，

TJmax = 150°C(典型的硅器件)

Tamb = 29°C(室温)

RØJC = 1.5°C/W(对于典型的TO-220封装)

RØB = 0.1°C/W (TO-220封装的弹性体传热垫的典型值)

RØha = 2°c / w

最后的结果是

这意味着我们必须消耗15.14瓦或更多的能量，以防止设备过热和损坏。

注意：请注意，在做这个项目的时候，我没有任何其他大的散热器在我的库存，所以我不得不使用最大的一个，我有一个平稳的操作，一个更大的散热器建议。

基于TDA7294的放大器电路图

TDA7294放大电路的电路图如下：

构建基于TDA7294的放大电路所需的元件

这个电路非常容易复制，因为我们使用了通用组件来构建它，您可以在本节中找到这个项目的pars需求。

•Tda7294 IC - 2

•螺钉端子2.54 mm - 2

•螺纹端子5mm - 1

•22k欧姆电阻- 5

•680欧姆电阻- 2

•33k欧姆电阻- 1

•10k欧姆电阻- 1

•0.56uF电容器- 2

•22µF电容器- 4

•覆层板50x 50mm - 1

•6安培二极管- 4

•2200µF电容器- 2

•0.22uF电容器- 2

•散热器- 1

基于TDA7294的放大电路详细说明

既然我们已经看到了电路的完整原理图，我们就能理解电路是如何工作的了。我们将从设置放大器的增益开始，因为它是最重要的部分。

放大器增益设置

设置放大器的增益是构建中最重要的一步，因为低增益设置可能无法提供足够的功率。而高增益设置肯定会使电路放大后的输出信号失真。根据我的经验，我可以告诉你，将增益设置在30到35分贝之间对于用智能手机或USB音频套件播放音频是很好的。这就是为什么我们要关注这一点。

在上述电路中，引脚14的输出通过分压器配置反馈到引脚2

注意：要设置放大器增益1%或0.5%，必须使用电阻，否则立体声通道会产生不同的输出。

设置放大器输入滤波器

电阻R1与C2一起充当高通滤波器，确定带宽的下限。除此之外，电容器C2充当直流阻塞电容器。

放大器的截止频率可以用下面的公式求出。

Fc = 1 / (2πrc)

其中R和C是分量的值。

为了求出C的值，我们必须将方程重新排列为：

C = 1 / (2π × 22000R × 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。

设置输出和配置引导

接下来，我们将通过配置TDA7294 IC的引导引脚来设置输出。

正如您可以清楚地看到，IC的引脚6是放大器的引导引脚，它需要连接到IC的输出引脚(引脚14)，这就是这个IC如何知道它是在引导配置中配置的。

单信号ST-BY/静音控制电路

上图显示了仅使用一个命令同时使用st-by和mute功能的可能性。在两个引脚上，最大适用范围对应于工作电源电压，这意味着通过施加一定范围的输入电压，该设备可以置于待机或静音模式。

放大器电源

需要带适当去耦电容的双极性电源为放大器供电，原理图如下所示。虽然电源部分不是原理图的一部分，但我们将使用这种桥式整流器配置为电路供电。

电路结构

为了演示，电路在原理图的帮助下在手工点孔板上构造。请注意，如果我们将大负载连接到放大器的输出端，将会有大量的电流流过，为了克服这个问题，我们使用了一根CAT6电缆来连接穿孔板中的电源线。

为了使电路更小一点，减少复杂性，我焊接了一些电阻到穿孔板的背面，如下图所示。

TDA7294放大器电路的测试

测试过程将非常简单，我们将电源和负载连接到放大器。此外，我们将连接一个温度传感器与放大器来监测温度，我们将让它运行。

为了测试电路，使用了以下设备。

1.具有30-0-30抽头的变压器

2.一个16Ω 180W扬声器系统作为负载

3.采用Meco 108B+TRMS万用表作为温度传感器

4.还有我的三星手机作为音频源

使用的扬声器系统如下所示。如前所述，这是一个180瓦的扬声器系统，有一个150瓦的RMS主扬声器，一个15瓦的高音扬声器，另一个10瓦的扬声器输出人声。

此外，您可以看到在测试期间室温为22°C。此时，放大器处于关断状态，万用表只是显示室温。一般来说，这个放大器的音频输出非常好，可以通过增加一个音频音调控制电路来改善。

你可以从上面的图片中看到;结果或多或少都很好，测试过程中IC的温度没有超过41°C。使用一小时后，温度没有超过55°C。

本文编译自circuitdigest