TPA3118 TPA3116 TPA3130 amplificador estéreo classe D

TPA3118 TPA3116 TPA3130 amplificador estéreo classe D

TPA3116 TPA3118 e TPA3130 amplificador potência estéreo classe D 15 +15W, 30+30W ou 50+50W alimentação de 4,5 a 26V com entrada analógicas. A série de chips TPA31xxD2 são um eficiente amplificador com estágio de potência digital para potência de até 100W na versão mono. A alta eficiência dos CI’s TPA3116 TPA3118 e TPA3130 tornam o muito utilizado em dispositivos portáteis como mini caixas portáteis como a JBL Charge 3 (TPA3118D2)  e Harman Kardon ONYX STUDIO (TPA3116D2), podendo ser alimentado por baterias.

O TPA31xxD2 apresenta um circuito oscilador PLL avançado com múltiplas frequências de chaveamento com opção para evitar interferência em AM. Isso também junto com
a opção de  mestre ou escravo, tornando possível sincronizar vários dispositivos.

Os chips TPA3116 TPA3118 TPA3130 estão totalmente protegidos contra falhas, com proteção de curto-circuito, proteção térmica, sobretensão, subtensão e proteção DC. Falhas são relatadas de volta ao processador para impedir que os dispositivos sejam danificados durante as condições de sobrecarga.

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Vídeo do prototipo montado pelo amigo Flávio Souza

Ele utilizou a montagem no seu pojeto de forno de refusão SMD

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 Detalhe da função pinos do  TPA3116D2, TPA3118D2 e TPA3130D2

PinoTipo¹Descrição
Nome
1MODSELIEntrada lógica de seleção do modo (LOW = BD mode, HIGH = 1 SPW mode). Níveis lógicos TTL com conformidade a AVCC.
2SDZIEntrada de lógica de desligamento para amp de áudio (LOW = outputs Hi-Z, HIGH = outputs enabled). Níveis lógicos TTL com conformidade a AVCC.
3FAULTZDORelatórios de falhas gerais incluindo excesso de temperatura, DC detect. Dreno aberto.
FAULTZ = High, Opração normal
FAULTZ = Low, condição de falha
4RINPIEntrada de áudio positiva para canal direito. Bias 3V.
5RINNIEntrada de áudio negativa para canal direito. Bias 3V.
6PLIMITIAjuste de nível limite de potência. Conecte um resistor resistor de SVD para GND para definir o limitador de potência. Conecte diretamente ao GVDD para nenhum limitador de potência.
7GVDDPOFonte de tensão gerado internamente. Não deve ser usado como alimentação ou conectado a qualquer componente que bão um capacitor de desacoplamento cerâmico de 1μF X7R e os ressitores divisores do plimit e ganho/SLV.
8GAIN/SLVISeleciona oganho e seleciona entre o modo mestre e escravo, dependendo do divisor de tensão no pino.
9GNDGTerra
10LINPIEntrada de áudio positiva para canal esquerdo. Bias 3V. Conecte ao GND para o modo PBTL.
11LINNIEntrada de áudio negativa para canal esquerdo. Bias 3V. Conecte ao GND para o modo PBTL.
12MUTEISinal mudo para desativar/habilitar rapidamente a saída (alta = saídas hi-z, baixa = saídas ativadas). Lógica TTL. níveis com conformidade com o AVCC.
13AM2ISeleção de frequência
14AM1ISeleção de frequência
15AM0ISeleção de frequência
16SYNCDIOEntrada / saída do clock para sincronizar vários dispositivos Classe D. Será determinada pelo terminal ganho/SLV.
17AVCCPFonte analógica
18PVCCPFonte de alimentação
19PVCCPFonte de alimentação
20BSNLBSTBoot strap para saída de canal esquerdo negativo, conecte-se a um capacitor cerâmico de 220nf x5r ou melhor para OUTNL
21OUTNLPOSaída de canal esquerdo negativo
22GNDGTerra
23OUTPLPOSaída de canal esquerdo positivo
24BSPLBSTBoot strap para saída de canal esquerdo positivo, conecte-se a um capacitor cerâmico de 220nf x5r ou melhor para OUTPL
25GNDGTerra
26BSNRBSTBoot strap para saída de canal direito negativo, conecte-se a um capacitor cerâmico de 220nf x5r ou melhor para OUTNR
27OUTNRPOSaída de canal direito negativo
28GNDGTerra
29OUTPRPOSaída de canal direito positivo
30BSPRBSTBoot strap para saída de canal direito positivo, conecte-se a um capacitor cerâmico de 220nf x5r ou melhor para OUTPR
31PVCCPFonte de alimentação
32PVCCPFonte de alimentação
33PowerPADGConecte-se ao GND para melhor desempenho do sistema. Se não estiver conectado ao GND, deixe flutuante

TIPO: DO = Digital Output (Saída digital), I = Analog Input (Entrada analógica), G = General Ground (Terra geral), PO = Power Output (Potência de saída), BST = Boot Strap.

Veja nossos projeto de amplificadores e fontes

Redução de EMI em AM

Para reduzir a interferência na banda de rádio AM, o TPA3116D2 tem a capacidade de alterar a frequência de comutação via pinos AM<2:0> . As frequências recomendadas estão listadas na tabela abaixo . A frequência fundamental e sua Segundo harmônico a banda de rádio AM listada. Isso elimina os tons que podem estar presentes devido a Comutação de frequência e sendo demodulada pelo rádio AM.

EUAEUROPAFREQUÊNCIA
DE OSCILAÇÃO
(kHz)
AM2AM1AM0
FREQUÊNCIA AM (kHz)FREQUÊNCIA AM (kHz)
522-540
540-917540-914500001
917-1125914-1122600 (ou 400)0
0
1
0
0
0
1125-13751122-1373500001
1375-15471373-1548600 (ou 400)0
0
1
0
0
0
1547-17001548-1701600 (ou 500)0
0
1
0
0

Tabela de seleção de frequência

Deverá utilizar os jumpers na placa (AM0, AM1, AM2) para configuração a frequência de oscilação entre 400 a 1200KHz. Se quiser utilizar na frequência de 400KHz os resistores R12, R13 e R14 podem ser omitidos.

Frequência de oscilaçãoSeleção¹Frequência
KHz
AM2=0, AM1=0, AM0=0400
AM2=0, AM1=0, AM0=1500
AM2=0, AM1=1, AM0=0600
AM2=0, AM1=1, AM0=11000
AM2=1, AM1=0, AM0=01200
AM2=1, AM1=0, AM0=1Reservado
AM2=1, AM1=1, AM0=0
AM2=1, AM1=1, AM0=1

(1) 0 igual = jumper fechado, 1 = Jumper aberto

Veja outros projetos utilizando o CI TPA3116
TPA3116 &#8211; Placa mini amplificador potência
Circuito amplificador potência áudio CI TPA3116D2 Classe D

Configurando o ganho da montagem com TPA3116, TPA3118 e TPA3130

Na nossa aplicação estamos utilizando configuração master com 26dB de ganho e impedância de entrada de 30K, porém caso prefira poderá utilizar outra configuração de resistor. Sendo nossa placa na configuração master.

MASTER / SLAVE
MODE
GANHOR2 (para GND)¹R3 (para GVDD)(1)IMPEDÂNCIA
DE ENTRADA
Master20 dB5.6 kΩOPEN60 kΩ
Master26 dB20 kΩ100 kΩ30 kΩ
Master32 dB39 kΩ100 kΩ15 kΩ
Master36 dB47 kΩ75 kΩ9 kΩ
Slave20 dB51 kΩ51 kΩ60 kΩ
Slave26 dB75 kΩ47 kΩ30 kΩ
Slave32 dB100 kΩ39 kΩ15 kΩ
Slave36 dB100 kΩ16 kΩ9 kΩ

(1) – Utilize resistor de ao menos 5% de tolerância

Esquema do amplificador classe D

Tpa3116 Tpa3118 Tpa3130 Amplificador Esquema
Tpa3116 Tpa3118 Tpa3130 Amplificador Esquema

Sugestão de placa de circuito impresso para montar amp classe D

Tpa3116 Tpa3118 Tpa3130 Amplificador Placa Top-Layer
Tpa3116D2 Tpa3118D2 Tpa3130D2 Amplificador Placa Parte Superior
Tpa3116 Tpa3118 Tpa3130 Amplificador Placa Parte Inferior
Tpa3116D2 Tpa3118D2 Tpa3130D2 Amplificador Placa Parte Inferior
Tpa3116D2, Tpa3118D2 E Tpa3130D2 Pcb Layout
Tpa3116D2, Tpa3118D2 E Tpa3130D2 Raio-X Componentes

Sobre o circuito de amplificador com  CI TPA3116D2, TPA3118D2 ou TPA3130D2

Deve escolher o CI de acordo com sua necessidade de potência, sendo que cada um chip terá um limite máximo de potência. Nosso circuito está configurado para ganho de 26dB no modo BTL. A bobina deve ser 10uH e de ao menos 5 Amperes. O circuito em volta do transistor PMBT3906 é responsável pelo mute ao ligar e desligar a placa, evitando o estalo na caixa de som. Os componentes são SMD 0805, que não são difíceis de soldar. Também se preferir pode encomendar na JLCPCB a placa já com os componentes SMD soldados.

Lista de material para montar amplificador com tpa3116

ComponenteValorDescriçãoQuantidade
Capacitores
C1, C2, C3, C5, C11, C301uFCapacitor cerâmico SMD 0805 – 25V 10% X7R6
C4, C12, C15100nCapacitor cerâmico SMD 0805 – 50V 10% X7R3
C6, C7, C8, C9220nCapacitor cerâmico SMD 0805 – 25V 10% X5R4
C10, C26, C27, C28, C2910nCapacitor cerâmico SMD 0805 – 100V 10% X7R5
C13, C16, C22, C23, C24, C251nCapacitor cerâmico SMD 0805 – 100V 10% X7R6
C14, C17470uF a 1000uF /35VCapacitor eletrolítico2
C18, C19, C20, C21680n / 63 ou 100VCapacitor poliéster4
C31100µ/35VCapacitor eletrolítico1
Conectores
CN1INR (Entrada de áudio canal direito)Borne Conector KRE 2 Vias1
CN2Power (Alimentação 5 a 24V)Borne Conector KRE 2 Vias1
CN3INL (Entrada de áudio canal esquerdo)Borne Conector KRE 2 Vias1
CN4OUTR (Saída de áudio canal direito)Borne Conector KRE 2 Vias1
CN5OUTL (Saída de áudio canal esquerdo)Borne Conector KRE 2 Vias1
Semicondutores
D1, D21n4148Diodo SMD MiniMELF SOD802
IC1TPA3116D2, TPA3118D2 ou TPA3130D2CI Amplificador de áudio classe D da Texas Instruments1
Q1PMBT3906Transistor PNP SMD SOT23-31
Resistores
R1, R5, R6, R7, R83.3 Ohms (3R3)Resistor SMD 0805 – 5%5
R2100K (104 ou 01D pi 1003)Resistor SMD 0805 – 1%1
R2, R4, R12, R13, R14100K (104)Resistor SMD 0805 – 5%5
R320K (203 ou 30C ou 2002)Resistor SMD 0805 – 1%1
R9, R10470K (474)Resistor SMD 0805 – 5%2
R1147K (473)Resistor SMD 0805 – 5%1
Diversos
L1, L2, L3, L410uHIndutor SMD de 10uH / 6A4
Solda, Fios, Pci, Caixa, fonte de alimentação, dissipador de calor

Download do arquivos em PDF, Gerber e PNG  para montar o amplificador

Download               Mirror
Inclui layout da placa em PDF, PNG e Gerber, além dos arquivos para montagem SMD

Datasheet em PDF do TPA3116, TPA3118 e TPA3130
TPA3116D2 15-W, 30-W, 50-W Filter-Free Class-D Stereo Amplifier Family With AM Avoidance datasheet (Rev. G)

Aplicação de placa avaliação EVM com TPA3116 – PDF
TPA3116D2 EVM User’s Guide (Rev. B)

Aplicação de placa avaliação EVM com TPA3118 – PDF
TPA3128D2EVM — TPA3128D2 2×30-W Class-D Amplifier With Low Idle Power Dissipation Evaluation Module

Nota de aplicação com orientações para medir o desempenho do amplificador de potência de áudio (Rev. A) – PDF

Nota de aplicação AN-1737 Gerenciando EMI em aplicações de classe D de áudio (Rev. A) – PDF

Nota de aplicação An-1849 design de uma fonte de alimentação para amplificador de áudio (Rev. C) – PDF

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Autor do blog Te1.com.br. Técnico em Eletrônica Industrial pela Escola Técnica de Brasília, Tecnólogo em Sistemas para Internet pela Unianhanguera. Interessado em eletrônica, montagens, pesquisas, informática e tecnologia em geral.
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