TPA3116 – Placa de circuito de mini amplificador de áudio de potência utilizando o circuito integrado TPA3116D2 da Texas Instruments e XL6019 da chinesa Xlsemi. O bom desta placa é que utiliza conversor DC/DC Buck-Boost, assim pode utilizar fontes desde 5V e terá os 24V na saída, suficiente para tirar a máxima potência do chip TPA3116.
Sobre o circuito de mini amplificador de potência
O circuito é o básico do Datasheet, sendo adicionado circuito de step up com 2 unidades do XL6019, para ter a máxima tensão na saída. Ideal para aplicações onde irá utilizar baterias ou fonte de menor tensão para aplicações portáteis com módulos Bluetooth. Este CI é utilizado como amplificador em algumas caixas portáteis da JBL.
Inclui opção de ajuste de volume, para diminuir o espaço na placa foi utilizado potenciômetro mini. A maioria dos componentes utilizados são SMD, no protótipo de testes aqui na bancada utilizei ferro de solda de 40W e solda comum, não ficou 10 no quesito beleza. Mas sim é possível soldar os componentes SMD mesmo sem utilizar solda em pasta e estação de solda.
O circuito da fonte com step up foi utilizado o CI XL6019 que tem a saída ajustável e foi calculado para ter 20V na saída para alimentar o CI de potência. Você poderá adaptar a sua necessidade, pois nem sempre precisamos ter a máxima potência especificada pelo Datasheet. A fórmula de cálculo é mostrado abaixo. Sendo que R1 no nosso circuito é (R3 e R5) e R2 é (R2 e R4).
VOUT=1.25*(1+R2/R1)
Se possível estes resistores devem ter 1% de tolerância.
Cada CI trabalha com até 5A de corrente , utilizando 2 é mais que suficiente para alimentar o TPA3116.
Foi adicionado circuito Anti-Pop Driver no pino de mute, de Cyberpithilo. Tornando diferente das placas do AliExpress. Este circuito é opcional e do colocado na parte inferior da placa de circuito impresso.
Outro diferencial das placas chinesas do AliExpress é que foi adicionado opção de escolher a frequência de oscilação controlando o nível de tensão nos pinos AM0, AM1 e AM2. Para isto basta seguir a tabela abaixo, os jumpers estão na parte inferior da placa.
| AM0 | AM1 | AM2 | Frequência (KHz) |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 400 |
| 0 | 0 | 1 | 500 |
| 0 | 1 | 0 | 600 |
| 0 | 1 | 1 | 1000 |
| 1 | 0 | 0 | 1200 |
| 1 | 0 | 1 | Reservado |
| 1 | 1 | 0 | |
| 1 | 1 | 1 |
Jumper Fechado = “0” e aberto = “1”
Requer utilizar dissipador de calor nos circuitos integrados.
Esquema do mini amplificador com TPa3116
Sugestão de placa de circuito impresso para montagem do amplificador
Lista de componentes para montar o circuito
| Componente | Valor | Descrição | Quantidade |
| Capacitores | |||
| C1, C5, C6, C8, C12, C24 | 470µ/35V | Capacitor eletrolítico | 6 |
| C2, C9 | 220µ/35V | Capacitor eletrolítico | 2 |
| C3, C4, C10, C11, C14, C15, C16, C17, C22, C23, C25, C26 | 1µF/50V | Capacitor cerâmico SMD 0805 – X7R | 12 |
| C7, C13, | 10n/50V | Capacitor cerâmico SMD 0805 – X5R | 2 |
| C20, C21, C62, C63 | 10n/100V | Capacitor cerâmico SMD 0805 – X7R | 4 |
| C16, C17, C54, C55 | 1µF/63V | Capacitor Poliéster | 4 |
| C18, C19, C38, C43, C56, C57 | 1n/50V | Capacitor cerâmico SMD 0805 -NPO (COG) | 6 |
| C27 | 100µ/35V | Capacitor eletrolítico | 1 |
| C31, C46 | 100n/50V | Capacitor cerâmico SMD 0805 – X7R | 2 |
| C39, C40, C41, C42 | 220n/50V | Capacitor cerâmico SMD 0805 – X5R | 4 |
| Semicondutores | |||
| D1, D2, D3, D4, D5, D6 | SS54 ou equivalente | Diodo Schottky Barrier Rectifier 40V 5A | 6 |
| D7, D8 | 1n4148 | Diodo SMD | 2 |
| IC1, IC3 | XL6019 | 180KHz 60V 5A Switching Current Boost / Buck-Boost / Inverting DC/DC Converter | 2 |
| Q1 | PMBT3906 | Transistor PNP SMD SOT23 | 1 |
| LED1, LED2 | Led Vermelho | Led SMD 0805 | 2 |
| IC2 | TPA3116D2 | 50-W stereo, 100-W mono, 4.5- to 26-V supply, analog input Class-D audio amplifier w/ SpeakerGuard | 1 |
| Bobinas | |||
| L1, L2 | 47u/5A | Indutor (Bobina) 47µH/5A | 2 |
| L3, L4, L5, L6 | 10uH | Indutor (Bobina) SMD CD74R-100 ou equivalente | 4 |
| Conectores | |||
| J | Conector P2 Estéreo 3,5mm | Entrada de áudio | 1 |
| IN | Conector 2,54mm 3 pinos | Entrada de áudio (Opcional) | 1 |
| DC | Conector Borne KRE 2 Vias | Alimentação | 1 |
| OUTR | Conector Borne KRE 2 Vias | Saída de áudio Canal Direito | 1 |
| OUTL | Conector Borne KRE 2 Vias | Saída de áudio canal Esquerdo | 1 |
| Resistores | |||
| R1 | 47k (473) | Resistor SMD 0805 | 1 |
| R2, R4 | 15K (153) | Resistor SMD 0805 1% | 2 |
| R3, R5 | 1K (102) | Resistor SMD 0805 1% | 2 |
| R6, R9, R31, R32 | 3.3 (3r3) | Resistor SMD 0805 | 4 |
| R7, R8 | 22K (223) | Resistor SMD 0805 | 2 |
| R10, R16 | 470K (474) | Resistor SMD 0805 | 2 |
| R11, R12, R13 | 100k (104) | Resistor SMD 0805 | 3 |
| R14, R15 | 2.2K (222) | Resistor SMD 0805 | 2 |
| R23, R28 | 100K (104) | Resistor SMD 0805 | 2 |
| R29 | 20K (203) | Resistor SMD 0805 | 1 |
| Diversos | |||
| AM0, AM1, AM2 | Jumper | Jumper para seleção da frequência de oscilação | |
| P1 | 50K | Potenciômetro duplo | 1 |
| Solda, Fios, Pci, Caixa, fonte de alimentação de 5 a 20V/5A, dissipador de calor para os CI | |||
Download do material para montar a placa
Inclui arquivos Gerber e arquivos para encomendar a montagem SMD na JLCPCB
Download Mirror
Datasheet do CI TPA3116
Datasheet do CI XL6019
Se preferir pode encontrar placa de mini amplificador do CI TPa3116 no AliExpress ou BangGood
Veja também a versão em ponte com TPa3116D2
Muito interessante seu conteúdo. Comprei uma placa dessa, veio com uma saída em curto, o alto falante fica pipocando. A outra saída funciona mas o som fica faltando. A cada 2 segundos. Será que tem conserto? Grato pela atenção.
Olá João Rocha
Qual modelo da placa?
uma boa placa comprem sem receio audio mmuito bom
Olá Carlos
Obrigado pelo feedback!