Мини-усилитель на TDA7052 — 1 Вт от батарейки в 8-выводном корпусе
Мостовое включение позволяет получить больше ватта от четырёх пальчиковых батареек, а радиатор не нужен. Три детали вокруг микросхемы — и усилитель для карманного приёмника готов.
Содержание
TDA7052 отдаёт на нагрузке 8 Ом 1,2 Вт (типовое значение, искажения 10 %) при питании 6 В. Условия по даташиту Philips (июль 1994): 1 кГц, температура 25 °C. Допустимое питание — от 3 до 18 В.
Радиатор не нужен: максимальная мощность рассеяния на синусе 0,9 Вт, а тепловое сопротивление корпуса 110 К/Вт. Усиление фиксированное, 39 дБ (38–40 дБ): для 1,2 Вт хватает около 35 мВ на входе, поэтому нужен регулятор громкости.
TDA7052 рассчитана на устройства, где место и питание ограничены: карманные приёмники, диктофоны, игрушки. Мостовое включение выходного каскада заложено внутри, поэтому от 6 В она отдаёт заметно больше, чем обычная микросхема с одиночным выходом.
Ниже — параметры с условиями, выводы, схема, расчёт входного сигнала, тока и нагрева, питание от батареек и типовые ошибки.
Что умеет микросхема
Данные — из даташита Philips на TDA7052. Условия: питание 6 В, нагрузка 8 Ом, 1 кГц, температура 25 °C. В таблице указано, какое число минимальное, типовое или максимальное.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Питание | 3 В мин., 6 В тип., 18 В макс. |
| Мощность на 8 Ом (искажения 10 %) | 1,2 Вт тип. |
| Усиление | 38 дБ мин., 39 дБ тип., 40 дБ макс. |
| Ток покоя (без нагрузки) | 4 мА тип., 8 мА макс. |
| Искажения при 0,1 Вт | 0,2 % тип., 1 % макс. |
| Входное сопротивление | 100 кОм тип. |
| Подавление пульсаций питания (100 Гц – 10 кГц) | 40 дБ мин., 50 дБ тип. |
| Шум на выходе (60 Гц – 15 кГц, источник 5 кОм) | 150 мкВ тип., 300 мкВ макс. |
| Смещение постоянного напряжения между выходами | не более 100 мВ |
| Диапазон частот | 20 Гц – 20 кГц |
| Тепловое сопротивление (кристалл–среда) | 110 К/Вт |
Выводы: 1 — плюс питания, 2 — вход, 3 — общий (сигнальный), 5 и 8 — выходы, 6 — общий (силовой), 4 и 7 не используются. Динамик подключается между выводами 5 и 8 и ни одним контактом не касается земли.
Защита: выходы выдерживают короткое замыкание; непериодический пиковый выходной ток — не более 1,5 А.
Схема
Схема совпадает с типовым включением из даташита: 220 мкФ и 100 нФ по питанию. В даташите на входе стоит источник сигнала с сопротивлением 5 кОм, в схеме статьи — переменный резистор 4,7 кОм.
- Вход.Сигнал идёт на вывод 2 через переменный резистор 4,7 кОм: он работает как делитель и регулирует громкость. Усиление в 89 раз (39 дБ) с телефона или плеера легко перегружает вход, поэтому регулятор нужен.
- Питание.C1 (220 мкФ) и C2 (100 нФ) фильтруют питание. Конденсаторы ставят рядом с выводом 1; при питании от батареи электролит можно не ставить, а от сетевого адаптера с пульсациями лучше оставить.
- Выход.Оба вывода динамика подключены к микросхеме, без выходного конденсатора. Постоянная составляющая между ними по даташиту не больше 100 мВ.
- Нагрузка.Даташит приводит мощность только для 8 Ом; для динамиков 4 и 16 Ом данных у этой микросхемы нет.
Регулятор громкости и усиление работают независимо: регулятор уменьшает сигнал до микросхемы, а усиление остаётся постоянным.
Расчёт: сигнал, ток и нагрев
Для 1,2 Вт на 8 Ом нужно √(1,2 · 8) ≈ 3,1 В действующего на нагрузке. Усиление 39 дБ — это 10^(39/20) ≈ 89 раз, значит, на входе около 3,1 / 89 ≈ 35 мВ. Линейный выход телефона отдаёт сотни милливольт, поэтому регулятор нужен.
Ток считают так. Амплитуда на нагрузке √(2 · 8 · 1,2) ≈ 4,4 В, пик тока 4,4 / 8 ≈ 0,55 А (при предельном 1,5 А). Средний ток от источника по формуле I = (2/π) · U / RL около 0,35 А, то есть около 2,1 Вт от батареи при мощности 1,2 Вт.
Мощность рассеяния для моста: P = 2 · Vp² / (π² · RL) = 2 · 36 / (9,87 · 8) ≈ 0,91 Вт — столько и указано в даташите. Максимальная температура воздуха по даташиту: 150 − 110 · 0,9 ≈ 51 °C.
Питание от батареек
Классический источник — четыре пальчиковых батарейки (R6) по 1,5 В: 6 В номинальных. Допустимый диапазон 3–18 В, поэтому микросхема работает до глубокого разряда батарей, но мощность падает.
Оценка (условная): если принять, что мощность пропорциональна квадрату питания, при 4,5 В получится около 1,2 · (4,5 / 6)² ≈ 0,7 Вт.
Время работы считают по формуле t = C / I. Пример (условный): ёмкость 2000 мА·ч, средний ток 0,35 А на полной громкости — около 5,7 ч; в покое при 4 мА — около 500 ч. Поэтому поставьте выключатель в разрыв плюса.
Типовые ошибки
- Динамик соединён одним выводом с землёй.Мост не работает, усилитель искажает или греется.
- Питание выше 18 В.Это предел по даташиту.
- Регулятор громкости на максимуме с линейного выхода.Искажения: на входе нужно около 35 мВ.
- Питание ниже 3 В.Минимальное напряжение по даташиту — 3 В; одна пальчиковая батарейка 1,5 В не подходит.
- Вариант TDA7052A/AT вместо TDA7052.У него вывод 4 — вход регулировки громкости постоянным напряжением, и без сигнала на нём усилитель молчит.
- Нет выключателя.Ток покоя 4 мА (тип.) разряжает батарейки за недели.
Где пригодится сегодня
В самодельных игрушках, карманных приёмниках и любительских проектах на батарейках. В большинстве случаев сегодня проще взять готовый модуль на 5 В (например, на PAM8403), но для схемы «на память» и для учебной сборки TDA7052 хороша: понятная и почти без деталей.
Что в итоге
Подходит: карманные устройства, приёмник, игрушки, лабораторный усилитель на 6 В.
Не подходит: питание от одной пальчиковой батарейки (ниже минимума 3 В) и динамики не на 8 Ом без проверки допустимой мощности.
Сравнение микросхемных усилителей и порядок выбора — в обзоре усилители НЧ на микросхемах. Для наушников есть отдельный вариант — усилитель на LM386, а для небольшой колонки — стереоусилитель 3 Вт.
Частые вопросы
Сколько ватт даёт TDA7052?
1,2 Вт (типовое значение) на 8 Ом при питании 6 В и искажениях 10 %; минимум в даташите не указан. При искажениях 0,1 Вт — 0,2 % тип.
Мощность падает с питанием: при 4,5 В по оценке около 0,7 Вт.
Какое питание нужно TDA7052?
От 3 до 18 В, номинал 6 В. Для переносного устройства подходят четыре пальчиковые батарейки (R6) или сетевой адаптер 6 В.
Батарейки R6 продаются повсеместно в России; при разряде ниже 3 В (то есть около 0,75 В на элемент) усилитель перестаёт работать.
Нужен ли радиатор TDA7052?
Нет: при 6 В и 8 Ом максимальная мощность рассеяния — 0,9 Вт, тепловое сопротивление корпуса 110 К/Вт. Предельная температура воздуха — около 51 °C.
В закрытом корпусе с нагревом нужен запас по температуре.
Чем TDA7052 отличается от TDA7052A?
У TDA7052A/AT есть вывод 4 — регулировка громкости постоянным напряжением; питание 4,5–18 В; усиление максимум 35,5 дБ; мощность 1,0 Вт мин., 1,1 Вт тип. на 8 Ом (A), 0,5 / 0,55 Вт на 16 Ом (AT).
Проверяйте индекс на корпусе; схема статьи — для TDA7052 без индекса.
Можно ли подключить динамик 4 Ом или 16 Ом?
Для TDA7052 даташит даёт цифры только на 8 Ом. Для 16 Ом есть вариант TDA7052AT (0,5 Вт мин., 0,55 Вт тип.).
Динамики на 8 Ом из старых радиоприёмников и малогабаритные колонки продаются в российских магазинах радиодеталей.
Калькуляторы для аудио
Что понадобится
| Обозначение | Номинал | Тип | Кол-во |
|---|---|---|---|
| IC1 | TDA7052 | DIP-8 | 1 |
| R1 | 4,7 кОм | переменный, регулятор громкости | 1 |
| C1 | 220 мкФ | электролит, по питанию | 1 |
| C2 | 100 нФ | керамика | 1 |
| K1 | динамик 8 Ом | 1 |
