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目录
| 1.OOL电路 |
| 2.BTL电路 |
| 3.恒流功放 |
| 4.Hi-Fi集成功放 |
| 5.有源低音炮功放增加待机功能 |
| 6.高保真功率放大器 |
| 7.AB类功率放大器 |
| 8.双声道功放 |
| 9.100W功率放大器电路 |
TDA7294是欧洲著名的SGS-THOMSON意法微电子公司于90年代向中国大陆推出的一款颇有新意的DMOS大功率的集成功放电路。它一扫以往线性集成功放和厚膜集成的生、冷、硬的音色，广泛应用于HI-FI领域：如家庭影院、有源音箱等。该芯片的设计以音色为重点，兼有双极信号处理电路和功率MOS的优点。具有耐高压、低噪音、低失真度、重放音色极具亲和力等特色;并且具有静音待机功能，短路电流及过热保护功能使其性能更完善。本文将介绍几种基于TDA7294的功放电路设计
OCL电路图见图1，本电路是用两片TDA7294组成的双声道70W 功放。外围元件少，电路简单，当电源电压为土35V时，在8欧负载上可获得70W的连续输出功率。非常适合30平方米以下的环境放音，如音箱阻抗小于8欧，电源电压应相应降低。
图1 OCL电路图
BTL电路见图2，利用两片TDA7294桥接组成BTL功放电路，输出功率可达150W 以上，适合歌舞厅等需要大功率的地方，立体声时需要4块TDA7294。当电源电压为土25V时，在8欧姆负载上可获得150W的连续输出功率。当电源电为±35V时，在16欧姆负载上可获得180W的连续输出功率。用TDA7294作BTL功放，负载不得低于8欧姆。
图2 BTL电路图
本功放电路与前面两种结构有些不同，其反馈电路为电流取样、电压求和负反馈。这种电路结构就是人们常说的恒流功放，电路的具体分析不作详述，只介绍与传统恒压功放相比后较突出的优点。
①功放输出电流与负载阻抗无关，即使负载短路，也不会造成功放块过热现象。
②输出功率随着负载阻抗的增大而增大，在一定功率储备之内推动扬声器负载，可以很好地保证原来音乐信号的低音力度和高频解析力。③作用在扬声器音圈上的力只依赖于电流。用流控振荡方式推动扬声器必然要快于压控振荡方式，使扬声器振动系统④输入、输出阻抗容易做到匹配。恒流功放电路实际上是一个受输入信号电压控制的受控电流源。它的内部反馈电路为电流取样，电压求和负反馈，具有输入、输出阻抗均高的特点。输入阻抗高，正好是前级恒压放大电路所需要的，有利于信号电压无损失地送到功放输入端。而输出阻抗高，能减少
内阻对信号的分流，有利于把输出信号电流都加在负载上。图3中，电源电压选择为±35V，其放大倍数由扬声器与R6的比值决定。
图3 恒流功放电路图
欧洲著名SGS-THOMSON意法微电子公司推出一款Hi—Fi大功率DMOS集成功放电路TDA7294，电路见图4。它综合现代功放电路最佳设计，兼具双极信号处理电路和功率MOS的优点，具有低噪声、低失真度特色;待机及静音电路彻底消除了电源通断引起的冲击噪声，免去扬声器保护电路;过热及短路电流保护等功能使其性能更加优异，该器件适用于家庭影院及Hi—Fi放大器。主要参数为：VS(电源电压)±10～±40V(无信号最高电压±50V);Io(输出电流峰值)10A;Po(RMS连续输出功率)在vs=±35V 8Ω时为70W;vs=±27V 4Ω时为70W;(音乐输出功率有效值)VS=±38V 8Ω时为100W;VS=±29V 4Ω时为100W。
图4 Hi-Fi集成功放电路图
图4电路闭环增益为30dB，增大R3可提高增益，反之降低，但放大器增益应≥24dB，以R1=R3时放大器性能最佳。R7、C4和R5+R6、C3决定待机和静音时间常数，值大则时间延长，当控制端接低电位地时为静音和待机状态;当控制端接vs时，因(R5+R6)》R7，⑩脚比⑨脚后升到高电位，而关机时则先变为低电位，这就使待机和关机过程均在静音状态下进行，保证了放大器开、关机无噪声。
图5 BTL功放成品板
对于歌舞厅等大功率专业应用领域，可选图5的BTL功放成品板，两只TDA7294均配各自专业散热器，在vs=±25V8Ω时，最大连续输出功率达150W;在±35V 16Ω时，最大连续输出功率达170W。
我们用TDA7294标准应用电路与马兰士PM80及YAMAHAA-592作了听音对比，前者为中价位Hi—Fi名机，具有甲类、甲乙类状态切换开关，后者是三千元级具有Ac-3输入的AV功放，音源为音乐传真E60CD，音箱为丹拿5号。感觉TDA7294的声音取向具有鲜明的欧洲风格，柔美、圆润、细腻，富弹跳感，与甲乙类状态的马兰士PM-80有异曲同工之妙，但PM-80处于纯甲类工作时声场更深，控制力也略胜。与YAMAHA A-592相比则区别较大，A-592的低频似乎略有提升，感觉力度好，但较硬，线条模糊;TDA7294则甜美自然，解析力较高，真似泼墨山水与工笔花鸟，各有其无穷韵味。
本电路是对使用集成电路TDA7294的音响电路进行改进的，电路图如图6所示。TDA729410脚具有静音功能，当外部提供一直流高电平时，集成块处于工作状态;低电平作用时，集成块则处于截止状态，此时电路耗电微小，IC1 14脚无输出，即“待机”形式。一般的电路都是给10脚提供高电平使其处于导通状态，其实开发此脚功能可满足某些特殊的工作要求。本电路就是据此使有源低音炮功放增加待机功能，其电路工作可靠、反应灵敏。
图6 有源低音炮功放增加待机功能电路图
电路如图7所示，推动级采用了TDA7294，该芯片内部推动级和输出级均使用了场效应管，用±40V供电，输出功率可达70W(RL=8Ω;THD=0.005%)，音色细腻、听感极佳。功率输出VT1、VT2采用山肯大功率对管2SA1394、2SC3858。
电路原理如下：信号经C1、R1输入TDA7294正相输入端③脚。R7和IC第②脚的R3、C3、C4构成负反馈网络，本放大器的闭环增益约34倍。⑨、⑩脚分别是待机、静音端，由于第⑩脚RC网络时间常数比第⑨脚大，使得开关机均在静音下进行，避免了开关冲击声，C7为自举电容。
图7 TDA7294推动的高保真功率放大器
制作要点：
(1)TDA7294的金属帽与散热片之间要加绝缘云母片(金属帽与⑧脚相通)。
(2)电源变压器用环形300W双20V的，50V/10000μF的滤波电容四只、50V/100μF两只、100V/0.1μF两只。对电源部分要单独测试，先不接功放，测量电源正、负输出电压是否对称，误差应在0.6V以内。
(3)试机时，为安全起见，应先使用较低的电压实验(如±25V)，不加信号，测输出端对地直流电压，正常应在20mV以内。
(4)由R8、R9、R10、D1组成了末级偏置电路，这种偏置使得输出管VT1、VT2在工作时均不截止，因此静态电流可取得较小(约5mA)。
(5)功率管要严格配对(3%以内)并选用正品。输出端电阻R14采用5W无感型的，电感L则用直径1.5mm漆包线在R14上密绕10匝而成。TDA7294使用60mm&TImes;85mm&TImes;20mm十二槽的散热片，输出对管则要用专业散热片。印板上有大电流的路段要进行滚锡处理，这于放音的透明度和力度极有益处。
图8 TDA7294推动的功率放大器PCB
TDA7294集成电路是用作高保真的音频AB类功率放大器。它可以驱动4欧姆或8欧姆扬声器，连接8欧姆扬声器时将提供50瓦输出功率，0.1%的THD。
图9 AB类功率放大器电路图
你必须为TDA7294安装一个足够大的散热器。引脚10是静音输入，引脚9提供了待机模式。选择待机模式下静音应该总是发生。该IC具有内部热保护，在145℃导致静音削减，在150°C放大器进入待机状态。TDA7294集成电路散热器内部连接到负电源轨，如果该模块被安装在一个接地的金属外壳内，然后IC必须从散热片绝缘。如果没有，负电源轨将被短路到地。
TDA7294大功率集成电路IC是专门为组装高性能音频放大器而设计的，采用两片TDA7294就可以做成一台功率强劲的双声道高保真功率放大器。电路原理如图10所示，整体电路由两块TDA7294核心部件组成，外围包括一些电阻、电容元件。两声道的电路几乎是完全相同的设计，都是采用TDA7294官方发布的标准线路，接成同相放大电路，电压增益30.5dB，输出功率每声道最大70W，并采用双电源对称方式供电电压±35V。其中Cl5、Cl6为输入耦合电容，原始电路中采用0.47μF，这里加大到lμF，可以改善电路的低频响应效果，推荐采用聚丙烯材质的音频专用电容，如WIMA的MKT4系列电容等，能大幅度改善声音的解析度。R3、R4是输入电阻，决定TDA7294在同相放大状态的输入阻抗，此处取22kΩ比较适中，取值太大固然可以减轻前级信号源的负担，但是可能影响TDA7294的稳定性，使得输出中点电压漂移增大，取值太小又会影响对低频的响应能力。反馈电阻R7、R8理论上数值应当等于输入电阻R3、R4，这样可以保证TDA7294输入差动电路的偏置电流平衡，减小信号失真。反馈落地电阻R5、R6配合R7、R8设置电路增益，这里使用了反馈隔直电容Cl3、Cl4，形成交流负反馈，抑制直流电压输出，能起到对扬声器的保护作用。
图10 双声道功放电路图
TDA7294具有启动静音功能，配合外部电路实现通断电源时的无冲击声效果，原理图中的R9、R1O、R11、Rl2和Cl7、Cl8以及VD5、VD6组成外部静音控制电路，在接通电源瞬间给TDA7294的9、10脚延时通电，实现软启动的作用。
电源整流滤波电路也很简单，由4个欧速整流二极管VD1-VD4组成全桥整流电路，电容C1、C2为主滤波电容，要求采用大容量高电流音响专用滤波电容，比如ELNA的FORAUDIO系列或BHCAerovox工业等级电容。
设计
PCB一般都是业佘制作中的瓶颈，使很多优秀的原理图没有转化成为实际可以用来组装的成品PCB。这里笔者采用流行的Protel99se设计软件绘制出了对照原理图10的印制线路板，见图11，采用2mm厚的FR-4板基的双面PCB，铜箔加厚到70mm，用在大电流功放电路非常适合。整体PCB走线采用一点接地方式，有效杜绝地线干扰噪声。在某些大电流走线还采取镀锡措施，可以增加额外的电流通行能力。电源输人和功率输出结构采用大电流的螺丝接线端子，保证充足的过电流能力和反复接线的耐久性能。
图11 印制线路板
图12 TDA7294构成的100W功率放大器电路图
图12是由单片音响功放集成电路TDA7294构成的100W功率放大器。TDA7294内部包含前置运放、末级功放、温度保护、短路保护、静音控制等电路。末级采用双极DMOS功率晶体管，具有输出功率大、频带宽、失真小、通用性好等特点。该集成电路还具有完善的防过载、防短路和温度保护电路，在芯片温度过高时，自动切断音频信号，保护芯片不致烧毁。用TDA7294构成的功放电路，具有外围电路简单、易于制作的特点。电路输入阻抗20k，输入灵敏度750mV，电压增益32dB，电源电压范围±(25～40)V，静态电流50mA。当负载阻抗为8Ω时输出功率1OOW;负载阻抗为4Ω时输出功率可达180W。实际制作时，TDA7294应加装足够的散热片。配套电源电路应有足够的容量。如需提高电路电压增益，可适当改变R3与R2的比值，电压增益A=201g(R3/R2)(dB)。但不宜片面追求本级电压增益，过高的电压增益易引起电路自激，解决的办法是提高前置级的电压增益。
