如何使用TDA2040構建一個25W放大器

放大器是模擬電子的支柱。它們廣泛用于電子工業領域。放大器幾乎用于所有與音頻相關的應用。

功率放大器是音頻電子學的一部分。它旨在最大化給定輸入信號的功率f幅度。在聲音電子學中，運算放大器增加了信號的電壓，但無法提供驅動負載所需的電流。在本教程中，我們將使用TDA2040功率放大器IC構建一個25W放大器，并連接一個4歐姆阻抗揚聲器。

放大器的結構拓撲

在放大器鏈系統中，功率放大器用于負載前的最后或最后階段。通常，聲音放大器系統使用以下拓撲結構，如框圖所示

如上框圖所示，功率放大器是直接連接到負載的最后一級。通常，在功率放大器之前，使用前置放大器和電壓控制放大器校正信號。此外，在某些情況下，如果需要音調控制，則在功率放大器之前添加音調控制電路。

了解您的負載

在音頻放大器系統的情況下，放大器的負載和負載驅動能力是結構中的一個重要方面。功率放大器的主要負載是揚聲器。功率放大器的輸出取決于負載阻抗，因此連接不正確的負載可能會影響功率放大器的效率和穩定性。

揚聲器是一個巨大的負載，充當感性和電阻性負載。功率放大器提供交流輸出，因此揚聲器的阻抗是正確功率傳輸的關鍵因素。

阻抗是電子電路或元件對交流電的有效電阻，由與歐姆電阻和電抗相關的綜合效應產生。

在音頻電子中，不同類型的揚聲器具有不同的阻抗，具有不同的瓦數。揚聲器阻抗可以通過管道內水流之間的關系來最好地理解。就把揚聲器想象成水管，流過水管的水就是交替的音頻信號。現在，如果管道的直徑變大，水就很容易流過管道，水量就會變大，如果我們減小直徑，流過管道的水就越少，所以水量就會越小。直徑是由歐姆電阻和電抗產生的效應。如果管道直徑變大，阻抗會很低，因此揚聲器可以獲得更多的瓦數，放大器提供更多的功率傳輸場景，如果阻抗變高，則放大器將為揚聲器提供更少的功率。

市場上有不同的選擇以及不同細分市場的揚聲器，通常有 4 歐姆、8 歐姆、16 歐姆和 32 歐姆，其中 4 歐姆和 8 歐姆揚聲器以便宜的價格廣泛可用。此外，我們需要了解，具有 5 瓦、6 瓦或 10 瓦甚至更高的放大器是 RMS（均方根）瓦數，由放大器在連續運行中輸送到特定負載。

因此，我們需要注意揚聲器額定值、放大器額定值、揚聲器效率和阻抗。

簡單25W放大器的結構

在我們之前的教程中，我們使用運算放大器和功率晶體管制作了 10W 放大器。但在本教程中，我們將構建一個25W 功率放大器，它將驅動一個 4 歐姆阻抗揚聲器。為此，我們將使用特定的功率放大器IC。我們選擇了TDA2040功率放大器IC。

在上圖中，顯示了TDA2040。它可以在大多數通用的在線商店以及eBay上購買。該封裝稱為“Pentawatt”封裝，具有 5 個輸出引腳。引腳排列圖非常簡單，可在數據表中找到，

卡舌連接到引腳 3 或 –Vs（負電源）。更不用說，與選項卡連接的散熱器也獲得相同的連接。

如果我們查看數據表，我們還可以看到該功率放大器IC的功能

IC的功能非常好。它提供接地短路保護。此外，由于過載情況，熱保護將提供額外的安全功能。正如我們所看到的，如果連接了具有+/- 17V輸出的分離電源，TDA2040能夠為4歐姆負載提供25瓦輸出。在這種情況下，THD（總諧波失真）將為0.5%。在相同的配置中，如果我們獲得 30 瓦的功率輸出，THD 將變為 10%。

此外，數據表中還有另一個圖表，它提供了電源電壓和輸出功率之間的關系。