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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Amplificador de potencia AF con herramientas de diagnóstico TDA1562Q. Dato de referencia
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Referencias El microcircuito descrito es un amplificador de señal monofónico de puente 3H con una potencia de salida máxima de hasta 70 W con una carga de 4 ohmios y está diseñado para su uso en equipos de reproducción de sonido domésticos y automotrices. Estructuralmente, el amplificador está alojado en una caja de plástico DBS17P con 17 cables rígidos estañados (Fig. 1).
La parte posterior plana de la carcasa tiene la forma de una placa metálica disipadora de calor. Desde este lado, el microcircuito se fija a la enorme pared metálica del dispositivo, habiendo cubierto previamente la superficie de la junta con pasta termoconductora. El peso del dispositivo no supera los 10 g. Con un mínimo de componentes externos necesarios, el microcircuito permite construir un amplificador con alta potencia de salida, alimentado desde una fuente unipolar. Cuando el amplificador está conectado a la tensión de alimentación operativa, puede estar en uno de tres modos: "Encendido", "Silencio" y "En espera". En el modo de funcionamiento "Encendido", el microcircuito amplifica la señal de entrada y libera la potencia establecida a la carga, mientras consume la corriente correspondiente (hasta decenas de amperios). En el modo Silencioso, ninguna señal de entrada pasa por la salida del amplificador, pero sus potentes etapas de salida permanecen encendidas. Por esta razón, el amplificador consume una cantidad significativa de corriente, pero puede cambiar al modo "Encendido" casi instantáneamente. En el "modo de espera", casi todos los componentes del amplificador están desenergizados y consume una corriente insignificante de la fuente de alimentación, generalmente unos pocos microamperios. El tiempo de conmutación del modo "Standby" al modo "On" no supera los 50 ms. El cambio de un modo a otro se realiza aplicando un voltaje de control a la entrada de selección de modo del microcircuito. El amplificador tiene un nivel de ruido propio muy bajo y una distorsión armónica baja. En la figura 2 se presenta un diagrama funcional simplificado del amplificador y un circuito típico para su conexión. XNUMX.
Si la potencia de salida no supera los 18 W, el amplificador funciona en modo clase B. Con un aumento adicional en el nivel de la señal de entrada, el voltaje de suministro interno del amplificador aumenta debido a la inclusión de unidades amplificadoras de voltaje con óxido externo de alta capacidad. condensadores conectados a los pines 3,5 y 13. 15 del microcircuito, como se muestra en el diagrama funcional. El amplificador cambia al modo Clase H y la potencia de salida aumenta a 70 W. Si el cristal del microcircuito se calienta hasta una temperatura de 120°C, el sensor de temperatura incorporado cambia el amplificador al modo clase B. La potencia de salida no supera los 20 W. Si la tensión de alimentación U del microcircuito disminuye a 7 V, el amplificador cambiará automáticamente al modo "Silencio". Con un aumento posterior de la tensión de alimentación a 9 V, el amplificador vuelve al modo "Encendido". El microcircuito también está equipado con unidades de protección integradas contra cortocircuitos mutuos de los conductores de salida y su cortocircuito con el cable de alimentación positivo y el cable común. Distribución de pines del microcircuito: pin. 1 - entrada de señal 3H no inversora; vyv. 2 - entrada inversora de señal 3H; vyv. 3 y 5 - terminales para conectar el condensador de alimentación del brazo superior del amplificador según el circuito; vyv. 4 - entrada de señal de control para cambiar (seleccionar) el modo de funcionamiento; vyv. 6 y 12 - terminales de cables comunes, terminales negativos de la fuente de alimentación; vyv. 7 - salida directa de señal 3H; vyv. 8 - salida de señal de la unidad de diagnóstico; vyv. 9 y 10 - terminales positivos de la fuente de alimentación; vyv. 11 - salida inversa de señal 3H; vyv. 13 y 15 - terminales para conectar el condensador de aumento de voltaje del brazo inferior del amplificador según el diagrama: pin. 14 - salida de control de la fuente de tensión de referencia interna: pin. 16 - entrada de señal de control de estado del amplificador; salida de señal de indicación; vyv. 17 - salida del cable común de señal. Para cumplir con los requisitos del control de potencia inteligente, el chip incorpora unidades de diagnóstico y control/indicación del estado del amplificador. La unidad de diagnóstico informa sobre situaciones de emergencia en el circuito de carga y sobre sobrecarga del amplificador. Aparece una señal en la salida del nodo (pin 8), cuyo nivel y naturaleza se pueden determinar fácilmente. ¿Qué pasó con la carga? Hubo un cortocircuito en uno de los cables de alimentación, los terminales tuvieron un cortocircuito o hubo una rotura. Esta señal, después de ser procesada por el microcontrolador, se puede aplicar a las entradas apropiadas del amplificador, lo que lo pondrá en modo seguro. La unidad de control/indicación de estado tiene solo un pin externo: 16, que sirve como entrada y salida. La entrada le permite controlar el estado del amplificador. Una señal de comando de alto nivel cambia el amplificador al modo clase H (aumento de voltaje activado) independientemente de la temperatura del cristal. Con un nivel de señal de comando promedio, el amplificador cambia al modo clase B, independientemente de la temperatura del cristal. Un comando de nivel bajo pone inmediatamente el amplificador en modo Silencio. Sin demora, el amplificador cambia del modo "Silencioso" al modo "Encendido", y el cambio de clase de amplificación de B a H y viceversa se produce en el momento en que la señal de entrada pasa por "cero". Cuando no se aplica ningún voltaje de control a esta entrada, se convierte en una salida y el estado actual del amplificador se puede juzgar a partir de las señales de salida. El voltaje de salida puede tomar tres niveles discretos: bajo, medio y alto. Un nivel bajo indica eso. que el amplificador esté en modo Silencioso; medio - en el modo “Encendido” y funciona en clase B, el aumento de voltaje se desactiva mediante una señal del sensor de temperatura (la temperatura supera los 120°C); alto: el amplificador funciona en clase H. La temperatura del cristal es inferior a 120°C. El cambio del amplificador de clase B a H se produce en el momento en que la señal de entrada 34 pasa por "cero". Principales características técnicas
Límites operativos
El funcionamiento del amplificador en diferentes modos se ilustra mediante diagramas de tiempos simplificados presentados en la Fig. 3.
En el momento inicial, se aplica la tensión de alimentación Up al amplificador y se aplica una señal de alto nivel Uin control/ind a la entrada de la unidad de control/indicación (pin 16). En el momento t, la entrada de selección de modo (pin 4) recibió una señal de alto nivel correspondiente al cambio del amplificador al modo "Encendido". La fuente de voltaje de referencia comienza a alcanzar el modo de operación (el voltaje en el pin 14 aumenta). A un cierto voltaje umbral en el tiempo t2, el amplificador se enciende y aparece un voltaje de 3H Umax XNUMXH en toda la carga. y el amplificador funciona en modo clase H. En el momento t3, el amplificador en la entrada de la unidad de control/indicación cambia al modo clase B. Si el voltaje de la señal de entrada 3H tiene un nivel significativo, inmediatamente se producirá una limitación de la señal de salida. En el momento t5, se envía un comando a la entrada de la unidad de control/indicación para devolver el amplificador al modo clase H. En la primera transición de la señal 34 a través de “cero” (momento U, se producirá esta conmutación. Durante el período de En el tiempo t7 -t8, el amplificador está en el modo "Silencio", y tanto el ingreso a este modo como el regreso al estado inicial ocurren sincrónicamente con el comando, sin esperar la transición a través del "cero". En el intervalo t9 - t12, el amplificador cambia al mismo modo "Silencio", pero con la señal Uper.mode en la entrada de control (pin 4). Arroz. 3 muestra que en este caso la conmutación se produce en los momentos en que la señal 3H pasa por "cero" (en los momentos t10 y t12). Si reduce la tensión de alimentación a 7 V (t13), el amplificador pasa inmediatamente al modo "Silencio" y también vuelve al modo "Encendido" sin demora tan pronto como la tensión de alimentación, aumentando, alcanza los 9 V (t14). En el momento t15 el amplificador cambia al “modo de espera”. En el caso de que el pin 16 del microcircuito se utilice como salida de la unidad de control/indicación, en el momento en que se enciende el amplificador (t1), aparece una señal de salida en esta salida. control/ind, nivel bajo, correspondiente al modo "Silencio". Tan pronto como el amplificador comience a funcionar (t2). En el pin 16, aparecerá un nivel alto o medio (mostrado por la línea de puntos) dependiendo de la temperatura a la que se calienta el cristal del microcircuito: menos de 120 ° C o más. La conmutación del amplificador y el cambio de los niveles de salida del pin 16 se producen en los momentos en que la señal 3H pasa por "cero" (t4, t0, t10, t12). Las excepciones son las transiciones rápidas al modo "Silencioso" y viceversa (t7, t8), mientras que el nivel de señal en el pin 16 permanece sin cambios, y los casos de reducción de la tensión de alimentación (t13, t14). La unidad de diagnóstico está diseñada para monitorear los circuitos de salida del amplificador. La información sobre situaciones de emergencia en la carga se envía al pin 8 (salida de colector abierto). En la Fig. 4 se muestran diagramas simplificados de las señales U en esta salida. XNUMX.
En modo normal, el pin 8 está alto (t0 - t2). La ausencia de una señal de sonido Uout en la salida del amplificador durante el tiempo t0 - t1 se explica por la aplicación del comando "Silencio" a la entrada de selección de modo. Si se produce una sobrecarga de las etapas de salida del amplificador y, como resultado, una limitación de la señal, se activa un detector de distorsión dinámica y aparecen pulsos estrechos de bajo nivel (t2 - 13) en la salida de la unidad de diagnóstico. Esta señal se puede enviar a un atenuador electrónico de entrada (no se muestra en el diagrama de la Fig. 2), lo que reducirá la amplitud de la señal de entrada 3H hasta que desaparezca la distorsión. Cuando uno u otro cable de salida está en cortocircuito con el cable de alimentación positivo o con el cable común, el voltaje en este cable de salida desaparece y en el pin 8 el nivel alto se reemplaza por un nivel bajo: aproximadamente 0,6 V (t4). Después de eliminar el circuito de emergencia, la tensión en la salida del amplificador se restablece automáticamente después de aproximadamente 20 ms (t5). Al poner en cortocircuito los terminales de salida del amplificador entre sí, se produce una secuencia de pulsos cortos (50 μs) de alto nivel con un período de 20 ms (t6 - t7) que aparecen en la salida de la unidad de diagnóstico. Inmediatamente después de cambiar el amplificador del modo de espera al modo silencioso o encendido, el detector de carga incorporado verifica si hay una carga conectada. Si en este momento la resistencia de carga supera los 100 Ohmios. luego el detector de carga fuerza al amplificador al modo "Silencio" y en el pin 8 en este momento hay un nivel bajo (en la Fig. 4 esto se ilustra con una línea de puntos en el intervalo de tiempo t0 - t1). Arroz. 5 ilustra el funcionamiento de los sistemas de protección térmica. Si la temperatura del cristal no supera los 120°C, el amplificador puede funcionar en modo clase H (línea continua en el gráfico de la dependencia del tiempo de la amplitud de la señal de audio de salida Uout.zh). En este caso, tanto a la salida de la unidad de diagnóstico como a la salida de la unidad de control/indicación hay un nivel alto.
Cuando la temperatura del cristal aumenta a 120°C, el sensor de temperatura forzará al amplificador al modo clase B y el nivel alto en la salida de la unidad de control/indicación cambiará a medio. En los casos en que por una razón u otra la temperatura del cristal continúa aumentando, a un valor de 145°C, la unidad de protección térmica genera una señal mediante la cual la unidad de diagnóstico cambia el nivel de salida alto a bajo, advirtiendo que la temperatura del cristal se acerca al valor máximo permitido de 150° CON. Esta caída de voltaje se puede utilizar para apagar la señal de entrada o el amplificador mismo. Una vez alcanzada la temperatura máxima, el nivel de la señal de entrada debe reducirse a cero para evitar daños al microcircuito (a una temperatura de 160°C). Autor: V. Chudnov
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