TDA2030型功率放大器课程设计

TDA2030A是许多电脑有源音箱所采用的HI-FI功放集成块。它接法简单，价格实惠，输出电流大，谐波失真和交越失真小，具有优良的短路和过热保护电路。其有单电源和双电源两种接法，在本设计中使用双电源接法。TDA2030A是德律风根生产的音频功放电路，采用V型5脚单列直插式塑料封装结构。按引脚的形状引可分为H型和V型。该集成电路广泛应用于汽车立体声收录音机、中功率音响设备，具有体积小、输出功率大、失真小等特点。并具有内部保护电路。意大利SGS公司、美国RCA公司、日本日立公司、NEC公司等均有同类产品生产，虽然其内部电路略有差异，但引出脚位置及功能均相同，可以互换。关键词：TDA2030A功率放大TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第1章概述 1\o"CurrentDocument"设计目的 1\o"CurrentDocument"基本功能 1\o"CurrentDocument"第2章系统总体方案设计 1\o"CurrentDocument"设计思路 1\o"CurrentDocument"设计方案 2\o"CurrentDocument"设计要求 2\o"CurrentDocument"第3章各模块功能与设计 3\o"CurrentDocument"元件分析 3\o"CurrentDocument"放大电路的基本设计 4\o"CurrentDocument"电源设计 4\o"CurrentDocument"音量调节设计 5\o"CurrentDocument"总体电路设计 6\o"CurrentDocument"第4章总体分析 6\o"CurrentDocument"安装调试 6\o"CurrentDocument"元件清单 7第第1章概述1.1设计目的任务：如下图所示，使用功率放大器TDA2030或TDA2004设计一个音频功放电路。频号入音信输-音频拧制中一路TDA2004频号入音信输-音频拧制中一路TDA2004均

衡

控；1小1.2基本功能.系统有左右双声道。.失真率小。.具备高音和低音的调节功能。.具有音量、和左右声道均衡控制。第2章系统总体方案设计设计思路一般地，语音放大电路由“前置放大电路'、“有源带通滤波器”、“功率放大器”、“喇叭”等几部分结构构成。音频信号输入一前置放大器带通滤波器H功率放大器 ►喇叭图2.1前置放大器：将前级输出的微小的点信号在电压上进行放大；带通滤波器：滤除各种噪声信号，而使正常的信号通过；功率放大器：放大电流，使信号能够驱动负载（即喇叭）。设计方案在本设计中，选用的是TDA2030集成功率放大器。由于元件自身的特点，本电路主要有三部分组成：电源部分、左声道功率放大器、右声道功率放大器。如图2.2图2.2设计要求（1）前置放大器：2）输入信号Ud<10mV；⑴输入阻抗R>100kQ；i（2）有源带通滤波器：a）带通频率范围300Hz~3kHz；b）增益A=1；（3）功率放大器：a）最大不失真输出功率P >1W；omaxb）负载电阻R=8Q；Lc）电源电压+12V,-12V；（4）输出功率连续可调：a）直流输出电压＜50mV（输出开路时）;b）静态电源电流＜100mA（输出短路）。第3章各模块功能与设计元件分析本电路的重要元件是TDA2030A.TDA2030A的外形和引脚图如图3.1所示。1-同相输入端，2-反相输入端，3-负电源端，4-输出端，5-正电源端。TDA2030A音频集成功放主要参数如表3.1所示:是3.1电源电压VCC±3〜±18V输出峰值电流3.5A输入电阻>0.5MQ电压增益30d频响带宽（BW）0-140kHzTDA2030A电路的外接元件非常少，输出功率大，采用超小型封装提高了组装密度，开机冲击小，内含各种保护电路工作安全可靠。使用该元件的时候，要注意以下几点：TDA2030A具有负载泄放电压反冲保护电路，如果电源电压峰值电压40V的话，那么在5脚与电源之间必须插入LC滤波器，二极管限压（5脚因为任何原因产生了高压，一般是喇叭的线圈电感作用，使电压等于电源的电压）以保证5脚上的脉冲串维持在规定的幅度内；（2）热保护：限热保护有以下优点，能够容易承受输出的过载（甚至是长时

间的)，或者环境温度超过时均起保护作用;(3)与普通电路相比较，散热片可以有更小的安全系数，万一结温超过时，也不会对器件有所损害，如果发生这种情况，Po=(当然还有Ptot)和Io就被减少；(4)印刷电路板设计时必须较好的考虑地线与输出的去耦，因为这些线路有大的电流通过；(5)装配时散热片与之间不需要绝缘，引线长度应尽可能短，焊接温度不得超过260℃，12秒；(6)虽然TDA2030A所需的元件很少，但所选的元件必须是品质有保障的元件。放大电路的基本设计如图3.2所示，这是TDA2030A构成的一种经典放大电路。.+Vcc*C3100PFD1

IN4001

*C3100PF22uFq_ViC1R3Fl22k。R2

680。》TDA2030,3322k。q_ViC1R3Fl22k。R2

680。》TDA2030,3322k。R1PRL8。+Vo二二C2TC422pF100PFD2IN40010-Vcc©3.2对于这种经典电路，能计算出增益Af=1+R=332电源设计TDA2030A构成的功率放大电路需要用到正负双电源。在这个设计中，使用变压器，整流桥，滤波等将工频电压转化为±12V直流双电源。如图3.3所示是一种电源电路图。

从A+和A-可以输出正负直流电压。通过调节元件参数，使得输出电压为12V，以保证电路正常工作。图3.3音量调节设计音频信号通过J1，J2输入，左右两通道元件参数完全相同在L左声道中C1，C2，R2，W1等构成高音调节电路；R3，R4，R5，C3，C4，W2等构成低音调节电路。音频信号经过C5耦合至音量电位器W3进行音量调整，C6是为了防止自激和减少高频噪声而加入的。其电路如图3.4：C5C1R2W3R3C3C4R5W2R4C6C5C1R2W3R3C3C4R5W2R4C6图3.4总体电路设计如图3.5,这是本次实验所设计的完整电路图。电源部分是由变压器和整流桥构成的±12V电源，TDA2030A放大电路，音量调节电路等部分构成。电路选择音频输入线输入音频信号，经过放大得到双声道音频信号，从喇叭输出响亮的声音。图3.5第4章总体分析4.1安装调试(1)静态调试：集成输入对地短路，观察输出有无振荡，如有震荡，采取消震措施以消除振荡。(2)功率参数测试a)测量最大输出功率Pom输入f=1kHz的正弦输入信号u，并逐渐加大输入电压幅值直至输出电压uo的波形出现临界削波时，测量此时R两端输出电压的最大值U或有效值U，则omU U2 U2P=om-=o-om 2R RLLb）测量电源供给的平均功率PV近似认为电源给整个电路的功率为P,所以在测试U的同时，只要在供电V om回路串入一只直流电流表测出直流电源提供的平均电流乙，即可求出PVc）计算效率n "二p/pvd）计算电压增益Au3 A3=U/U3（3）系统调节经过对TDA2030A的放大级部分的局部测试之后，扩大到整个系统的调节。a）令输入信号u=0，测量输出的直流输出电压。切输入f=1kHz的正弦信号，改变ui幅值，用示波器观察输出电压uo波形的变化情况，记录输出电压uo最大不失真幅度所对应的输入电压ui的变化范围。。）输入ui为一定值的正弦信号，改变输入信号的频率，观察uo的幅值变化情况，记录uo下降到0.707uo之内的频率变化范围。d）计算总的电压放大倍数A”=ujuj4.2元件清单该设计中所用到的元件如下表所示：表4.1序号名称型号规格位号数量1集成电路TDA2030AIC1、IC22块2整流二极管IN4007VD1-VD44块3电阻器10R9、R182支4电阻器300R8、R172支5电阻器1kR1、R102支6电阻器1.5kR5、R142支7电阻器2.2kR3、R122支8电阻器5.6kR4、R132支9电阻器10kR2、R11、R19、3支10电阻器22kR6、R152支11电阻器47kR7