TDA2030A 2X15W功放制作总结

Jerry@m

今天这个制作项目基本收工（输出端子没到货），总结一下。




补充内容 (2020-4-22 18:56):
谢谢各位高手指点！本人知识和经验有限，所以搞的比较乱，还有不少画蛇添足的地方；
那个噪声问题已经基本解决，还是信号输入和地线安排的问题，现在离“开机和不开机一样”已经比较近啦～
已经开始1875制作...

Jerry@m

电源部分电路图：


R1、C1、D1、D2并联把市电地与系统公共地（机壳）连接起来；
C2～C9并联在整流桥的每个二极管上，减少杂波；
C12、C13，C16～C19配合C10、C11，C14、C15，C20、C21滤波，减少高频杂波；
D8、D9是电源指示灯，R2、R3是其限流电阻；
T1是100瓦环牛，提供双15V（10W+）和双14V（70W+）两路供电；

放大器电路图（只画出一个声道）：


C1、C8是输入隔直电容，选大些的47微法希望提升低频；
R1、R5为其后的5532和2030提供偏置电流回路；
C4是高频旁路电容，用于防止运放自激；
U1双运放构成带电压放大的简单前级：U1B构成跟随器，缓冲输入信号；U1A构成同相放大，R2、R3构成其反馈网络，电压增益为 1 + R3/R2，即3.3（10dB)；
RV1是音量电位器的一个声道部分；
U2（TDA2030A）构成后级，也是同相放大电路，R6、R4、C7构成其反馈网络，电压增益（音频，忽略C7）为1 + R6/R4，即33.4（30.5dB），C7的作用是去除输出的直流成分，取较大的470微法同样是希望低频有所提升；
C9～C12，C2、C3、C5、C6分别是U2和U1的退耦电容；
D1、D2箝位输出电压，保护U2（感性负载可能引起超过电源的电压）；
R7、C13构成佐贝尔网络，防止放大器自激；

Jerry@m

制作过程就按着手机里的照片来描述吧......

焊整流桥：


搭棚主（后级供电）整流滤波：


试试完成的主整流滤波电路尺寸是否合适：


之所以这样直接搭棚，是因为机壳空间受限，而且那两个大电容刚好可以和变压器放一块儿。

Jerry@m

手头合适的变压器只有双18V（主）+ 双15V（副）这只，网上找了下也没有很合适的（根据计算主输出需要双14V的），所以决定改造：

根据先拆的15V绕组计算，大约4.4圈/伏，所以主绕组拆了18圈（目标是降低4V）后没有测量，直接绕回去了。

之前缠过两个200W的环牛，为了测试用N个12V/20W小灯泡弄了个假负载，正好用它试试这个变压器和整流滤波电路：


当时测试了一组数据，关于电压和纹波随功率变化的，现在没在手头，先上个纹波波形图片吧：


（待续）

DIY功放板

Jerry@m 发表于 2020-4-3 00:32
手头合适的变压器只有双18V（主）+ 双15V（副）这只，网上找了下也没有很合适的（根据计算主输出需要双14V ...

万能板lm1875t小功放，一体板

twh563

看电源做的很上心，赞一个。2030A做好了很好听，听弦乐、萨克斯是一绝。

hwd6906

我就是觉得2030没必要装继电器，大部分集成功放没必要保护电路

cch315

用N个12V/20W小灯泡弄了个假负载 大工程哟。一个200W灯泡搞定

llfj

加一级射随对声音影响大不大？

Jerry@m

llfj 发表于 2020-4-3 12:28
加一级射随对声音影响大不大？

个人认为小信号加跟随影响不大。

Jerry@m

变压器测量数据：

	功率1/W	功率2/W	电压1/V	电压2/V	纹波1/Vpp	纹波2/Vpp
空载	0	0	22.5	22.5	0	0
1	20.6	18.6	20.2	20.5	0.45	0.45
2	35	35	19	19	0.8	0.8
3	49	41	18	18	1.0	1.1

测量时市电电压是230V，TDA2030A极限电压是44V，所以变压器输出过高了。纠结了半天，最后还是决定再拆一遍变压器，又费了几个小时拆除10圈。变压器测试过程中发热不大，也没声音，认为质量没问题（第二遍拆装后没有再测试）。

制作双15V电源板：



简单量了一下输出电压是正负15V，电源部分到此完工。

Jerry@m

开始按机箱/散热器尺寸制作放大板：


从前级开始：


前级搭好后测一下：


1KHz 方波：


50Hz 方波：


20KHz 方波：


波形没看出什么问题，电压增益也正确，前级完成。

Jerry@m

放大板制作完成：





安装上散热器：


对整个电路进行测试：


测试程序：首输入1KHz正弦波，通过调节音量电位器把输出大小确定，然后改变频率和输入波形时不在调整音量（输入信号固定再2V峰峰值）。
首先进行空载情况下的测试：

空载20KHz 正弦波：


空载1KHz 方波：


空载50Hz 方波：


空载20KHz 方波：


之后把音箱接上进行带负载测试，因为测试音太刺耳，也怕影响邻居，所以不敢把输出调太大：

（待续，系统告之今天不能再多上传图片）

Jerry@m

接上边，带载测试。

带载 20KHz 正弦波：


带载 1KHz 方波：


带载 50Hz 方波：


带载 20KHz 方波：


输出波形测试完成，没发现明显问题，撤掉示波器和信号输入，接上音源开始试听，感觉挺好。
试听了两三个小时，散热片无压力，不过中间烟花了一片5532，不知道什么原因。

（想起来测波形之前开机，有2MHz左右自激，散热片发热较大，查了下认为接地问题，把放大板上前后级地线连起来后一根线接地后解决了）

Jerry@m

电路部分制作完成，开始安装机箱连线。

安装散热片：




安装变压器：




主要部分机械安装完成：


15V整流滤波板是把六角铜柱用尼龙柱替换后用热熔胶固定的，19V整流滤波则直接用热熔胶把大电容固定在机箱底部。


接线：



制作系统地和市电地连接零件（电阻、电容、二极管并联）：


单点接机壳：


安装接线完成（没有输出端子）：

Jerry@m

装箱完成后试听，基本还满意，就是有交流声（距离两米不开音乐听得到）。

音量最低，不接音源的输出波形：


论坛里学习了环地知识后，重新整理了地线，排除环地连接后，交流声没多少改善。
论坛、百度接着找，最后锁定在变压器漏磁上，机箱小，没法改放大板位置，又不甘心就这样，纠结了半天，决定再试试看有没有解决办法。
试着移动放大板的角度发现前级向上倾斜时噪声可以减少很多，于是：

把放大板折叠起来：




重新安装接线后直接连音箱测试，噪声已经完全淹没音乐，我的内心是崩溃的......

Jerry@m

看着折叠的放大板，已经无心恋战，发呆良久，决定从头再来 - 重新做放大电路。

为了方便安装并合理接地，决定这样做：
1）两个声道前后级用四块电路板；
2）信号地、输出地、退耦地分开（这个退耦地分开走可能没什么意义，反正不费事，也没想到有什么不利影响）。

前级电路：


后级电路：


GNDS是信号地，GNDP是输出/功率地，GNDC是耦合地；
VR_A、VR_B是接音量变压器的端子。


准备四块小板：


（图片限制到了，待续）

Jerry@m

完成后级：


四块板全部完成：


安装完成：


后级两块板安装在散热器上，前级两块板没地方打孔，用热熔胶粘在一块板上再固定。

完成的装机图：


连上音箱测试，交流声比之前小了很多，但离“开机和不开机一样”还差得多。后来发现把电位器连线从变压器上方走，交流声几乎完全消失，但只要把机箱上盖合上，就会又出来些。
把电位器信号线两头拆下整理了一下（尽量减小各条线间的距离）重新焊上，有些改善，但机箱盖合上交流声变大的情况还是没有解决。
用示波器测试（不接音源）如下：

示波器探头短路：


示波器连接功放输出，功放不插电源：


功放插电源，但不开机：


开机，音量电位器开最小：


音量电位器开最大：


这个交流声/噪声问题暂时没有解决思路，这两天一直在用这个功放，也没觉得是多大问题，所以不准备再折腾了，那个“开机和不开机一样”的目标留给下一个功放DIY项目吧。
PS：我特意用同一对音箱测试了手头的两台商品功放（钟神和声雅，型号没记住），它们的交流声/噪声问题的确小得多。

（完）

yygbs

良好接地后，3倍运放前级，耳朵紧贴喇叭完全听不到底噪！我之所以下面垫月饼盒是因为临时搭的木板桌面湿度大，边上两个300瓦方牛干扰也大导致输入悬空时有一点点噪音，用月饼盒隔离后完全消失