Одноплатные усилители мощности звуковой частоты D-класса (подборка с Алиэкспресс): маленькие, но сильные!

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com (подробнее »)
| Подборка | Подборки, перечисления, топ-10, и так далее

Усилители D-класса имеют по крайней мере одно неоспоримое и очень важное преимущество: высокий КПД, достигающий 90% и более.

Такой КПД позволяет создать в малых габаритах очень мощные усилители.

Однако же, среди мировой радиолюбительской общественности не утихают споры: а не потерялось ли одновременно с повышением КПД качество звука?

Некоторая потеря качества не исключена, поскольку в большинстве мощных усилителей должны стоять фильтры; а они повышают выходное сопротивление в области высоких частот и могут искажать АЧХ (подробности — по ссылке, сторонний ресурс).

И всё-таки, усилители D-класса при грамотном схемотехническом построении и достаточно высоком качестве источника питания способны дать очень высокое качество звука, достойное класса Hi-Fi.

Немного терминологии, применяемой далее:

SE (Single Ended) — обычный ШИМ-выход в усилителе D-класса;

BTL (Bridge-Tied Load) — схема с мостовым выходом (два SE-выхода в противофазе по звуковой частоте);

PBTL (Paralleled Bridge-Tied Load) — параллельное соединение выходов BTL, работающих синхронно.

Мощность усилителей в этой подборке указана согласно документации (datasheet) на применённые микросхемы; но надо сказать, что далеко не всегда номинальную мощность из них удаётся «выжать». А уж фантазии продавцов на Алиэкпресс в отношении мощности вообще не знают границ. :)

Цены указаны в долларах (т.к. цены в рублях быстро становятся недействительными) и в дальнейшем могут меняться в любую сторону. Но на распродаже 11.11 они, скорее всего, на несколько процентов упадут.

Одноплатные УНЧ на основе микросхемы TPA3116D2

Микросхема TPA3116D2 работает в мостовом режиме и оказалась настолько удачной и универсальной, что если бы других микросхем усилителей класса D не существовало бы, мир не сильно обеднел бы. :)

Микросхема может работать в широком диапазоне питающих напряжений (4.5 — 26 В), развивает на нагрузке 4 Ом мощность до 2*50 Вт (U пит.=21 В); а также может быть сконфигурирована в одноканальном режиме (мощность 100 Вт).

На Алиэкспресс предлагается множество вариантов одноплатных усилителей на основе этой микросхемы.

Это могут быть самые простые варианты стереоусилителей (см. 1-ую ссылку выше, $6.5), а могут быть и усложнённые варианты со встроенным Bluetooth и регуляторами тембра (2-ая ссылка, $17).

Существуют и варианты с 2-3 микросхемами TPA3116 на борту, предназначенными для построения усилителей конфигурации 2.1 и выше.

Вместе с тем надо напомнить о «щедрости» китайских производителей, которые запросто могут присвоить усилителю 2*50 Вт мощность 2*120 Вт.

Одноплатные УНЧ на основе микросхемы TDA7498

Микросхема TDA7498, в отличие от предыдущей (TPA3116D2), предназначена для работы с более высокоомными нагрузками и при более высоком напряжении питания, которое может составлять 14 — 39 В.

Предельная мощность на нагрузке составляет до 2*100 Вт (U пит.=36 В, Rн=6 Ohm).

«Грабли» при применении этой микросхемы заключаются в том, что её производитель не гарантирует работоспособность при нагрузке 4 Ом (может срабатывать защита по току); рекомендуется нагрузка 6 или 8 Ом.

Тем не менее, китайские продавцы сплошь и рядом пишут, что усилитель якобы работает с нагрузкой от 4 Ом. Будьте бдительны!

На основе этой микросхемы выпускается различные варианты одноплатных усилителей, и совсем простых (первая ссылка выше, $8.6), и навороченных (с Bluetooth, воспроизведением с карты памяти и т.п., вторая ссылка, тоже $8.6).

Одноплатные УНЧ на основе микросхемы TDA7498E

Всего лишь одна буква в наименовании микросхемы, а как много она может изменить!

В отличие от своей «младшей сестры» (без суффикса), микросхема TDA7498E уже поддерживает работу с нагрузкой 4 Ом, а выходная мощность повышена до 2*160 Вт!

Омрачить эту радость может только то, что из-за полной совместимости по выводам, отдельными недобросовестными китайскими поставщиками возможна подмена, когда вместо TDA7498E на плате может оказаться обыкновенная TDA7498.

При приобретении надо тщательно изучать отзывы предыдущих покупателей, не замечал ли кто такой подмены.

Такая высокая мощность требует серьёзного теплоотвода, даже несмотря на высокий КПД. На некоторых платах уже устанавливают активное охлаждение.

На ссылках выше — два варианта плат на микросхеме TDA7498E: одна — попроще ($13.4), другая — более навороченная с конфигурацией 2.1 (Bluetooth, USB, тембры; итого $33.4).

Одноплатные УНЧ на основе микросхемы TPA3255

Микросхему TPA3255 (она же TPA3255D2) можно назвать легендарной.

Заслужила она это своими характеристиками: официальная выходная мощность (суммарная по всем каналам) заявлена на уровне 600 Вт!

Другое дело, что мне, например, не попадалось обзоров, где эта цифра подтверждалась бы. Но даже при отдаче половины мощности эта микросхема — крайне мощная.

Кроме того, возможна её гибкая конфигурация — она может работать как 4-канальная (4 канала SE), 3-канальная (2 канала SE и один канал BTL), двухканальная (2 канала BTL) и одноканальная (1 канал PBTL). Конфигурация задаётся при разводке платы и не меняется.

Недостаток каналов SE — в том, что они требуют наличия на выходе разделительного электролита, что ухудшает работу на низких частотах и увеличивает габариты усилителя.

По ссылкам выше — простая конфигурация (стерео), $44; и конфигурация 2.1 (стерео SE + басовый BTL), $40.

При работе с высокой мощностью весьма рекомендуется принудительная вентиляция.

Одноплатный УНЧ на основе микросхемы TDA8954

Все ранее рассмотренные микросхемы были в той или иной степени «идеологической» копией друг друга и не предлагали ничего оригинального.

А вот микросхема TDA8954 — «не такая, как все».

Её главное отличие — в том, что она работает от двухполярного питания!

А в этом есть два «плюса».

Первый: питать микросхему не обязательно от стабилизированного источника питания, можно и от трансформатора с отводом от средней точки во вторичной обмотке.

Второй: по постоянно циркулирующим в радиолюбительских кругах слухам, схемы с двухполярным питанием в принципе дают лучшее качество звука, чем с однополярным.

Микросхема может быть сконфигурирована как двухканальная с каналами SE (2*210 Вт), либо как одноканальная BTL с мощностью 420 Вт (задаётся при разводке платы).

По ссылке можно купить плату со стереоканалами SE по цене ок. $34.5 (с учетом доставки).

Перечисленные в подборке микросхемы — самые популярные, но в природе есть и много других, ничуть не хуже.

Можно упомянуть, например, TAS5630 (2*300 Вт, Texas Instruments), TPA3118D2 (2*30 Вт, не требует теплоотвода, Texas Instruments), PAM8610 (2*10 Вт, не требует теплоотвода, Diodes Inc.).

Применение усилителей класса D позволяет не только уменьшить массу и габариты аппаратуры, но и сократить потребление энергии (что очень важно для аппаратуры на автономном питании).

В тех случаях, когда в составе платы усилителя нет темброблока, есть смысл задуматься о его приобретении или сборке.

Это позволит добавить звуку окраски на низких и высоких частотах, или, попросту говоря, исправить типовые недостатки средних и дешевых звуковых колонок.

Потребуются также и корпуса для сборки полностью всей конструкции; их тоже можно подобрать и приобрести на Алиэкспресс.

Если перечисленные в подборке одноплатные усилители у других продавцов найдутся дешевле, то тоже можно брать — товар одинаковый (но надо следить за стоимостью доставки — она не всегда бесплатная).

5 комментариев

Saffron
а вот это насколько интересно (для преобразования microlab solo2):
https://aliexpress.ru/item/32730560110.html?spm=a2g0o.detail.0.0.20d25ceeNNK5S2&gps-id=pcDetailBottomMoreThisSeller&scm=1007.13339.169870.0&scm_id=1007.13339.169870.0&scm-url=1007.13339.169870.0&pvid=667a3386-0a6f-46c0-a873-03d63a84d877&_t=gps-id:pcDetailBottomMoreThisSeller,scm-url:1007.13339.169870.0,pvid:667a3386-0a6f-46c0-a873-03d63a84d877,tpp_buckets:21387%230%23183380%230&_ga=2.18483569.934859329.1604886459-1832342165.1603159994
Hans-Kristian
Это темброблок без усилителя мощности. С виду — навороченный, но по внешнему виду не угадаешь, каков на самом деле.
kaschinmv
ТРА3116- мощная оралка. До 20Вт- еще поëть после- орëт. Требует хорошего охлаждения, кетайцы сильно на нëм экономят, проверяйте термопасту- любят скотч впихнуть! При использовании штатного радиатора- поставьте кулер…
ТРА3255- просто порадовала звуком. До 100Вт на канал- бИмба! Но! Кетайцы экономят на конденсаторах, выходных дросселях и выходном буфере( вход ТРА- балансный). Потому сразу смотрите емкости в буфере- иначе спад на НЧ… Емкости по питанию должны быть с низким ESR, а суют откровенную лажу с надписью Elna… Параллельно нужна пленка с теми же требованиями. По охлаждению грабли- те же, см. Выше. После устранения косяков радует в полосовом усе, для мощной двуполоски. Хорошего звука!
kaschinmv

Ответ kaschinmv на комментарий
ТРА3116- мощная оралка. До 20Вт- еще поëть после- орëть. Требует хорошего охлаждения, кетайцы сильно на нëм экономят, проверяйте термопасту- любят скотч впихнуть! При использовании штатного радиатора- поставьте кулер…
ТРА3255- просто порадовала звуком. До 100Вт на канал- бИмба! Но! Кетайцы экономят на конденсаторах, выходных дросселях и входном буфере( вход ТРА- балансный). Потому сразу смотрите емкости в буфере- иначе спад на НЧ… Емкости по питанию должны быть с низким ESR, а суют откровенную лажу с надписью Elna… Параллельно нужна пленка с теми же требованиями. По охлаждению грабли- те же, см. Выше. После устранения косяков радует в полосовом усе, для мощной двуполоски. Хорошего звука!

Infinity
3255 в обзоре самая крутая по звуку, на уровне марантц 15s1

Добавить комментарий