Moduł wzmacniacza mocy z LM3886

Transkrypt

1 Moduł wzmacniacza mocy z LM88 Moduł monofonicznej końcówki mocy, opartej na aplikacji układu LM88. Cieszy się on bardzo dużą popularnością oraz niezłą opinią nawet wśród audiofilów, którzy są przesadnie uczuleni na wszystko, co scalone. user: 008, pass: 00dyt AVT-9 R, R: 0 V R, R, R: 0 kv R:, V R i DŁ: zwojów DNE 0,8,0 na rezystorze 0 V/ W C: 0 nf C, C, C: 00 nf C, C: mf/0 V C, C8: 0 mf/0 V IC: LM88 Złącze DG0/ szt. Złącze DG0/ szt. Radiator AVT-8 Wzmacniacz audio klasy D o mocy do 0 W (EP /0) AVT-8 PAmp_TDA88 Wzmacniacz mocy audio 0 W/ V (EP /0) AVT-8 Pamp_LM wzmacniacz mocy audio 0 W/8 V (EP /0) AVT- DAMP wzmacniacz klasy D o mocy 0 W (EP 9/0) AVT-8 Wzmacniacz z układem TPA0 AVT- AVT- (EP 8/0) Wzmacniacz o mocy 0 W z układem LM8 (EP /0) Miniaturowy, stereofoniczny wzmacniacz mocy W (EP 0/0) AVT- Wzmacniacz audio o mocy 00 W (EP /0) AVT-8 Moduł wzmacniacza klasy D (EP /0) AVT-9 Wzmacniacz o mocy W z układem TDA8 (EP 8/0) AVT-9 Wzmacniacz audio z układem TDA00, TDA00 lub TDA00 (EP /00) AVT-8 Miniaturowy wzmacniacz z układem TDAS (EP 9/00) AVT-8 Modu wzmacniacza audio 0 W AVT-9 (EP 8/00) Wzmacniacz W z STK9 (EP 8/00) AVT-9 Wzmacniacz 00 W (EP /008) AVT-98 Bardzo mały wzmacniacz mocy klasy D (EP 0/008) AVT-9 Wzmacniacz W TDA9 (EP 9/008) AVT-90 Wzmacniacz mocy W z TDA89 oraz W z TDA89 (EP 9/008) AVT-80 Wzmacniacz mocy z układami LM88 (EdW /998) AVT xxxx A płytka drukowana i zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji dodatkowych, które nie zostały wymienione wersję zamawiasz! (UK, A, A, B lub C). Schemat aplikacyjny układu LM88 pokazano na rysunku. Układ scalony LM88 wykonano w oparciu na tranzystorach bipolarnych. Wyposażono go w obwody chroniące przed uszkodzeniem na skutek przegrzania, przeciążenia, a także w bardzo przydatny obwód wyciszania trzasków przy włączaniu i wyłączaniu napięcia zasilającego. V V C 0nF R 0 R 0k R 0k R 0 0 C uf LM88 IC R 0k V R 0R C 0uF C8 0uF C 00nF Rysunek. Schemat ideowy modułu wzmacniacza z LM88 Czas opóźnienia jest określony przez stałą czasową RC obwodu dołączonego do nóżki 8 i może być dobierany według potrzeb. Wzmacniacz jest zasilany napięciem symetrycznym, dzięki czemu nie ma potrzeby stosowania kondensatorów separujących na wyjściu. Głośnik jest dołączony do wyjścia wzmacniacza przez dławik C 00nF C uf R R C 00nF OUT ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 9/0

2 Rysunek. Schemat montażowy modułu wzmacniacza z LM88 o indukcyjności około 0, mh. Dławik tworzy kilka zwojów drutu nawiniętych na rezystorze w praktyce jest to około zwojów DNE 0,8 mm na rezystorze o średnicy 8 mm. Dławik na wyjściu wzmacniacza (równolegle z rezystorem tłumiącym 0 V) jest stosowany w celu zabezpieczenia wzmacniacza przed pojemnościowym charakterem kabla oraz zwrotnic głośnikowych. Jeżeli kolumna głośnikowa nie ma wbudowanych filtrów indukcyjnych, można zaryzykować i pominąć cewkę, stosując jedynie rezystor. Do poprawnej pracy wzmacniacza jest wymagany zasilacz symetryczny o odpowiedniej wydajności prądowej. Należy mieć na uwadze, że próba zasilania ze źródła o mniejszej wydajności nie tylko nie pozwoli na uzyskanie pełnej mocy wzmacniacza, ale spowoduje zakłócenia jego pracy. Uzyskane parametry, zwłaszcza moc wyjściowa, będą zależały również od napięcia zasilającego. Przy ± V i kolumnach głośnikowych 8 V można uzyskać moc wyjściową rzędu 90 W. Przy zasilaniu napięciem ±8 V i obciążeniu V będzie to około 8 W, przy ±8 V i 8 V 8 W, przy ± V i 8 V około 0 W. Schemat montażowy modułu z LM88 pokazano na rysunku. Montaż jest typowy i nie powinien sprawić kłopotów. Należy pamiętać o dobraniu odpowiedniego radiatora oraz przykręceniu do niego układu LM88 po uprzednim odizolowaniu podkładką silikonową. Jeżeli z czasem okazałoby się, że wzmacniacz po dłuższym czasie ciągłej pracy wyłącza się, należy zmienić radiator na większy lub zapewnić jego lepsze chłodzenie. EB Miniaturowy wzmacniacz mocy W/8 V Niewielki, zasilany akumulatorem wzmacniacz mocy, który przyda się do zastosowań mobilnych. Moduł oparty jest na układzie TPA00 zawierającym mostkowy wzmacniacz mocy zdolny dostarczyć do obciążenia 8 V prawie, W przy zasilaniu V. Dzięki małemu napięciu pracy (, V) możliwe było zastosowanie do zasilania wzmacniacza typowego ogniwa Lipo 00 bez dodatkowych przetwornic podwyższających. Schemat układu wzmacniacza pokazano na rysunku. Sygnał audio z gniazda wejściowego (mini jack) jest doprowadzony do potencjometru głośności RV, a stąd przez sprzęgające obwody R C, R C do wejść wzmacniaczy U i U. Ze względu na symetryczny stopień wejściowy wejścia odwracające układów połączone są z masą obwodami R C, R C. Sygnał po wzmocnieniu jest filtrowany poprzez dławiki L L oraz kondensatory C, C, C9, C0 i doprowadzony do zacisków wyjściowych OUTL, OUTR. Jeżeli przewody do głośników są krótkie (poniżej 0 cm), na przykład gdy wzmacniacz jest wbudowany bezpośrednio w urządzenie, można zastąpić cewki L L koralikami ferrytowymi oraz zmniejszyć pojemność C, C, C9, C0 do nf. Zasilanie układów jest filtrowane przez C, C8 oraz CE. Aby wzmacniacz był w pełni przenośny, układ wzmacniacza został uzupełniony o typową ładowarkę akumulatora Li-Po z układem U (MCP8) z ustalonym na ok. 00 ma prądem ładowania. Kondensatory C, C filtrują zasilanie z USB oraz wyjście ładowania U. Dioda CHG sygnalizuje proces ładowania. Do zasilania ładowarki służy gniazdo USB (micro) i dowolny zasilacz lub ładowarka o napięciu V z telefonu komórkowego. Trójpozycyjny (ON-OFF-ON) przełącznik PW podłączony do gniazda PSW umożliwia przełączenie trybu pracy wzmacniacz (zwarte ) lub ładowarka (zwarte ) i wyłączenie układu. Do gniazda można też doprowadzić (piny ) zewnętrzne napięcie, V, gdy w aplikacji nie jest potrzebna ładowarka i zasilanie akumulatorowe (można nie wlutowywać odpowiednich elementów). Wzmacniacz zmontowano na dwustronnej płytce drukowanej rozmieszczenie elementów przedstawia rysunek. Montaż jest typowy i nie wymaga opisywania. Należy ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 9/0

3 user: 008, pass: 00dyt AVT-9 R R: 0 kv/% (SMD 080) R, R:, kv/% (SMD 080) RV, RV: kv/a (pot. stereofoniczny ) C C, C C8: 0, mf (SMD 080) C, C, C9, C0: mf (SMD 080) C, C: 0 mf (SMD 080) CE: mf/0 V (SMD C ) U, U: TPA00DDGN (MSOP8) BAT: akumulator 00 uchwyty KEYS9 CHG: dioda LED SMD 080 : złącze jack. (TME Lumberg) L L: mh (dławik SMD mh, TME ferrocore) OUTL, OUTR: złącze śrubowe, mm PSW: złącze SIP nasadka -pin na kabel PW: MSS0 (przełącznik -pozycyjny ON- -OFF-ON) USB: złącze micro USB (SMD) AVT-9 Końcówka o mocy W (EP 8/0) AVT-8 Wzmacniacz audio klasy D o mocy do 0 W (EP /0) AVT-8 PAmp_TDA88 Wzmacniacz mocy audio 0 W/ V (EP /0) AVT-8 Pamp_LM wzmacniacz mocy audio 0 W/8 V (EP /0) AVT- DAMP wzmacniacz klasy D o mocy 0 W (EP 9/0) AVT-8 Wzmacniacz z układem TPA0 AVT- AVT- (EP 8/0) Wzmacniacz o mocy 0 W z układem LM8 (EP /0) Miniaturowy, stereofoniczny wzmacniacz mocy W (EP 0/0) AVT- Wzmacniacz audio o mocy 00 W (EP /0) AVT-8 Moduł wzmacniacza klasy D (EP /0) AVT-9 Wzmacniacz o mocy W z układem TDA8 (EP 8/0) AVT-9 Wzmacniacz audio z układem TDA00, TDA00 lub TDA00 (EP /00) AVT-8 Miniaturowy wzmacniacz z układem TDAS (EP 9/00) AVT-8 Modu wzmacniacza audio 0 W AVT-9 (EP 8/00) Wzmacniacz W z STK9 (EP 8/00) AVT-9 Wzmacniacz 00 W (EP /008) AVT-98 Bardzo mały wzmacniacz mocy klasy D (EP 0/008) AVT-9 Wzmacniacz W TDA9 (EP 9/008) AVT-90 Wzmacniacz mocy W z TDA89 oraz W z TDA89 (EP 9/008) AVT-80 Wzmacniacz mocy z układami LM88 (EdW /998) AVT xxxx A płytka drukowana i zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji dodatkowych, które nie zostały wymienione wersję zamawiasz! (UK, A, A, B lub C). zadbać o poprawne przylutowanie wkładki radiatorowej U, U, ponieważ rozpraszanie ciepła odbywa się poprzez miedź płytki drukowanej. A RV ka RV ka CE uft C 0.uF C 0.uF TPA00DDGN 8!SHDN VOUT R NC 0k - VOUT R 0k R 0k ON/OFF/CHG C 0.uF C 0.uF R k U TPA00DDGN 8!SHDN VOUT R NC 0k - VOUT BAT 00 PSW PW U CHG MCP8 PROG STAT U VBAT VDD C 0uF Rysunek. Schemat ideowy miniaturowego wzmacniacza Rysunek. Schemat montażowy miniaturowego wzmacniacza Pierwsze uruchomienie wzmacniacza warto przeprowadzić z zasilacza laboratoryjnego z ograniczeniem prądu, bez włożonego akumulatora. Po podłączeniu głośników, źródła i zasilania należy sprawdzić pobór prądu oraz poprawność funkcjonowania wzmacniaczy U i U. Następnie dołączyć zasilanie do gniazda USB i skontrolować napięcie ładowania, V. Jeżeli nic nie budzi naszych wątpliwości, należy włożyć akumulatory do gniazd i sprawdzić wartość prądu ładowania (ok. 00 ma) oraz sygnalizację C 0.uF C8 0.uF R k L uh L uh L uh L uh C 0uF C uf C uf C9 uf C0 uf USB USB_B_MICRO VBUS D D ID SG OUTL OUTR ładowania CHG. Po naładowaniu akumulatora CHG gaśnie i można używać wzmacniacza na własnym zasilaniu. Czas pracy zależy od głośności i przy mniej forsownej pracy wynosi kilka godzin. Wzmacniacz dopuszcza zastosowanie głośników V, ale przy napięciu zasilania nieprzekraczającym, V, czyli przy zasilaniu z wbudowanego akumulatora. Należy pamiętać o tym ograniczeniu przy zasilaniu układu ze źródła zewnętrznego. Adam Tatuś, EP 8 ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 9/0

4 Sterownik silnika krokowego z opcją mikrokroku MIPROJEKTY Rozwój aplikacji łączących elektronikę i mechanikę wymusił na producentach opracowanie odpowiednich układów sterujących, a duet L9/L9 odchodzi zasłużenie do historii, ustępując miejsca energooszczędnym i bardziej rozbudowanym oraz co najważniejsze zajmującym minimalną ilość miejsca nowoczesnym rozwiązaniom. Przykładem może być oferowany przez TI układ DRV88. Układ DRV88 zawiera sterownik silnika krokowego z obsługą mikrokoku, aż do / (z kontrolą prądu uzwojeń przez wewnętrzny przetwornik C/A) i dwa mostki H w oparciu na tranzystorach MOS- FET, zdolnych do dostarczenia ciągłego user: 008, pass: 00dyt AVT-9 R:, kv/% (SMD 080) R R: 0 kv/% (SMD 080) RA, RB: 0, V/% (SMD 0) C: 0 nf (SMD 080) C, C: 0, mf (SMD 080) C: 0, mf (SMD 080) CE: 00 mf/ V (Low ESR) U: DRV88PWPR (HTSSOP8) DEC: zwora PCB : złącze IDC0 proste MA, MB, PWR: złącze DG8/. AVT-8 Uniwersalny tester sterowników silników krokowych (EP 0/0) AVT-8 Sterownik bipolarnych silników AVT- krokowych (EP /0) Mikrokrokowy sterownik silnika krokowego (EP 8/0) AVT- Mostek H (EP 8/0) AVT- Generator dla sterownika silnika krokowego (EP /0) AVT- Uniwersalny sterownik silników DC (EP /0) AVT-8/ Sterownik frezarki CNC (EP 8/0) AVT-8 Sterownik bipolarnego silnika krokowego (EP /0) AVT-8 Sterownik bipolarnego silnika krokowego (EP 8/00) AVT-9 Sterownik silnika krokowego USB (EdW /00) AVT- Sterownik unipolarnego silnika krokowego (EP /009) AVT- Sterownik silnika krokowego. Zdalnie sterowany statyw mikrofonowy (EP /00) AVT- Najprostszy sterownik silnika krokowego (EP 8/00) AVT xxxx A płytka drukowana i zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji dodatkowych, które nie zostały wymienione wersję zamawiasz! (UK, A, A, B lub C). prądu, A na każdy mostek (w szczycie, A), przy napięciu zasilania VM=9 V. Układ uzupełniono także o sygnalizację stanów awaryjnych takich jak przegrzanie, przeciążenie, zwarcie i blokadę podnapięciową, sygnalizowane na wyjściu nfault. Prosta i typowa aplikacja ułatwia zastosowanie modułu w układach elektromechanicznych, a w szczególności w robotyce amatorskiej. Schemat ideowy modułu pokazano na rysunku. Aplikacja DRV88 jest nieskomplikowana. Moduł jest zasilany poprzez złącze PWR napięciem VM z zakresu 9 V, zależnie od zastosowanego silnika. Napięcie VM jest filtrowane kondensatorami CE, C. Należy pamiętać o odpowiedniej zewnętrznej pojemności filtrującej, zdolnej w docelowej aplikacji odebrać prądy hamowania z uzwojeń. Z napięcia VM poprzez wewnętrzną przetwornicę generowane jest napięcie VCP potrzebne do zasilania drivera tranzystorów MOS- FET mostka H oraz napięcie pomocnicze, V. Kondensatory C i C są pojemnościami pompy ładunkowej VCP. Z napięcia VM jest otrzymywane także napięcie, V będące napięciem odniesienia dla układu pomiaru prądu uzwojeń jest ono filtrowane za pomocą pojemności C. Rezystory RA=RB=R ustalają maksymalny prąd uzwojeń zgodnie ze wzorem I=Vref/R. Napięcie Vref pochodzi z dzielnika R, R zasilanego z wewnętrznego, V. Dodatkowy dzielnik ułatwia precyzyjny dobór prądu uzwojeń. Napięcie A,BVref powinno zawierać się w zakresie, V dla zachowania najwyższej dokładności układu pomiarowego. Taki sposób doboru ułatwia zastosowanie typowej, łatwo dostępnej wartości rezystorów RA, RB. Podczas doboru należy zwrócić uwagę na moc traconą w RA, RB i starać się utrzymywać ich najmniejszą możliwą wartość (0, 0, V). Silnik jest dołączany do złączy MA oraz MB. Układ DRV88 jest sterowany standardowymi sygnałami: nen=0 załączającym sterownik, określającym kierunek obrotów,, którego każde zbocze narastające taktuje wbudowany indekser. Tabela. Konfiguracja indeksera M M M0 Tryb mikrokroku / 0 0 / 0 0 / 0 /8 0 0 / 0 / 0 / / Wszystkie sygnały sterujące są zgodne z logiką, V. Zwora DEC umożliwia określenie zachowania się sterownika mostka H podczas hamowania () dopasowanego do wymogów aplikacji. Dostępne są trzy tryby: Low/Mixed/Fast. Tryb Low (zwarcie uzwojeń) wybierany jest poprzez zlutowanie wyprowadzeń, tryb Fast (przeciwprąd) zlutowane, tryb Mixed (tryb mieszany) obie zwory pozostają rozwarte. Wejścia M0 M określają liczbę mikrokroków wbudowanego indeksera zgodnie z tabelą. Układ ma możliwość dynamicznej zmiany trybu mikrokoku. Podczas każdego narastającego zbocza wartości M0 M są odświeżane i indekser generuje zmieniony ciąg sterowania. Umożliwia to np. płynne i dokładniejsze sterowanie silnikiem przy zbliżaniu się do pozycji zadanej. ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 9/0 9

5 PWR M VM CE 00uF/V MA MB A A B B RA 0.R C 0.uF RB 0.R C 0.uF C 0nF U DRV88PWPR 8 CP CP!HOME VCP MODE VMA MODE AOUT MODE0 ISENA NC 8 AOUT 9 BOUT!ENABLE 0 0 ISENB 9 BOUT 8 VMB!FAULT AVREF!SLEEP BVREF!RESET VPOUT M M M0 nen nsleep nreset R.k R 0k nfault nen nfault VO 8 M 9 0 M DEC nsleep nreset M0 R 0k R 0k Rysunek. Schemat sterownika silnika krokowego z opcją mikrokroku VO C 0.uF Rysunek. Schemat montażowy silnika krokowego z opcją mikrokroku Sygnał nreset=0 wyłącza mostki H oraz ustawia pozycję odniesienie indeksera ( ). Sygnał nsleep=0 wprowadza układ w tryb obniżonego poboru mocy, w którym pobór prądu przy zasilaniu VM= V nie przekracza 0 ma. Stany awaryjne sygnalizowane są na wyjściu nflt. Sygnał nflt wykorzystany jest do automatycznego uśpienia układu dla ograniczenia traconej mocy. Moduł zmontowano na dwustronnej płytce drukowanej. Rozmieszczenie elementów ilustruje rysunek. Przed montażem układu należy dobrać rezystory RA, RB oraz dzielnik R/R w zależności od typu zastosowanego silnika. Sposób montażu jest typowy. Należy jedynie poprawnie przylutować pad termiczny. Adam Tatuś, EP REKLAMA Wygraj płytkę MLAB Xpress Evaluation Board Firma Microchip organizuje konkurs dla czytelników Elektroniki Praktycznej, w ramach którego mogą oni wygrać jedną z pięciu płytek MPLAB Xpress Evaluation Board. Nowa płytka zawiera zintegrowany programator, mikrokontroler PICF88 MCU oraz gniazdo mikrobus, które umożliwia łatwe rozszerzanie jej możliwości za pomocą ponad 80 modułów Click firmy MikroElektronika. Układ PICF88 to 8-bitowy mikrokontroler ogólnego przeznaczenia, który obsługuje bardzo dużą liczbę peryferiów pracujących niezależnie od rdzenia. Nową płytkę można używać w połączeniu z nowym środowiskiem MPLAB Xpress IDE Microchipa, które działa w chmurze. Jest łatwe w użytku i nie wymaga pobierania żadnych plików uruchomieniowych by rozpocząć pracę. Jest bezpłatne i realizuje większość popularnych funkcji klasycznego MPLAB X IDE. Zawiera również szereg bibliotek z kodem sprawdzonym przez pracowników Microchipa oraz AŻ PŁYTEK DO WYGRANIA! interfejs do narzędzia MPLAB Code Configurator.0 (MCC), które pozwala automatycznie generować kod. Warto zwrócić uwagę także na zintegrowane kompilatory MPLAB XC, obsługę debugera i programatora oraz 0 GB bezpiecznej przestrzeni na koncie mymicrochip. Naturalnie projekty można łatwo przenieść z MPLAB Xpress IDE do MPLAB X IDE. Płytka MPLAB Xpress Evaluation Board podłączana jest do komputera (z systemem Windows, OS X lub Linux), tak jak pamięć USB, a wgrywanie na nią skompilowanych plików odbywa się w ten sam sposób, co ładowanie danych na pendrive. Aby wziąć udział w konkursie, wystarczy zarejestrować się pod adresem: 0 ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 9/0