Zamienniki μPC2581 NEC – LM4702, LME49810, STK, dyskretne sterowniki audio

Pytanie

Alternativas del UPC 2581

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• μPC2581 firmy NEC to wysokonapięciowy sterownik końcowego stopnia mocy audio w obudowie SIP-15 (ZIP-15).
• Nie istnieje w 100 % pin-kompatybilny, aktualnie produkowany zamiennik; najbliżej jest LM4702 (TI) – wymaga jednak przynajmniej kosmetycznych zmian rozmieszczenia pinów i elementów zewnętrznych.
• W praktyce stosuje się trzy grupy alternatyw:
  1. Sterowniki wysokonapięciowe TI: LM4702, LME49810, LME49830.
  2. Hybrydy STK/SVI (Sanyo/Hyundai-Sanken) – wymagają przebudowy PCB.
  3. Własny, dyskretny stopień sterujący oparty na tranzystorach.

Szczegółowa analiza problemu

1. Charakterystyka oryginału – μPC2581

• Zasilanie: ±50…±90 V (|V|MAX ≈ 95 V).
• Prąd wyjściowy: ±50 mA (wystarcza do napędu wielu par tranzystorów mocy).
• THD: 0,003 % (1 kHz, 50 W przy 8 Ω, typ.).
• Obudowa: SIP-15 z blaszką chłodzącą.
• Funkcje: wejściowy stopień różnicowy, VAS, generator prądu spoczynkowego, MUTE, termiczna ochrona.

2. Kandydaci na zamiennik

* W praktyce wiele serwisantów stosuje LM4702 jako “plug-in” – fizycznie pasuje, ale pin 4 (BIAS) i 5 (COMP) bywają zamienione w zależności od rewizji płytki; zawsze należy to zweryfikować w dokumentacji obydwu układów.

3. Etapy adaptacji LM4702 / LME49xxx

1. Porównanie kart katalogowych (pin-function vs. numer).
2. Sprawdzenie zakresu napięcia zasilającego wzmacniacz – LME49810 wytrzymuje więcej, LM4702 mniej niż oryginalny 95 V.
3. Korekta sieci kompensacyjnej (Cdom, rezystor bootstrap/bias).
4. Ustawienie prądu spoczynkowego: LM4702 i LME49xxx mają inny potencjometr/rezystor bias (typ. 50 µA/30 mV).
5. Próba “na żarówce” lub z rezystorem w zasilaniu ±10 Ω / 5 W przy pierwszym uruchomieniu.
6. Pomiar DC offsetu, prądu spoczynkowego i obserwacja oscyloskopem (1 kHz/20 kHz przy 4 Ω).

4. Dyskretny driver – kiedy warto

• Wzmacniacze klasy high-end, gdzie inwestor oczekuje niestandardowej topologii (np. CFP, Hawksford VAS, symetria wiener).
• Gdy trzeba usunąć wąskie gardło podzespołowe (brak układów scalonych w łańcuchu dostaw).
• Konieczność integracji zabezpieczeń SOA, DC-servo lub specjalnych limiterów.

Aktualne informacje i trendy

• TI ponownie uruchomił produkcję LME49810/830 w 2023 r. po okresie “NRND”, co istotnie poprawiło dostępność.
• Wśród DIY i serwisantów popularne są prefabrykowane adaptery SIP-15 → TO-220-15 (PCB z JLCPCB lub AliExpress).
• Pojawiają się moduły z układami SSA (Self-Synchronised Amplifier) lub IRS2092 dla klasy D jako zamienniki mocy w starszych amplitunerach – trend przechodzenia na klasę D w naprawach audio.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• μPC2581 ≠ UPC258 (ten drugi to niskonapięciowy wzmacniacz operacyjny); częsta pomyłka w źródłach.
• “SIP-15” NEC i “TO-220-15” TI mają tę samą liczbę wyprowadzeń, ale różny raster i offset termiczny – potrzebna inna podkładka izolacyjna.
• LM4702 bazuje na strukturze bipolarnej, LME49810/30 – na die FET-input, co obniża prąd polaryzacji i szumy.

Aspekty etyczne i prawne

• Rynek zalany podróbkami μPC2581V (często re-markowane 4558 w przetłoczce SIP) – groźba uszkodzenia toru mocy.
• Montaż adaptera wymaga zachowania norm bezpieczeństwa dot. odstępów creepage/clearance przy napięciach > 60 V DC.
• Jeśli urządzenie ma certyfikat CE/UL, wymiana na inny układ może formalnie wymagać re-oceny zgodności EMC i LVD.

Praktyczne wskazówki

1. Zamawiaj układy tylko u autoryzowanych dystrybutorów (Mouser, Digi-Key, Farnell).
2. Sprawdź, czy zasilanie w Twoim wzmacniaczu nie przekracza ±75 V – wtedy LM4702 wystarczy; dla wyższych napięć wybierz LME49810.
3. Do testów użyj zasilacza laboratoryjnego ±20 … 30 V, aby zminimalizować ryzyko eksplozji tranzystorów końcowych.
4. Zapisz oryginalne wartości elementów kompensacyjnych i porównaj z notą aplikacyjną zamiennika.
5. Przy wymianie hybrydy STK na dyskretny układ zachowaj istniejące radiatory oraz drożne kanały chłodzące.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• LM4702 wycofany z rekomendacji TI w 2019 r. (status: Lifetime Buy), ale zapasy są znaczne.
• LME49810/30 nie mają wbudowanego zabezpieczenia termicznego – trzeba dodać limiter temperatury lub czujnik NTC na radiatorze.
• Hybrydy STK bywają refabrykowane w Chinach; kontroli jakości brak.

Sugestie dalszych badań

• Analiza wpływu układów kompensacji Millerowskiej (Cdom) na stabilność LM4702 vs. μPC2581 przy wsp. wzmocnienia 30 dB.
• Modelowanie SPICE (TI-TINA/ LTspice) z rzeczywistymi modelami tranzystorów końcowych (2SA1943/2SC5200 vs. MOSFET IRFP240/9240).
• Porównanie brzmienia (pomiar THD+N, IMD SMPTE, TIM) LM4702 i LME49810 na tym samym stopniu mocy.

Krótkie podsumowanie

μPC2581 jest dziś układem “obsolete”; najłatwiejszą i najbezpieczniejszą drogą zastąpienia jest zastosowanie LM4702 (średnie napięcia) lub LME49810/LME49830 (pełne ±100 V) z niewielkim adapterem PCB i dostosowaniem elementów kompensacyjnych. Użycie hybryd STK lub projektu dyskretnego jest możliwe, lecz wymaga głębszej ingerencji w konstrukcję wzmacniacza. Kluczowe pozostaje dokładne porównanie pin-outu, dostosowanie biasu i kontrola stabilności przy pierwszym uruchomieniu.