Spis treści:
Starsze konstrukcje wzmacniaczy elektroakustycznych były najpierw oparte na lampach elektronowych, a potem na dyskretnych tranzystorach. W miarę rozwoju techniki półprzewodnikowej, udało się stworzyć końcówki mocy w postaci układów scalonych, które do działania wymagają stosunkowo niewielkiej liczby elementów zewnętrznych dając bardzo dobrą jakość dźwięku – poznajcie kultowy już wśród elektroników-melomanów układ scalony wzmacniacza mocy audio LM3886!
LM3886 - podstawowe informacje
Układ scalony LM3886 został zaprojektowany i wdrożony do produkcji przez Texas Instruments w ramach serii o nazwie Overture. Ta scalona końcówka mocy, pozwala na uzyskanie mocy RMS ciągłej wynoszącej 68W przy obciążeniu na wyjściu 4Ω oraz 38W RMS dla obciążenia 8Ω przy współczynniku THD + N wynoszącym 0,1% w paśmie roboczym od 20Hz do 20kHz. W tym układzie została wykorzystana technologia SPiKe, zgodnie z którą wbudowany obwód zabezpieczający ustawia wzmacniacz w zakres dopuszczalnej temperatury pozwalającej na jego prawidłową i bezpieczną pracę, co wyróżnia LM3886 na tle wielu konstrukcji dyskretnych i hybrydowych. Dzięki temu, mamy zapewnioną ochronę układu także przed innymi stanami niepożądanymi, takimi jak zwarcia, niekontrolowana temperatura robocza, czy przepięcia pochodzące z układu zasilania.
Wzmacniacz LM3886 odznacza się doskonałym stosunkiem sygnału do szumu, przekraczającym 92dB przy typowym poziomie szumów wynoszącym 2,0µV. Ponadto, LM3886 charakteryzuje się wyjątkowo niskim współczynnikiem zawartości harmonicznych THD+N na poziomie zaledwie 0,03% przy maksymalnej mocy dla obciążenia znamionowego w całym paśmie roboczym i zapewnia doskonałą liniowość przy typowym współczynniku IMD (SMPTE) wynoszącym 0,004%. Dzięki temu, stanowi on popularny wybór wśród konstruktorów DIY.
LM3886 - najważniejsze cechy i parametry techniczne układu
- Średnia moc wyjściowa ciągła: 68W dla obciążenia 4Ω przy napięciu zasilania ±28V
- Średnia moc wyjściowa ciągła: 38W dla obciążenia 8Ω przy napięciu zasilania ±28V
- Średnia moc wyjściowa ciągła: 50W dla obciążenia 8Ω przy napięciu zasilania ±35V
- Natychmiastowa szczytowa moc wyjściowa: 135W
- Stosunek sygnału do szumu: S/N R ≥ 92 dB
- Funkcja wyciszenia wejścia (MUTE)
- Zabezpieczenie wyjścia wzmacniacza przed zwarciem do masy lub do szyn zasilania poprzez wewnętrzny obwód ograniczenia prądowego
- Zabezpieczenie wyjścia wzmacniacza przed przepięciami pochodzącymi od obciążeń indukcyjnych
- Zabezpieczenie przed zbyt niskim napięciem zasilania, które zapobiega występowaniu wewnętrznej repolaryzacji, gdy |VEE| + |VCC| ≤ 12 V, eliminując w ten sposób stany nieustalone podczas włączania i wyłączania układu
- Obudowa TO-220 z 11 wyprowadzeniami do montażu przewlekanego (THT)
- Zakres napięć zasilania od 20V do 94V
LM3886 - opis wyprowadzeń układu
Kolejność numeryczna uporządkowana:
- V+ – wejście dodatniej szyny napięcia zasilania
- NC – wyprowadzenie niepodłączone
- OUTPUT – wyjście dla obciążenia (głośnika)
- V- – wejście ujemnej szyny napięcia zasilania lub masy (dla zasilania pojedynczego)
- V+ – wejście dodatniej szyny napięcia zasilania
- NC – wyprowadzenie niepodłączone
- GND – masa
- MUTE – wyciszenie wejścia wzmacniacza podczas włączania i wyłączania zasilania
- VIN- – wejście odwracające
- VIN+ – wejście nieodwracające
- NC – wyprowadzenie niepodłączone
LM3886 - Funkcja MUTE
Funkcja MUTE układu LM3886 pozwala użytkownikowi na wyciszenie wyjścia wzmacniacza poprzez doprowadzenie prądu sterującego 0,5mA to wyprowadzenia nr 8 – realizacja układu MUTE polega na dobraniu rezystora RM w odniesieniu do ujemnej szyny napięcia zasilania w połączeniu z przełącznikiem. Kiedy przełącznik jest otwarty, odcina dopływ prądu do pinu numer 8 z ujemnej szyny napięcia zasilania lub masy co przedstawia LM3886 w tryb wyciszenia. Wartość rezystancji RM, jest obliczana z następującego równania:
RM*(|VEE – 2,6V|)/I8; gdzie I8 => 0,5mA
LM3886 - zabezpieczenie podnapięciowe
Po włączeniu napięcia zasilania, obwód zabezpieczający przed zbyt niskim napięciem doprowadza do uzyskania odpowiednich wartości napięć na szynach zasilania, zanim zostaną one podane na poszczególne wewnętrzne obwody LM3886 w taki sposób, aby nie występowały skoki wyjściowe prądu stałego. Po wyłączeniu wyjście LM3886 jest wcześniej automatycznie zwierane do masy w taki sposób, aby przy zaniku zasilania nie występowały oscylacje lub inne stany nieustalone.
LM3886 - zabezpieczenie nadnapięciowe
Układ scalony LM3886 zawiera wbudowany obwód zabezpieczający przed przepięciami, który ogranicza prąd wyjściowy do około 11A wartości szczytowej, zapewniając jednocześnie ograniczanie napięcia, ale nie poprzez wbudowane diody przeciwprzepięciowe. Efekt tłumienia napięcia jest w przybliżeniu taki sam, choć tranzystory wyjściowe stopnia mocy są zaprojektowane do przełączania naprzemiennego (push-pull) umożliwiając przewodzenie prądów o dużej zmianie różnicy amplitud w krótkich odcinkach czasowych.
LM3886 - zabezpieczenia termiczne
Układ LM3886 wykorzystuje technologię SPiKe, która polega na chronieniu przed chwilowym obciążeniem szczytowym temperaturą przez wbudowaną specjalną drabinkę tranzystorów działających na przeciążenie termiczne wzmacniacza LM3886 w sposób dynamiczny. Gdy temperatura robocza osiągnie 165*C, układ LM3886 wyłącza się w sposób automatyczny. Ponowny powrót do możliwych warunków działania układu następuje wówczas, gdy temperatura struktury spadnie do około 155*C, ale jeśli temperatura ponownie wzrośnie, wyłączenie nastąpi ponownie przy 165*C. Dlatego urządzenie może nagrzać się do stosunkowo wysokiego poziomu temperatury, jeśli usterka jest tymczasowa, ale trwała usterka spowoduje, że układ wyłączy się na zasadzie wzorowanej na przerzutniku Schmitta, pomiędzy temperaturą 155*C a 165*C. Z tego względu, należy dobrać radiator lub dodatkowy wentylator wymuszający obieg chłodzenia, odpowiednio do termicznych warunków pracy aplikacji docelowej.
