4x100W car audio amplifier

400W car power amplifier. Based on a push-pull converter with TL494 (KA7500) driver, 500W of power is enough for four TDA7294 integrated amplifiers. Three three-digit multimeters on front-panel shows actual battery voltage, temperature, and estimated output power.

Push-pull converter:

amp400-20This is a copy of very good and tested AVT2732 circuit with all the current and voltage protections included. Schematic and polish description – LINK. This converter is based on the TL494(KA7500) driver, it runs at 30KHz, and it controls two IRFP064N transistors. Unfortunately, those transistors have big gate capacitance and is necessary to use a emitter follower – in this case two BD139 and BD140 pairs. Rectifier diodes are the super fast FES16. At the end 4x 4700uF capacitors pack. Over-voltage protection take care of the power amplifier safety – driver will shut-down if voltage exceeds 15V on input (converter has no voltage stabilization). Under-voltage protection take care of the car battery discharge – driver will shut-down if voltage drops to 9V and below. Current protection take care of switching transistors and general security of whole circuit. This is a very nice, simple, and reliable solution – if switching transistors are more loaded, then we get higher voltage on IN+ of build in comparator. This is measured by simple circuit consist of 1N4148 diodes and RC (10K,10n) filter. On IN-, we can adjust compare voltage with PR1 potentiometer and if voltage on IN+ exceeds that adjusted one, driver will shut-down. Green diode means normal work, red diode means that one of protections has disabled the driver. To restart, switch off and then on supply or REMOTE voltage. Soft-start circuit allows to slowly start converter and charge a big capacitance at the output. Converter driver is powered from REMOTE line, and it drains not more than 50mA from that line.

Switching transformer based on a TX42 (TX42/13/26) 3C90 core. Transformer wound with a 0.7mm copper winding wire. Primary winding: 4 turns with 20 wires. Secondary wining: 11 turns with 6 wires. That configuration allows to get +-40V of idly voltage with 14,5V on input. I did not use any voltage stabilization, +-40V is a safe voltage for working TDA7294. While work, this voltage will drop to about +-30V which is perfect voltage for work with 4ohm impedance.

Power amplifier:

amp400-194 x TDA7294 chip in its typical application, see datasheet for more. Theoretically, output power of each one is 100W… I did some measurements and get 85W rms power from each one amplifier chip with 1% distortions. MUTE and ST-BY circuit modified – see fig.17 in datasheet – and permanently connected to +V using a 1N1418 diode. Chips are connected in pairs with ST-BY and MUTE lines, so they are controlled in pairs too: channels A + B and C + D. This is important because those channels can work in normal or bridged configuration – and it is good if they can enable/disable at the same time. You can find normal/bridge config jumpers next to the input signal goldpin connectors – you can bridge A + B and C + D channels. To do this, input signal connect only to the first channel (A or C), and in second channel (B or D) put two jumpers on a marked goldpins (“bridge A+B” or “bridge C+D”) – one jumper on a pins which previously was an input connectors, and one jumper on a neighbor pins which connect inverted signal from first channel to input of a second channel. Now both channels are working in bridge, don’t forget to connect speaker properly.

You can find additional low-pass filter on PCB, cut-off at about 80Hz. You can use it as you want, for example connect it before bridged channels to get a nice subwoofer power output. It’s supplied with symmetric voltage +12V/-12V provided from 12V zener diodes voltage limiter.

…description will continue soon… switch to polish and use translator if want to read more

Gallery:

Some poor movie recorded while first startup, (sound overdriven in the video-recorder mic)

Files:

DOWNLOAD – schematic, pcb top and bottom layer (for amplifier and multimeter) in PDF, HEX, BIN, and source BAS files for uC.


5.00 avg. rating (96% score) - 1 vote

28 Comments

  1. Witam wyszło to calkiem niezle nawet mozna by sie pokusic o produkcje takich wzmacniaczy ale obawiam sie ze z chinczykiem ciezko wygrac :/ jednym slowem niezla robota jedynie do czego mozna sie przyczepic to poprawil bym kod w bascomie a mianowicie zwiekszył czas z 100ms do 750 ms a wczesie obslugi 1wire wylaczyl bym przerwanie (timer0) zeby niebylo komplikacji miedzy przerwaniem wyswietlacza a obsluga DS a

    • Witaj.

      Akurat te 100ms w niczym nie przeszkadza, czujnik mogę odpytywać kiedy tylko chcę a nowy pomiar dostanę i tak dopiero po 750ms. Te 100ms jest podyktowane tym, że jest ono pauzą w głównej pętli – co taki czas wykonywane są pomiary i odświeżane wyniki. Program w sumie napisany byle jak, nie miałem czasu nad nim posiedzieć.

      A timera nie wyłączałem z jakiegoś powodu, już nie pamiętam, ale zdaje się że wyświetlacze migotały albo coś – dla tego jest jak jest :)

      Sam wzmacniacz sprawuje się świetnie, wydałem może 50zł na części, + obudowa z demobilu. Chińczyk to przebija, za 50zł można kupić fabryczny… czyli “bezpieczny” i “niezawodny” :D wzmacniacz, z napisem 1000000watt, z dwoma TDA2005 w środku, dającymi w rzeczywistości jakieś 18W.

      Pzdr.

  2. Wszystko fajnie ,ale:
    -ten wentylator od spodu
    -kablologia wewnątrz
    -złącza zasilania na zewnątrz – kup takie porządne, jak we wzmakach CA, można np na wolumenie za parę zł dostać, bo to ani dobrze nie wygląda, ani nie jest zbyt bezpieczne.
    -tda7294 – jak już się bawić w porządne projekty to koniecznie coś na tranach, a żeby dodatkowo był jeszcze jakiś sens produkcji tego to większe moce. Fajnie byłoby zrobić coś ciekawszego w 2.1, albo w 4.1 do biampingu przodu i suba, najlepiej ze zwrotami aktywnymi , a możę nawet cyfrowymi wbudowanymi. A tak powstało coś, nie mówię że złe, ale zupełnie wg zasady sztuka dla sztuki – taniej jest kupić zwykły wzmacniacz, nawet chiński, moce te same, a będzie bezpieczniej.
    – +-40v to dla tadka raczej max, w zasadzie nawet więcej, mimo wskazań z noty aplikacyjnej, dużo więcej mocy niż z 2x35v nie ma, a grzeje się duużo bardziej, a jego eksploatacja w samochodzie staję się jeszcze mniej zabawna :)
    Widziałem już wybuchające tadki w samochodzie pod siedzeniem i wiem że to nie przelewki…

    • No z tym chłodzeniem musiałem pójść na kompromis, jest to nieodpowiednia obudowa dla tego wzmacniacza. Innej nie miałem

      Kabelków też trochę jest, ale to co się rzuca w oczy to przewody po stronie wzmacniaczy, te zasilające i te łączące wyjścia z konektorami – tak było najprościej. Zauważ że w fabrycznych wzmacniaczach masz od groma zworek i wyjścia końcówek często lecą przez cały wzmacniacz ścieżkami – chciałem tego uniknąć.

      Złącze zasilania – niebezpieczne? Czemu? W takiej kostce jest jeszcze mniejsze ryzyko zwarcia niż w takim typowym zacisku wzmacniacza gdzie śruba praktycznie jest na wierzchu.

      Na razie jest na tadkach, może w przyszłości zbuduję coś lepszego :) Z resztą przetwornica nie pozwoli na osiągnięcie większej mocy. A te tadeusze lubię, w miarę idioto-odporne i prościutka aplikacja :)

      Co do napięć – chodzi o to że te +/-40V to maksymalne napięcie bez obciążenia, przy napięciu wejściowym 14,5V. W miarę dokładania obciążenia, napięcie przetwornicy przysiada, nawet do około +/-33V. Jest to przetwornica bez stabilizacji, i takie zachowanie jest częściowo porządane.

      Wzmacniacz zrobiony po prostości i po taniości, ale to nie znaczy że jest jakiś niebezpieczny czy coś. Przetwornica ma zabezpieczenie nadprądowe które bardzo ładnie działa, więc jeśli cokolwiek złego stanie się gdzieś po drodze od kluczy po końcówki – po prostu się wyłączy. Sprawdzałem, robiłem zwarcie, dosyć ładnie obciążyłem i wycisnąłem ostatnie poty. A że awaria takiego sprzętu w samochodzie to nie przelewki, to doskonale sobie zdaję z tego sprawę, i nie polecam nikomu powielanie takich konstrukcji jeśli ktoś ma niewielkie doświadczenie.

      Pozdrawiam!

  3. Od tadków wolę lm-y, jeśli chcesz coś taniego, prostego etc to np lm4780 (choćby w połączeniu równoległym), choć imo docelowo coś dobrego na tranach, nieźle prezentowałby się tam UNIAmp , a nawet dwa :)
    Wtedy – z tak jak to wyżej napisałem – aktywną, najlepiej nieco nawet bardziej wypasioną cyfrową zwrotą taki wzmacniacz byłby tym czego tak naprawdę najbardziej brakuje, szczególnie w gamie rozwiązań dość budżetowych, znaczy okolice 500zł/wzmacniacz.

    “No z tym chłodzeniem musiałem pójść na kompromis, jest to nieodpowiednia obudowa dla tego wzmacniacza. Innej nie miałem”
    To największy problem – obudowa, tak naprawdę jedyne rozwiązanie to kupno jakiegoś spalonego, najlepiej chińskiego badziewia – mamy szansę na dość rozsądną cenę.

    “Kabelków też trochę jest, ale to co się rzuca w oczy to przewody po stronie wzmacniaczy, te zasilające i te łączące wyjścia z konektorami – tak było najprościej. Zauważ że w fabrycznych wzmacniaczach masz od groma zworek i wyjścia końcówek często lecą przez cały wzmacniacz ścieżkami – chciałem tego uniknąć.”
    Samochód narażony jest na duże zmiany temperatur, wibracje itd, więc wg mnie przynajmniej ścieżki czy nawet zworki są czymś bardziej przystosowanym do tych warunków użytkowania.

    “Złącze zasilania – niebezpieczne? Czemu? W takiej kostce jest jeszcze mniejsze ryzyko zwarcia niż w takim typowym zacisku wzmacniacza gdzie śruba praktycznie jest na wierzchu.”
    Po pierwsze kable na wierzchu przy ostrych krawędziach blachy obudowy, po drugie – w tych typowych CarAudio zaciskach istnieje możliwość poluzowania kabla tylko z jednej strony, tu z dwóch, pomijając już fakt że do takiego zacisku kabla 20mm kw nie włożysz :) Nie zastosujesz też konektorów widełkowych.

    “Co do napięć – chodzi o to że te +/-40V to maksymalne napięcie bez obciążenia, przy napięciu wejściowym 14,5V. W miarę dokładania obciążenia, napięcie przetwornicy przysiada, nawet do około +/-33V. Jest to przetwornica bez stabilizacji, i takie zachowanie jest częściowo porządane.”
    No to moc oscyluje raczej w granicach 60 paru wat :)

    “Wzmacniacz zrobiony po prostości i po taniości, ale to nie znaczy że jest jakiś niebezpieczny czy coś. Przetwornica ma zabezpieczenie nadprądowe które bardzo ładnie działa, więc jeśli cokolwiek złego stanie się gdzieś po drodze od kluczy po końcówki – po prostu się wyłączy. Sprawdzałem, robiłem zwarcie, dosyć ładnie obciążyłem i wycisnąłem ostatnie poty. (…)”
    Dlatego też nie chciałem uderzać bezpośrednio w Twoją konstrukcję – choćby dlatego że jej nie miałem, nie testowałem etc, ale zgadzam się że to zabawa nie dla amatorów :)

    Przy okazji pogratuluję Ci też strony – naprawdę kawał dobrej roboty i sporo interesujących projektów, oby tak dalej :)

    • No, z mądrym to i miło podyskutować :)

      Z kabelkologią masz rację, nie pomyślałem o tym. Jakoś do tej pory, wszystko co robiłem do samochodu, nie rozpadło się od wibracji więc może nie mam z tym doświadczenia. Natomiast puszczanie dużych prądów długimi ścieżkami/zworkami wydaje się nielogiczne, lepiej dać jeden krótki przewód – i tak też tutaj zrobiłem.

      “No to moc oscyluje raczej w granicach 60 paru wat :)”
      Mówimy tutaj o obciążeniu 4ohm. Przy 8ohm faktycznie wyszłoby jakieś 60W, ale i napięcie by tak nie siadło. Przy 4ohm natomiast, z końcówki można wycisnąć ostatnie soki, i moc jaką zmierzyłem to 85W na kanał, końcówki obciążone drutem oporowym, sinus 1KHz. Powyżej moc jeszcze troszkę rosła ale to już był prostokąt…

      A konstruowanie samochodowego wzmacniacza o większych mocach (ok.1KW), wydaje się chyba nietrafionym pomysłem. Sama przetwornica przy takich mocach to niezła zabawa, w sumie troszkę się zdziwiłem że ta moja tak sprawnie daje sobie radę…

      Dzięki za dobre słowa, oby więcej takich konkretnych komentarzy :)

  4. “Mówimy tutaj o obciążeniu 4ohm. Przy 8ohm faktycznie wyszłoby jakieś 60W, ale i napięcie by tak nie siadło. Przy 4ohm natomiast, z końcówki można wycisnąć ostatnie soki, i moc jaką zmierzyłem to 85W na kanał, końcówki obciążone drutem oporowym, sinus 1KHz. Powyżej moc jeszcze troszkę rosła ale to już był prostokąt…”
    U mnie z trafa 2x24vac, przeciętnie sztywnego wychodziło około 70w przy 4R.

    Jakbyś końcówki na LMie 3886 zrobił to mógłbyś na allegro jak haj end handlować tym :D

    “A konstruowanie samochodowego wzmacniacza o większych mocach (ok.1KW), wydaje się chyba nietrafionym pomysłem. Sama przetwornica przy takich mocach to niezła zabawa, w sumie troszkę się zdziwiłem że ta moja tak sprawnie daje sobie radę…”
    Nikt nie mówił że będzie łatwo, kilowat to nieco przesada może, ale tak coś konkretnego 500w to wcale nie aż tak dużo, szczególnie z wymagającymi 12′. Po prostu diy ma największą rację bytu tam gdzie analogiczne rozwiązania fabryczne są gorsze, albo dużo droższe, a proste i tanie 2 czy 4 kanałówki są… proste i tanie ;) A do tego bardzo dostępne,
    cp602 kosztuje 150zł używany, wersję 4ch można mieć za 100zł więcej, ravelandy są jeszcze tańsze, a wszystkie one w mostku obsłużą 4R głośnik.
    Broń Boże nie mówię że wykonałeś coś , napracowywując się przy tym bardzo – niepotrzebnie :) Po prostu wg mnie nie tędy biegnie najlepsza droga – z chinami nie wygrasz niestety :)
    Gotowa przetworka to już sporo, dodałbym do tego 2 x UNIAmp i aktywną zwrotę i myślę że wtedy taka konstrukcja zrobiłaby furorę :)
    A od biedy starczyłby nawet wspominany wcześniej lm4780 (czyli 2x lm3886 w jednej obudowie).
    Sam pewnie wtedy bym się zdecydował :)
    Projekt samodzielnej zwroty aktywnej 2 way byłby nawet chyba bardziej potrzebny , bo nie przypominam sobie aby ktoś już to zrobił,a przynajmniej nie przypominam sobie żadnego takiego popularnego projektu. Zastosowanie znalazłoby to , chyba nawet większe niż w samochodzie – w domu, a jakby kiedyś pokusić się o 3 drogi to już w ogóle.
    Rozmarzyłem się :D

    “Dzięki za dobre słowa, oby więcej takich konkretnych komentarzy :)”
    Nie ma za co – po prostu z chęcią przyczynię się do rozwoju takiego serwisu- u nas wciąż jest ich mało, a te które są w większości są baaaardzo amatorskie – ten do nich nie należy :)

    Pozdrawiam

    • Nie robiłem jeszcze wzmacniacza na tranzystorze, jakoś odwlekam i odwlekam, a i potrzeby nie było. Ale jak dopadnę jakąś fajną obudowę, to na pewno się pokuszę, może o taki 1×500 który ruszy porządnego samochodowego suba… tutaj założenie było takie że ten wzmacniacz ma zastąpić 4 “końcówki” z radia samochodowego, które biednie popierdują przy tych swoich 18W :) Sporo jest takich DIY więc i jest się na czym wzorować. Tylko czasu nigdy nie ma :/

  5. Niestety z doświadczenia wiem że brak czasu to najczęstszy problem…

  6. Możesz podesłać pliki EAGLE do Wzmacniacza samochodowego 4x100W? Potrzebuję w zasadzie tylko części dotyczącej końcówki na TDA

  7. Użycie jakiego rdzenia sugerowałbyś przy oczekiwanej mocy wyjściowej 250W (do zasilenia tą przetwornicą dwóch TDA7294) ?
    Mam na myśli mniejszy rdzeń toroidalny niż przedstawiony w tej realizacji.

    Pozdrawiam.

    • Jeśli chcesz zwyczajnie w ten sposób zaoszczędzić, to Ci si nie uda, bo mniejszy rdzeń będzie kosztował o całą złotówkę mniej :) O konkretny typ rdzenia pytaj/szukaj na forum elektrody, stamtąd brałem tą wiedzę, a nie chciałbym wprowadzić w błąd.

    • Nie ma tu na czym oszczędzić, przecież takie rdzenie kosztują około 15~20zł.
      Chodzi o zaoszczędzenie miejsca, zoptymalizowanie konstrukcji, zmieszczenie wszystkiego w istniejącej już obudowie, ograniczenie ilości wydzielanego ciepła.

  8. Bardzo ciekawa konstrukcja.
    Projekt dobrze dopracowany i przemyślany.
    Właśnie siedzę nad własną konfiguracją wzmacniacza CA.
    Jestem w fazie projektowania.
    Konfiguracja lekko odbiega od tej z tego wzmacniacza.
    W moim projekcie będzie 2.1 – TDA na kanały stereo, a 4 x IRF na zasilanie suba. Zasilacz na 2 przetwornicach żeby uzyskać dwa napięcia symetryczne do końcówek i aby nie ograniczać końcówki na subwoofer.
    Pozdrawiam.

  9. Witaj Manekinen!

    Mam zamiar zrobić własny wzmak samochodowy. Oglądając to co opisujesz tutaj na stronce, a to co jest w załączniku to wydaje mi się, że zasadniczo się różni. Mianowicie chodzi mi o blok przetwornicy (końcówki mnie nie interesują, gdyż zamierzam swój wzmacniacz oprzeć na dwóch parach 2SA1943 i 2SC5200 i ma to być monoblok do subwoofera). Głośnik w Subie to STX 30cm/300W RMS/4ohm. Moim założeniem jest moc około 250W. Stąd moje pytanie o przetwornicę. W temacie piszesz, że na trafie nawijasz 4zwoje 20 drutowe, na zdjęciu doliczyłem się 12drutów, a na schemacie z załącznika jest napisane 15. Dlatego chciałbym abyś przybliżył mi dokładnie budowę twojego trafka. Obecnie posiadam rdzeń toroid z jakiegoś zasilacza impulsowego deltron (jest on koloru żółtawo-zielonego) a jego wymiary to 40/15/25 czyli dość podobny do twojego (TX42/13/26).

    Pozdrawiam i liczę na odpowiedź ;)

    • Faktycznie, dopiero teraz to dostrzegłem. Wygląda na to że opis oraz schemat powstawał w trakcie tworzenia i testowania konstrukcji, stąd pozostały takie rozbieżności. Konstrukcję wykonywałem dobre 2,5 roku temu więc nie jestem w stanie przypomnieć sobie szczegółów, ale jedno jest pewne – transformator był nawijany raz, to znaczy że to co widzisz na zdjęciu to faktycznie wylądowało we wzmacniaczu.

      Ale nic nie stoi na przeszkodzie aby dołożyć więcej drutów na zwój aby uzyskać większą przenoszoną moc – możesz dać tak jak jest w opisie :)

      A rdzeń typu TX42/13/26 potrafi przenieść o wiele więcej energii niż tutaj było mi potrzeba, można śmiało zwiększyć przekrój uzwojeń.

    • Dzięki za szybką odpowiedź ;) Mocy mi śmiało wystarcza, jeśli zrobię to “po twojemu” a zapas zawsze może się przydać. Powiedz mi tylko jeszcze jakie napięcia uzyskuje się po odfiltrowaniu, oraz jaki dławik? Bo na zdjęciach widziałem 70uH a na schemacie jest 10uH

    • Z dławików całkowicie zrezygnowałem ponieważ napięcie za bardzo siadało pod obciążeniem. Początkowo odwijałem od nich trochę drutu i sprawdzałem jak układ się zachowuje, a na końcu wlutowałem miedziane zwory (widoczne na zdjęciu zmontowanego układu). Jest to pierwsza moja tego typu konstrukcja i nie jest wykonana do końca “zgodnie ze sztuką”. Myślę że powinieneś poczytać przytoczone przeze mnie linki w opisie i samemu zdecydować co jak zrobić :)

  10. Bardzo estetyczne wykonanie – to mi się podoba :) Sam myślę nad zbudowaniem jakiegoś wzmacniacza do samochodu ale raczej było by to coś prostszego.

  11. Witam możesz podesłać mi pliki w eagle bo muszę trochę przerobić twoją płytkę aby wlazła do mojej obudowy z góry dzięki za pomoc. marcin74185@onet.pl

  12. Witam.
    Czy jest możliwość mostkowania wyjść wzmacniacza?

  13. Obrazek na serwerze jest zły :( nie można podejrzeć pliku amp400-6.jpg (pojawia się hello titty) .

  14. i want every details of toroidal transformer..plz give it to me…and the normal transformer plz,,mail me..please dude..

    • hello
      i like to do this project but i have a problem . i do not understand how to winding this toroidal transfo . please give me more detail or more photos .
      thank you

  15. Witam
    Po kolei przegladam Twoje artykuly i “wpadlem” na ten ( w ogole to swietny blog prowadzisz :) ).
    Mam troche inne pytanie. W moim amplitunerze Denon DRA-335R mam taka przypadlosc, ze czesto z jednego glosnika nic nie slychac i dopiero jak podglosnie to slychac muzyke (juz na pelnym zakresie glosnosci czyli od minimum do maksiumum). Innym problemem jest to, ze czasami slychac trzaski. Kable glosnikowe na pewno dobrze sa podlaczone. Nie wiesz co moze byc tego przyczyna? I czy udaloby mi sie to ewentualnie naprawic z prawie zerowym doswiadczeniem i zwykla lutownica za 30zl? ;p

    • Za taki brak dźwięku odpowiedzialny może być przekaźnik który załącza głośniki za końcówką mocy, po prostu trzeba go wymienić. Za trzaski potencjometr głośności lub jakiś przełącznik lub przekaźnik, np od wyboru wejścia. Przekaźnik jakiś dopasujesz na pewno, ale dostanie niektórych potencjometrów (np głównego od głośności) może być bardzo trudne, tutaj rozebranie, wyczyszczenie, i spryskanie szprejem KONTAKT PR powinno załatwić sprawę, chyba że jest mocno zużyty to nie na długo.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Please leave these two fields as-is: