TPA3116D2 Circuito amplificador potência áudio Classe D

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TPA3116D2 Circuito amplificador potência áudio Classe D. Apresentamos este mini módulo amplificador de potência de som caseiro para aplicações como amplificação de áudio para PC, guitarra, som ambiente, mini caixas ativas. Este pequeno chip funciona em classe D sendo amplificador estéreo com estágio fio de potência digital para alto-falantes de até 100W em 2 Ohms em mono.

O dispositivo TPA3116D2 é um amplificador de áudio Classe D altamente eficiente com MOSFET integrado de 120 mOhms que permite correntes de saída até 7,5 A. A alta eficiência permite que o amplificador forneça um excelente desempenho sem a necessidade de um dissipador de calor volumoso.

A série TPA31xxD2 é um estágio de potência de amplificador digital estéreo e eficiente para a condução de alto-falantes até 100 W / 2 Ω em mono. A alta eficiência do TPA3130D2 permite que ele faça 2 × 15 W sem dissipador de calor externo em uma única camada de PCB. O TPA3118D2 pode até rodar 2 × 30 W / 8 Ω sem dissipador de calor em uma PCB de camada dupla. Se for necessária uma potência ainda maior, o TPA3116D2 faz 2 × 50 W/4 Ω com um pequeno dissipador de calor acoplado a seu lado superior PowerPAD. Todos os três dispositivos compartilham a mesma pegada permitindo que uma única placa de circuito impresso seja usada em diferentes níveis de potência.

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O circuito oscilador/PLL avançado TPA31xxD2 emprega uma opção de frequência de comutação múltipla para evitar interferências AM; isto é conseguido com uma opção de master ou slave, tornando possível sincronizar múltiplos dispositivos.

Os dispositivos TPA31xxD2 são totalmente protegidos contra falhas com proteção contra curto-circuito e proteção térmica, assim como proteção contra sobretensão, subtensão e CC. As falhas são relatadas de volta ao processador para evitar que os dispositivos sejam danificados durante condições de sobrecarga.

Nesta apresentação temos o TPA3116 em modo PBTL para até 100W de potência, com sugestão de placa de circuito impresso.

Configuração de ganho

Ganho R29(para GND) R28(Para GVDD)
20dB 5,6K Aberto
26dB 20K 100K
32dB 39K 100K
36dB 47K 75K

 

Sobre o circuito
O CI permite que com poucos componentes tenha um mini amplificador completo. A entrada conta com a possibilidade de se utilizar 2 tamanho de potenciômetros. O sinal liga ao pré amplificador com amplificador operacional duplo na configuração inversor e que você poderá alterar os valores dos resistores R2 e R5 para obter que ganho te atenda. O chip está configurado com os resistores para ganho de 26dB, também poderá ser alterado caso prefira. A configuração de frequência está padrão para 400KHz. Foi adicionado capacitores de desacoplamento próximo ao chip. As bobinas ser utilizadas podem ser de 10µH com opção de utilizar SMD ou PTH.
A alimentação pode ser por fontes ou bateria de 12 a 24V, o consumo será conforme a potência pretendida com uma eficiência de até 90%, basta que utilize a lei Ohms.

Sobre a potência que poderá alcançar, distorção e eficiência veja os gráficos abaixo:

Circuito Amplificador Potência Ci Tpa3116D2 Classe D Digital 7 Tpa3116D2 Amplificador Tpa3116D2 Circuito Amplificador Potência Áudio Classe D
Potência X Tensão Para Carga De 2 Ohms
Circuito Amplificador Potência Ci Tpa3116D2 Classe D Digital 6 Tpa3116D2 Amplificador Tpa3116D2 Circuito Amplificador Potência Áudio Classe D
Potência X Tensão Para Carga De 2 Ohms
Circuito Amplificador Potência Ci Tpa3116D2 Classe D Digital 5 Tpa3116D2 Amplificador Tpa3116D2 Circuito Amplificador Potência Áudio Classe D
Eficiência Alta Em Relação A Potência Entregue E Consumo.
Circuito Amplificador Potência Ci Tpa3116D2 Classe D Digital Tpa3116D2 Amplificador Tpa3116D2 Circuito Amplificador Potência Áudio Classe D
Tdh + Ruído Repare Que Se Se Abrir O “Volume Total” A Distorção Ficará Alta. Nos Demais Casos Está Bem.
Circuito Amplificador Potência Ci Tpa3116D2 Classe D Digital 4 Tpa3116D2 Amplificador Tpa3116D2 Circuito Amplificador Potência Áudio Classe D
Máxima Potência De Saída Conforme A Fonte.

Para maiores detalhes consulte o Datasheet em PDF

Esquema do amplificador com TPA3116

Esquema Tpa3116D2 Circuito Amplificador Potência Áudio Classe D
Esquema Circuito Amplificador Potência Áudio Classe D

Sugestão de placa de circuito impresso

Placa De Circuito Impresso Pcb Parte Inferior Tpa3116D2 Circuito Amplificador Potência Áudio Classe D
Placa De Circuito Impresso Pcb Parte Inferior
Placa De Circuito Impresso Pcb Vista Dos Componentes Topo Tpa3116D2 Circuito Amplificador Potência Áudio Classe D
Placa De Circuito Impresso Pcb Vista Dos Componentes, Topo.
Placa De Circuito Impresso Pcb Topo Tpa3116D2 Circuito Amplificador Potência Áudio Classe D
Placa De Circuito Impresso Parte Superior
Placa De Circuito Impresso Pcb Silk De Componentes Tpa3116D2 Circuito Amplificador Potência Áudio Classe D
Silk De Componentes

Lista de componentes para montagem

Componente Valor Descrição Quantidade
Capacitores
C1 2.2uF/63V Capacitor poliéster (5 x 3,5 mm) 1
C2, C3 100µF/25V Capacitor eletrolítico 2
C4, C29, C31, C46 100n Capacitor SMD 0805 4
C5, C62, C63 10n Capacitor SMD 0805 3
C6, C38, C43, C56, C57 1n Capacitor SMD 0805 5
C22, C23, C26 1uF Capacitor poliéster (5 × 3,5 mm) 3
C39, C40, C41, C42 220n Capacitor SMD 0805 4
C47, C49 470µ/35V Capacitor eletrolítico 2
C54, C55 Capacitor poliéster (7,5 × 5 mm) 2
Semicondutores
D1 12V Diodo Zener SMD 1
IC1 NE5532 ou equivalente Circuito integrado amplificador operacional SMD-SO (8) 1
IC2 TPA3116D2 ou TPA3118D2, ou TPA3130D2 CI amplificador de áudio classe D da TI 1
Conectores
IN Entrada de áudio Conector vertical 2 pinos 2,54 mm 1
OUT Saída de áudio Borne Conector KRE 2 Vias
VCC Alimentação Borne Conector KRE 2 Vias
Resistores SMD 0805
R1 100k 104 — Resistor SMD 0805 1
R2 2K 202 — Resistor SMD 0805 1
R3, R4 6.8K 682 — Resistor SMD 0805 2
R5, R29 20K 203 — Resistor SMD 0805 2
R6 1K 102 — Resistor SMD 0805 1
R7 47K 473 — Resistor SMD 0805 1
R23, R28 100K 104 — Resistor SMD 0805 2
R30, R31, R32 3.3 3R30 — Resistor SMD 0805 3
Diversos
P1 ou P2 47k Potenciômetro simples 47K ou RK097 50K (503) 1
L1, L3 ou ( L5, L6) 10u /5A Indutor pode ser SMD CDRH127 ou indutor com núcleo toroidal, ou mesmo equivalente. 2
Solda, Fios, Pci, Caixa, fonte de alimentação, dissipador de calor, etc.

 

Fotos do protótipo montado

Download do arquivos em PDF para este projeto: Inclui sugestão de Placa de circuito impresso em PDF, PNG e Gerber
Download

Mirror

Datasheet em PDF do CI TPA316D2 , TPA3118D2, TPA3130D2

TPA3116D2EVM Evaluation Module

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Sobre Toni Rodrigues

Autor do blog Te1.com.br. Técnico em Eletrônica Industrial pela Escola Técnica de Brasília registrado no CREA, Tecnólogo em Sistemas para Internet pela Unianhanguera. Interessado em eletrônica, montagens, pesquisas, informática e tecnologia em geral.

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