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T类功放设计、制作(TA2024、TA2020、TA2022等)

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楼主
ID:127902 发表于 2016-6-25 15:36 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式


什么是T类

T类是Tripath生产的具有D类功放效率、同时音质媲美AB类功放的新功放类型(详细工作原理请参考Tripath官方资料)。所谓T,就是取Tripath首字母。目前最多被DIYer热捧的有TA2024、TA2020和TA2022等型号;在成品机中,Sonic Impact Technologies早在2003年就有T-AMP推出。
(本文属小弟原创,如引用请注明出处,谢谢高看)
T类功放电路(TA2024篇)

TA2024的电路板设计






在电路中,Pin1(+5VGEN)是芯片输出其内部产生的5V基准电源,电阻分压后得到约2.4V 偏压,通过1M左右电阻接输入管脚,调节分压电阻,就可以调节输出的直流电平(注:最佳输出直流U0=0V,过大的直流电平可能引起静态噪音并导致开关机冲击声,甚至损坏扬声器)。功放输入采用比较典型的电容耦合形式,R5和R6是反馈电阻,和输入电阻一起决定了功放增益Av,例如第一个声道增益 Av1=12×(R5/R2)。
Pin12是MUTE(静音)控制输入引脚。将该引脚上拉到高电平(5V逻辑)时候,处于“静音”状态;接地时候则为“非静音”,即正常工作状态。需要注意该引脚具有内部上拉,所以如果悬空不用,芯片默认处于“静音”状态。
Pin19 是Fault(出错标志)输出引脚。如果电路出现过热、输出对地短路等情况,该引脚输出高电平。
将Pin12和Pin19连接起来,如果有出现上述错误,则会自动将功放置为“静音”状态,防止芯片烧毁。
另外芯片还有SLEEP(休眠)输入控制和Over Load(过载)状态输出引脚,顾名思义诸位可以加以利用。
注意到功放的输出实际上是平衡形式的,没有公共地。输出接有LC滤波网络,这是因为T类功放的输出带有高频信号。10uH电感和0.47uF电容大概设置频率截止点73kHz。输出另外带有阻容串连的茹贝尔(Zobel)滤波网络,同样也是为了滤去高频,同时可以降低负载阻抗变化。另外还有一个电容跨接在扬声器两极,这个可以使负载接近“纯电阻”。
在输出还接有4个肖特基二极管,靠近输出引脚,可以防止输出信号水平低于地电平,防止损坏芯片内的输出功率管。选择合适的反向击穿电压的型号,还可以防止过高的输出电平出现。
TA2024的效率和散热
TA2024构成的电路具有80%以上的效率,在10W(@8欧)情况下,效率达到了88%,所以不需要大的散热器来支持(除非电路设计不合理,导致异常发热),一般情况下使用电路板的露铜来散热就足够了。所以TA2024芯片也设计成贴片(而不是TO-220类型),下方有金属导热块。目前有看到市面上一些设计在TA2024上额外增加散热器,我认为这个根本无助于散热,因为TA2024的芯片晶体是贴在下表面金属块上的,发热传导到上方很少,也很慢,在芯片上方增加散热器反而导致空气不流通,影响散热效果。TA2024芯片封装:



那么什么情况下加散热器有效呢?看看这个芯片封装:


金属散热块在上方,才是适合外加散热器的。






TA2024实做
合理的布局不仅有助于布线的简化,还可以提升T类功放品质。一般的原则是严格区分电路上的功能模块:输入、输出、电源等。另外PCB需要留出足够的空间来帮助芯片散热,大面积铺铜,同时阻焊开窗(露铜),作为散热用。请参考实物图:





细节图片:




组装完成品1:


完成图2:









T类功放电路(TA2022篇)
如果说TA2024的功率和输出(4线形式)是短板,那TA2022绝对是你的不二选择。 70W @4Ω(0.015% THD+N ),最大达到不小于125W每声道输出。这么大的功率已经不再可能用12V供电,所以是双电源,可以使用最高正负36V的直流电源,另外额外需要一组5V 基准供电。保证了大幅度输出和高品质音质。而且效率也保持在90% 左右。
TA2022的晶体封装在大块的厚铜基板上,保证良好导热,实际使用,不需要很大的散热器就可以工作。
TA2022实做图片














T类功放电路(TA2020篇)
TA2020-020芯片封装类似TA2022,前者却可以工作于单电源。功率较TA2024大一些,可达到20多瓦@4欧。
观察2020的输出可以发现和2024很相似,甚至可以认为2020是2024的增强版本,供电上限到了14.6V,功率达到了25W最大。另外,对于焊接新手来说,相对2024的贴片封装,2020的SSIP封装可以说是一个福音。











TA2020功放实做:



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沙发
ID:249545 发表于 2017-11-23 21:34 | 只看该作者
我比较奇怪的是:大功率T类功放为什么要采用这些偏门的封装,太难做PCB Layout了!!
难道不可以用那种"变频器"功率模快那样子的封装吗?
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