TDA7294 100W Amfi Devresi – Hi-Fi Güç Amplifikatörü

[guclusat]

TDA7294 ile 400W Güç Amplifikatörü​

Bu amplifikatör tasarımının temelinde, her biri yaklaşık 50W güç sağlayan 8 adet TDA7294 entegresi bulunmaktadır. Böylece tüm amplifikatör sistemi toplamda yaklaşık 400W tepe çıkış gücüne ulaşabilecek şekilde tasarlanmıştır.

Devrenin mümkün olduğunca basit, güvenilir ve ayar gerektirmeyen bir yapıda olması hedeflenmiştir. Bu nedenle TDA7294 entegreleri, çalışma sınırları içerisinde kalacak uygun besleme gerilimleriyle kullanılmaktadır.

Besleme ve çalışma şekli​

TDA7294'ler bağlantı şekline göre farklı besleme gerilimleriyle çalıştırılmaktadır:

• SE (Single-Ended) konfigürasyon: ±31V
• BTL (Bridge-Tied Load) konfigürasyon: ±25V

Bu besleme değerleri, TDA7294'lerin güvenli çalışma sınırları içerisinde tutulmasını ve güç dağılımının daha yönetilebilir olmasını amaçlamaktadır.

8 adet TDA7294 kullanımı​

Amplifikatörün güç katı toplam 8 adet TDA7294 içerir. Entegreler çiftler halinde, bu proje için özel olarak hazırlanmış çift taraflı PCB'ler üzerine yerleştirilmiştir.

Toplam sistem için 4 adet PCB kullanılmaktadır.

Bu yapı sayesinde amplifikatör modüler bir şekilde oluşturulabilir ve her güç katının ayrı olarak kontrol edilmesi veya gerektiğinde değiştirilmesi kolaylaşır.

Basit TDA7294 devresi​

TDA7294'ün önemli avantajlarından biri, yüksek çıkış gücü elde etmek için çok karmaşık harici devrelere ihtiyaç duymamasıdır.

Bu projede amplifikatör katları mümkün olduğunca sade tutulmuştur. Devrenin çalışması için ayrıca karmaşık bir ayar veya kalibrasyon işlemi gerektirmeyecek şekilde tasarım yapılmıştır.

TDA7294'ün Mute ve Standby kontrol fonksiyonlarının kullanılmaması, bu tasarımın özellikle sade tutulması açısından tercih edilmiştir.

PCB tasarımı​

Her iki TDA7294'nin bir çift halinde yerleştirildiği çift taraflı PCB tasarımı kullanılmıştır.

Toplamda dört PCB kullanılarak 8 adet TDA7294'ün tamamı sisteme dahil edilir.

Devrenin ayrıntılı şeması ve PCB bilgileri konuya eklenen PDF dosyasında bulunmaktadır. Aşağıda ise devrenin nasıl çalıştığını daha kolay göstermek amacıyla temel şema görseli paylaşılmıştır.

Not: Belirtilen 400W değeri toplam tepe güç değeridir. Gerçek sürekli çıkış gücü; besleme kapasitesi, hoparlör empedansı, soğutma, distorsiyon seviyesi ve kullanılan SE/BTL yapılandırmasına göre değişiklik gösterebilir.

 

[guclusat]

Bu, kurulumu oldukça ilgi çekici bir devre tasarımıdır. Bir devre kartı üzerinde 4'ü 1 arada amplifikatör modülü bulunmaktadır.

TDA7294 kullanılarak hazırlanmış 100W güç amplifikatörünün yanı sıra, VU metre için LM3914 entegresi kullanılmıştır. Ton kontrol preamplifikatöründe ise yaygın olarak kullanılan 4558 entegresi tercih edilmiştir.

Ayrıca simetrik güç kaynağı modülü de PCB üzerinde yer almaktadır.

4'ü 1 Arada Şematik Diyagram: VU Metre, Güç Kaynağı ve Ton Kontrollü 100W RMS Güç Amplifikatörü

TDA7294 + 4558 + LM3914 Kombo Amfi Sistemi Malzeme Listesi​

Bu 4'ü 1 arada amfi kartında TDA7294 güç amplifikatörü, RC4558 ton kontrol/ön yükseltici, LM3914 VU metre ve simetrik güç kaynağı bölümleri bir arada bulunmaktadır.

TDA7294, Class-AB yapıda ve Hi-Fi uygulamalar için tasarlanmış bir güç amplifikatörü entegresidir. Üretici verilerine göre 100W'a kadar müzik gücü, termal koruma, kısa devre koruması ve Mute/Standby özelliklerine sahiptir.

1. Aktif Bileşenler​

Adet	Parça Kodu	Açıklama
1	TDA7294	100W sınıfı Hi-Fi ses güç amplifikatörü
1	LM3914	10 kademeli nokta/bar LED sürücü entegresi
1	RC4558	Çiftli Op-Amp, ton kontrol ve ön yükselteç
1	7812	+12V pozitif voltaj regülatörü
1	6A Köprü Diyot	Güç kaynağı doğrultucu köprüsü
2	12V Zener	Voltaj sabitleme
1	1N4148	Sinyal diyodu
11	LED	10 adet VU metre göstergesi + 1 adet güç LED'i

2. Dirençler​

1/4W, %5 toleranslı dirençler:

Adet	Değer
1	10Ω
1	390Ω
1	680Ω
2	1KΩ
3	2.2KΩ
1	2.7KΩ
1	3.3KΩ
1	5.6KΩ
1	8.2KΩ
4	10KΩ
2	20KΩ
3	22KΩ
1	30KΩ
1	47KΩ

Yüksek güçlü dirençler:

Adet	Değer	Kullanım
1	56Ω / 2W	Zobel ağı
2	2.2KΩ / 2W	Güç katı / besleme bölümü

Potansiyometreler:

Adet	Değer	Görev
3	50KΩ	Volume, Bass ve Treble kontrolü

3. Kondansatörler​

Kutupsuz kondansatörler:

Adet	Değer	Tip
2	100pF	Seramik
2	6.8nF	Polyester
2	10nF	Polyester
6	100nF	Polyester / Mercimek
1	220nF	Polyester

Elektrolitik kondansatörler:

Adet	Değer	Gerilim	Kullanım
1	2.2µF	63V	-
5	10µF	63V	-
2	22µF	63V	-
2	100µF	63V	-
2	4700µF	63V	Ana filtre

Önemli Not​

Malzeme değerleri devrenin şemasına göre kontrol edilerek temin edilmelidir. Özellikle besleme gerilimi, TDA7294'ün yük empedansı ve kullanılan transformatör değerleri birlikte değerlendirilmelidir. TDA7294'ün üretici tarafından belirtilen çalışma aralığı ±40V'a kadar çıkabilse de, gerçek çıkış gücü ve güvenli çalışma koşulları yük, besleme, soğutma ve distorsiyon seviyesine bağlıdır.
100W RMS Power Amplifier PCB Layout

Component Placement

Notlar:​

• Kondansatör Voltajları: Listede 63V belirtilmiş, bu harika. Devre ±35V ile çalışacağı için 35V veya 50V kondansatörler riskli olabilir, 63V her zaman en güvenlisidir.

Mono'dan Stereo'ya Geçiş: Güç ve Bağlantı Kılavuzu​

Eğer bu projeyi Stereo (Sağ ve Sol Kanal) olarak kurmak isterseniz, iki adet amfi kartı hazırlamanız gerekir. Ancak her iki kartı da besleyecek olan Güç Kaynağı Modülü üzerinde şu teknik güncellemeleri yapmanız şarttır:

1. Güç Kaynağı (Besleme) Güncellemesi​

İki kanal aynı anda güç çekeceği için ortak güç kaynağının kapasitesi artırılmalıdır:

• Trafo Akımı: Mono için yeterli olan akım değeri, Stereo için iki katına çıkarılmalıdır. En az 200W - 250W (veya 6-8 Amper) bir trafo kullanılmalıdır.
• Köprü Diyot: 6 Amperlik diyot Stereo sistemde sınırda kalabilir; aşırı ısınmayı önlemek için 10A veya 15A'lik bir köprü diyot tercih edilmelidir.
• Kondansatör Değeri: Voltaj çökmesini engellemek için filtre kondansatörleri (4700 $\mu$F) artırılmalı veya paralel bağlanarak toplam kapasite yükseltilmelidir (Örn: 2 x 10.000 uF).

2. Kontrol ve Bağlantı​

• Stereo Potansiyometre: Ses (Volume), Bas ve Tiz ayarları için "Ganged" (çiftli) stereo potansiyometreler kullanılmalıdır. Böylece tek bir düğme ile her iki kanalın seviyesi aynı anda kontrol edilir.
• Kablolama: Potansiyometreden amfi kartlarına giden sinyal kabloları mutlaka blendajlı (ekranlı) olmalı ve sağ/sol kanal bağlantıları bu kablolarla yapılmalıdır.

Uyarı:​

Stereo yaparken en büyük düşman 'Ground Loop' (Şase Döngüsü) gürültüsüdür. Her iki kartın şaselerini (GND) tek bir merkez noktada (yıldız şaseleme) birleştirmelisin. Eğer her iki kartı farklı yerlerden şaselersen hoparlörlerden 'vınlama' sesi alırsın. Güç kaynağını tek tutman bu yüzden çok mantıklı, şase karmaşasını önler.

 

[guclusat]

TDA7294 anfi devre şeması

 

[guclusat]

Elektronik Bileşen Listesi (Malzeme Listesi)​

Bileşen Türü	Değer / Özellik	Adet	Açıklama / Türkçe Karşılığı
Direnç (Ellenállás)	10 Ohm	1 adet	Sabit direnç
Direnç	10k Ohm	6 adet	Metal film direnç, 2 raster bacak aralığı
Direnç	1k Ohm	2 adet	Metal film direnç, 2 raster bacak aralığı
Direnç	1k Ohm	2 adet	Metal film direnç, 2 raster bacak aralığı
Direnç	1.5k Ohm (1k5)	1 adet	Metal film direnç, 2 raster bacak aralığı
Direnç	33k Ohm	1 adet	Metal film direnç, 2 raster bacak aralığı
Direnç	470k Ohm	2 adet	Metal film direnç, 2 raster bacak aralığı
Direnç	47k Ohm	3 adet	Metal film direnç, 2 raster bacak aralığı
Kondansatör	1000uF / 50V	2 adet	Elektrolitik kondansatör, dikey (radyal) tipten
Kondansatör	100nF	8 adet	Seramik kondansatör (MTK)
Kondansatör	10uF / 16V	1 adet	Elektrolitik kondansatör, dikey (radyal) tipten
Kondansatör	10uF / 50V	2 adet	Elektrolitik kondansatör, dikey (radyal) tipten
Kondansatör	1nF	1 adet	Seramik kondansatör (MTK)
Kondansatör	1uF	1 adet	Film kondansatör (Kutu tipi)
Kondansatör	220nF	2 adet	Seramik kondansatör (MTK)
Kondansatör	22uF / 25V	2 adet	Elektrolitik kondansatör, dikey (radyal) tipten
Kondansatör	4700uF / 63V	2 adet	Elektrolitik kondansatör, dikey (radyal) tipten (Besleme için)
Kondansatör	47uF / 50V	1 adet	Elektrolitik kondansatör, dikey (radyal) tipten
Potansiyometre	22k Ohm	1 adet	Lineer, mono potansiyometre
Potansiyometre	100k Ohm	3 adet	Lineer, mono potansiyometre
Potansiyometre	100k Ohm	1 adet	Lineer, stereo potansiyometre
Yarı İletkenler / IC	TL074	1 adet	Quad (Dörtlü) Op-Amp entegresi
Yarı İletkenler / IC	TDA7294	1 adet	Ses güç yükseltici (Amfi) entegresi
Diyot	Graetz Köprü Diyot	1 adet	Kutu tipi, vidalanabilir köprü diyot (100V 6A)
Diyot	ZPD15 (Zener)	2 adet	15V Zener Diyot
Diğer Bileşenler	Hoparlör	1 adet	200mm (Yaklaşık 8 inç) Subwoofer hoparlör sürücüsü
Diğer Bileşenler	Trafo (Transformatör)	1 adet	Toroidal veya standart trafo, 2x24V - 2x28V AC çıkışlı, 120-150VA güç
Mekanik	MDF Kutu	1 adet	Hoparlör kabini / Cihaz kutusu

Aktif subwoofer devre şeması

 

[guclusat]

TDA7294 devre kartı ve amplifikatör montajı​

PCB Eleman Analizi ve Malzeme Listesi Eşleşmesi​

PCB üzerindeki kodlar (R1, C1 vb.) ile malzeme listenizdeki elemanlar mantıksal olarak şu şekilde eşleşmektedir:

1. Güç Girişi ve Filtre Kondansatörleri (Besleme Katı)​

Devre simetrik ±25V DC ile çalışıyor. Listedeki büyük kapasiteli elektrolitik kondansatörler tam olarak buraya oturuyor:

• C10 ve C12 (Kutu Tipi Kondansatörler): Listede yer alan 100nF seramik/kutu kondansatörlerden ikisidir. Yüksek frekans gürültülerini filtrelemek için besleme hatlarına (Gnd, +25V, -25V) paralel bağlanmıştır.
• C11 ve C13 (Büyük Elektrolitikler): Listedeki 4700uF / 63V veya 1000uF / 50V dikey kondansatörlerdir. +25V ve -25V hatlarının voltaj dalgalanmalarını önlemek için ana filtre görevini görürler. Kutuplarına (+/-) dikkat edilerek takılmalıdır.

2. Ses Girişi (Input) ve Sinyal Hattı​

• In ve Şase (Gnd) Girişi: Sol alt köşede yer alır. Ses sinyali buradan girer.
• C1 Kondansatörü: Listedeki 1uF veya 220nF kutupsuz film/seramik kondansatörlerden biridir. Girişteki DC bileşenleri kesmek (coupling) için kullanılır.
• R1 ve R10 Dirençleri: Giriş empedansını belirleyen ve sinyali şaseye çeken dirençlerdir (Genellikle 1k ile 22k arası değerler, listenizdeki 1k veya 10k dirençler).

3. TDA7294 Entegresi ve Çevresel Elemanları​

• TDA7294 (En Üstte): 15 bacaklı dikey tip ses entegresidir. PCB'nin en üst kısmına yatay olarak yerleştirilir ve arkasına mutlaka büyük bir alüminyum soğutucu vidalanmalıdır.
• R4, R3, R8 Dirençleri: Entegrenin ses kazancını (Gain) belirleyen geri besleme (feedback) dirençleridir. Genellikle listenizdeki 1k, 22k veya 33k gibi değerler burada köprü oluşturur.
• C5, C6, C8 (Küçük Elektrolitik Kondansatörler): Listede yer alan 10uF, 22uF veya 47uF dikey elektrolitik kondansatörlerdir. Entegrenin "Bootstrap", "Mute" ve "Standby" gecikme/filtreleme fonksiyonları için kullanılırlar.
• R5 Direnci ve Üstündeki Diyot (Zener / Standby Katı): Sol üst köşede TDA7294'ün Standby/Mute fonksiyonunu kontrol eden devredir. Listenizdeki ZPD15 (15V Zener) diyot yönüne dikkat edilerek buraya takılır.

4. Hoparlör Çıkışı (Out) ve Boucherot Hücresi (Zobel Network)​

• Gnd / Out Çıkışı: Sağ alt köşede hoparlöre gidecek olan çıkış terminalidir.
• R9 ve C7/C9 İkilisi: Sağ tarafta dikey duran elemanlar amfilerde kararlılığı sağlamak ve yüksek frekanslı salınımları (osilasyonları) engellemek için kullanılan Zobel Filtresidir. Listede yer alan yüksek güçlü 10 Ohm direnç (R9) ve ona seri bağlı 100nF kutupsuz kondansatör (C7 veya C9) tam olarak burası içindir.

Proje İçin Açıklama Metni (Örnek)​

Konu Başlığı: TDA7294 Mono Hi-Fi Amfi Devresi ve PCB Yerleşimi (±25V - 100W)

Açıklama:Merhaba arkadaşlar, paylaştığım bu PCB tasarımı, ses kalitesi ve yüksek çıkış gücüyle bilinen TDA7294 IC tabanlı mono amfi katına aittir. Devre simetrik ±25V DC (Maksimum ±40V) besleme ile çalışmakta olup, uygun soğutucu ve trafo ile 4-8 Ohm hoparlörlerde RMS 70W-100W arası temiz bir güç sunar.

Montaj Notları:

1. Soğutucu: TDA7294 entegresinin arkasındaki metal kısım dahili olarak -V (Negatif Besleme) hattına bağlıdır. Eğer şaseye bağlı bir alüminyum soğutucu kullanacaksanız, entegre ile soğutucu arasına mutlaka mika izolatör ve yalıtkan pul koymalısınız. Aksi takdirde kısa devre oluşur ve entegre yanar.
2. Kondansatör Kutupları: C11, C13, C5, C6 ve C8 gibi elektrolitik kondansatörlerin üzerinde "+" işaretleri belirtilmiştir. Ters montaj patlamalara sebep olabilir.
3. Zobel Filtresi: Sağ taraftaki R9 direnci (10 Ohm) ısınabileceğinden, bu direncin wattlı (metal film veya taş direnç) seçilmesi kararlılık açısından daha iyidir.
4. İlk Çalıştırma: Devreye ilk kez elektrik verirken besleme hatlarına seri olarak 10 Ohm / 5W koruma direnci veya ampul bağlayarak çekilen akımı kontrol etmeniz önerilir.