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T類功放設(shè)計(jì)、制作(TA2024、TA2020、TA2022等)

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ID:127902 發(fā)表于 2016-6-25 15:36 | 顯示全部樓層 |閱讀模式


什么是T類

T類是Tripath生產(chǎn)的具有D類功放效率、同時(shí)音質(zhì)媲美AB類功放的新功放類型(詳細(xì)工作原理請參考Tripath官方資料)。所謂T,就是取Tripath首字母。目前最多被DIYer熱捧的有TA2024、TA2020和TA2022等型號;在成品機(jī)中,Sonic Impact Technologies早在2003年就有T-AMP推出。
(本文屬小弟原創(chuàng),如引用請注明出處,謝謝高看)
T類功放電路(TA2024篇)

TA2024的電路板設(shè)計(jì)






在電路中,Pin1(+5VGEN)是芯片輸出其內(nèi)部產(chǎn)生的5V基準(zhǔn)電源,電阻分壓后得到約2.4V 偏壓,通過1M左右電阻接輸入管腳,調(diào)節(jié)分壓電阻,就可以調(diào)節(jié)輸出的直流電平(注:最佳輸出直流U0=0V,過大的直流電平可能引起靜態(tài)噪音并導(dǎo)致開關(guān)機(jī)沖擊聲,甚至損壞揚(yáng)聲器)。功放輸入采用比較典型的電容耦合形式,R5和R6是反饋電阻,和輸入電阻一起決定了功放增益Av,例如第一個(gè)聲道增益 Av1=12×(R5/R2)。
Pin12是MUTE(靜音)控制輸入引腳。將該引腳上拉到高電平(5V邏輯)時(shí)候,處于“靜音”狀態(tài);接地時(shí)候則為“非靜音”,即正常工作狀態(tài)。需要注意該引腳具有內(nèi)部上拉,所以如果懸空不用,芯片默認(rèn)處于“靜音”狀態(tài)。
Pin19 是Fault(出錯(cuò)標(biāo)志)輸出引腳。如果電路出現(xiàn)過熱、輸出對地短路等情況,該引腳輸出高電平。
將Pin12和Pin19連接起來,如果有出現(xiàn)上述錯(cuò)誤,則會(huì)自動(dòng)將功放置為“靜音”狀態(tài),防止芯片燒毀。
另外芯片還有SLEEP(休眠)輸入控制和Over Load(過載)狀態(tài)輸出引腳,顧名思義諸位可以加以利用。
注意到功放的輸出實(shí)際上是平衡形式的,沒有公共地。輸出接有LC濾波網(wǎng)絡(luò),這是因?yàn)門類功放的輸出帶有高頻信號。10uH電感和0.47uF電容大概設(shè)置頻率截止點(diǎn)73kHz。輸出另外帶有阻容串連的茹貝爾(Zobel)濾波網(wǎng)絡(luò),同樣也是為了濾去高頻,同時(shí)可以降低負(fù)載阻抗變化。另外還有一個(gè)電容跨接在揚(yáng)聲器兩極,這個(gè)可以使負(fù)載接近“純電阻”。
在輸出還接有4個(gè)肖特基二極管,靠近輸出引腳,可以防止輸出信號水平低于地電平,防止損壞芯片內(nèi)的輸出功率管。選擇合適的反向擊穿電壓的型號,還可以防止過高的輸出電平出現(xiàn)。
TA2024的效率和散熱
TA2024構(gòu)成的電路具有80%以上的效率,在10W(@8歐)情況下,效率達(dá)到了88%,所以不需要大的散熱器來支持(除非電路設(shè)計(jì)不合理,導(dǎo)致異常發(fā)熱),一般情況下使用電路板的露銅來散熱就足夠了。所以TA2024芯片也設(shè)計(jì)成貼片(而不是TO-220類型),下方有金屬導(dǎo)熱塊。目前有看到市面上一些設(shè)計(jì)在TA2024上額外增加散熱器,我認(rèn)為這個(gè)根本無助于散熱,因?yàn)門A2024的芯片晶體是貼在下表面金屬塊上的,發(fā)熱傳導(dǎo)到上方很少,也很慢,在芯片上方增加散熱器反而導(dǎo)致空氣不流通,影響散熱效果。TA2024芯片封裝:



那么什么情況下加散熱器有效呢?看看這個(gè)芯片封裝:


金屬散熱塊在上方,才是適合外加散熱器的。






TA2024實(shí)做
合理的布局不僅有助于布線的簡化,還可以提升T類功放品質(zhì)。一般的原則是嚴(yán)格區(qū)分電路上的功能模塊:輸入、輸出、電源等。另外PCB需要留出足夠的空間來幫助芯片散熱,大面積鋪銅,同時(shí)阻焊開窗(露銅),作為散熱用。請參考實(shí)物圖:





細(xì)節(jié)圖片:




組裝完成品1:


完成圖2:









T類功放電路(TA2022篇)
如果說TA2024的功率和輸出(4線形式)是短板,那TA2022絕對是你的不二選擇。 70W @4Ω(0.015% THD+N ),最大達(dá)到不小于125W每聲道輸出。這么大的功率已經(jīng)不再可能用12V供電,所以是雙電源,可以使用最高正負(fù)36V的直流電源,另外額外需要一組5V 基準(zhǔn)供電。保證了大幅度輸出和高品質(zhì)音質(zhì)。而且效率也保持在90% 左右。
TA2022的晶體封裝在大塊的厚銅基板上,保證良好導(dǎo)熱,實(shí)際使用,不需要很大的散熱器就可以工作。
TA2022實(shí)做圖片














T類功放電路(TA2020篇)
TA2020-020芯片封裝類似TA2022,前者卻可以工作于單電源。功率較TA2024大一些,可達(dá)到20多瓦@4歐。
觀察2020的輸出可以發(fā)現(xiàn)和2024很相似,甚至可以認(rèn)為2020是2024的增強(qiáng)版本,供電上限到了14.6V,功率達(dá)到了25W最大。另外,對于焊接新手來說,相對2024的貼片封裝,2020的SSIP封裝可以說是一個(gè)福音。











TA2020功放實(shí)做:



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ID:249545 發(fā)表于 2017-11-23 21:34 | 顯示全部樓層
我比較奇怪的是:大功率T類功放為什么要采用這些偏門的封裝,太難做PCB Layout了!!
難道不可以用那種"變頻器"功率�?炷菢幼拥姆庋b嗎?
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