Собираем усилитель TPA3255 2x260W 2Ch Class D

[PJK]

По просьбе уважаемого Lektor_a создал ветку по сборке УМЗЧ на базе платы TPA3255 2x260W 2Ch Class D.
Что сподвигло - "повертев" и послушав уже легендарный FX502S-Pro пришёл к выводу, что микросхема TPA3250 имеет сумасшедший потенциал для высококачественного воспроизведения. Старшая микросхема TPA3255 имеет те же характеристики но с большей выходной мощностью.
Цель - создать усилитель с минимальными искажениями с выходной мощностью 2х100 ватт на нагрузке 8 Ом.
Ниже буду выкладывать всю хронологию от и до

[PJK]

Собственно сам сабж был куплен на АлиЭкспресс, и выгдит вот так на их сайте:

Безусловно в ней будет многое меняться, и даже добавляться. Но обо всём по порядку.
По факту получил практически то, что было обещано (радиатор снял).

[PJK]

Входные разделительные конденсаторы порадовали. Фирменные Nichicon UKA Aluminum Electrolytic Capacitors, ёмкостью 33мкф.
Параметры здесь: https://ru.mouser.com/new/nichicon/nichiconKAcaps/

[PJK]

Конденсаторы по питанию, и выходную часть фильтра (дроссели+конденсаторы) выпаиваем.





Замер входных конденсаторов по питанию 1800мкфх63в показал полную идентичность параметров фирменных конденсаторов Rubycon, серии ZLH.
Ёмкости 1мкф в выходном фильтре буду менять на фирменный металлизированный полипропилен.
Дроссели так-же пойдут под замену по двум трём причинам:
1) Какой-то заводской нонейм..
2) Довольно тонкий диаметр провода в катушке.
3) Параметр индуктивности занижен на 20% от заявленных 10мкГн. Всего 8мкГн.
Сама величина не страшна. Но малопонятно, как будет меняться их индуктивность при нагреве и прохождении через них весомого тока.

[Lektor]

Вот спасибо! Класс!!! Мне нравится такой подход.

[PJK]

Вот спасибо! Класс!!! Мне нравится такой подход.

Пожалуйста!

[PJK]

Пока ко мне едут дроссели (какие, расскажу после их получения) и фирменные конденсаторы для фильтра, поговорим пожалуй о самом важном, блоке питания.
Долго думал, что выбрать, классику или импульсные. В итоге, после всех За и Против выбрал импульсный блок питания от производителя MeanWell, SE-450-48.



Вскрытие показало, что он идеален. Нет абсолютно никакой Китайской экономии. На входе есть и предохранитель и варистор. Затем двойной LC фильтр!! Термистор для плавного запуска. Диодный мост на радиаторе. Качественные ёмкости. Одним словом, идеально!







Но есть в нём одна маленькая "мерзость". Очень шумный вентилятор для охлаждения. Вот он гад



Была мысль снять верхнюю крышку навсегда и пристроить малошумящий кулер диаметром 12см..
Но внутреннее желание было оставить крышку на месте, и начать поиск малошумящего кулера родного размера - 60мм.....
Выбор совсем не велик, и мало того - очень дорог для такой безделушки. Но что не сделаешь для феншуя, тем более для себя.
Был куплен очень малошумный кулер NF-A6x25 FLX





Просверлил ещё два отверстия в крышке БП, так как родной кулер крепился всего на два шурупа, и прикрепил малошумный на четыре силиконовые стяжки, которые шли в комплекте.



Товарный вид не испорчен ))



Включаем блок с замиранием сердца, думая оправдали ли средства цель? И о чудо - почти тишина при том же потоке воздуха.
Но БП подорожал почти на 30% с введением этой доработки. Ни один производитель безусловно такими извращениями не занимался бы, потому что "вылетел бы в трубу". Но у нас хобби, и иногда траты бывают неразумными

[kovrigger]

кулер от Noctua видимо. У меня в таком же раскрасе и на таких же резиновых креплениях 12-см процессорный был куплен в далеком 2007 и в 2015 14-см на процессор. Очень доволен производителем - все до сих пор работает и малошумит. Раз в год-два сдуваю пыль с лопастей. Была история с переходом на новый чипсет и старый 12-см кулер туда не вписывался - вспомнил, что у Noctua была бесплатная акция - компания высылала БЕСПЛАТНО всем своим покупателям их кулеров крепления-переходники под новый чипсет. Но акция была пару лет назад. Тем не менее - написал, попросил. Ответили - попросили прислать серийный номер, чек и тп. У меня осталась коробка от кулера - сделал фото коробки рядом с открытым компом (чтоб кулер был виден). выслал фото - через неделю приходит комплект креплений. Никаких доплат - бесплатно. Вот это сервис.

[PJK]

кулер от Noctua видимо.

Да, верно - Noctua ))

[Alex]

Очень правильный подход, интересно, ждем продолжения!

[PJK]

Очень правильный подход, интересно, ждем продолжения!

Спасибо! Только быстро не обещаю. Проект "долгоиграющий"

[ruslan_3d]

Очень правильный подход, интересно, ждем продолжения!

Спасибо! Только быстро не обещаю. Проект "долгоиграющий"

Интересно конечно, посмотрим что из этого у вас получится..
Ведь у меня есть подобное устройство , только без блока питания.. Но вот раскладка компонентов вроде устроено также..
Так что беру на заметку, возможно я его продам, был куплен так  для тестов и понятия как звучит класс D..

[Sous]

Тоже интересно, где то в планах такую плату сделать

[PJK]

Немного краткой "выжимки" о выходных фильтрах в усилителе класса D. Начнём с индукторов.
Изучая данный материал для семейства TPA32XX от Texas Instruments привожу ниже графики:
1. Коэффициент гармоник от выходной мощности и установленного дросселя



Из графиков видно, что на разных дросселях при одной и той же выходной мощности коэффициент гармоник может различаться аж в 100 раз!

2. Второй график показывает, как меняется коэффициент гармоник от частоты на разных дросселях при фиксированной выходной мощности



Из графика так-же видим, что от выбора дросселя коэффициент гармоник может меняться на два порядка.

3. Производитель тем самым уже прямо указывает, какие стоит применять индукторы, а какие лучше обходить стороной.



Надеюсь, эта информация многим начинающим изучать усилители класса D - поможет

[ruslan_3d]

PJK


Из графиков видно, что на разных дросселях при одной и той же выходной мощности коэффициент гармоник может различаться аж в 100 раз!

2. Второй график показывает, как меняется коэффициент гармоник от частоты на разных дросселях при фиксированной выходной мощности

Из графика так-же видим, что от выбора дросселя коэффициент гармоник может меняться на два порядка.

3. Производитель тем самым уже прямо указывает, какие стоит применять индукторы, а какие лучше обходить стороной.

Надеюсь, эта информация многим начинающим изучать усилители класса D - поможет

Очень интересно конечно, так как у моего брата тоже непонятно какие дроселя...
Копайте дальше , возможно и я залезу в эти дебри по замене , дроселей, кондер... и все что потребуется..
Надеюсь вы найдете что надо конкретно улучшить и дадите четкий и хороший ответ по замене конкретных частей на новые

[V63s]

Это подтверждает, что в первую очередь надо найти хорошие дросселя а потом уже играться с конденсаторами.

[ruslan_3d]

Это подтверждает, что в первую очередь надо найти хорошие дросселя а потом уже играться с конденсаторами.

А где же их взять то , кругом подделка  и Китай... Конечно можно самому сделать, но надо  найти хорошее железа  .

[helg]

Такое впечатление что не влезет Wurth на эту плату
а индуктивность 8 вполне себе нормально вроде

[ruslan_3d]

Что-то автор молчит как там дела с данным усилителем ?

[PJK]

Что-то автор молчит как там дела с данным усилителем ?

Терпение друзья ))
1) Нужные детали по почте движутся очень медленно.
2) Мой подход крайне основательный, и я не спешу это завершить "завтра". Мне нравится не только конечный результат, но и сам процесс.
3) На выходе будет качественный продукт, а не поделка.

[PJK]

Итак, пришли долгожданные конденсаторы и дроссели.
Конденсаторы металлизированная полипропиленовая плёнка:
ECWF2105JA, 1µF конденсатор PP 250V dc ±5% Tolerance Through Hole ECWF(A) Series(Panasonic)


Дроссели 7443631000, Силовой Индуктор (SMD), 10 мкГн, 16 А, Экранированный, 23 А, Серия WE-HCF, 21.8мм x 21.5мм x 14.5мм(Wurth)


Измеряем индуктивность


Сравнительные картинки с дросселями, которые были стандартно установлены на плату

[PJK]

Для селектора входных сигналов была куплена на алиэкспрессе вот такая плата:



Переключающие реле установлены на ней вот такого типа:


Понятия не имею, из какого материала сделаны в них контактные группы, поэтому было решено заменить на качественные, проверенные реле:


В них всё однотипно, словно Китайцы сделали под кальку, за исключением сопротивления обмотки.
Китайские 750 Ом, Японские 980 Ом., что даже лучше, меньше ток потребления.

[Justas*]

Понятия не имею, из какого материала сделаны в них контактные группы

01.jpg (13.63 КБ) 20927 просмотров

Символично

[ruslan_3d]

Понятия не имею, из какого материала сделаны в них контактные группы, поэтому было решено заменить на качественные, проверенные реле:

01.jpg
Символично

надпись крутая

PJK

ждем с нетерпением

[PJK]

Понятия не имею, из какого материала сделаны в них контактные группы

01.jpg
Символично

[lgedmitry]

В них всё однотипно, словно Китайцы сделали под кальку, за исключением сопротивления обмотки.
Китайские 750 Ом, Японские 980 Ом., что даже лучше, меньше ток потребления.

Может китайские быстрее включаются?
Бывает такое: одни и те же вроде бы реле имеют разные мощности обмоток. И разную скорострельность. В Никитине может она даже и не повредит. А название, пожалуй, улучшить звук может. Да и оранжевый цвет теплоты придаст

[ms142]

Может китайские быстрее включаются?

Так в селекторе входов скорость переключения до лампочки.

[lgedmitry]

Может китайские быстрее включаются?

Так в селекторе входов скорость переключения до лампочки.

ну если в селекторе - то да, там до лампочки. А вот если в регуляторе, да с большим количеством ступенек - так может пригодиться. Ну, это если тонким тюнингом заниматься.

[Justas*]

Timing у них при 12 вольтах - 4,5 мс. Вполне.
Я использую серию NA. Размер поменьше, Timing 3 мс и Resistance (Initial) Max. 50 mΩ (у RY 100 mΩ)
Для никитинского, даже с диапазоном 126дБ, хватает.
В NA серии есть и бистабильные. Для МК управления самое то.

[ms142]

А вот если в регуляторе, да с большим количеством ступенек - так может пригодиться. Ну, это если тонким тюнингом заниматься.

Так шо там тюнить, в том Никитине? Надо сразу делать нормально.
А вариантов, чтобы исключить громкий "вскрик" при некоторых вариантах переключения всего три:
1. Ставить реле с одинаковым временем срабатывания и отпускания (именно такие использовал А.Никитин).
2. При использовании МК программно сначала выключать, а потом с нужной задержкой включать реле.
3. Использовать перевернутую схему включения контактов.

И ставить в Никитина неизвестные кЕтайские реле - тот еще твик.