TDA2030功率放大器设计报告

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1、课程设计报告设计名称：TDA2030 功率放大器学生姓名：小美学生学号：指导教师：上课场所：实验楼 401 和 501设计时间：第二十周目录 一、设计任务与要求和目的。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。二、设计的思想。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。3、单元电路设计与参数计算。 。 。 。 。 。 。 。 。

2、 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。四、总原理图及元器件清单。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。五，检查方法、 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。六、结论与心得。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。

3、 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。七、参考文献。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。一、设计任务与要求1、技术指标 ：计一款额定输出功率为一个用 TDA2030 做成的集成电路功率放大器，要求电路简洁，制作方便、性能可靠，能对立体声音频信号进行放大。 性能主要指标： 能对立体声音频信号进行放大； 失真小，任人耳听

4、不到明显的失真或噪音；输出功率在 1W30W 之间可调；（4）输出音量可以连续可调的功放。2、设计要求 1 设计简易直流稳压不可调的 12V 电源、音调控制级、功率放大级；2 选定元器件和参数，并设计好电路原理图；3 用软件绘画电路原理图，4 写出设计报告。设计的目的：要求了解集成功率放大器内部电路工作原理掌握外围的原件参数及在电路中的作用。二：设计思想本次设计首先在众多集成功率放大器中选出符合设计要求且工作性能最佳的集成芯片。而整个设计的核心部分就在功放模块电路的设计，该模块完成的功能主要包括放大输入音频以及调节输出音频。随后运用 Pspice 软件中的仿真功能对其予以仿真，从仿真的结果中分

5、析程序的正确性。待所有模块的功能正确之后，运用原理图搭建顶层电路并进行整体仿真直至达到最初的设计要求。三：方案确定与论证功率放大器的常见电路形式有单电源供电的 OTL 电路和正负双电源供电的 OCL 电路。有集成运放和晶体管组成的功率放大器，也有专用集成电路功率放大器芯片。根据设计指标求，TDA2030A 是德律风根生产的音频功放电路，采用 V 型 5 脚单列直插式塑料封装结构。如图 1 所示，按引脚的形状引可分为 H 型和 V 型。该集成电路广泛应用于汽车立体声收录音机、中功率音响设备，具有体积小、输出功率大、失真小等特点。并具有内部保护电路。意大利SGS 公司、美国 RCA 公司、日本日立

6、公司、NEC 公司等均有同类产品生产，虽然其内部电路略有差异，但引出脚位置及功能均相同，可以互换。三、单元电路设计与参数计算1、电源部分直流电压不宜取得过高，否则不仅集成块发热严重，而且音质劣化，还可能引发过压保护电路的误动作。优先使用厂家推荐电压，也可用极限电压 得到直流电压，再以直流电压除以得交流电压。电源变压器采用单双 12V 变压器，通过桥式整流后即可得到稳定的直流电源。考虑到负载的功率，在选用变压器时要功率匹配，约 30W。功放需使用稳压电源，电源的功率容量一定要足够。变压器的功率可取总输出功率的两倍，并作好屏蔽。整流管选低内阻的。整流电路中二极管的选择，考虑到电网电压的波动范围为1

7、0% ，在实际选用二极管时，至少有 10%的余量，选择最大整流电流 Imax 和最高反向工作电压 U RM 由分别为 Imax1.1 IO(AV) =1.1*1.5=1.65AU RM1.56U2 13V 考虑到整流桥使用方便，故电路选用整流桥，用 4A/600V 已经能够满足本功放电路并大有余量或者用 4 个 IN4007 组成桥式整流也行，电路如原理图所示。滤波电容容量适可而止，不能要盲目求大，C 的取值应满足；C1 和 C2 比较大一点，但要看电路情况而定，本次用 500uF 的。C3,C4 和R1，R2，C5，C6 只要是降压作用， R1，R2 可以二次把交流去掉，数值大一点比较好，C

8、5，C6 可以提高高频特性。 电路特点：1.外接元件非常少。2.输出功率大，Po=10 到30W(RL=4)。3.采用超小型封装（TO-220）,可提高组装密度。4.开机冲击极小。5.内含各种保护电路，因此工作安全可靠。主要保护电路有：短路保护、热保护、地线偶然开路、电源极性反接（Vsmax=12V）以及负载泄放电压反冲等。 6.TDA2030A 能在最低6V 最高22V 的电压下工作在 19V、8 阻抗时能够输出 16W的有效功率，THD0.1%。无疑，用它来做电脑有源音箱的功率放大部分或小型功放再合适不过了。引脚情况：1、脚是正相输入端2、脚是反向输入端3、脚是负电源输入端4、脚是功率输出

9、端5、脚是正电源输入端。1 脚,2 脚正负音频信号输入,22K 欧,4 脚输出 1 欧或 2 欧，电源接 5 正 12 伏。3 负 12V注意事项：1.TDA2030 具有负载泄放电压反冲保护电路，如果电源电压峰值电压 40V 的话，那么在 5 脚与电源之间必须插入 LC 滤波器，以保证 5 脚上的脉冲串维持在规定的幅度内。2.热保护：限热保护有以下优点，能够容易承受输出的过载（甚至是长时间的），或者环境温度超过时均起保护作用。3.与普通电路相比较，散热片可以有更小的安全系数。万一结温超过时，也不会对器件有所损害，如果发生这种情况，Po=（当然还有 Ptot）和 Io 就被减少。4.印刷电路板

10、设计时必须较好的考虑地线与输出的去耦，因为这些线路有大的电流通过。5.装配时散热片与之间不需要绝缘，引线长度应尽可能短，焊接温度不得超过 260，12 秒。6.虽然 TDA2030 所需的元件很少，但所选的元件必须是品质有保障的元件。总原理图三、设计原理1，TDA2030 简介TDA2030 是德律风根生产的音频功放电路，采用 V 型 5 脚单列直插式塑料封装结构。如图 1 所示，按引脚的形状引可分为H 型和 V 型。该集成电路广泛应用于汽车立体声收录音机、中功率音响设备，具有体积小、输出功率大、失真小等特点。并具有内部保护电路。意大利 SGS 公司、美国 RCA 公司、日本日立公司、NEC

11、公司等均有同类产品生产，虽然其内部电路略有差异，但引出脚位置及功能均相同，可以互换。TDA2030 是许多电脑有源音箱所采用的 Hi-Fi 功放集成块。它接法简单，价格实惠。额定功率为 14W。电源电压为618V。输出电流大，谐波失真和交越失真小（14V/4 欧姆，THD=0.5%） 。具有优良的短路和过热保护电路。其接法分单电源和双电源两种，本次试验采用单电源 OTL 功率放大电路。图 1 所示电路为音频功率放大器原理图，其中 TDA2030 是高保真集成功率放大器芯片，输出功率大于 10W，频率响应为 101400Hz，输出电流峰值最大可达 3.5A。其内部电路包含输入级、中间级和输出级，

12、且有短路保护和过热保护，可确保电路工作安全可靠。TDA2030使用方便、外围所需元器少，一般不需要调试即可成功。RP 是音量调节电位器，C7 是输入耦合电容，R3 是 TDA2030 同相输入端偏置电阻。R4、R5，RP 决定了该电路交流负反馈的强弱及闭环增益。该电路闭环增益为（R4+R5+RP）/R5=20 倍，C8 起隔直流作用，以使电路直流为 100%负反馈，静态工作点稳定性好。RP 只要是用来调节音量的，由于 RP 变动时，会影响反馈的深度，影响反馈性能，所以要设计好数据。C9、C10，C11，C12为电源高频旁路电容，防止电路产生自激振荡。R4、R5 称为茹贝网路，用以在电路接有感性

13、负载扬声器时，保证高频稳定性。VD1、VD2 是保护二极管，防止输出电压峰值损坏集成块TDA2030。2 电源输入的设计该次设计的 TDA2030 采用双电源供电，采用双电源输入，可采用一个变压器，通过变压把 220V 常用电压，变为正负 12V 作为电源输入。上面元件参数已讲2 音频输入的设计音频输入为直接输入，利用一般耳机插孔改成两套 4 输入的音频输入端，分别接在成品的套件的 IN 端，作为音频输入。电阻 两个 200，一个 22k，一个 1k，一个 15k一个 4.7k 的滑动变阻器，一个 1电容 两个 500uF，三个 1uF，两个 0.01uF，一个 22uF，四个 100uF，一

14、个 220uF芯片 一个 tda2030二极管 六个 IN4001 二极管变压器 一个 220V-12V 变压器喇叭 一个功放喇叭电源 220v检查方法：用 Proteus 7 Professional 来仿真一下，如果功能不行的话，里面会出现错误的地方在哪里，从而可以改正，或者去做实物图来检查。心得体会这一周的课程设计就那么快的过去了，经过这一周，我真的觉得自己学的东西还很少，只是在模电这个知识领域里的皮毛的皮毛。在还没开始课程设计时，我就听师兄们说过他们的感受，他们回想着这门课程时，就个个都摇头，说难受。其实经过这次课程设计的我，真的更难受，在很多东西都不是很熟悉，很多知识点都没有学过的情

15、况下去设计，我觉得真的不行，时间又很短，学校又搞搬宿舍，真是无语了。通过这次课程设计，我了解了 TDA2030 各个引脚的功能以及用它做功放电路的优势。知道要保证电路功率放大的作用，要尽可能减小失真，防止产生自激振荡，并要将杂质成分过滤掉，在连接电路图的过程中，知道了各个元器件的作用，在课程设计的过程中，加深了对课本知识的理解，让我懂得了一点点的知识，通过这次实训，我也借助很多东西去学会了仿真电子技术，懂得去用仿真来看看设计的正确性。通过这一周，也我们实现了知识与能力的结合，但是却很难去完成。知识太多的去依赖网络信息，看了很多同学的作品，他们都是从网上拿下来的，一点都没有变化，真的感到很无语。我觉得做为初学者，我们应该得到更多的时间去搞这些东西，只是一周的时间，我认为真是少得可怜啊，培养同学们实验的兴趣，不应该这样做，应该多一点时间去教同学们，多一点时间去给我们思考，让我们得到一点的成就感，这样才能让我们以后更有信心去学会这门知识。不过也很谢谢学校给我们认清自己的机会，让我认清了与专业人士的差别，让我以后懂得从那方面去做好自己，挑战自己！参考文选：百度文选中的各种 TDA2030 功放电路设计参考链接：http:/