Перейти к содержанию

Какой блок питания нужен для TPA3116D2?

Обновлено Редакция GAW

Содержание

TPA3116D2 — стереоусилитель класса D с мостовыми выходами: динамик включён между двумя полумостами, как в H-мосте. Размах напряжения на динамике близок к напряжению питания PVCC, поэтому напряжение блока задаёт предельную мощность, а ток — способность её отдать.

Мощность от напряжения

Для синусоиды с амплитудой, равной напряжению питания, мощность на нагрузке R (наш расчёт, без потерь в ключах):

P≈Uпит22RP \approx \frac{U_\text{пит}^2}{2R}
ПитаниеНа 8 ОмНа 4 ОмТок блока на 2 канала при КПД 90 % (4 Ом)
12 В9 Вт18 Вт3,3 А
19 В22,6 Вт45 Вт5,3 А
21 В27,6 Вт55 Вт5,8 А
24 В36 Вт72 Вт6,7 А

TI для 21 В и 4 Ом указывает 50 Вт на канал при 10 % искажений — то есть уже с заметным ограничением, близко к формуле. На 4 Ом при 24 В формула превышает то, что TI нормирует, и без хорошего радиатора сработает тепловая защита; как его подобрать, считает калькулятор радиатора.

Ток и запас

Наш расчёт тока блока: входная мощность — выходная, делённая на КПД, делённая на напряжение. Для 2 × 50 Вт, которые указывает TI, при 21 В: 100 / 0,9 / 21 ≈ 5,3 А. В таблице для 21 В стоит 5,8 А, потому что там подставлен теоретический предел формулы — 55 Вт на канал, а не 50 Вт по даташиту. Это ток на синусоиде полной мощности; музыка в среднем тише, но пики требуют того же тока, и при его нехватке напряжение блока проседает и искажает звук. Как связаны пик и среднее значение, показывает калькулятор действующего значения.

Почему не выше 24 В

Рабочий диапазон — 4,5–26 В, защита от повышенного питания отключает выходы выше 27 В, предельное напряжение — 30 В. Наш вывод: блок на 24 В годится, если его выход не выбрасывает выше 27 В при резком сбросе громкости; 26 В ещё внутри рабочего диапазона, но без запаса на допуск и выбросы блока, а 27–28 В уже за ним — такие блоки не годятся. Ниже 4,5 В срабатывает защита от пониженного питания.

Похожие вопросы

Сколько выдаст TPA3116D2 от 12 В?

Наш расчёт по формуле идеального мостового каскада: на 4 Ом — до 18 Вт на канал, на 8 Ом — до 9 Вт, без учёта потерь в ключах. Реальная мощность при малых искажениях ниже; чтобы получить заявленные TI 50 Вт, нужно около 21 В.

Подойдёт ли блок питания от ноутбука на 19 В?

По напряжению — да, 19 В внутри рабочего диапазона, и наш расчёт даёт до 45 Вт на канал на 4 Ом. Ток ноутбучного блока на 3–4 А ограничит мощность на громких пиках, а при срабатывании его защиты усилитель будет пропадать — тогда громкость уменьшают или берут блок мощнее.

Можно ли питать TPA3116D2 от 12-вольтового аккумулятора?

Да, 12–14,4 В внутри диапазона 4,5–26 В: TI указывает 25 Вт на канал при 14,4 В на 4 Ом при 10 % искажений. Аккумулятор защищают предохранителем в плюсовом проводе, рассчитанным на ток усилителя с запасом.

Источники

  1. Texas Instruments. TPA3116D2, TPA3118D2, TPA3130D2 15-W, 30-W, 50-W Filter-Free Class-D Stereo Amplifier Family With AM Avoidance (SLOS708G, revised December 2017) — с. 1: питание 4,5–26 В, КПД больше 90 %, 2 × 50 Вт на 4 Ом при 21 В и 10 % искажений; с. 5: рабочие условия PVCC 4,5–26 В, предельно 30 В, минимальная нагрузка BTL 3,2 Ом; с. 7: порог тока 7,5 А; разд. 7.3: защита от пониженного (ниже 4,5 В) и повышенного (выше 27 В) питания с автоматическим возвратом
  2. Texas Instruments. Application Note: LC Filter Design (SLAA701B) — разд. 1.1.1: мостовая нагрузка (BTL) — две половины нагрузки ведут два усилителя в противофазе, размах на нагрузке вдвое больше, чем в однотактной схеме от того же питания, мощность — вчетверо, P = V² / R

Нашли ошибку?

Смотрите также