Схема автомобильного усилителя с сабвуфером
В этом материале мы рассмотрим принципиальную схему и самодельную конструкцию корпуса качественного автомобильного усилителя с каналом сабвуфера. У меня давно появилась идея собрать усилитель для автомобиля и первое что начал собирать — это преобразователь напряжения 12 — 40 вольт. Печатную плату решил сделать из цельного листа текстолита. Пользовался технологией ЛУТ. Печатную плату сделал под свои размеры. ШИМ собрал на отдельной плате. В эту схему добавил лишь дополнительную обмотку для питания защиты АС 24 вольта.
Диодный мост сделал на 4-х диодах HER-307, далее фильтр из конденсатора 1000 мкф 50 вольт. С этой схемы вырезал лишь часть ее. То есть стабилизатор на +-15 вольт. Остальное остается как в схеме.
Для трансформатора использовал ферритовые кольца, российские, 40х25х11 2000НН склеенных вместе. Острые края феррита закруглил алмазным напильником. Затем обмотал малярным скотчем. Первичную обмотку трансформатора мотал проводом 0.8. Сложеных вместе 10 жил, 5 витков равномерно распределяя по всему кольцу. Далее разделено пополам. Вторичка мотается анологично первичке. Тот-же провод 0.8 и 8 жил сложенных вместе. Количество витков 15 и затем разделено пополам. Напряжение на выходе получилось +/-40 вольт, под нагрузкой напряжение село на 2 вольта в обеих плечах.
Теперь приступил к сборке усилителя мощности звука. Выбор пал на усилитель Лайков 6-й версии. В схеме ничего не изменял. Но немного столкнулся с трудностями. В этом усилителе нужно хорошо подбирать элементы для симетрии обеих плеч. То есть транзисторы конденсаторы резисторы. Ток покоя 150 мА.
Настройка УНЧ
- 1. R6 и R24 установить в средне положение.
- 2. Закоротить на землю вход усилителя на землю.
- 3. Отпаять выходные транзисторы.
- 4. Включить питание схемы.
- 5. Установить R 6 на выходе усилителя напряжение 0 в.
- 6. Замерить напряжение питания и +/- 15 В.
- 7. Установить на R29-R30 напряжение 0,55 В с помощью R24. (В 5м варианте на R11-R12 = 1В).
- 8. Отключить питание, подключить выходные транзисторы, включив в разрыв цепи коллектора VT10 амперметр на 1 А.
- 9. Включить питание и R24 установить ток покоя коллектора VT10 в пределах 100 – 150 мА.
- 10. Замерять ток покоя VT11, он не должен отличаться от тока VT10 более, чем на 5%.
- 11. Ток покоя выходных транзисторов может быть установлен в пределах от 40 до 200 мА, в зависимости от желаемого качества звучания, режима работы, тепловых режимов, размеров радиаторов. Установку тока покоя нужно производить при температуре выходных транзисторов 35-40 градусов.
- 12. Проконтролировать работу термокомпенсации, замерив токи покоя при максимальной температуре радиаторов выходных транзисторов.
Защита АС
В настройке этот блок не нуждается, если все собрано верно. При испытаниях с усилителя снял с одного канала почти 100 ватт, далее он вошел в клиппинг. Радиаторы использовал от компьютера. Без кулеров сильно греется, так как слишком маленькой площади радиаторы. Решено оставил кулера в работе — сейчас все теплое. Кулера запитал по схеме ШИМ регулятора на таймере.
Далее приступил к сборке второго преобразователя для сабвуферного канала. Схема остается прежней. Есть небольшие изменения по намотке трансформатора. Кольца использовал все те-же, два склееных вместе. Первичка остается прежней. А вот вторичка другая, количество жил прежнее, но витков здесь уже не 15, а 21. На выходе преобразователя получилось +-70 вольт. Для ФНЧ намотал отдельную обмотку проводом 0.8 8 витков. Схема стабилизации остается как в схеме. Также есть еще одна обмотка для питания защиты АС, все аналогично как и в первом преобразователе для Лайкова.
Усилитель по схеме Холтона
Сборка начинается с установки резисторов, затем устанавливаются мощные резисторы, диоды, конденсаторы и малосигнальные транзисторы. Следует быть внимательным при установке полярных элементов. Неправильное подключение может привести к неработоспособности устройства или выходу одного, или более элементов, при включении схемы.
Завершив монтаж всех элементов, внимательно просмотрите модуль, все ли компоненты впаяны, правильно ли они установлены. Только когда Вы убедитесь, что всё сделано правильно и все детали стоят на своих местах, можно подключать питание.
С помощью крокодилов закрепите щупы прибора на выводах одного из мощных резисторов 0,22 Ом. Медленно вращая движок резистора P1, установите на резисторе 0,22 Ом 18 мВ, это и будет установка тока в 100 мА на один транзистор. Теперь проверьте напряжение на всех остальных резисторах, выберите один на котором напряжение наибольшее. Настройте резистором P1 на нем напряжение 18 мВ.Теперь подключите сигнал генератор на вход и осцилограф на выход. Убедитесь в том, что форма сигнала свободна от искажений. Если у вас нет этих приборов, подключите нагрузку и на слух получайте хорошее качество. Звук должен быть чистым и динамичным. Защита АС аналогична первой. Питание 24 вольта от отдельной обмотки трансформатора.
ФНЧ
На печатную плату добавил лишь громкость для усилителя Лайкова. Далее приступил к сборке корпуса автоусилителя
Использовал алюминиевые 20 на 20 мм уголки и фанеру 10 мм. Корпус отшлифован и оклеен черным кожзамом. Кулера закреплены на задней стенке корпуса.
ФНЧ будет закреплен на передней панели, там-же будут расположены силовые клеммы для питания этого агрегата. И клеммы входа и выхода. Верхняя крышка будет изготовлена из тонированного 4 мм стекла. Усилитель прошел испытания на прослушивания музыки. На колонках С90 и сабвуфере 1000 ватт. Бас напористый глубокий. Лайков весь потенциал не раскрыл, так как С90 не годится для сего агрегата. Автор проекта Ivan Aleksandrov.
Понравилась схема — лайкни!
ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УНЧ
Смотреть ещё схемы усилителей
УСИЛИТЕЛИ НА ЛАМПАХ УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ
УСИЛИТЕЛИ НА МИКРОСХЕМАХ СТАТЬИ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ
Усилители мощности – Схема-авто – поделки для авто своими руками
Аксессуары для представительского транспортаУсилители мощности20
Сегодня аксессуары и тюнинг для иномарок в современном автомобильном магазине ПЭК: Молл найти не проблема. Более того, потребитель, который отправляется
Мощный, высококачественный усилитель для авто.Усилители мощности38.5k.
Этот проект был заказан у меня некоторое время назад. Проект из себя представляет стереофонический УМЗЧ высокой мощности и качества. Честно говоря, изначально
Автомобильный усилитель мощности на TDA1562Усилители мощности35.8k.
Этот усилитель собран на микросхеме TDA1562(Philips 1998г.),и из себя представляет умощненная версия усилителя на TDA1560 с мощностью 40 Вт.
Преобразователь из UPS.Усилители мощности26.1k.
В последнее время очень часто ко мне люди обращаются с просьбой предоставить инструкцию с переделкой ИБП (юпс) в автомобильный преобразователь напряжения
Мощный сабвуферный усилитель.Усилители мощности41.1k.
Хотите купить автомобильный усилитель мощности для саба? Спешить не нужно, если руки растут из правильного места и шарите в электронике, то можно своими
Усилитель мощности на микросхеме ТDА2003Усилители мощности16.8k.
Представляю схему усилителя на микросхеме тда2003. Усилитель работает в классе АВ. Это монофонический унч с выходной мощностью до 7 ватт на нагрузку 4
Усилитель на микросхеме TDA2004 в автоУсилители мощности45.1k.
Недавно нашел у себя в чердаке ящик домашнего усилителя, с низкочастотным динамиком, и решил в нем собрать усилитель для своего автомобиля.
Усилитель для сабвуфераАвтозвук34.4k.
TDA7294 – одни из самых популярных микросхем усилителя низкой частоты. Микросхема широко применяется радиолюбителями для построения в основном сабвуферов.
Простой УНЧ для автомобиля на TDA2005 своими рукамиУсилители мощности16.9k.
Усилитель на микросхеме TDA2005 – это стереофонический УНЧ с выходной мощностью 10-12 Ватт на канал, есть также вариант моно, в этом случае выходная
Самодельный усилитель для автомобиля, схема.Усилители мощности22.6k.
Очередная конструкция самодельного усилителя для автомобиля. На сей раз речь пойдет про микросхемный усилитель, который уже несколько лет применяется в
Сверхмаленький преобразователь напряженияИнверторы41.3k.
Этот преобразователь был изготовлен для запитки таких автомобильных усилителей, как тфа 7194/93 из бортовой сети автомобиля 12 Вольт. Компактность инвертора
Мощный усилитель для автоУсилители мощности18.6k.
Приветствую дорогие радиолюбители! Думаю у каждого из нас в числе первых конструкций был какой-нибудь 2, 5, 10 ваттный звуковой усилитель.
Делаем усилитель на ТДА2005 в автомобильУсилители мощности4.2k.
Недавно один из знакомых попросил собрать небольшой усилитель, если точнее – компьютерные колонки. Причина – не устраивала громкость и качество
Небольшой автомобильный преобразователь для TDA7293Инверторы17.6k.
Преобразователь реализован с применением нестандартной для этих целей микросхемы IR2153, которая чаще всего применяется в импульсных сетевых блоках питания.
Чистый класс усилителя А в машинеУсилители мощности11.9k.
Усилители класса А сегодня редко применяются, это уже давно забытое прошлое, но зря. Как известно, в классе А усилительный элемент –
Схема автомобильного усилителя
Идея разработки автомобильного усилителя звука появилась после того как была приобретена машина. Хотелось в ней слушать музыку с высоким качеством звука и соответственно с хорошей громкостью. После того как в течение месяца было сменено около десяти автомобильных магнитол и не найдя требуемого мне качества звука пришлось идти в интернет на радиофорумы. После продолжительных поисков и общения стало ясно, что хороший звук из автомагнитолы не «вытянуть», и это стало толчком к решению собрать автомобильный усилитель своими руками, и попутно сделать мощный преобразователь для питания, схема которого была создана из двух разных.
Первый выбор пал на усилитель мощности на основе микросхемы TDA7294V, хотелось, конечно же, как можно громче. Но почитав форумы, и выяснив, что это проблематичная микруха (требует специальной разводки дорожек на плате и часто самовозбуждается) решил поискать, что ни будь другое.
И перелистывая страницы различных радиожурналов, удалось подобрать один отличный чип с маркировкой STK4048XI.
Схема усилителя на этой микросхеме показана ниже.
Имея свои параметры, эта схема была для меня самой подходящей. Немного рассмотрим ее характеристики и особенности.
Питание — двуполярное55 вольт;
Выходная мощность: при R нагрузки 8Ом – 150 Ватт
при R нагрузки 4Ом – 200 Ватт
(а при наличии двух каналов получается 400 Ватт)
Коэффициент гармоник – не более 0,007%
Полоса звуковых частот – 20Гц…50кГц
Выходная катушка L1 намотана на каркасе диаметром 10 мм. Проводом ПЭЛ диаметром 1,2 мм, 18 витков.
Микросхема усилителя установлена на алюминиевый радиатор, площадь и конфигурацию нужно подобрать. (можно и в даташите подглядеть)
Настройка усилителя не требуется.
Теперь встал вопрос, чем запитывать данный усилок. Нужен двуполярный питальник с выходным напряжением 55 вольт и мощностью не менее 450 ватт. Чтобы в динамиках на выходе не было низкочастотного фона необходимо собрать высокочастотный DC-DC преобразователь.
Схема также была подсмотрена в интернете и журнала. И путем нехитрых манипуляций две схемы преобразователей были преобразованы в одну, на ШИМ-контроллере TL494.
Схема данного блока представлена ниже.
Трансформатор наматывается на кольце из феррита с проницаемостью 2000 размером 45х28х16 мм., но лучше побольше размером, чтобы не было перенасыщения магнитопровода и соответственно перегрева.
Первичная обмотка была намотана 6,5 витков восьмипроводной косой диаметром 1,2 мм. Вторичная, которая для создания обратной связи между входом и выходом преобразователя намотана 10-ю витками. Вторичная выходная (с которой подается питание) намотана 55-ю витками четырехпроводной косы диаметром 1 мм. Но следует количество витков в каждом конкретном случае подобрать под 55 вольт на выходе.
Как видно из схемы данная обмотка состоит из двух, и конец одной соединен с началом другой. Соответственно обе части должны быть намотаны в одну сторону.
Выходные дроссели наматываются на ферритовых стержнях d=16 мм. По 10 витков диаметром 2 мм.
Драйвера полевиков транзисторы VT1-VT2 BC558 можно заменить на отечественные КТ626, полевики IRF540 на IRFZ44. Вместо TL494 можно установить TL594, у нее более мощные выхода и лучше частотные характеристики. Вместо КД213 (диодные мосты на выходе) можно установить FR607.
Впоследствии было сожжено четыре динамика по 250 ватт (так было заявлено в их характеристиках). Поэтому желательно добавить защиту головок. Благо схем в инете полно, все они довольно простые. Или наколхозить самому. Ну, или на крайняк делать по две последовательно или ставить с большим сопротивлением.
Также очень хорошо эта схема подходит как автомобильный усилитель для сабвуфера.Анекдот:
Только когда комар садится на твои яйца, ты понимаешь, что всегда есть способ решить проблему без применения силы.
cxema.org — Мощный авто усилитель своими руками
Прежде, чем начну свою статью, хочу сказать, если у вас крепкие нервы, куча свободного времени, определенных навыков в электронике, любите слушать в машине очень громкую музыку, мощный бас и готовы потратить на такой проект немало денег, то эта статья именно для вас!
Идея о создании усилителя повышенной мощности была давно, но из-за отсутствия времени и финансов, проект откладывался. И вот лето… каникулы… Было решено воплотить идею в реальность и для этого было потрачено ровно 3 месяца, поскольку были большие проблемы с деталями но, не смотря на это, усилительный комплекс был с успехом собран и испытан.
Для начала хочу пояснить смысл выражения «усилительный комплекс». Дело в том, что было принято решение собрать высококачественный усилитель, который бы мог питать всю аудиосистему автомобиля. Всю силовую часть (усилители мощности) нужно было совместить «под одной крышей», в итоге получилось 5 отдельных усилителей с суммарной мощностью 680 ватт, не путайте с китайскими ваттами, тут чистые 680 ватт номинальной мощности, максимальная мощность системы доходит до 750 ватт.
Требования к комплексу были таковы.
1) Высокое качество звучания
2) Высокая выходная мощность
3) Относительно простая конструкция
4) Малые затраты, по сравнению с ценами заводских систем такого рода
5) Способность питать 10 -12 динамических головок + сабвуфер
Для выполнения этой идеи было использовано 5 отдельных усилителей мощности, в том числе и высококачественный усилитель по схеме Ланзара, для питания канала сабвуфера.
Ниже параметры и серии микросхем, которые были использованы в этом усилителе.
TDA 7384 — 4x40W (2штуки, суммарная мощность микросхем 320 ватт или 8 каналов, по 40 ватт на канал)
TDA 2005 — 1x20W (2x10W) (2 штуки, суммарная мощность 40 ватт или 2 канала по 20 ватт)
Вышеуказанные микросхемы предназначены для питания фронтальной акустики.Данное решение самое экономичное, для создания усилителя такого рода, с денежными затратами можете ознакомится в конце статьи.
Самая трудная часть в любом усилителе такого рода это преобразователь напряжении, он предназначен для питания усилителя сабвуфера, пожалуй, с него и начнем.
Преобразователь напряжения
На создание у меня ушло ровно две недели.
Генератор импульсов преобразователя напряжения (отныне ПН) построен на традиционной микросхеме TL494. Это двухтактный ШИМ контроллер высокой точности, отечественный аналог 1114ЕУ3/4.
Микросхема в себе не содержит дополнительный усилитель на выходе. Дополнительный каскад построен на маломощных транзисторах, сигнал от них подается на затворы полевых ключей.
Схема известна под названием пуш-пулл или двухтактный преобразователь. Схема не новая, но пришлось изменить некоторые номиналы схемы под свои нужды. На каждом плече стоят два мощных полевика серии IRF3205. Через теплопроводимые прокладки они укреплены на теплоотводы, которые были сняты из компьютерных БП
В выпрямительной части использованы диоды КД213А, они как раз для таких целей, поскольку могут работать на частотах 70-100 кГц, а максимальный ток доходит до 10 ампер, в данной схеме диоды в дополнительных теплоотводах не нуждаются, перегрева не замечал.
Реле по питанию использовал 2 штуки по 20 ампер каждая, но желательно поставить реле на 50-60 ампер, поскольку преобразователь тянет немалый ток.В ПН реализована система ремоут контроль (REM), т.е. для включения сабвуфера не нужны мощные переключатели. Подавая плюс на ремоут контроль, мгновенно срабатывают реле, и подается питание преобразователя.
Особо мучился с намоткой трансформатора, поскольку трансформатор был собственной задумки. К сожалению ферритовых колец, я не смог найти, поэтому пришлось идти на альтернативное решение.
На халяву достались несколько компьютерных блоков питания, из них были выпаяны большие трансформаторы.
Половинки феррита приклеены друг к другу намертво, поэтому их нужно греть зажигалкой в течении 30 секунд, затем осторожно вынимать из каркаса. В итоге, с трансформаторов были отмотаны штатные обмотки, а выводы зачищены.
Далее боковая стенка каждого каркаса была отрезана.
В конце каркасы прикреплены друг к другу. В итоге получился один удлиненный каркас, на который можно свободно мотать нужные нам обмотки
Путем опытов было найдено нужное количество витков в первичной обмотке. В итоге первичная обмотка содержит 10 витков (2х5вит) с отводом от середины.
Намотка делалась сразу 5-ю жилами провода 0,8 мм. Сначала по всей длине каркаса мотаются 5 витков, затем обмотку изолируем и поверх мотаем еще 5 витков идентично первой. Обмотки мотаем В ОДИНАКОВОМ НАПРАВЛЕНИИ, например по часовой стрелке.
После окончания намотки провода скручиваем в косичку, не забывая заранее сдирать лак, далее залуживаем покрывая слоем олова.
Теперь нужно сфазировать обмотки. На самом деле нечего трудного тут нету, просто нужно найти «начало» и «конец» обмоток и соединить, например, начало первой обмотки с концом второй или начало второй с концом первой, место соединения — отвод, на который подается плюс от общего питания (см. схему).
После фазировки обмоток мотаем пробную вторичную обмотку, она нужна для того, чтобы при неправильной фазировке не отмотать всю вторичную обмотку. Пробная обмотка может содержать любое количество витков, например 3 витка проводом 0,8 мм, далее собираем трансформатор, вставляя половинки сердечника.
Включая схему трансформатор не должен издавать «жужжания», транзисторы не должны перегреваться, если преобразователь работает в холостую. На вторичную обмотку подключаем лампу накаливания 12 вольт пару ватт, которая должна загораться почти полным накалом, при этом транзисторы должны быть холодными и только через несколько минут работы можно почувствовать незначительное тепловыделение. Если все нормально, то снимаем пробную обмотку и мотаем на ее место нормальную, которая мотается по тому же принципу, что и первичная.
На сей раз обмотка намотана двумя жилами провода 0,8-1мм и содержит 30 витков ( 2х15вит). Мотаются две идентичные обмотки, каждая по 15 витков и растянута по длине всего каркаса. После намотки первой половины, изолируем обмотку, поверх мотаем вторую. Обмоткифазируются по тому же принципу, что и первичная.
После намотки вторичной обмотки, провода на концах скручиваются и залуживаются. В конечном этапе укрепляются половинки сердечника. На этом трансформатор готов!
ВАЖНО! В преобразователях такого рода (пуш-пулл) между половинками сердечника не должно быть зазора! Даже малейший зазор в доли миллиметра повлечет за собой резкое повышению тока покоя и перегрев полевых транзисторов! Именно из-за неуклюжести я спалил несколько полевых транзисторов. Следите за тем, чтобы половинки феррита как можно сильнее прижимались друг к другу.Такой трансформатор способен обеспечивать нужное напряжение и ток, для питания сабвуферного усилителя.
Запаиваем трансформатор на плату и приступаем к намотке дросселей.
Дросселя
В схеме использовано 3 дросселя. Они предназначены для фильтрации ВЧ шумов и помех, которые могут образоваться на линиях питания.Главный дроссель использован на плюсовой линиипитании преобразователя. Он намотан 4-я жилами провода 0,8 мм. Кольцо использовал те, что в компьютерных блоках питания. Количество витков дросселя 13.
Остальные два дросселя стоят после диодного выпрямителя в ПН, тоже намотаны на кольцах из компьютерных БП и содержат 8 витков 3-я жилами провода 0,8мм.
Честно говоря, не ожидал что получится такой качественный ПН, ток покоя схемы не превышает 200 мА, для такого монстра это нормально, на выходе напряжение +/-63 вольта, уклон незначительный, всего в пол вольта.Максимальная мощность преобразователя позволило бы питать два таких усилителя, но тут он работает с большим запасом.
Усилители на TDA2005, для маломощных головок
Сборка этого блока отняло всего 2 часа. За это время были собраны два идентичных усилителя мощности. Усилители были выбраны как самый дешевый вариант для маломощных АС, их можно использовать для питания АС расположенных на передней доске автомобиля. Каждая микросхема развивает 20-24 ватт мощности и обладает весьма недурным качеством звучания.
Каждая микросхема подключена по мостовой схеме, при стереофоническом подключении одна микросхема способна отдавать до 12 ватт на нагрузку 4 Ом
Микросхемы через изоляционную прокладку установлены на теплоотвод. Громкость настраивается заранее, при помощи регулятора.Сначала планировалась другая плата, по этой и были собраны усилители, затем была придумана общая плата, которая введена в архив проекта.
TDA 7384 для, фронтальной АС
Для более мощных АС использованы квадрафонические микросхемыTDA 7384. Каждая из микросхем способна отдавать на нагрузку 4 Ом до 40 ватт мощности на канал. Итог — 8 каналов по 40 ватт, звучит очень хорошо.
Такие микросхемы используют в автомагнитолах, если лень купить, то можно достать из нерабочих магнитол.
Микросхемы имеют разные независимые друг от друга фильтры, если использовать общий фильтр, то возможны шумы и возбуждения.
Оба усилителя начинают работать при подаче +12вольт от аккумулятора на вывод REM. Усилители были собраны на одной плате, но позже пришлось переставлять блоки, поэтому каждый усилитель был реализован на отдельной плате.
Усилитель сабвуфера
Знаменитая схема Ланзара, полное описание, сборка, схема и настройка описана здесь, поэтому нет нужды рассказывать про этот усилитель. Усилитель полностью собран на транзисторах, обладает очень хорошим качеством звучания и повышенной выходной мощностью. В схеме я сделал некоторые замены и ниже представлена та схема, по которой я собирал, оригинал схемы в той же ветке форума.
Поскольку мне не удалось найти некоторые номиналы схемы, то пришлось делать некоторые замены, в частности эмиттерные резисторы были заменены на 0,39 Ом 5 ватт. Транзистор BD139 заменен на отечественный аналог KT815Г, кроме того заменены маломощные транзисторы дифференциальных каскадов и предвыходных каскадов схемы.
На входе можно убрать электролитические конденсаторы, если входной заменить на 2,2 мкф и более.
Первый запуск усилителя желательно делать с одной парой выходных транзисторов с закороченным на землю входом, чтобы при поломках не спалить транзисторы конечного каскада, они самое дорогое в этом усилителе.
Особое внимание обратите на монтаж схемы, следите за цоколевками транзисторов и правильностью подключения стабилитронов, последние при неправильном подключении работают как диод.Регулятор тока покоя я поставил обычный, никому не советую повторить мою ошибку, лучше поставить многооборотный, им можно точно настроить ток покоя схемы, также удобен для настройки.
Выходной каскад усилителя работает в режиме АВ, это по сути полностьюсимметричная схема, уровень нелинейных искажений сведен к минимуму. Благодаря своим высоким показателям, данный усилитель относится к усилителям категорииHi-Fi, получить 300 ватт на этом усилителе не проблема. Также есть возможность подключать на выходе нагрузку 2 Ом, т.е. можно питать целых два сабвуферные головки, подключая их параллельно.В этом случае нельзя поднимать напряжение усилителя выше 45-50 вольт.
Поднять мощность усилителя, можно добавлением еще одной или двух пар выходных транзисторов, но не забывайте о повышении питания, поскольку выходная мощность усилителя напрямую зависит от питания.
Защита АС
Не смотря на то, что усилитель мощности достаточно надежный, иногда могут быть неполадки. Выходной каскад ,самая уязвимая часть любого усилителя, из за выхода из строя выходных транзисторов образуется постоянное напряжение на выходе. Постоянка выводит из строя дорогостоящую динамическую головку. Любой усилитель такого рода имеет защиту, который защитит АС от постоянного напряжения.
При включении усилителя реле замыкается, включая головку, при постоянном напряжении на выходе УМ реле размыкается, сохраняяголовку
Защита имеет относительно простую схему, содержит 3 активных компонента (транзисторы), реле на 10-20 ампер, остальное мелочи. При включении УМ реле замыкается с небольшой задержкой. Питание на защиту подается от одного плеча преобразователя, через ограничительный резистор 1 килоом, резистор подобрать с мощностью 1-2 ватт.
Маломощные транзисторы могут быть заменены на любые другие, параметры которых схожи с используемыми. Реле подключен к коллектору более мощного транзистора, следовательно, конечный транзистор нужен более мощный. Из отечественного интерьера можно использовать транзисторы КТ 815,817 или более мощные — КТ805,819. Я заметил тепловыделение на этом транзисторе, поэтому укрепил его на небольшой теплоотвод. Защита и индикатор выходного сигнала смонтированы на одной плате.
Блок стабилизации
Двухполярный стабилизатор напряжения, обеспечивает нужное напряжение для питания блока фильтров и индикатора аудио сигнала. Стабилитроны стабилизируют напряжение до 15 вольт.
Этот блок собран на отдельной плате, стабилитроны желательно использовать с мощностью 0,5 ватт
Индикатор уровня звукового сигнала
Особо углубляться в работу схемы не стану, посколькусхема такого индикатора описана в одной из моих
статьей.
В индикаторе использованы микросхемыLM324. Использовать операционный усилитель для этих целей целесообразно, поскольку микросхемы стоят всего 0,7 $ (каждая). В индикаторе использовано 8 светодиодов, можно ставить любые светодиоды, которые под рукой. Индикатор работает в режиме «столб». Питание индикатора обеспечивает преобразователь напряжения, затем напряжениестабилизируетсядо нужного номинала и подается на индикатор уровня.Индикатор подключается на выход усилителя мощности, подстроечным регулятором настраиваем индикатор на нужный уровень срабатывания светодиодов.
Блок сумматора и ФНЧ
Сумматор предназначен для суммирования сигнала обеих каналов, поскольку сабвуфер у нас один. После этого сигнал фильтруется, срезаются частоты ниже, чем 16Гц и выше чем 300Гц. Регулирующий фильтр срезает сигнал от 35Гц — 150Гц.
Сборка
После тщательной проверки всех блоков, можно приступить к монтажу.
Корпус от DVD проигрывателя, другого удобного, к сожалению не нашел. На переднюю панель, где раньше располагался дисплей, прикрепил светодиоды индикатора. Все платы прикреплены ко дну усилителя через изолирующие шайбы, которые в свою очередь были сняты с отечественной аппаратуры
Все микросхемы и транзисторы прикручены к теплоотводам через изоляционные прокладки. Желательно использование термопасты, к сожалению, она у нас не продается, но и без нее все не так уж и страшно.
Входныеразъемы усилителей были выпаяны из DVD, в качестве клемм выходов был использованразъем от автомагнитолы.
В моей конструкции использован всего один кулер, он предназначен для охлаждения теплоотводов силовых ключей ПН и TDA7384, сабвуферный усилитель в принудительном охлаждении не нуждается, поскольку для него я подобрал громадный теплоотвод, который практически не греется.
Провода питания каждого усилителей присоединены к общим клеммам питания.REM контроль позволяет в нужный момент отключить любой из усилителей (например, пару TDA 2005) Питание каждого усилителя осуществляется через реле, которые активируются при подаче плюса на вывод REM.
Каждый из усилителей имеет отдельную систему ремоут контроля, которые выведены на контактную платформу с боковой стороны корпуса.
Ящик сабвуфера
Спустя пару месяцев после начала сборки, мне удалось купить сабвуферную головку SONY XPLOD XS-GTX120L, параметры головки ниже.
Номинальная мощность — 300 Вт
Пиковая мощность — 1000 Вт
Диапазон частот 30 — 1000 Гц
Чувствительность — 86 дБ
Выходное сопротивление — 4 Ом
Диапазон частот — 30 — 1000 Гц
Материал диффузора – полипропилен
Поскольку в магазинах продавали только ламинированные ДСП, а МДФ у нас вообще не встречается, то пришлось выбирать из того, что было. К счастью с материалом повезло. ДСП еще со времен СССР отлично сохранилось на чердаке, толщина 22 мм.
Далее в магазине были приобретены саморезы с длиной 50мм (50 шт.) и белый силиконовый герметик (если есть, купите прозрачный). Ящик был рассчитан с помощью программыWinISD. Объем порядка 83 литра.
Диаметр порта ФИ — 14 см, длина трубы 7 см.
Для головки было вырезано отверстие с диаметром 28 см. После изготовления всех частей ящика, настало время собрать его. Сборку удобно начать стыковкой дна и передней части ящика. Вначале дрелью были сделаны отверстия под шурупы (сверлом малого диаметра), а уже после были прикручены шурупы. Перед этим места креплений были покрыты клеем ПВА.
Клея жалеть не нужно, чтобы потом не жаловаться на свисты. У меня получился достаточно хороший ящик, работал как можно аккуратно. В конце швы были покрыты силиконом с внутренней стороны коробка (силикон имеет неприятный запах, поэтому эту работу следует выполнить в гараже или на свежем воздухе). После сбора ящика не удержался, поставил головку туда, где ей положено быть и включил
Я не могу передать это словами и даже роликом, поскольку это нужно чувствовать, а не слушать. Чувствуется весьобъем ящика, размах головки, мощь и качество Ланзара и все это воплощается в давление на груди…. Это словами не описать и только потом начинаешь понимать, что все кругом рушится и разваливается, стакан двигается по столу сам по себе, стекла начинают «вздуваться» от давления. Одним словом в доме все было под «дозой» вибрации.
Далее ящик был покрыт ковролином. Ковролин 120х200мм, хватило для всего ящика.
Специальный клей для ковролина у нас продавался, но банка аэрозоли стоит 25$, поэтому пришлось использовать клей ПВА. Для начала наждачкой обработал ящик, этот процесс отнял у меня 4 часа. На уже надрезанный ковролин наносим клей ПВА. После этого ящик нужно «прокатить» по заранее надрезанному ковролину. Завернули ящик, теперь для того, чтобы клей нормально высох, набиваем по краям мелкие гвозди, затем после высыхания их можно снять или оставить.
После вырезаем отверстияголовкиифазоинвертора.Головка прикрепляется к ящику десяти саморезами, это обеспечивает плотный контакт, никаких добавочных прокладок не нужно.
Выходные контакты ящика, сделаны из разъема для сетевого кабеля компьютерного БП, процесс изготовления понятен из фотографий.
Это альтернативное решение, опять же вызвано дефицитом заводскихразъемов.
Получилось неплохо. Для него было вырезано отдельное отверстие.
С внутренней стороны, после запайки провода, отверстиеразъема было загерметизирована силиконовым герметиком, во избежание свистов и нежелательных шумов.
Итоговые затраты на конструкцию
Преобразователь напряжения:
BC557 3шт — 2,5$
TL494 1шт — 1$
IRF3205 4шт — 10$
Диоды КД213А 4шт — 4$
Конденсаторы полярные — 10$
Конденсаторы неполярные — 3$
Резисторы — 2$
Дросселя и трансформаторы — из старых блоков питания ПК
Реле — из стабилизатора напряжения
Усилитель ланзар:
Транзисторы
2SA1943 2шт — 6$
2SC5200 2шт — 6$
2SB649 2шт — 2$
2SD669 2шт — 2$
2N5401 2шт — 1$
2N5551 2шт — 1$
Резисторы 5ватт — 4 шт — 3$
Остальные резисторы — 4$
Конденсаторы неполярные — 3$
Конденсаторы полярные — 5$
Стабилитроны — 2шт — 1$
Остальные усилители:
TDA7388 2шт — 15$
TDA2005 2шт — 2,5$
Резисторы — 2$
Конденсаторы неполярные — 4$
Конденсаторы неполярные — 6$
Блок фильтров:
TL072 1шт -1$
TL084 1шт — 1$
Конденсаторы неполярные — 3$
Резисторы — 2$
Регуляторы 3шт — 4$
Блок индикаторов:
LM324 2шт — 2$
Светодиоды и все остальное — 2$
Блок стабилизаторов:
Транзисторы 2$
Стабилитроны 13 вольт 6шт — 1,5$
Стабилизаторы 7815 2шт — 1,5$
Стабилитроны 7915 1шт — 0,7$
Остальное — 2$
Защита АС:
Транзисторы — 2$
Реле — даром
все остальное 1$
Штекеры, гнезда иразъемы к счастью имелись в запасе
Ящик сабвуфера:
Саморезы 50 шт — 0,5$
Герметик 2 флакона — 2$
ДСП — даром
Клей ПВА – даром
Головка — 65$
Ковролин — 15$
Итоги
Вот собственно и все. Результатами доволен, очень доволен! Купить подобный усилитель не возможно, аналогичные по мощностью усилители стоят от 400$! Хотя китайские производители предлагают за значительно малые деньги, но качество и надежность…. В общем, усилитель получился на трижды ура! Все работает отлично, осталось только купить машину и насладится рукотворным усилком, а усилитель пока будет работать дома, от мощного блока питания на 12 вольт.
Автор проекта — АКА КАСЬЯН. E-mail Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
СКАЧАТЬ ПОЛНЫЙ АРХИВ ПРОЕКТА С АВТОРСКИМИ СХЕМАМИ И ПЕЧАТНЫМИ ПЛАТАМИ МОЖНО ТУТ
Автомобильный, двухканальный усилитель звуковой частоты
В этой статье рассмотрим и соберем конструкцию малогабаритного, двухканального, автомобильного усилителя звуковой частоты, который снабжен почти всеми необходимыми защитами и способен работать со штатными динамическими головками с сопротивлением 4 Ома.
Устройство относительно сложное, это не просто усилитель мощности, в состав комплекса входит и повышающий импульсный преобразователь напряжения, поэтому повторять советую лишь в том случае, если у вас имеется опыт работы с импульсными источниками питания, а также куча свободного времени, так как с учетом готовых решений на алиэкспресс и цен на них, делать самоделку в наше время не имеет никакого смысла я это знаю и признаю, но руками и мозгами работать нужно, иначе электроника как хобби умрёт навсегда.
Любой, более-менее мощный и качественный автомобильный усилитель имеет в своем составе преобразователь напряжения. Дело в том, что бортового напряжения 12 вольт недостаточно для получения большой мощности, к тому же многие усилители требуют двух полярного питания, преобразователь или инвертор, как раз таки повышает штатные 12 вольт до необходимого значения, в данном случае выходное напряжение 2-х полярное 14 вольт.
Схема также снабжена защитой от переполюсовки питания, которая построена на основе мощного полевого транзистора и не даст схеме сгореть, если вы случайно перепутали полярность подключения.
Имеется также функция ремонт-контроль, которая позволит запустить усилитель при включении автомагнитолы, то есть силовые провода усилителя не нужно каждый раз отключать, для включения и выключения системы достаточно падать слаботочные 12 вольт на точку REM.
Имеется также защита от повышенного и пониженного питающего напряжения с гистерезисом включения. Защита от повышенного напряжения сработает, если питающее напряжение выше где-то 17 вольт, например если вы по каким-то причинам сняли аккумулятор с заведённого автомобиля, бортовое напряжение увеличится, но с усилителем ничего не случится, просто сработает защита.
схема усилителяЗащита от пониженного напряжения не даст усилителю разрядить ваш аккумулятор в хлам и отключит систему, если напряжение на аккумуляторе ниже 8.5 вольт. Эта защита также необходима для корректной работы инвертора, так как при низких напряжениях питания он будет работать вне штатном режиме, вследствие чего могут перегреться и выйти из строя силовые транзисторы.
Все защиты автоматически сбрасываются, если исключен фактор, который привёл к их срабатыванию. Кстати последние две защиты имеют гистерезис включения, что это и зачем она нужна поясню чуть позже.
Вся схема собраны на одной небольшой печатной плате, состоит из 4 узлов.
Входная часть с фильтром питания, предохранителем и узлом защиты от переполюсовки питания,
инвертор,
инверторсистема защиты от повышенного и пониженного напряжения,
но и усилитель мощности.
В качестве усилителя мощности применены популярные микросхемы УНЧ класса «АВ» TDA2030.
Мощность у каждой такой микросхемы 15-20 ватт, кто-то скажет, что 20 ватт можно получить и с питанием 12 вольт без использования инвертора на практически любой микросхеме, которую внедряют в обычные автомагнитолы. Я отчасти с этим согласен, но есть один нюанс, при той же мощности наш вариант даёт гораздо меньше искажений, чем усилители которые в автомагнитолах, поэтому хрипов даже при максимальной громкости тут не будет, звук гораздо качественный, впрочем тот кто в теме знает о чем речь. К тому же не стал бы я заморачиваться с инвертором, если б не было разницы.
Но у класса «АВ» есть один существенный недостаток — нагрев, поэтому микросхемы устанавливают на радиатор, схема по которой собран усилитель — классическая, взята с даташита, практически без отклонений.
Питание усилителей 2-х полярное 14 вольт и оно формировано преобразователем напряжения.
Преобразователь напряжения или инвертор.
Классический, двухтактный преобразователь. Выходное напряжение не стабилизировано для питания усилителей, так даже лучше, обратная связь не будет вводить дополнительные помехи по питанию.
Построен инвертор на основе продвинутого шим контроллера SG3525, это обусловлено тем, что у данной микросхемы довольно мощный выходной каскад, которого хватит для толкового управления выбранных полевых ключей.
Важным моментом является то, что наш инвертор снабжен плавным пуском, выход шим контроллера нагружен полевыми ключами, которые управляют импульсным трансформатором. Выходное напряжение двух полярное, выпрямляется мостом, сглаживается и поступает на микросхемы УНЧ. Микросхема взгляд SG3525 имеет вывод защиты, это 10 контакт, если напряжение на этом выводе больше 2.5 вольт, то схема вырубится.
Защита от повышенного и пониженного напряжения построена на основе сдвоенного компаратора LM393.
На первом компараторе построена защиты от перенапряжений, в двух словах поясню, как это работает…
Опорное напряжение 5 вольт, которое формируется внутренним, опорным источником шим контроллера (вывод 16), через делитель напряжения R8,R7,R3 подается на прямой вход компаратора (3) инверсный вход компаратора (2) через делитель R6,R1 мониторит напряжение питания.
Если оно больше опорного, то на выходе компаратора устанавливается низкий уровень и сработает pnp транзистор (VT1). Плюс питания, через открытый транзистор, светодиод и ограничительный резистор (R9) поступит на вход защиты микросхемы шим (10 вывод) и инвертор вырубится. Это произойдет если питающее напряжение примерно 17,5 вольт.
В данной схеме имеется гистерезис включения, который составляет примерно 0,8 вольт, то есть инвертор не перезапустится, если питающее напряжение не будет на 0,8 вольта меньше напряжения при котором сработала защита. Это сделано для исключения ложного срабатывания защиты, если питающее напряжение нестабильно, либо имеются пульсации.
На втором компараторе построена защита от пониженного питающего напряжения,
работает точно таким же образом, как и первое. Тут также имеется гистерезис включения, сбрасываются защиты, как уже сказал автоматически. Имеются светодиодные индикаторы срабатывания защит.
Вы могли заметить, что в моем случае есть некоторый разброс напряжения срабатывания защит, это связано с тем, что многие из резисторов делителей я ставил обычное, с допуском 5%, но необходимо использовать стабильные и точные резисторы с точностью 1%
Еще одна защита бережет схему, если вы случайно перепутали полярность подключения аккумулятора, эта защита построены на основе полевого транзистора. Если полярность правильная на затворе транзистора будет положительное напряжение и тот откроется, всё питание на схему упадёт через открытый канал полевика.
У этого транзистора сопротивление открытого канала всего где-то 8 милиом и даже при большой мощности он практически будет холодным. Если же перепутана полярность питания, то ключик попросту не откроется и на схему ничего не поступит.
Внутри полевого ключа имеется диод,
если полярность правильная, диод открыт и кто-то наверняка скажет, а как же падение на диоде он же будет нагреваться, нет не будет, по нему протекает ничтожный ток, весь основной ток идёт по-открытому полевику.
Как вы могли заметить в данной схеме нет защиты от коротких замыканий, я хотел изначально сделать такую защиту и в качестве датчика использовать открытый канал полевого транзистора, но потом поленился и просто влепил обычный предохранитель.
О компонентах.
Входные электролиты нужны на 25 вольт, ёмкость от 1000 до 2200 микрофарад, очень желательно с низким внутренним сопротивлением.
Конденсаторы по питанию усилителя 35-вольтовые, ёмкость опять же от 1000 до 2200 микрофарад желательно с низким внутренним сопротивлением.
Диодные выпрямители у меня 3-х амперные, ультрабыстрые UF5408 с обратным напряжением в 1000 вольт,
но в этом особого смысла нет, можно взять диоды с обратным напряжением в 100, 200 вольт и с током желательно 3-х ампер. Они обязательно нужны импульсные, которые приспособлены работать на высоких частотах.
Панельки для беспаечного монтажа на которые установлены микросхемы, после наладочных работ убираются и микросхемы непосредственно впаивается на плату.
Трансформатор преобразователя тороидальной, ферритовый, проницаемость 2300, марка м97, хотя изначально планировал использовать советский магнитопровод марки м2000НМ.
Несмотря на крохотные размеры магнитопровода с него спокойно можно взять 150 ватт, но нам столько не нужно, 60 ватт полностью хватит для наших усилителей даже с учетом КПД класса «АВ», то есть запас по мощности огромный.
Мне часто пишут о том, что я не всегда указываю намоточные данные трансформатора. Дело в том, что я не вижу в этом особого смысла, так как сердечник трансформатора в вашем случае будет иным и мой расчёт будет неприменим к вашему трансформатору, к тому же рассчитать обмотки можно за пару минут применяя специализированные программы и приложения.
Трансформатор у меня рассчитан на выходное напряжение 2-х полярное 14 вольт, потолок для данных микросхем 2-х полярное 18.
И первичную, и вторичную обмотку мотал лицендратом для удобства намотки и минимизации влияния скин-эффекта, так как в конце рабочую частоту поднял довольно ощутимо.
Обмотки намотаны проводом 0,22 мм, первичная состоит из 45-параллельных жил, вторичная всего 20, количество витков указывать не вижу смысла по ранее указанным причинам.
Выходное напряжение не стабилизировано и по любому будет некоторое отклонение от программных значений. Силовые компоненты, полевые транзисторы и микросхемы УНЧ устанавливают на радиаторы, желательно через термопасту.
Ну и в обязательном порядке подложки всех компонентов изолируем от теплоотвода используя теплопроводящие прокладки и пластиковые втулки.
Алюминиевые уголки которые я использую в качестве радиаторов это чисто для опытов, радиаторы на самом деле нужны побольше.
Не забываем обильно залудить и армировать медными проводами все силовые линии, это как правило цепи питания.
Наладка…
Её делают по отдельности, в самом начале желательно собрать и испытать схему инвертора.
Для начала, до впаивания силового трансформатора и микросхем УНЧ, проверяют управляющие импульсы на затворах полевых ключей, там должен быть чистый меандр.
Я надеюсь понятно, что для запуска инвертора необходимо замкнуть точку REM с плюсом питания.
При подаче питающего напряжения длительность управляющих импульсов должна увеличиться не сразу, а плавно, что свидетельствует о корректной работе системы плавного пуска.
Изначально частота выходных импульсов у меня было в районе 20 килогерц, так как планировал использовать иной сердечник производства СССР, но под руки попался сердечник марки М97 с проницаемостью 2300, в итоге рабочую частоту микросхемы сделал в районе 94 килогерц. Частота выходных импульсов при этом будет около 47 килогерц.
Система управления потребляет ток не более 20 миллиампер, после проверки генератора впаиваем трансформатор, запускаем инвертор, проверяем ток покоя, у меня инвертор с установленным трансформатором потребляет не более 90 миллиампер, что является неплохим показателем. Ключи при этом естественно никак не нагреваются.
Далее устанавливаем трансик на место и проверяем напряжение на вторичной обмотке, оно будет больше расчетного, так как у нас отсутствует нагрузка в виде микросхем УНЧ, а также сам инвертор не стабилизирован.
Если всё работает спокойно, разряжаем электролиты после выпрямителя, ну а дальше впаиваем микросхемы УНЧ, лепим радиаторы, подаём на вход музыку и грузим усилители динамической головкой, остается только наслаждаться.
Замер выходной мощности делать не имеет смысла, так как зная напряжение питания и сопротивление нагрузки ожидать чего-то необычного не приходится. Это работает и работает как нужно, звук громкий, качество на уровне, гораздо лучше, чем звук от штатной автомагнитолы.
Те, кто соберут данный усилитель, останутся очень довольны его звучанием и мощностью.
Плата, схема и список компонентов лежат в архиве.
Автор; АКА КАСЬЯН
Усилитель мощности | Схема на 500 ватт | Микросхема
Представляем вашему вниманию схему усилителя мощности торговой марки ApeX, недавно попавшуюся под руки. Модель называется B500. Нетрудно догадаться, что в название маркировки производитель вложил основной характеризующий признак усилителя мощности. Это, конечно же, выходная мощность усилителя. Она, соответственно, составляет 500 ватт на сопротивление нагрузки минимум в 2 Ом.
Добавлено: представленный усилитель Apex B500 (а точнее два рабочих экземпляра) может работать в мостовом режиме. Для этого предусмотрены отдельные входы, обозначенные на схеме A и B. Схема подключения и принцип описаны ниже в 6-ом комментарии. При мостовом включении усилители мощности могут выдать 700…800 ватт на нагрузку 8 Ом.
Вот схема усилителя мощности:
Усилитель мощности является транзисторным биполярным (хотя по наличию оперционника на входе можно отнести его к гибридному типу) класса AB. Питание двуполярное от 55 до 90 вольт в плечо. При использовании преобразователя напряжения возможно его применение в качестве автомобильного усилителя. В этом случае напряжение питания должно быть хотя бы +/-55 вольт при нагрузке 2 Ом. Этого должно быть достаточно для достижения заявленной выходной мощности.
Вот чертеж печатной платы с расположенными радиодеталями:
Более наглядная версия печатной платы (размеры 220?52,5 мм):
Ну, естественно, транзисторы оконечного каскада усилителя мощности нужно посадить на радиатор. Лучше дополнительно использовать принудительное охлаждение.
Обсуждайте в социальных сетях и микроблогах
Метки: УНЧ
Радиолюбителей интересуют электрические схемы:
TDA1517 — простой усилитель звуковой частоты
Схема транзисторного усилителя мощности
Усилители мощности » Автосхемы, схемы для авто, своими руками
К174УН14 — это легендарная микросхема УНЧ производства нерушимого союза. Я даже не знаю, зачем эта микросхема была так несправедливо забыта современными радиолюбителями, но должен признать,что многие (в том числе и я) делали свои первые усилители именно на базе этой микросхемы.
Микросхема TDA2005 является усилителем мощности низкой частоты стереофонического типа. Имеет два независимых канала с выходной мощностью 10-12 ватт (каждый канал). Имеется также мостовое подключение микросхемы, где мощность обеих каналов суммируется для получения более мощного выхода.
Можно ли собрать довольно мощный автомобильный усилитель за пару минут? можно, смотря сколько времени подразумеваем под словосочетанием »пара минут». Но можно ли действительно собрать скажем автомобильный усилитель, скажем за 5 минут.
TDA1557 — одна из самых популярных микросхем усилителей низкой частоты для радиолюбителей. Микросхема завоевала сердца многих, из-за довольно неплохой выходной мощности, простейшей схеме включения и низкой стоимости. Многие производители автомобильных магнитол стали использовать эту микросхему в качестве конечного выходного усилителя в автомагнитоле.
TDA2050 — монофонический усилитель низкой частоты с выходной мощностью 32 ватт на нагрузку 4 Ом. Микросхема стоит всего полтора доллара и выпускается в стандартных 5-выводных корпусах.
Простой, довольно мощный и дешевый автомобильный усилитель можно реализовать с минимальными затратами всего за один день. Этот проект призван доказать — на сколько маленьким и дешевым может быть полноценный усилитель для авто. 12- Вольтовые микросхемы с питанием от бортовой сети автомобильного аккумулятора не могут обеспечить нужную мощность для питания сабвуферных головок, следовательно, возникает необходимость применить более мощные усилители с двухполярным питанием.
TDA7294 — мощный монофонический усилитель разряда HI-FI с выходной мощностью в 100 ватт. Данная микросхема, пожалуй является самым дешевым вариантом для самодельного сабвуферного усилителя. На днях собрал один экземпляр именно для работы в качестве сабвуферного усилителя.
ТДА2822 — одна из любимых микросхем молодости. Микросхема очень, очень хорошая, универсальная и имеет широкую область применения.
Мы неоднократно приводили схемы мощных усилителей мощности низкой частоты для самостоятельной сборки, и сегодня речь пойдет о конструкции довольно простого, но высококачественного и до боли мощного усилителя по схеме ланзара.
С каждым днем в сети появляются все новые и новые схемы высококачественных усилителей мощности низкой частоты. В 1969-ом году британским инженером-звуковиком была разработана схема, которая со временем была забыта.
TDA2003 является самой распространенной микросхемой усилителя мощности низкой частоты.
Представляю конструкцию самодельного автомобильного усилителя, который предназначен для питания сабвуферных головок средней мощности. Данный усилитель собран на широко-популярной микросхеме TDA 7294, мощность под синусом 1 кГц составляет порядка 100 ватт. Максимальная мощность усилителя составляет около 150 ватт, конечно же это недолговременная, а кратковременное мощность.
Данный автомобильный преобразователь предназначен для питания мощного УНЧ от автомобильного аккумулятора 12В.
Сделайте это мощным Схема автомобильного стереоусилителя на 200 + 200 Вт
Никакой сложной проводки, никаких дорогостоящих МОП-транзисторов и громоздких радиаторов, но мощная схема стереоусилителя на 200 + 200 Вт, которую можно построить за несколько часов, используя всего пару микросхем, верно в твоем доме.
Да, мы обсуждаем ультрасовременную толстопленочную гибридную IC STK4050II от SANYO. IC специально разработана для усиления музыки с поразительной мощностью 200 Вт.
Введение
Использование минимального количества компонентов делает это устройство особенно подходящим для многих любителей, которые стремятся не только создать мощный усилитель дома, но и получить удовольствие от его применения.
Микросхема может эффективно управлять сабвуферами и поэтому идеально подходит в качестве автомобильного стереоусилителя.
Основные особенности IC STK4050II включают следующее:
- Компактный обтекаемый корпус, создающий изящный дизайн усилителя.
- Простое зажимное приспособление для радиатора с большой площадью поверхности для лучшего рассеивания тепла, что приводит к увеличению выходной мощности.
- Внутренняя схема ИС поддерживает работу с постоянным током, что помогает уменьшить шум при включении и выключении в динамике.
Максимальные рабочие параметры IC
- Огромный максимальный номинальный ток источника питания при +/- 95 вольт, что дает мощные выходы при более низких токах.
- Типичное рабочее напряжение может составлять около +/- 66 вольт.
- Громкоговорители, используемые на выходе схемы, в идеале должны быть 8-омного типа.
Рабочие характеристики:
- Ток покоя внутренне установлен на 100 мА для напряжений до Vcc +/- 80 вольт.
- Выходная мощность при вышеуказанных условиях составит около 200 Вт.
- Суммарные гармонические искажения не должны превышать 0,4% на частотах от 20 Гц до 20 кГц.
- Частотная характеристика микросхемы также очень высока, от 20 Гц до 50 кГц.
- На приведенной ниже схеме показана аккуратная небольшая схема усилителя, два из которых могут быть построены для получения стерео выходов.
- Конфигурация очень проста, в основном все сложности решаются исключительно самим чипом.
- Вход состоит из обычных компонентов фильтра нижних частот для подавления высокочастотных помех.
- Другие функции, такие как автоматическая регулировка усиления, контроль смещения и контроль стабильности, все эффективно реализовано в показанном дизайне.
Как работает автомобильный аудиоусилитель — блок питания
Мы много говорили о характеристиках и характеристиках автомобильного аудиоусилителя, но до этого момента мы не обсуждали, как работает автомобильный аудиоусилитель. . В этой статье мы дадим простой обзор того, как блок питания в вашем мобильном усилителе может принимать 12 вольт, подаваемые вашей электрической системой, и преобразовывать их в гораздо более высокое напряжение для питания ваших динамиков.
Обеспечение мощности для ваших динамиков
Чтобы обеспечить мощность ваших динамиков, достаточную для воспроизведения музыки с реалистичными уровнями прослушивания, нам нужно большое напряжение. Для стандартных 4-омных громкоговорителей требуется размах напряжения почти 60 вольт, чтобы передать около 100 ватт на ваш динамик. В большинстве усилителей это напряжение настроено как + 30 В и -30 В относительно опорного напряжения заземления шасси вашего автомобиля. Итак, как же мы можем получить плюс и минус 30 вольт из 12? Это работа источника питания.
Положительные и отрицательные напряжения шины современного автомобильного аудиоусилителя. В данном случае у нас + 28,4В и -27,7В.Как работает трансформатор
Источники питания не могли бы быть созданы с разумной степенью эффективности без трансформатора. Трансформатор — это простое устройство, которое увеличивает или уменьшает напряжение переменного тока с помощью двух катушек проволоки, намотанных вокруг магнитопроводящего железного сердечника. Если у вас есть трансформатор 1: 2 и вы подаете сигнал переменного тока 12 В на первичную обмотку, вы получите 24 В на выходе.Большие зеленые прямоугольники на обочине или цилиндры на опорах электропередач возле вашего дома — это понижающие трансформаторы, которые преобразуют напряжение 16 кВ, поступающее в ваш район, в питание на 120 и 240 вольт, подаваемое в ваш дом.
Тороидальный трансформатор питания в качественном автомобильном аудиоусилителе.Как получить переменное напряжение в автомобиле?
Как вы можете (или должны) знать, аккумулятор и генераторы в наших легковых и грузовых автомобилях питаются постоянным током (DC). Оставшись в этом состоянии и подавая на трансформатор, мы увидим небольшой скачок напряжения, когда сигнал был сначала подключен, а затем ничего.Постоянный ток, протекающий через первичную обмотку, просто нагреет ее и ничего не произведет на выходной стороне трансформатора.
Выходной сигнал с широтно-импульсной модуляцией от устройств переключения источника питания.Поскольку нам нужен сигнал переменного тока, современные усилители используют широтно-импульсный модулятор для создания серии прямоугольных волн, которые включают группу полевых МОП-транзисторов (сильноточных переключателей с электрическим управлением), которые очень быстро включают и выключают напряжение питания. Многие высококачественные усилители имеют блоки питания, которые переключаются с частотой более 300 кГц.
МОП-транзисторы источника питания включают и выключают питание 12 В от наших батарей и генераторов на высоких скоростях, чтобы создать сигнал переменного тока, который питает трансформатор.Проще говоря, очень быстро переключая соединение от батареи ко входу трансформатора, мы создаем сигнал переменного тока. Напряжение импульсного сигнала увеличивается через трансформатор, а затем подается на набор диодов и конденсаторов, чтобы сгладить его до того, что мы называем напряжением шины.Направляющие — это положительная и отрицательная части источника питания усилителя, подключенные к выходным устройствам.
В приложении схема намного сложнее, но это основная операция системы.
Накопление и подача энергии
По мере увеличения выходного напряжения автомобильного аудиоусилителя увеличивается и величина тока, протекающего в динамике. Контроллер широтно-импульсной модуляции, который управляет источником питания, может изменять относительное время включения и выключения, чтобы увеличить ток, подаваемый усилителем.Большее время включения означает, что на трансформатор подается больший ток, в результате чего на выходе создается большее напряжение. Это дополнительное напряжение, регулируемое до требуемого напряжения на шине, обеспечивает поддержание стабильного напряжения на шине.
Если вы заглянете внутрь усилителя, вы почти всегда увидите тороидальный трансформатор и батарею конденсаторов накопления энергии. Эти большие конденсаторы помогают сгладить выходной сигнал трансформатора и диодного выпрямительного каскада и накапливают большое количество энергии, чтобы усилитель мог справляться с текущими потребностями аудиосигнала.
Накопление 4000 микрофарад энергии на выходных шинах нашего усилителя.Узнайте, как работает автомобильный аудиоусилитель
Теперь вы должны иметь общее представление о том, как ваш автомобильный аудиоусилитель преобразует напряжение 12 В от генератора переменного тока в гораздо более высокие напряжения для шин. В следующей статье мы поговорим о внешнем или входном каскаде автомобильного аудиоусилителя и обсудим кроссоверы, регуляторы усиления, а также особенности и функции, которые упрощают для установщика настройку автомобильного аудиоусилителя для обеспечения оптимальной производительности в вашей среде. автомобиль или грузовик.
СвязанныеКак проверить автомобильный усилитель
Тестирование автомобильного усилителя, чтобы убедиться, что он работает, не обязательно является сложной задачей, но следует помнить о некоторых ключевых моментах. При подключении любого электрического устройства к системе вашего автомобиля убедитесь, что вы соблюдаете полярность, чтобы избежать дорогостоящих повреждений. Если на усилителе есть явные следы ожогов или оплавленные компоненты, его нельзя рекомендовать для тестирования на автомобиле. Вот пошаговый метод проверки автомобильного усилителя.
Шаг 1
Подключите провода питания (красный) и заземления (черный). Для того, чтобы усилитель работал, на него должно подаваться напряжение 12 В и хорошее заземление. Если цель состоит в том, чтобы проверить его работоспособность, то в большинстве случаев нет необходимости монтировать его. Некоторые усилители требуют заземления шасси, но в большинстве своем нет. Один из самых быстрых способов — просто прикоснуться проводом питания от усилителя к положительной клемме батареи, а провод заземления — к отрицательной клемме батареи.Если загорается индикатор питания, можно убедиться, что плата усилителя исправна.
Шаг 2
Подключите динамик к усилителю. Чтобы определить, действительно ли усилитель воспроизводит звук, подключите провода динамика или кабели RCA, выходящие из головного устройства, к гнездам динамика, а затем подключите динамик к выходной стороне усилителя. Если питание на усилитель включается, но нет звука, есть большая вероятность, что усилитель был перегружен в прошлом и не будет работать.Если звук выходит из динамика и не звучит искаженно или нечетко, усилитель исправен.
Шаг 3
Проверьте все имеющиеся предохранители, чтобы убедиться в целостности цепи. Каждый усилитель должен содержать по крайней мере один предохранитель, обычно расположенный в самом шасси усилителя. Как правило, это двухконтактный пластиковый корпус с цветовой кодировкой. Если усилитель не включается при правильном подключении питания и заземления, сначала проверьте предохранитель, прежде чем предполагать, что внутри неисправна электрическая схема. Если предохранитель на корпусе усилителя в порядке, проверьте, есть ли встроенный предохранитель на проводе питания.Часто он находится в черном или прозрачном пластиковом корпусе, который расслаивается посередине или скручивается. Предохранитель, находящийся в этом кожухе, представляет собой круглый стеклянный предохранитель с металлом на обоих концах и небольшим проводом, проходящим через его середину. Если предохранитель треснул или корродирован, или провод внутри него состоит из двух частей, предохранитель неисправен и его необходимо заменить, чтобы усилитель включился.
Как удалить коррозию автомобильного усилителя? 7 шагов
Как удалить коррозию автомобильного усилителя?
Одна из многих проблем, с которыми сталкиваются люди, — это коррозия автомобильных деталей и принадлежностей.Люди часто не заботятся о своей машине, когда у них напряженный распорядок дня. Проблема в том, что коррозии подвержены не только автомобильные детали, но и автомобильная аудиосистема, которая установлена в автомобиле.
Автомобильный усилитель — один из них. Все мы знаем, что пыль и почва всегда влияют на металлические предметы. Люди моют свои машины один раз в месяц или каждые две недели, потому что они знают, что они должны защищать свой автомобиль от грязи и пыли. Усилитель, который является одним из основных аксессуаров автомобиля, также выполнен в металлическом корпусе.
Вот 7 шагов по удалению коррозии с автомобильного усилителя:
- Шаг 1: Откройте автомобильный усилитель
- Шаг 2: Выберите электронный очиститель
- Шаг 3: Очистите необходимые части усилитель
- Шаг 4: Используйте фольгу, если коррозия не оставляет тело легко
- Шаг 5: Используйте старую зубную щетку для очистки контура
- Шаг 6: Очистите кнопки контроллера, если они затронуты
- Шаг 7: Закройте усилитель
Итак, если в автомобиле есть грязь, это означает, что он подвержен коррозии.Коррозия металлического корпуса автомобильного усилителя происходит очень быстро, когда грязь и пыль смешиваются с водой. Поэтому мы всегда рекомендуем держать автомобильный усилитель подальше от пыли, грязи и воды. В противном случае он получит коррозию внутри и снаружи.
Люди задают разные вопросы, чтобы удалить коррозию со своих усилителей. Мы постараемся осветить большинство из них в нашей статье, объяснив вам, как удалить коррозию с автомобильного усилителя? Но сначала давайте обсудим пошаговую процедуру того, как вы можете удалить коррозию с автомобильного усилителя.
Это пошаговое руководство по удалению коррозии со всех возможных частей автомобильного усилителя.
Необходимые инструменты:
- Отвертка
- Открывалка для панелей
- Чистая ткань
- Фольга
- Электронный очиститель
- Зубная щетка
Итак, давайте перейдем к пошаговой инструкции по удалению коррозии с автомобильный усилитель.
Откройте автомобильный усилительЧтобы открыть автомобильный усилитель, вы должны отсоединить все провода, которые подключены к автомобильному усилителю.После этого выньте усилитель из машины и поместите его в таком месте, где у вас будет достаточно света, чтобы видеть каждый транзистор меньшего размера. Пожалуйста, не храните его во влажном месте. Всегда храните электронные изделия в сухих местах.
Теперь вы должны увидеть состояние вашего усилителя и увидеть, сколько коррозии вы должны удалить с усилителя. Теперь начните откручивать винты усилителя отверткой. После открытия всех отверток вы должны использовать открыватель панелей, если вы не можете легко открыть шасси вашего усилителя.
Откройте усилитель с помощью открывателя панелей в качестве вспомогательного инструмента и отделите шасси усилителя. После разделения шасси вы должны увидеть печатную плату с множеством транзисторов и трансформатором. Вы заметите, что материнская плата автомобильного усилителя закреплена внутри шасси усилителя с помощью винтов.
Откройте винты материнской платы, с помощью которых крепится автомобильный усилитель. Было бы лучше, если бы вы были очень осторожны при извлечении материнской платы усилителя из усилителя, потому что порты находятся в отверстиях.
Вы должны осторожно вынимать материнскую плату, чтобы во время этого процесса ничего на материнской плате не сломалось. После того, как вы вынули материнскую плату из усилителя, а внутри усилителя нет ничего, кроме блока питания, можно переходить к следующему шагу.
Выберите очиститель для электроникиПосле вскрытия автомобильного усилителя и отделения всех его частей необходимо очистить каждую часть усилителя, на которой имеется коррозия.Но перед этим необходимо выбрать электронный очиститель. Теперь вопрос в том, как выбрать электронный очиститель для автомобильного усилителя, который не повредит его?
Что ж, выбор электронного пылесоса никогда не бывает легким. Вы должны дважды подумать, прежде чем заливать жидкостью свои дорогие электронные изделия. Итак, некоторые профессионалы, которые знают свой выход из этих ситуаций, будут использовать для этой цели бензин или алкогольные напитки. Но самый подходящий метод — это выбрать электронный очиститель.
Если вы не можете выбрать между чистящими средствами для электроники, вам следует проконсультироваться с кем-нибудь, или вы можете найти ответы у профессионалов, которые помогают людям в Интернете. Вы можете запросить рекомендации или посмотреть, что люди использовали для этой цели.
Очистите все части автомобильного усилителя от коррозии.Теперь, когда вы выбрали электронный очиститель для вашего усилителя, первое, что вам нужно сделать, это очистить все шасси вашего усилителя.Все части рамы разделены, поэтому теперь вы можете легко удалить коррозию с автомобильного усилителя.
Распылите средство для очистки электроники на шасси усилителя и попробуйте очистить его тканью. Обычно очистители для электроники настолько реактивны, что разрушают коррозию, распыляя и очищая металл. Итак, вам остается только спрей и протереть шасси тряпкой.
Если вам сложно удалить ржавчину тряпкой, попробуйте другой метод.
Используйте фольгу, если коррозия не покидает корпус легко.Итак, у нас есть еще один способ удалить коррозию и привести усилитель в хорошее состояние. Поскольку вы распыляете очиститель для электроники и оказывает ли он максимальное влияние на коррозию, вам нужно использовать кусок фольги или фольги для удаления коррозии.
Как это делается? Лучший способ сделать это — распылить средство для чистки электроники на корпус и с силой очистить его фольгой.Когда вы прикладываете силу с помощью фольги, коррозия стирается с шасси, и ваш усилитель начинает очищаться.
По мере увеличения усилия, которое вы прикладываете при удалении коррозии фольгой, коррозия начнет исчезать с шасси усилителя. Повторите этот шаг для каждой части шасси, но не используйте фольгу на материнской плате автомобильного усилителя.
Не только в более широких местах, вам следует также полностью очистить иллюминаторы в шасси, чтобы они не разрушились и не повредились в будущем.
Используйте старую зубную щетку для очистки цепиПосле полной очистки шасси автомобильного усилителя необходимо промыть материнскую плату или печатную плату усилителя. Помните, всегда будьте очень осторожны при чистке печатной платы. Печатная плата всегда покрывается белым или коричневатым налетом на проводниках, находящихся на ней.
Эти непроводящие покрытия останавливают прохождение тока или сигналов от печатной платы и создают сопротивление для тока в их потоке.Эти покрытия необходимо своевременно снимать, иначе они начнут гнить плату, и вы получите убыток.
Сначала начинает снижаться производительность, затем начинает съедать печатную плату, что не подходит для автомобильного усилителя. Итак, вам нужно полностью очистить печатную плату, используя старую зубную щетку. Распылите на каждую часть и очистите дорожки печатной платы щеткой.
Не применяйте силу при чистке печатной платы усилителя.Если вы приложите силу, используя кисть, она сломает любой транзистор или что-нибудь на материнской плате.
Очистите кнопки контроллера, если они затронуты.Если автомобильный усилитель подвержен коррозии, это означает, что коррозия затронула каждую часть усилителя. Печатная плата, шасси, кнопки контроллера и проводники. Итак, если вы хотите удалить коррозию с усилителя, вам необходимо очистить каждую кнопку контроллера, а также печатную плату и шасси усилителя.
Как определить, нужно ли еще и кнопки чистить? Если кнопки контроллера начинают заедать при изменении громкости, значит, внутри них есть коррозия. Они могут выглядеть элегантно, но на них есть коррозия, которая не позволяет им двигаться.
Для удаления коррозии, вы должны распылить в области входа этих кнопок, и вы будете включать и выключать кнопку несколько раз. Вы будете постоянно повторять этот шаг, пока кнопка не будет двигаться свободно. Повторите тот же шаг для кнопок регулировки громкости и других кнопок.
Крупным планомКогда коррозия полностью удалена с усилителя до некоторой степени, вам необходимо вернуть все части усилителя на место. Вам придется использовать те инструменты, которые вы использовали ранее.
После закрытия идите и прикрепите усилитель к автомобилю, и ваш усилитель будет отремонтирован как новый.
Статьи по теме:
Способы замены расплавленного предохранителя в автомобильном усилителе
Преимущества усилителя класса D
Пошаговое руководство по удалению пластиковой плюсовой ленты с автомобильного усилителя
Лучшие супер твитеры для автомобильной аудиосистемы 2021 Обзоры
Комплектный автомобильный усилитель для сабвуфера на микросхеме усилителя TDA7294.Это намного мощнее, чем предыдущая версия на основе TDA1562 (LINK), но она основана на двухтактном преобразователе, поэтому его сложнее построить. Встроенный фильтр нижних частот, все на одной односторонней печатной плате размером 75 мм x 125 мм. Он состоит из трех блоков: 1 — Двухтактный преобразователь. Это копия очень хорошей и проверенной схемы AVT2732 со всеми включенными защитами по току и напряжению.Схема и описание полировки — ССЫЛКА. Этот преобразователь основан на драйвере TL494 (KA7500). Защита от перенапряжения позаботится о безопасности усилителя мощности — драйвер отключится, если напряжение на входе превысит 15 В (преобразователь не имеет стабилизации напряжения). Защита от пониженного напряжения позаботится о разрядке автомобильного аккумулятора — водитель отключится, если напряжение упадет до 9В и ниже. Токовая защита заботится о переключении транзисторов и общей безопасности всей схемы. Это очень красивое, простое и надежное решение — если переключающие транзисторы более нагружены, то мы получим более высокое напряжение на IN + встроенного компаратора.Это измеряется простой схемой, состоящей из диодов 1N4148 и RC (10K, 10n) фильтра. На IN- мы можем отрегулировать сравнительное напряжение с помощью потенциометра PR1, и если напряжение на IN + превышает установленное, драйвер отключится. Зеленый диод означает нормальную работу, красный диод означает, что одна из защит отключила драйвер. Для перезапуска выключите, а затем включите питание или ДИСТАНЦИОННОЕ напряжение. Схема плавного пуска позволяет медленно запустить преобразователь и зарядить большую емкость на выходе. Коммутационный трансформатор.Вы можете сделать его самостоятельно или взять от блока питания ПК ATX (или AT). Используйте линии 5V и 12V, у него очень хорошая передача — 2,4x. Это означает, что если мы подадим напряжение батареи +14 на линию 5 В, мы получим в 2,4 раза больше напряжения на линии 12 В — примерно +/- 33 В для питания усилителя звука. Это очень хорошее решение, но не каждый трансформатор годен для использования. Прежде всего, мы должны разделить общие земли для выходных линий (линии 12 В и 5 В) — это очень важно, иначе напряжение нашей батареи + 14 В будет подключено к заземлению усилителя мощности — это исключит использование этой схемы в автомобиле — потому что земля усилителя это сигнальная земля.Частота коммутации 50 кГц, это хорошо для трансформаторов ATX / AT. Более низкая частота вызовет нагрев сердечника трансформатора. Если вы используете собственный трансформатор, вы можете снизить частоту коммутации, чтобы уменьшить потери при коммутации. Сделайте это, установив конденсатор большего размера на вывод 5 драйвера, например. 1 нФ даст частоту около 50 кГц, 1,5 нФ даст 30 кГц. Коммутационные транзисторы не требуют охлаждения, если преобразователь работает правильно. Вы можете заменить IRFZ44N на другие транзисторы, нам нужно всего 100 Вт выходной мощности, а IRFZ44N может обеспечить до 300 Вт.Драйвер преобразователя питается от ДИСТАНЦИОННОЙ линии и потребляет не более 50 мА от этой линии. 2 — предусилитель и фильтр нижних частот с регулировкой отсечки. Это простая схема с одним операционным усилителем, подробнее см. Схему. Подается симметричное напряжение + 12В / -12В от ограничителя напряжения на стабилитронах 12В. 3 — Усилитель мощности. Микросхема TDA7294 в ее типичном применении, подробнее см. Техническое описание. Цепи MUTE и ST-BY изменены — см. Рис.17 в техническом описании — и постоянно подключены к + V.Два конденсатора на микросхеме усилителя мощности также являются выходными конденсаторами двухтактного преобразователя. Прочие примечания. Сделайте на плате две воздушные перемычки, от выпрямительных диодов до конденсаторов усилителя — используйте толстые провода. Входной конденсатор С4 должен иметь не менее 4700 мкФ, от его емкости и КПД зависит выходная мощность. ОБЯЗАТЕЛЬНО используйте предохранитель на 10А на линии аккумуляторной батареи. Это не для новичков, запуск двухтактного преобразователя требует определенных знаний и оборудования (например, осциллографа). Однако вы можете построить его, используя компоненты с теми же значениями, что и на схеме, и просто использовать.При первом запуске используйте блок питания с ограничением тока.
|
импульсный источник питания для автомобильной аудиосистемы
импульсный источник питания для автомобильной аудиосистемы| Elliott Sound Products | пр.89 |
© Апрель 2002 г., Серхио Санчес Морено и Род Эллиотт
Предисловие
Данный проект является результатом значительного сотрудничества между Серхио и мной, и его не следует рассматривать как обязательно законченный проект сам по себе, а как ступеньку к пониманию импульсных источников питания, их работы и того, что вы можете с ними делать.
Будьте осторожны — существует значительный риск. Из-за чрезвычайно высокого тока, поступающего от автомобильного аккумулятора, небольшая ошибка может легко привести к катастрофическому отказу. Говорят, что все электронные компоненты содержат дым (проволока содержит огромное количество), и при скольжении паяльника может высвободиться невероятное количество дыма. А если серьезно, то риск серьезных ожогов и возгорания в машине вполне реален, и его не следует недооценивать. 300 А от автомобильного аккумулятора могут нанести огромный ущерб за несколько миллисекунд — если предохранитель не перегорит (вы будете использовать предохранитель , не так ли?), То ущерб может быть значительным.
В различные моменты части статьи Серджио я включал некоторую дополнительную информацию.
Важную информацию о проекте см. В специальном примечании в конце этой статьи.
Введение
Сложности с установкой Hi-Fi системы в автомобиле очень велики, хотя нет сомнений в том, что наиболее важным является ограничение напряжения питания автомобиля. Как уже известно большинству читателей, номинальное напряжение автомобильного аккумулятора составляет 12 В, достигая примерно 13.8В при зарядке (т.е. при работающем двигателе).
Максимальная среднеквадратичная мощность звука при заданном напряжении V несколько меньше:
Pmax = (В / (2 x √2)) ² / R L
… где R L — номинальное сопротивление динамика.
Таким образом, для системы 13,8 В эта мощность ограничена примерно 6 Вт при нагрузке 4 Ом. Обратите внимание, что чем ниже сопротивление динамика, тем выше максимальная мощность (это причина того, что большинство аудиоколонок имеют номинальное сопротивление 4 Ом вместо более распространенных 8 Ом в домашних системах).
Это можно упростить до некоторой степени …P = (V / 3) ² / R L
, а типичный расчет для напряжения питания 13,8 В дает …
P = (13,8 / 3) ² / 4
P = 4,6² / 4 = 5,29 Вт
Это учитывает стандартные потери и является приемлемо точным при этом напряжении — единственный реальный способ узнать это — измерить усилитель, поскольку потери меняются в зависимости от топологии выходного каскада.
Выходная мощность может быть увеличена почти в 4 раза за счет использования технологии моста, более подробно описанной в проекте ESP 14, поэтому мы можем получить до 24 Вт на динамике с сопротивлением 4 Ом.Этого может быть достаточно для средних и высоких частот, но, очевидно, очень ограничено, например, для сабвуфера. (Мораль: недоверие к головным устройствам «4 x 45 Вт» вполне оправдано, поскольку они определенно не говорят о RMS-мощности).
Итак, что можно сделать, чтобы увеличить доступную мощность звука? Ответ прост: либо уменьшите сопротивление нагрузки, либо увеличьте напряжение питания. Чем ниже импеданс, тем больше требуется тока, что усложняет создание выходных каскадов с низким импедансом (есть и другие практические ограничения), поэтому давайте увеличим напряжение питания.
Основы импульсного источника питания
Подавляющее большинство мощных аудиоусилителей используют импульсные источники питания (SMPS) для генерации более высоких напряжений из имеющихся 12 (13,8) вольт. Обширное теоретическое объяснение того, как эти вещи работают, выходит за рамки этой статьи, но это некоторые фундаментальные идеи, которые вы должны знать о импульсных источниках питания (SMPS) для автомобильных усилителей:
- Напряжение постоянного тока на батарее должно быть переключено в той или иной форме, чтобы генерировать форму волны переменного тока, подходящую для трансформатора.Как вы уже знаете, трансформатор в основном преобразует напряжение переменного тока в первичной обмотке в его масштабированную версию во вторичной обмотке, при этом масштабный коэффициент представляет собой отношение витков первичной обмотки к вторичной. (Опять таки, воспринимайте это как крайнее упрощение). Трансформатор не пропускает постоянное напряжение, и между обеими обмотками есть электрическая (гальваническая) изоляция.
- Форма волны переменного тока обычно представляет собой прямоугольную волну, которую относительно легко и эффективно генерировать. Частоты обычно находятся в диапазоне от 25 кГц до 100 кГц или более, поэтому позволяет использовать трансформаторы меньшего размера, чем те, которые используются в основных приборах (его конструкция также отличается, их сердечники не ламинированы, а сделаны из феррита или железа пудра).Переключающие элементы должны выдерживать большие токи, быть быстрыми и иметь низкие коммутационные потери. Обычно силовые MOSFET или высокоскоростные биполярные используются транзисторы (в некоторых конструкциях SMPS используются тиристоры, но их меньше).
- Как только эта форма волны повышается трансформатором, ее необходимо снова выпрямить и отфильтровать обратно до постоянного тока, поскольку это то, что мы хотим. Для аудиоприложений мы обычно требуется симметричное питание, например, +/- 35 В. Выпрямление выполняется с помощью диодного моста, как при использовании обычного трансформатора на 50 или 60 Гц. Обратите внимание, что для частот, о которых мы говорим, нужны быстрые или сверхбыстрые диоды.
- Если нам нужен регулируемый источник питания, необходимо обеспечить обратную связь от выходных шин к контроллеру, который может изменять некоторые параметры формы волны переменного тока. на первичной обмотке трансформатора. Обычно это достигается с помощью ШИМ (широтно-импульсной модуляции). Мы объясним это позже, в разделе «Регулирование».
- Всегда имейте в виду, что энергия не создается — при (общем) соотношении напряжений шин и аккумуляторов ток, потребляемый с выхода, будет (как минимум) умножен. на входе 12 В с тем же соотношением, таким образом, общая мощность остается неизменной (при 100% эффективности, а это никогда не бывает).Обычный трансформатор «трансформирует» напряжение в Tr, ток в 1 / Tr и импеданс на вторичной обмотке в 1 / √ (Tr) раз, Tr — это отношение витков. Импеданс составляет не имеет особого значения в этом контексте.
- Хорошо построенный ИИП может достичь КПД 90%. Итак, если вы ожидаете получить ± 35 В при питании 6 А (на рельс) (это предполагает 35×6 + 35×6 = 360 Вт), то будьте готовы к потреблять от АКБ более 30А! К счастью, когда речь идет об аудиоусилителях, воспроизводящих музыку, требования к мощности всегда намного ниже, чем с чистыми синусоидальными волнами.
На этом этапе читатель должен осознавать величину токов, задействованных в высокомощном ИИП для автомобильного усилителя, и что следует проявлять особую осторожность, особенно при подключении «существа» к электрической системе автомобиля.
Система
В данном проекте описывается конструкция гибкого ИИП, способного непрерывно обеспечивать мощность порядка 350 Вт, в зависимости от используемого трансформатора. Выходное напряжение зависит в основном от соотношения витков первичной и вторичной обмоток, но может быть отрегулировано до несколько меньшего значения с помощью регулирования.Этого должно хватить для питания усилителя сабвуфера мощностью 200 Вт плюс, возможно, 2 стереоусилителя для средних и высоких частот.
Это часть полного автомобильного усилителя, который я построил, с 6 ступенями мощности на основе усилителя National LM3886 Overture. Их можно объединить в один канал сабвуфера> 250 Вт / 4 Ом плюс 2 канала средних и высоких частот по 65 Вт / 4 Ом, альтернативно в 2 канала по 120 Вт / 4 Ом + 2 x 65 Вт или даже в многоканальный усилитель 6 x 65 Вт / 4 Ом. , поэтому это чрезвычайно гибкая и мощная система без ущерба для качества звука.Методы параллельного соединения, необходимые для этого, возможно, будут описаны в другом проекте.
Строительство СМПС
Полная схема ИИП показана ниже.
Примечание. Это исходная версия источника питания Серджио. Наиболее часто используется вариант, показанный на рис. 9, поскольку он несколько проще, но имеет практически идентичную производительность. [esp]
Рисунок 1 — Схема контроллера режима переключения
Ниже описаны три основных блока…
A — Коммутационные полевые МОП-транзисторы и трансформатор
B — Ректификация и фильтрация
C — Схема управления
A — Полевые МОП-транзисторы и трансформатор
Выбранная топология коммутации называется двухтактным преобразователем, потому что трансформатор имеет двойную первичную обмотку (или, если хотите, с центральным отводом). Центральный ответвитель постоянно подключен к автомобильному аккумулятору (через LC-фильтр, чтобы избежать образования пиков в линиях аккумулятора, которые могут повлиять на другое электронное оборудование в автомобиле).Два конца первичной обмотки подключены к паре параллельно включенных полевых МОП-транзисторов, каждый из которых связывает их с землей в каждом цикле проводимости (Vgs соответствующего полевого МОП-транзистора с высоким уровнем).
Эти полевые МОП-транзисторы должны быть быстрыми, способными выдерживать высокие токи (более 30 А каждый, если это возможно) и иметь минимально возможное сопротивление (вкл.). Предлагаемый On-Semiconductor MTP75N06 может выдерживать 75 Ампер и имеет Rds (on) ниже 10 миллиом. Это важно, потому что чем ниже это сопротивление, тем меньше мощности они будут рассеивать при переключении с прямоугольной формой волны.Другими альтернативами являются MTP60N06 или более популярные BUZ11 и IRF540.
Хотя на схемах показан предыдущий биполярный двухтактный каскад, вы также можете подключить резистор затвора непосредственно к выходу управляющей ИС, не обращая внимания на транзисторы, поскольку SG3525 способен управлять током до 500 мА (теоретически), более чем достаточно для быстрого переключения полевых МОП-транзисторов.
B — Ректификация и фильтрация
Если посмотреть на вторичную сторону SMPS, то она в точности напоминает схему типичного сетевого блока питания с одним принципиальным отличием — переключающие диоды должны быть БЫСТРЫМИ или УЛЬТРАБЫСТРЫМИ, если вы используете стандартный диодный мост, система просто взорваться (а это может быть очень впечатляюще, поверьте!) Хотя диодный мост представлен, он может быть выполнен и с дискретными диодами.Используйте сильноточные (минимум 10 А и подходящее напряжение) диоды. Я рекомендую использовать 4 двойных высокоскоростных диода TO220, которые можно соединить параллельно, чтобы сформировать один в каждом корпусе.
Вы можете быть удивлены, что конденсаторы не слишком большие. Это связано с высокой частотой переключения. Важно, чтобы они были хорошего качества и должны быть рассчитаны на работу до 105 градусов. Номинальный ток пульсации и низкое ESR (эквивалентное последовательное сопротивление) очень важны для любого импульсного источника питания.На мой взгляд, 5000 мкФ на рельс вполне достаточно.
C — Схема управления
Контроллер IC3525. Он включает в себя все необходимые подсистемы для генерации фиксированной частоты, сравнения с эталоном для модуляции ширины импульса и управления двумя выходами без перекрытия. Он работает от 8 до 35 В, и рекомендуется фильтрация в источнике питания, как показано. Реле переключает только слабый ток (питание контроллера), и его нужно рассчитать только на пару ампер.Как указано выше, вы можете подключить выходы напрямую к резисторам затвора полевых МОП-транзисторов, если вы не хотите включать биполярные каскады.
Резистор RT и конденсатор CT фиксируют частоту колебаний. Эксперименты показали мне, что частота около 35 кГц дает хорошие результаты с моим трансформатором. Другой конденсатор, Css, фиксирует время «плавного пуска» — когда вы включаете систему, ширина импульса увеличивается от 0 до постоянного значения, тем самым ограничивая пусковой ток, что является очень хорошей функцией, позволяющей избежать ударов в динамике и защитить его. электроустановка.Он также имеет вывод отключения, который позволяет управлять SMPS от внешнего сигнала (например, ДИСТАНЦИОННОГО с головного устройства).
В этом проекте важна компоновка, неправильная ширина дорожек или чрезмерно длинные дорожки могут иметь высокую индуктивность и создавать пики, которые могут привести к взрыву полевых МОП-транзисторов.
Детали конструкции трансформатора
Это наиболее важная часть конструкции, и у вас есть два варианта: купить коммерческое устройство с требуемой номинальной мощностью и соотношением оборотов (трудно найти, на момент написания был найден только один поставщик) или наладить собственный .
Если вы решите наматывать собственный трансформатор (как будто у вас есть большой выбор), вы должны решить, какую форму сердечника использовать. Предпочтительным материалом является феррит, который имеет высокую проницаемость (способность «проводить» магнитный поток) или железный порошок, который имеет более низкую проницаемость, но с меньшей вероятностью насыщается. В большинстве коммерческих трансформаторов используется феррит, и железный порошок, как правило, является лучшим материалом для фильтрующих дросселей (индукторов), которые пропускают значительный постоянный ток.
Например, со стандартным ядром ETD39 теоретически можно построить блок питания мощностью> 350 Вт.Намотать этот тип сердечников не очень сложно, но вам нужно будет следовать некоторым рекомендациям, которые я приведу ниже, чтобы получить хорошие результаты.
Другая возможность — использовать тороид. Вы можете извлечь его из БОЛЬШОГО силового индуктора. В качестве ориентира можно использовать тороид диаметром 40 мм и сечением около 10 x 10 мм (100 мм 2 ) для ИИП мощностью> 250 Вт. Намотка немного сложнее, чем с сердечниками ETD, но с небольшой практикой тоже не так сложно.
Тороидальные сердечники
Сердечники типа ETD
Тороид от индуктора ITL 100 (Wilco Corp).
(Перед намоткой удалите толстую проволоку!)
Это несколько общих рекомендаций по намотке для всех типов сердечников:
- Вы ДОЛЖНЫ использовать эмалированный медный провод для всех обмоток. Также учтите, что при работе с высокими частотами эффективное сечение провода намного меньше. чем физический, за счет скин-эффекта (ток концентрируется только во внешней части провода).Поскольку здесь задействованы большие токи, сечение провода очень важно (если вы не хотите, чтобы эмаль плавилась из-за нагрева, вызванного резистивными потерями в проводе, и закорачивала все обмотки). Хорошая практика использовать параллельно несколько более тонких проводов, а не одну толстую. Это также облегчает намотку. Например, шесть проводов диаметром 0,4 мм могут служить подходящей первичной обмоткой для блок питания 300 Вт. То же самое относится и к вторичной обмотке, хотя ток уменьшается, поэтому вы можете использовать меньше проводов (например, 3 или 4).С этого момента я буду обращаться к каждому композитный провод как «обмотка», и к каждой отдельной пряди как «провод».
- Провода должны быть намотаны плотно. Вы должны сначала намотать первичную обмотку, стараясь покрыть всю поверхность сердечника, а затем вторичную обмотку поверх нее в противоположном направлении, для максимального увеличения межобмоточного взаимодействия.
- Хорошая отправная точка — использовать 4 оборота для каждой первичной обмотки (то есть 4 оборота, центральный отвод и еще 4 оборота В ОДНОМ НАПРАВЛЕНИИ). Для расчета количества витков вторичной обмотки, умножьте на отношение витков.Например, если вы хотите создать источник питания ± 30 В, соотношение витков будет 30 / 13,8 = 2,2 приблизительно, поэтому ветер 2,2 x 4 = 8,8 Повороты (у вас не может быть частичного поворота, поэтому используйте 9 поворотов) для каждой вторичной обмотки (то есть 9 поворотов, отвод по центру и еще 9 поворотов В ОДНОМ НАПРАВЛЕНИИ).
- Чтобы начать намотку, возьмите количество тонких проводов, которое вы решили использовать (например, 6) в первичной обмотке, все вместе. Оставьте около 30-40 мм от сердцевины, чтобы облегчить подключение к плате и начать намотку. Когда вы намотаете 4 ПОЛНЫХ витка, сделайте петлю из сердечника или шаблона и разрежьте на 30 или 40 мм.Теперь у вас есть первый начальный. Затем начните снова В ТАКОМ НАПРАВЛЕНИИ намотайте остальные 4 витка и в конце оставьте еще 30 или 40 мм для соединения. Скрутите вместе тонкие проволоки каждая обмотка на концах для облегчения пайки.
- Лак на проводе предназначен для обеспечения гальванической развязки, поэтому для соединения необходимо удалить его на концах. Обязательно удалите примерно 10 мм из конец ВСЕХ проводов, которые вы используете. Вы можете сделать это скальпелем или другим острым лезвием или наждачной бумагой и проявите много терпения ПЕРЕД намоткой.
Ниже представлены фотографии двух моделей трансформаторов. Левый — тороидальный, который я намотал сам, используя сердечник от большого индуктора от Wilco Corporation (ITL-501), а правый — коммерческий блок от американского производителя (2 x 3: 1, 350 Вт). Оба работали одинаково.
Слева — самодельный трансформатор. Коммерческий трансформатор — правый
Прочие примечания
- Реле позволяет отключать питание с помощью ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ (или «электрической антенны» от головного устройства.Потребляемая мощность в выключенном состоянии — это только ворота токи полевых МОП-транзисторов (несколько нА). Конечно, не о чем беспокоиться.
- Подключите большой дроссель последовательно к источнику питания, так как это устранит коммутирующий шум, который может мешать работе другого электрического оборудования. Вы можете использовать тороид, который фильтрует выход + 5V старого источника питания ПК. (см. рисунок ниже).
Входной дроссель моей системы, полученный от старого блока питания ПК.
- Вся проводка, особенно первичная сторона, должна быть толстой, чтобы минимизировать потери и избежать перегрева проводников.Дорожки на печатной плате должны быть достаточно толстые, как можно более короткие и усиленные толстым слоем олова и, возможно, припаянным проводом.
- Вставьте два предохранителя в выходы направляющих, так как они могут сэкономить вам много головной боли при замыкании их на землю и т. Д. Я использовал два стандартных предохранителя на 6,3 А.
- Установите выпрямительные диоды и полевые МОП-транзисторы на подходящем радиаторе и помните, что все они должны быть электрически изолированы. Следуйте обычному монтажу радиатора рекомендации (термопаста и др.). Пакеты TO220 просты в обращении, но их тепловые характеристики посредственные, поэтому при установке требуется значительная осторожность.
Деталь устройства MOSFET
Обратите внимание на изоляционную прокладку (одна на всех) и толстые провода питания. Можно использовать отдельные изоляционные прокладки без потери рабочих характеристик. Использование зажимной планки улучшит теплопроводность кронштейна радиатора, но не затягивайте слишком сильно, иначе кронштейн погнется. Рассмотрите возможность использования кронштейна из алюминия толщиной не менее 3 мм для улучшения тепловых характеристик.Кронштейн должен быть прикреплен к радиатору, используя термопасту, чтобы минимизировать тепловое сопротивление.
Тесты
Этот проект обрабатывает довольно большие мощности, так что пошаговое тестирование стоит того, чтобы вы пожалеете, что взорвали всю свою работу за микросекунду.
Для испытаний используйте большой блок питания от 12 В до 13,8 В с ограничением тока, если это возможно, и способный выдавать не менее 10-20 ампер (см. Проект 77). Если у вас его нет, будет работать блок питания ПК (хотя вы не получите больше, чем 80-90 Вт, но этого достаточно для целей тестирования и почти нерушимый).Не подключайте SMPS к автомобильному аккумулятору при первом тестировании (это может быть очень опасно!). Плавкий предохранитель на 10 А, подключенный последовательно к источнику питания 12 В, также является хорошей идеей. (Вы не знаете, в какой степени!)
Кабели от источника питания к усилителю должны быть как можно более короткими и толстыми, чтобы минимизировать потери. В первый раз, когда я тестировал усилитель, у меня была разница в 1 вольт от одной стороны к кабелю до другого всего на 1,5 метра: сам кабель рассеивал более 15 Вт !!!. Поэтому при расчете эффективности всегда измеряйте входное напряжение только на входе SMPS, чтобы учесть это.
Провода от трансформатора к полевым МОП-транзисторам должны быть как можно короче. Каждые 10 мм провода добавляют около 6 нГн индуктивности, внешней по отношению к трансформатору (точная цифра зависит от диаметра провода и может быть только приблизительной). Это, а также индуктивность рассеяния трансформатора вызовут выброс напряжения и звенящий сигнал при переключении. По возможности полевые МОП-транзисторы должны находиться на расстоянии не более 20 мм от трансформатора. Точно так же и проводка (или дорожки на печатной плате) от контроллера до ворот MOSFET также должна быть как можно короче.Как и в случае с полевыми МОП-транзисторами в трансформаторе, старайтесь, чтобы длина проводов не превышала 20 мм, если это возможно.
- Прежде всего, используя только микросхему SG3525 и связанные с ней компоненты (без полевых МОП-транзисторов), убедитесь, что у вас есть очень чистый прямоугольный сигнал 12 В на каждом выходе (180 ° наружу). фазы, и они НИКОГДА не перекрываются). Также проверьте, что при включении питания он начинается с 0% и увеличивается до 50% рабочего цикла примерно за секунду или две.
- Как только у вас есть это, вы можете подключить полевые МОП-транзисторы.Они будут на радиаторе, и имейте в виду, что вкладки подключены к стоку, поэтому обеспечьте изоляцию (слюда + пластик шайбы, термопаста). Затем припаяйте трансформатор и наблюдайте за осциллографом первичной формы волны (используйте пробник 10: 1 на тот случай, если у вас в порядке большие шипы. чтобы не повредить инструмент). У вас должна быть прямоугольная волна примерно 25-26 В от пика до пика и с наименьшими возможными пиками (выбросами). Они выше чем 30 В (от земли), вы можете попробовать перемотать трансформатор для улучшения связи.Вы также можете уменьшить выбросы, используя демпферную сеть, показанную на схеме, хотя они будут рассеивать немного энергии (используйте резисторы 2 Вт и конденсаторы 100 В), поэтому устанавливайте их только в случае необходимости.
- Когда у вас будет чистая форма волны, вы можете припаять выпрямитель и выходные конденсаторы и посмотреть, что у вас есть на положительной и отрицательной шинах. Вы должны иметь одинаковое напряжение в обоих, и оно должно быть похоже на то, что вы рассчитали.
- Теперь загрузите источник питания силовыми резисторами.Начните с низкого энергопотребления (около 20 Вт) и внимательно посмотрите на полевые МОП-транзисторы, выпрямители и трансформатор, чтобы убедиться в этом. они не нагреваются. Также следите за током, потребляемым от источника питания 12 В. Мощность (V x I) должна быть лишь немного выше, чем при выходной нагрузке. (Ожидайте 80% эффективность или около того).
- Если все в порядке, увеличьте нагрузку (уменьшите значение сопротивления). МОП-транзисторы должны нагреваться через некоторое время при больших нагрузках (около 100 Вт), а КПД должен оставаться высоким (всегда выше 75-80%).
Когда вы полностью уверены, что все работает должным образом, вы можете переходить к подключению его к электропроводке автомобиля (см. Параграф «Порядок установки»). В первый раз вы заметите искру из-за внезапного заряда большого входного конденсатора, если вы сначала не подключите последовательно резистор (очень хорошая практика), чтобы он заряжался медленно, а затем удалите его для нормальной работы.
Порядок установки
Для вашей машины и вашей безопасности ОЧЕНЬ ВАЖНО уделять особое внимание при установке блока питания (и усилителя) в вашем автомобиле.Вот несколько рекомендаций, которым каждый должен внимательно следовать:
- Питание ДОЛЖНО подключаться непосредственно к аккумуляторной батарее, а не к радио или другим кабелям +12 В, так как вы просто взорвете или сожжете их, что может привести к возгоранию в автомобиле. Питающий провод должен иметь соответствующее сечение, не менее 5 мм в диаметре (без пластиковой крышки). Предохранитель
- A ДОЛЖЕН быть включен последовательно с проводом питания как можно ближе к батарее. В случае столкновения провод можно замкнуть на шасси, которое БУДЕТ вызвать пожар.Это не шутка! Батарея может обеспечить ток свыше 300 А, что позволяет сжечь практически все за доли секунды.
- ПЕРВОЕ соединение, которое вы должны сделать с усилителем, — это заземление, и оно должно быть надежно прикручено к автомобильному шасси как можно ближе к усилителю с помощью толстого провода. Уведомление что если вы сначала подключите, например, сигнальные кабели RCA, а затем провод +12 В, входные конденсаторы будут пытаться заряжаться, возвращаясь на землю через аудиосистему. кабели, возможно, повредив предусилитель головного устройства.
Регулировка источника питания
Сам проект имеет отличное регулирование нагрузки, и напряжение на рельсах почти определяется только соотношением витков, но он по своей сути имеет нулевое линейное регулирование (в основном, он « просто » умножает входное напряжение на соотношение витков), хотя это не проблема в автомобиле, где напряжение аккумулятора остается практически постоянным.
Если полученные выходные напряжения очень высокие и вы не можете (или не хотите) изменять обмотки, вы можете использовать регулировку, чтобы немного понизить их.Например, я использую трансформатор 3: 1, который давал бы около +/- 38 В без регулирования, что неприемлемо для безопасности моих ступеней LM3886, поэтому я установил +/- 26 В. Однако полевые МОП-транзисторы пострадают больше, поэтому регулируйте подачу только в случае крайней необходимости.
Вы можете установить потенциометр обратной связи и настроить его так, чтобы иметь нулевое опорное напряжение для деактивации регулирования, или увеличить его значение для регулирования до желаемого напряжения.
ПРИМЕЧАНИЕ: Регулировка будет работать лучше, если выходные катушки индуктивности находятся между выпрямительными диодами и выходными конденсаторами.От 10 до 100 мкГн с сердечником из порошкового железа и номинальным током не менее 8А будет достаточно. (Я ими не пользуюсь, и мой блок питания работает надежно, хотя я никогда не доводил его до предела мощности). Вы также можете повысить безопасность, подключив несколько полевых МОП-транзисторов параллельно, чтобы ток через них распределялся. Это также немного повышает эффективность, так как общее значение Rds (on) уменьшается.
Получение +/- 12 В от SMPS для предусилителей
Если вам нужно запитать операционные усилители для кроссовера, эквалайзера или предусилителя, вы можете получить симметричное напряжение +/- 12 В (например) от основных шин питания, просто с помощью резистора, стабилитрона и конденсатора.(см. рисунок 1 проекта 27). Не забудьте использовать резисторы на 1 или 2 Вт и стабилитроны. Вы можете без проблем получить от этого около 25-50 мА.
Дополнительная информация
Следующий материал от ESP — есть некоторые предложения и дополнительная информация, а также упрощенная версия SMPS.
Хотя моя версия коммутатора упрощена, это не означает, что производительность ниже, чем у оригинала Серджио, но это результат моих собственных экспериментов и тестов.Возможно, мы находимся на противоположных сторонах планеты, но во время разработки поставки было значительное сотрудничество, и я построил и протестировал версию, показанную ниже.
МОП-транзисторы и тепловой разгон
Было заявлено, что полевые МОП-транзисторы невосприимчивы к тепловому разгоне, поскольку они имеют положительный температурный коэффициент для их сопротивления при включении. Хотя это может быть частично верно для усилителя мощности класса AB, это полностью неверно для импульсного источника питания.
Например, двухтактный ИИП, использующий один полевой МОП-транзистор IRF540, сторона потребляет 30А при полной нагрузке.Если мы проверим лист данных, мы обнаружим, что Rds (вкл.) Составляет 0,044 Ом (44 миллома) при 25 ° C, тогда мы знаем, что он будет генерировать …
P = I² x R = 30² x 0,044 = 900 x 0,044 = 39 Вт пик (на транзистор).
При 50 градусах (не редкость для автомобилей, которые какое-то время находились на солнце) Rds (вкл.) Будет примерно в 1,25 раза больше значения при 25 ° C (это из таблицы данных) или 0,055 Ом. Рассеиваемая мощность теперь составит 49 Вт, поэтому радиатор должен отводить больше тепла. Мы можем гарантировать, что дополнительное тепло вызовет дальнейшее повышение температуры радиатора, что приведет к увеличению Rds (on), и это сделает радиатор более горячим, и — БАХ.
Использование параллельных устройств и хорошего радиатора значительно снизит вероятность этого. Два полевых МОП-транзистора, разделяющих нагрузку, рассеивают 1/4 мощности (каждый) одного устройства, а также имеют более низкое тепловое сопротивление радиатору. Положительный температурный коэффициент MOSFET Rds (on) действительно обеспечивает эффективное разделение тока без необходимости в балансировочных резисторах (используемых в выходных каскадах усилителя мощности).
P = I² x R = 15² x 0,044 = 225 x 0.044 = 9,9 Вт пик (на транзистор) — 19,8 Вт для обоих
Мощность, указанная на транзисторе, является пиковой — фактическая средняя мощность (на устройство) вдвое меньше расчетной. Общая мощность , рассеиваемая обоими транзисторами (или наборами транзисторов в случае параллельных устройств), является полным показанным значением, поскольку, когда одно устройство «включено», другое «выключено» и наоборот.
Естественно, максимальное рассеяние будет происходить только при максимальной (непрерывной) мощности усилителя — реальные требования обычно несколько ниже, однако важно, чтобы конструкция была способна к непрерывному рассеянию в худшем случае для обеспечения адекватного запаса прочности.
Я настоятельно рекомендую вам произвести расчеты самостоятельно и убедиться, что вы понимаете последствия.
Постановление
Обычно можно ожидать регулирования, как показано на рисунке 1, однако использование входа обратной связи контроллера IC слишком сильно зависит от импеданса линий питания постоянного тока. Обычно используются выходные катушки индуктивности (с дополнительным обратным диодом), чтобы обеспечить преобразователь ширины импульса в напряжение. В большинстве коммерческих систем, похоже, используется нерегулируемый преобразователь, поэтому я считаю, что это будет вполне приемлемо на практике.Пока что тесты показали, что при нагрузке около 150 Вт регулирование почти полностью зависело от падения напряжения в линии питания!
Помимо нерегулируемого, есть еще пара изменений в схеме. R8 (100 Ом) подключен между синхронизирующим конденсатором и разрядными выводами микросхемы контроллера. Это вводит « мертвое время », когда оба выхода выключены, и причина этого заключается в том, чтобы гарантировать, что пары силовых полевых МОП-транзисторов никогда не могут быть включены одновременно — если это произойдет, будет течь очень большой ток (хотя всего микросекунду или меньше).Поскольку я не использовал дополнительные переключающие транзисторы и использовал резисторы затвора более высокого номинала, время нечувствительности важно.
Еще я увеличил частоту коммутации. Как показано, внутренний генератор работает на частоте примерно 50 кГц (мой прототип на самом деле работает на частоте 54 кГц), тогда как оригинал Серджио был разработан для переключения на 35 кГц. Разница определяется резистором на выводе RT контроллера, в моем случае 12k.
Регламент, очевидно, значительно усложнит схему, и, как указано выше, моя версия не регулируется.Это сохранит максимальную эффективность, а также снизит зависимость от конденсаторов выходного фильтра — они эффективно питаются почти чистым постоянным током от выпрямителя при всех нагрузках, поэтому время хранения не является проблемой. Можно использовать относительно небольшие фильтрующие конденсаторы, и выход все равно будет довольно чистым.
Неудивительно, что передаточное число очень важно, если регулирование не используется. Предположим, что входное напряжение составляет 12 В, чтобы учесть потери. Чтобы получить +/- 24 В, соотношение витков составляет 1: 2 — на каждый виток на первичной обмотке будет 2 витка на вторичной.Это то же самое, что и описание Серджио, и применяются те же правила. В отличие от обычного сетевого трансформатора, снабженного синусоидальной волной, форма волны переключения является прямоугольной, поэтому пиковое и среднеквадратичное значения одинаковы (другими словами, нет преобразования 1.414, как в случае с трансформатором сетевой частоты). Проблема заключается в том, что предполагаемое 12 В при полной нагрузке будет 13,8 В при легкой или нормальной нагрузке, поэтому напряжение будет выше ожидаемого. При использовании того же трансформатора, что и выше (соотношение витков 1: 2), выходное напряжение холостого хода будет 27.6 вольт — убедитесь, что вы не превышаете номинальное напряжение усилителя!
Рисунок 9 — Упрощенная версия коммутируемого источника питания
Поскольку трансформатор относительно легко намотать, его несложно разобрать и добавить (или удалить) вторичные витки, чтобы получить правильное напряжение. В моем прототипе трансформатора использовалось 5 + 5 витков для первичной обмотки, а я использовал 3 жилы обмоточного провода диаметром 0,8 мм, скрученные вместе. В рекомендуемом сердечнике достаточно места, поэтому было бы проще использовать 5 нитей для снижения потерь.
Обратите внимание, что на рисунке выше (рис. 9) показанные тяжелые провода проводят значительный ток и должны иметь соответствующий размер. Я не рекомендую использовать дорожки на печатной плате, поскольку сила тока слишком высока. Учитывая, что рекомендуемая плотность тока для дорожек печатной платы составляет 4,0 А для дорожки 100 тысяч (0,1 дюйма или 2,54 мм), то для 30 А вам понадобится дорожка шириной 0,75 дюйма (19 мм)! Это сложно уместить на любой печатной плате.
Я тоже исключил реле, но ценой небольшого тока при неработающем агрегате.SG3525 имеет штифт отключения именно для этой цели. Сигнал от удаленного предусилителя включит Q1 и снимет сигнал выключения с контроллера. Он ведет себя точно так же, как если бы только что было подано питание, и устройство начнет полностью работать примерно через 2 секунды или меньше. Потребление тока в выключенном состоянии будет примерно от 1 до 2 мА — значительно меньше, чем часы в машине. Разряд батареи не произойдет из-за этого очень небольшого тока, который можно игнорировать как незначительный.Не стесняйтесь использовать реле, если хотите, подключенное, как показано на Рисунке 1.
Строительство
Я рекомендую использовать ферритовый сердечник EDT39. Их легко наматывать, и их мощность составляет около 350 Вт. Имейте в виду, что это означает значительный ток батареи при полной мощности, порядка 30-35 ампер! Необходимы тяжелые обмотки трансформатора и питающие кабели, а входной фильтр должен выдерживать этот ток без насыщения сердечника.
Первый для этих жил довольно большой, и вы можете решить полностью отрезать монтажные части. Помните, что трансформатор нужно как-то смонтировать, поэтому я предлагаю вам иметь план. На данном этапе я только экспериментировал и не имею плана.
Все предыдущие комментарии Серджио применимы к этой версии, поэтому убедитесь, что вы внимательно прочитали его материал. Я не предлагаю повторять те же инструкции снова, поскольку Серджио уже проделал отличную работу.
Испытания прототипа
Я провел несколько начальных тестов, но еще не подключил мост и выходные конденсаторы. С тем, что должно было быть 12 + 12 витков на вторичной обмотке, я получил приемлемо чистую форму сигнала с некоторым выбросом при ненагруженной вторичной обмотке. Выходное напряжение было около 38 В пиковое, поэтому у меня, очевидно, было на один виток больше, чем я думал (входное напряжение было 14 В постоянного тока). Я не могу не подчеркнуть, что процесс намотки имеет решающее значение для успеха вашего трансформатора, и вы должны ожидать, что у вас будет несколько попыток, прежде чем вы сделаете это правильно.Небольшое количество необходимых поворотов делает это намного проще, чем в противном случае.
Во время тестирования источник питания и нагрузка действительно сильно нагрелись, но полевые МОП-транзисторы (я использовал IRF540) оставались холодными, даже несмотря на то, что они были установлены на довольно небольшом радиаторе, лежащем на моем рабочем столе. Это указывает на то, что требования к радиатору легко достижимы, но , а не , означает, что вы можете не торопиться с монтажом. Мой трансформатор также оставался холодным, без каких-либо признаков нагрева сердечника или обмоток.Это следует рассматривать как цель дизайна. Даже провод, который я использовал к своей нагрузке, стал теплым, так что выходная мощность была действительно очень реальной!
Вам понадобится осциллограф (или хотя бы доступ к нему), иначе проект будет намного сложнее построить и протестировать. Такой дизайн основан на тщательных измерениях и большой осторожности, чтобы убедиться, что он будет работать так, как ожидалось. Не рекомендуется делать это без осциллографа.
Обратите внимание:
Этот проект уже создал гораздо больше вопросов по электронной почте, чем я хотел или ожидал.Для всех, кто планирует производить этот запас … по сути, вы сами по себе . Я не могу (и не будет ) участвовать в длительных переписках по электронной почте, если вы не можете заставить поставки работать.
То, что он действительно работает, если построен, как описано, несомненно, что вы сможете достичь тех же результатов — нет. Если у вас нет (или, по крайней мере, есть доступ) осциллографа — даже не думайте о попытках сделать питание, так как будет невозможно гарантировать, что рабочий цикл контроллера составляет ровно 50%, или что на выходе нет серьезных перерегулирований или звона.
Пожалуйста, сделайте , а не , не присылайте мне электронные письма с просьбой о помощи. Я просто отсылаю вас к этому абзацу — я не могу диагностировать ваши проблемы по почте и даже не буду пытаться. Конструктор полностью должен определить свои способности перед запуском.
Конструкция любого импульсного источника питания сопряжена с трудностями, рисками (включая, помимо прочего, поражение электрическим током!) И проблемами, которые необходимо решать. Они непростые (несмотря на внешний вид) или легкие, и есть очень много вещей, которые могут пойти не так.Если вы не на 100% уверены, что понимаете суть проблемы, сделайте себе одолжение и вместо этого создайте что-нибудь другое.
Указатель проектов
Основной указатель
| Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, но не ограничиваясь, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Серджио Санчеса Морено и Рода Эллиотта и защищена авторским правом © 2002. Воспроизведение или повторная публикация любыми средствами, электронными, механическими или электромеханическими. , строго запрещено международными законами об авторском праве.Авторы (Серджио Санчес Морено и Род Эллиотт) предоставляют читателю право использовать эту информацию только для личного использования, а также разрешают сделать одну (1) копию для справки при создании проекта. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Серхио Санчеса Морено и Рода Эллиотта. |
MTX Audio
Часовой пояс: (UTC-12: 00) Международная линия дат запад (UTC-11: 00) Всемирное координированное время-11 (UTC-10: 00) Алеутские острова (UTC-10: 00) Гавайи (UTC-09: 30) Маркизские острова ( UTC-09: 00) Аляска (UTC-09: 00) Универсальное скоординированное время-09 (UTC-08: 00) Нижняя Калифорния (UTC-08: 00) Универсальное скоординированное время-08 (UTC-08: 00) Тихоокеанское время ( США и Канада) (UTC-07: 00) Аризона (UTC-07: 00) Чиуауа, Ла-Пас, Масатлан (UTC-07: 00) Горное время (США и Канада) (UTC-07: 00) Юкон (UTC- 06:00) Центральная Америка (UTC-06: 00) Центральное время (США и Канада) (UTC-06: 00) Остров Пасхи (UTC-06: 00) Гвадалахара, Мехико, Монтеррей (UTC-06: 00) Саскачеван (UTC-05: 00) Богота, Лима, Кито, Рио-Бранко (UTC-05: 00) Четумаль (UTC-05: 00) Восточное время (США и Канада) (UTC-05: 00) Гаити (UTC-05: 00) Гавана (UTC-05: 00) Индиана (Восток) (UTC-05: 00) Теркс и Кайкос (UTC-04: 00) Асунсьон (UTC-04: 00) Атлантическое время (Канада) (UTC-04: 00 ) Каракас (UTC-04: 00) Куяба (UTC-04: 00) Джорджтаун, Ла-Пас, Манаус, Сан-Хуан (UTC-04: 00) Сантьяго (UTC-03: 30) Ньюфаундленд (UTC-03: 00) Арагуайна (UTC-03: 00 ) Бразилиа (UTC-03: 00) Кайенна, Форталеза (UTC-03: 00) Город Буэнос-Айрес (UTC-03: 00) Гренландия (UTC-03: 00) Монтевидео (UTC-03: 00) Пунта-Аренас (UTC -03: 00) Сен-Пьер и Микелон (UTC-03: 00) Сальвадор (UTC-02: 00) Всемирное координированное время-02 (UTC-02: 00) Средняя Атлантика — Старая (UTC-01: 00) Азорские острова ( UTC-01: 00) Острова Кабо-Верде.(UTC) Всемирное координированное время (UTC + 00: 00) Дублин, Эдинбург, Лиссабон, Лондон (UTC + 00: 00) Монровия, Рейкьявик (UTC + 00: 00) Сан-Томе (UTC + 01: 00) Касабланка (UTC + 01:00) Амстердам, Берлин, Берн, Рим, Стокгольм, Вена (UTC + 01: 00) Белград, Братислава, Будапешт, Любляна, Прага (UTC + 01: 00) Брюссель, Копенгаген, Мадрид, Париж (UTC + 01: 00) Сараево, Скопье, Варшава, Загреб (UTC + 01: 00) Западная Центральная Африка (UTC + 02: 00) Амман (UTC + 02: 00) Афины, Бухарест (UTC + 02: 00) Бейрут (UTC + 02: 00) Каир (UTC + 02: 00) Кишинев (UTC + 02: 00) Дамаск (UTC + 02: 00) Газа, Хеврон (UTC + 02: 00) Хараре, Претория (UTC + 02: 00) Хельсинки, Киев, Рига, София, Таллинн, Вильнюс (UTC + 02: 00) Иерусалим (UTC + 02: 00) Джуба (UTC + 02: 00) Калининград (UTC + 02: 00) Хартум (UTC + 02: 00) Триполи (UTC + 02:00) Виндхук (UTC + 03: 00) Багдад (UTC + 03: 00) Стамбул (UTC + 03: 00) Кувейт, Эр-Рияд (UTC + 03: 00) Минск (UTC + 03: 00) Москва, С.-Петербург (UTC + 03: 00) Найроби (UTC + 03: 00) Волгоград (UTC + 03: 30) Тегеран (UTC + 04: 00) Абу-Даби, Маскат (UTC + 04: 00) Астрахань, Ульяновск (UTC + 04 : 00) Баку (UTC + 04: 00) Ижевск, Самара (UTC + 04: 00) Порт-Луи (UTC + 04: 00) Саратов (UTC + 04: 00) Тбилиси (UTC + 04: 00) Ереван (UTC + 04:30) Кабул (UTC + 05: 00) Ашхабад, Ташкент (UTC + 05: 00) Екатеринбург (UTC + 05: 00) Исламабад, Карачи (UTC + 05: 00) Кызылорда (UTC + 05: 30) Ченнаи, Калькутта, Мумбаи, Нью-Дели (UTC + 05: 30) Шри-Джаяварденепура (UTC + 05: 45) Катманду (UTC + 06: 00) Астана (UTC + 06: 00) Дакка (UTC + 06: 00) Омск (UTC + 06:30) Янгон (Рангун) (UTC + 07: 00) Бангкок, Ханой, Джакарта (UTC + 07: 00) Барнаул, Горно-Алтайск (UTC + 07: 00) Ховд (UTC + 07: 00) Красноярск (UTC +07: 00) Новосибирск (UTC + 07: 00) Томск (UTC + 08: 00) Пекин, Чунцин, Гонконг, Урумчи (UTC + 08: 00) Иркутск (UTC + 08: 00) Куала-Лумпур, Сингапур (UTC +08: 00) Перт (UTC + 08: 00) Тайбэй (UTC + 08: 00) Улан-Батор (UTC + 08: 45) Евкла (UTC + 09: 00) Чита (UTC + 09: 00) Осака, Саппоро, Токио (UTC + 09: 00) Пхеньян (UTC + 09: 00) Сеул (UTC + 09: 00) Якутск (UTC + 09: 30) Адель помощник (UTC + 09: 30) Дарвин (UTC + 10: 00) Брисбен (UTC + 10: 00) Канберра, Мельбурн, Сидней (UTC + 10: 00) Гуам, Порт-Морсби (UTC + 10: 00) Хобарт (UTC +10: 00) Владивосток (UTC + 10: 30) Остров Лорд-Хау (UTC + 11: 00) Остров Бугенвиль (UTC + 11: 00) Чокурдах (UTC + 11: 00) Магадан (UTC + 11: 00) Остров Норфолк (UTC + 11: 00) Сахалин (UTC + 11: 00) Соломоновы острова., Новая Каледония (UTC + 12: 00) Анадырь, Петропавловск-Камчатский (UTC + 12: 00) Окленд, Веллингтон (UTC + 12: 00) Всемирное координированное время + 12 (UTC + 12: 00) Фиджи (UTC + 12: 00) Петропавловск-Камчатский — Старое (UTC + 12: 45) Острова Чатем (UTC + 13: 00) Всемирное координированное время + 13 (UTC + 13: 00) Нукуалофа (UTC + 13: 00) Самоа (UTC + 14 : 00) Остров Киритимати
Новостная рассылка:
.