Блок питания на 12 В и УНЧ Hi-Fi класса на PAM8610. Мощность - 2X10 Ватт

Когда-то звуковые усилители (УНЧ) были большими, с кучей ламп, огромными радиаторами для транзисторов, тяжелыми трансформаторами в БП. Но жизнь не стоит на месте. Теперь компактные микросхемы с цифровыми УНЧ заменили ламповых и транзисторных динозавров почти во всех устройствах широкого потребления. Можно без особых усилий сконструировать компактный усилитель, например на чипе PAM8610. Для питания использовался блок питания из обзора.

УНЧ на PAM8610 существует в нескольких вариантах, стоит совсем недорого. Купить можно например тут — http://www.banggood.com/12V-Mini-Hi-Fi-PAM8610-2X10W-Audio-Stereo-Amplifier-Board-Dual-Channel-p-933675.html. Было решено использовать готовую плату с регулятором громкости и распаянными разъемами. Существует еще ультрабютжетный вариант. Его обозревали тут на сайте — mysku.club/blog/aliexpress/38841.html. Почему именно этот усилитель — цена и очень хорошие впечатления от младших моделей PAM8403/PAM8406: Обзор 1, Обзор 2, Обзор 3, Обзор 4.
Посмотрим, как проявит себя старшая модель усилителя.

Характеристики модуля:
Питание 7-15 В, рекомендуемое 12 В
Мощность до 10 Вт на канал при сопротивлении нагрузки 8 Ом
Защита от КЗ, перегрева
КПД усилителя до 90 %

Судя по описанию, отличные характеристики для такого малыша.

Фото:



Флюс немного не до конца отмыт.

Подключение динамиков никак не обозначено. Опытном путем и по аналогичной немного другой плате выяснено:

Штекер питания — центр "+", вокруг — "-"

микросхема под радиатором у этого варианта усилителя — это хорошо. Перемычки на плате — одна временно откл звук (mute), вторая не знаю.

Для питания конструкции было решено использовать БП из ссылки в начале обзора. Это БП очень подробно обозревался Еще один 12 Вольт блок питания, но уже на 1 Ампер. Блок питания хорошо работает в предельных режимах, компактный и недорогой. Теоретический можно получить с этим блоком питания суммарную мощность около 12 Ватт на два канала. Или реальных около 5 Ватт на канал. Меня данный блок питания и мощность УНЧ устраивали. Для большего усиления микросхемы при использовании источника сигнала в виде сотового телефона или ЦАП-а необходимо использовать предварительное усиление перед микросхемой, что мне делать не хотелось. Да и мощности в 5 Ватт на канал для моих целей достаточно. Но мы все равно протестируем микросхему УНЧ и БП в разных режимах и на нагрузке разного сопротивления.

Блок питания:




Для тестирования нагрузки используем мощные резисторы 4 Ома, 6 Ом, 8 Ом на 100 Ватт:

Купить их можно тут
4 Ома
6 Ом
8 Ом

Подключаем все модули и резисторы.


Проводим измерения.
Напряжение питания усилителя 12 В, на вход подается сигнал в 1000 Гц от звукового генератора. Мощность рассчитывается квадрат напряжения на выходе одного канала усилителя (измерения вольтметром переменного тока) при подключенной нагрузки делится сопротивление нагрузки

Первая группа тестов
Обычный источник (телефон или ЦАП (DAC)). Uвх=0.15 В. Тестирование проводилось на БП из обзора, без предварительного усиления. Во всех случаях защита от перегрева на микросхеме и по току на БП не срабатывала.

У меня колонки сопротивлением 4 Ома — первая строчка — мой режим использования усилителя.

Вторая группа тестов
Отключение БП из обзора по защите по току. Увеличиваем Uвх до срабатывания защиты на БП. Этот режим возможен при использовании предварительно усилителя (например, такого) перед усилителем из обзора


Третья группа тестов
Предельный режим. Используется лабораторный БП. Тесты завершаются, если микросхема усилителя отключается от перегрева (температура микросхемы в этом случае больше 100 градусов Цельсия). В реальности для реализации этого режима необходим более мощный БП (12 В 2 А например) и предварительное усиление сигнала.

Думаю большую мощность, чем заявлена, удалось получить с помощью радиатора на микросхеме УНЧ.

Тесты могут пригодиться, если вы собираетесь использовать эту микросхему УНЧ для своего усилителя или сделаете мощную портативную колонку с предусилителем и мощным аккумулятором.

Температура на радиатор чипа. Радиатор тут — это хорошо. А ведь есть варианты этой платы и без радиатора.


Температура на резисторах:

Если тут при 9 Ваттах такая температура, то что же будет при тестировании 100 ваттного усилка?

Тест на синусоиду. На вход подаем синусоиду 1000 Гц и смотрим осциллографом, что имеем на выходе усилителя.

После завершения тестов решил все облагородить. Компоненты для сборки:

Роутер nexx 3020 используется как Logitech Squeezebox Player. Прошил аналогично обзору. Так же был сделан переключатель типа тумблер на обычный линейный вход.
Корпус куплен оффлайн за 400 руб — самый дешевый по отношения цена-размер-качество.

Получилось так:


Первоначально был установлен DC-преобразватель 12->5 В на основе ШИМ контроллера. Но пришлось установить второй блок питания на 5 В по двум причинам:
1. Помехи. Убрал земляные петли, но какие-то помехи (возможно от преобразователя) остались.
2. В случае перегруза БП отключается по защите — роутер перегружается и это не хорошо — долго он перегружается.

Итог:



Моя мини Hi-Fi система:

Для моих задач (озвучить ванную и коридор) мощности БП и качества звука от УНЧ вполне хватает.

Добавление.
1. Ссылка на datasheethttp://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/246508/PAM/PAM8610.html
2. Про HiFi — Это был сарказм. Странно, что народ в коментах сразу не понял сарказма и серьезно среагировал.