Меню

Блок питания для автомобильного усилителя звука

Блок питания для автомобильного усилителя звука

Доброе время суток браться и сёстры по паяльнику и припою.
Сегодня я открываю тему по питанию автомобильных усилителей мощности, от сети переменного тока 220 В, то есть от розетки.
В этой теме будут выкладываться и описываться наработки и способы подключения таких усилителей. Надеюсь, что тема станет полезной и найдёт своих читателей и активных участников.
Итак рассмотрим несколько вариантов питания таких усилителей, вне автомобиля.

1-й — достаточно простой и в то же время эффективный, но довольно громоздкий и требующий обслуживания, -это просто принести аккумулятор 12в*50-70А/ч с гаража и подключить к нему усилитель дома, используя при этом довольно толстый провод.При этом мы ограничены в ёмкости аккумулятора, тем самым ограничивая время работы. Следовательно нам придётся периодически отсоединять аккумулятор и заряжать его в гараже от автомобиля, либо зарядного устройства.

2-й — способ, он вытекает из первого, отличие лишь в том, чтобы параллельно с аккумулятором , подключить сразу зарядное устройство, либо другой блок питания, который будет компенсировать потери в процессе работы. Таким образом мы получаем «буферную ёмкость» , в роли которой выступает наш аккумулятор, при этом ёмкость аккумулятора может быть совсем не большой, достаточно взять аккумулятор на 12в*7-12А/ч , что в ряде случаев значительно удобнее.
Тем более аккумулятор у нас будет практически всегда в заряженном состоянии, по крайней мере «глубокий разряд» ему не грозит.
К тому же такой аккумулятор зачастую герметичный, а следовательно никаких вредных выделений и запахов мы не получим. Безусловно можно применить и обычный автомобильный аккумулятор, но здесь придётся выбирать между комфортом (да и здоровьем в том числе) и простотой.

3-й — способ. Подключить достаточно мощный компьютерный блок питания. Для этого потребуется его включить — замкнув «зелёный» провод с любым из чёрных. Питание подаём с «жёлтого» и «чёрного» , при этом берём во внимание, что ток, который будет проходить по этим проводам, будет несколько десятков ампер, следовательно таких проводов нужно взять несколько штук, хотя бы 5-6 — не меньше.
Но здесь мы можем столкнутся с проблемой «просадки» напряжения под нагрузкой. В первую очередь это касается дешёвых блоков питания, у которых стабилизация выходного напряжения реализована сразу по всем линиям. Таким образом у нас без нагрузки будет 12в, а под нагрузкой может снизится даже до 10 В. Для исправления ситуации, в какой то степени. Нам понадобится намерено нагрузить другие линии, а именно линию +5 В , для этого достаточно подключить к ней нагрузку потребляющую 1-2А, в простейшем случае лампу накаливания. Но этот способ годится как самый примитивный и большой мощности мы всё равно не получим. Гораздо эффективнее дело обстоит с блоками питания, у которых реализована стабилизация напряжения независимо по всем шинам. В таком случае , нам не понадобится ничего «вешать» на линию +5 В и блок питания будет исправно работать , отдавая нам практически всю мощность по этой линии. Вот только такие блоки питания довольно дорогостоящие и подавляющее большинство владельцев автомобильных усилителей, дважды подумает, перед тем как приобрести такой блок питания.

4-й — вариант, он простой до безобразия и в тот же момент достаточно эффективный, нам понадобится блок питания для светодиодов или низковольтных ламп накаливания на 12 В, такие блоки питания продаются достаточно большой мощности и в ряде случаев их можно соединять параллельно, для повышения отдаваемой мощности в нагрузку. В них зачастую предусмотрена стабилизация выходного напряжения и даже есть возможность его подстройки в небольших пределах, что очень нам на руку. Из недостатков , разве что — цена, снова таки цена, продавцы порой необоснованно завышают цены на модели с током от 12 А и более, а для запитки усилителя, нам как раз и нужен блок питания с током минимум 12 А, а желательно 30 А. Но здесь есть выход, хотя и порой сомнительный, — покупка через интернет у китайского производителя. Бывает так, что получите посылку с тем за что заплатили, а бывает и получите сюрприз, причём весьма не радостный. Так что в каком то смысле — это лотерея.

5-й — вариант. На мой взгляд, он самый эффективный из всех выше перечисленных, но требует понимая основ электроники и хоть каких то навыков работы с паяльником и измерительными проборами. А именно:
нам потребуется открыть крышку усилителя и припаять 3 провода к тому месту на плате, где у нас установлены конденсаторы вторичного питания с преобразователя напряжения, далее аккуратно выводим их за пределы корпуса и подключаем , либо обычный трансформатор с двумя вторичными обмотками, диодным мостом и парой ёмких конденсаторов, либо двухполярный импульсный блок питания. В обоих вариантах, следует учитывать номинальное напряжение питания усилителя и требуемую мощность. Таким образом у нас усилитель будет работать не хуже чем в автомобиле, причём лишний раз не напрягая преобразователь напряжения, к тому же нам не потребуется использовать «провода в палец» толщиной.

6-й — вариант. Его я могу назвать разновидностью 2-го, так как здесь используется достаточно мощный трансформаторный блок питания, дополнить который можно узлом стабилизации. Вот только габариты и масса, такого блока питания, будут достаточно внушительными (мягко говоря).

7-й — вариант. Он чем то напоминает предыдущий, а так же 4-й . Просто взять и изготовить самим импульсный блок питания, который бы нам обеспечил выходное напряжение в районе 12-16 В, при токе от 30 А и более. Реализовать его можно как стабилизированным, так и не стабилизированным. Второй вариант значительно проще в реализации, не требует много компонентов и довольно легко повторяем, при этом имея минимум настроек. Как раз его мы сегодня и рассмотрим подробнее.
Представленный в этом видео-уроке блок питания, способен обеспечить питанием достаточно мощный автомобильный усилитель, при этом сам усилитель нам вскрывать не потребуется, а значит задача так же упрощается. Но так как везде есть свои плюсы и минусы, наш блок не лишён и их, а именно основным из них является то, что он не стабилизированный, хотя по сути это не так нам и важно, ведь наш потребитель не особо капризный в этом плане. Следует учесть так же и неоспоримое преимущество перед аналоговым блоком питания в том, что он имеет меньший вес, габариты, а так же значительно меньшие просадки по напряжению, так как амплитудное значение напряжения практически равно действующему значению, а следовательно как под большой нагрузкой так и при не большой (всё в нашем мире относительно) — наш блок питания будет достаточно стабильно удерживать напряжение в достаточно небольшом диапазоне, чего нам будет вполне достаточно.
Итак — желаю приятного просмотра.
Так же я прикреплю архив с схемой и печатной платой для данного блока питания.

Источник



Изготовление блока питания для автомобильного усилителя

Ценители качественного и громкого звука в салоне автомобиля непременно столкнутся с необходимостью установки автомобильного усилителя. Каждый автолюбитель знает, что мощность электрической сети автомобиля равняется 12 Вольт, чего критически мало для того, чтобы при сопротивлении в 4 Ом выдавать действительно мощный звук, ведь некоторые массивные динамики рассчитаны на питание в несколько тысяч Ватт. В таких случаях в автомобиль дополнительно устанавливают усилитель мощности для того, чтобы преобразовать напряжение. При желании усилитель мощности может быть изготовлен своими руками, его схема достаточно проста. Единственная сложность может — это изготовить блок питания для автомобильного усилителя.

Строение блока питания

Блок питание — самая сложная деталь в усилителе, которая состоит из:

  • генератора импульсов;
  • полевых транзисторов IRFZ44N;
  • диода VD1,
  • ферритового кольца диаметром минимум в 2 сантиметра;
  • дросселя L1;

Чаще именно из-за трудоемкости сборки блока многие любители качественного звука отказываются от самостоятельной сборки автомобильного усилителя. На самом деле, все не так сложно как может показаться изначально. Достаточно обладать минимальными знаниями или следовать инструкции.

Сердцем преобразователя условно называют электрогенератор импульсов. Самая простая формула его создания лежит на основе схемы TL494. Частота генерации может быть увеличена или уменьшена при помощи изменения номинальной мощности резистора R3.

Мышцы блока питания для усилителя представляют собой сдельные транзисторы типа IRFZ44N. В схеме можно использовать резисторы любого типа (за исключением R4, R9, R10). В блок питания можно включить резисторы любой номинальной мощности, в том числе и 0,125 Вт, 0,25 Ватт и включая 1 Вт и даже 0,5 Вт. Светодиод VD1 монтируется в схему с целью предотвращения вторичного подключения плюсовых каналов.

Изготовление блока питания для усилителя

Гидродроссель L1 нужно накрутить на ферритовое кольцо диаметром 2 см. Его можно заимствовать с компьютерного блока питания или просто купить. Для ферритового кольца диаметром 2 см необходимо сделать 12 витков удвоенной проволокой срезом равным 0,7 миллиметрам, которые следует равномерно распределить по всему периметру кольца. Данный гидродроссель подходит и для наматывания на ферритовый стержень диаметром 8-10 миллиметров и длиной в 2 3 сантиметра. Однозначно, наиболее сложный момент в изготовлении конвертера напряжения — правильная формовка трансформатора, так как именно от трансформатора зависит работоспособность всего блока питания. Оптимальным решением будет изготовить его при помощи ферритового кольца марки 2000NM объемом в 40* 25 * 11.

Читайте также:  Блок питания для светодиодов 220 12V 100W IP20

Первым делом в изготовлении трансформатора следует округлить внутренние и наружные грани и тщательно обмотать его плотной ленточной изолентой. Первичную электрообмотку наматывают и равномерно распределяют по диаметру кольца. Всего намотка заключает в себя 5 жилок шириной в 0,7 миллиметров и включает 12 витков. Данное действие совершается таким образом:

  1. берем 1 жилу и наматываем ее в 6 витков, одинаково распределенных по периметру кольца;
  2. последующие вихри наматываются вплотную к первым, уже намотанным;
  3. по такой же схеме осуществляется и монтаж всех остальных.
  4. на выходе все жилы скручиваются в один толстый жгут.

Повторную обмотку кольца осуществляют таким же образом на оставшихся свободных участках кольца.

Это один из самых важных этапов работы, который требует серьезного отношения. В результате, должно получиться две одинаковые обмотки, полностью закрывающие периметр ферритового кольца. После выполнения данного этапа трансформатор вновь, обматывается плотной изолирующей лентой.

Посмотрите видео, как правильно намотать трансформатор

Следующим этапом изготовления будет размещение вторичной обмотки поверх второстепенного слоя изоленты. Для этих целей можно использовать провод диаметром 1,5 миллиметров. Наматывать вторичную обмотку следует в 18 витков по тому же принципу, что и первичную, то есть равномерно распределяя каждую жилу по периметру. Завершенный трансформатор поверх вновь герметично обматывается изолирующей лентой.

Вторичную и первичную обмотку можно осуществлять в любом удобном направлении. Главное условие, чтобы все жилы были равномерно распределены и накручены в одну сторону. Если планируется использовать кольцо иного диаметра, то для просчета количества жил можно воспользоваться специальными программами.

Первый запуск блока питания лучше проводить на светодиодной лампочке и только лишь потом включать в готовую схему усилителя. Такая мера предосторожности позволит проверить качество выполнения работ.

Источник

Питание усилителя

Питание усилителя

Для начала стоит понять важность этого вопроса поскольку он напрямую связан с надежностью и долговечностью работы звука в вашей машине. Очень многие, купив усилитель, тут же принимаются его ставить и подключать не задумываясь о том, что собственно говоря усилитель это достаточно серьезный потребитель энергии, потребление которого даже в дешевых моделях сопоставимо с потреблением энергии всей борт сетью авто и система питания авто в общем-то не рассчитывалась на такие нагрузки.

Кроме того мало кто вникает в суть работы автоусилителя. В частности в работу блока питания большинства усилителей. Если говорить обобщенными простыми словами то блок питания усилителя повышает напряжение для получения высокой мощности на выходе. при этом грубо говоря он преобразует потребляемый ток в выходное напряжение.

Для примера возьмем упрощенный теоретический идеальный блок питания кпд у которого 100%. Для большинства усилителей считается комфортным напряжение порядка 13-14в. Допустим наш блок питания потребив 14в и 16 ампер отдаст 30в и 7.3 ампер при расчете на 4х омную нагрузку. При этом выходная мощность блока составит 225 ватт.

Теперь если входное напряжение упадет на 1 вольт и составит 13в то на выходе блока питания будет 27.86в, а выходная мощность составит уже 194вт. То есть с 1 вольта мы потеряли 30 ватт на выходе. То есть просто заглушив машину мы потеряем 60 ватт.

А с просадкой до 10в на ударах баса мы уже потеряем 120 ватт то есть больше чем ВДВОЕ упадет мощность! А теперь давайте учтем все потери и кпд компонентов усилителя и то, что усилки питаются двуполярным питанием да еще и прикинем не такой дохлый пример как взяли мы а мощности более серьезной то станет понятно что потери мощности будут просто катастрофическими!

А с потерей мощности полезут клип, перегруз и остальные неприятные явления. Теперь нам точно понятно что питание это наше все!

Рассмотрим 2 варианта.

1) У вас еще не установлена аппаратура и вы только собираетесь ставить систему. В первую очередь стоит узнать какой генератор стоит в авто, какой ток он способен дать и на каких оборотах он выходит на свою норму. После этого стоит пересчитать холостые и близкие к ним обороты движка с учетом передаточного числа шкивов (это можно посчитать померяв диаметры шкивов).

Для работы с повседневной музыкой нужен тот генератор который даст достаточный ток для музыки, зарядки аккума и работы бортсети на оборотах близких к холостым. Тут тоже стоит понять что на заведенной машине музыка основную мощность потребляет с генератора. Если нет просадок генератора то потребление с аккума минимум.

Если вы не собираетесь делать дискотеку, то будет достаточно хорошего обычного аккума. Если дискотека нужна, то выносливый аккум большей емкости просто необходим. После этого подлежат замене силовые провода от генератора до аккумулятора, от массы движка до массы кузова (желательно прям от болтов крепления генератора) и от минуса аккума до массы кузова сечением таким же как и пойдет сила на музыку.

Питание усилителя

После этого необходимо согласно таблицам подбора сечения проводов выбрать параметры силового провода и приобрести его.

Подбор сечения проводов

Силовой провод нужно тащить прямо от плюсовой клеммы аккумулятора (в случае отдельного минуса собственно от минусовой).

При этом обойдя стороной силовики дешевых фирм. Тут стоит опять обратиться к обобщенному грубому примеру. Сопротивление провода и просадки в проводе возникающие на резко возрастающем потреблении тока зависят от 3х величин. от длины провода, от сечения провода и от проводимости металлов которые используются в проводе. То есть если допустим взять какой-нибудь провод мистери с обмедненным аллюминием и толковый медный провод такого же сечения проводимость которого будет к примеру вдвое выше, то чтоб добиться такой же проводимости как у толкового медного вам придется либо вдвое укоротить ваш мистери или увеличить его сечение вдвое.

Что сами понимаете как минимум не практично. В тоже время если удастся укоротить вдвое силовой провод, то вполне хватит и провода вдвое меньшего сечения. При этом его проводимость не изменится относительно длинного. Из-за этого часто ставят фронтовый усь под панелью. По этому если и применяете дешевые провода то их сечение должно значительно превышать оптимал для этой нагрузки и их длина должна быть минимальным.

Опережаю возражения всякого рода «спецов» электриков из сервиса которые смеются утверждая что провода таких сечений и нах не нужны ибо и 4 квадрата легко пропустят такую нагрузку. Беда в том что дядьки эти в своей работой никогда не сталкиваются с динамической нагрузкой с такими требованиями к скорости нарастания тока. Стартер и тот огромные токи хавает лишь на срыве и работает кратковременно. Да и длина стартерного провода очень не велика.

Большое сечение нам нужно не из-за физически допустимых пределов а из-за минимизации падения напряжения в проводе при раскачке усилителя! С этим определились. Теперь подумаем нужен ли вам отдельный минус от аккумулятора или достаточно будет минуса с кузова. Тут строгих рекомендаций нет. Единственное что можно сказать: отдельный минус это всегда хорошо. Он уменьшает влияние аппаратуры на борт сеть и питание усилителей с ним более стабильно. Хотя при небольших мощностях отдельный минус не обязателен. Кузов вполне справится.Достаточно лишь обеспечить надежный контакт зачистив до блеска место присоединения массы на кузов.

Питание усилителя

Также еще стоит упомянуть что минусовой провод должен быть таким же сечением что и +. От дистрибьютора можно разводить до усилителей питание более тонкими короткими проводами, но сохранение сечения после дистрибьютора для сабового усилителя считается хорошим тоном и лишним точно не будет. После этого необходимо уделить внимание всякого рода клеммам, дистрибьюторам питания и контактам.

Питание усилителя

Все клеммы и соединения от выхода генератора до портов усилителя должны быть максимально надежны и чисты. НИКАКИХ скруток, стыков, сопливых спаек и накидок на болты. Все контактные поверхности должны быть зачищены до блеска, а все клеммы для болтовых соединений должны быть надежно обжаты. На плохих контактах можно потерять до усилка больше вольта! который пойдет на нагрев и окисление этих самых соединений. При организации силового провода стоит тщательнейшим образом убедиться что нет оголенных поверхностей, что провод нигде не зажат и нет опасности что его перетрет.

В идеале стоит плюсовую силу уложить в автомобильную гофру. Лишняя безопасность не помешает. Отдельно стоит уделить внимание защиты силового провода: предохранителю или автомату.

Питание усилителя

Эти устройства должны стоять как можно ближе к аккумулятору, провод от них до клеммы должен быть максимально защищен.Номинал предохранителя рекомендуется выбирать согласно сумме всех предохранителей нагрузки.

Питание усилителя

При этом рекомендуется выбирать силовой чуть меньше получившейся суммы. Само собой разумеется, что держатель предохранителя должен стоять так, чтобы вы его не задевали при обслуживании двигла и чтоб на него не попадала влага. Только после организации всего вышеизложенного можно приступать к установке усилка. И именно по этому толковая установка усилителя невозможна за 1 вечер как это делают многие.

2) Второй случай если у вас уже стоит музыка которую вы поставили за 1 вечер. Тут очень желательно проверить все что вы установили. Проверить все достаточно просто. Но проверять стоит после того как пробежитесь по пункту выше. Нужны только вольтметр на 20 вольт и песня злых негров. Заводим машину, включаем трек на повтор и делаем громкость на максимум как обычно слушаем. Ну и начинаем мереть напряжение и просадки его на ударах баса. Меряем поочередно. На клемме генератора относительно корпуса двигателя, на клемме генератора относительно кузова машины, на клемме генератора относительно минусовой клемм аккума. Напряжение на клеммах аккума, напряжение после каждого соединения относительно клеммы минуса аккума и в последнюю очередь на клеммах усилителя. Нормальным считается питание на клеммах генератора 13.5-14.2в. при этом падение на ударах баса должно быть не ниже 13в. напряжение не должно отличаться на клемме гены независимо относительно чего вы его меряете (кузов, двиг, минус аккума).

Читайте также:  Как выбрать стабилизатор напряжения для телевизора

При окончательной промерке на клемме усилка на малой громкости напряжение должно быть практически равно напряжению на клемме генератора а на максимальной раскачке просадка на усилителе должна быть не больше 1 вольта относительно просадок на клемме генератора.

При этом в идеале напряжение на клеммах усилка не должно падать ниже 13-13.5в. Если просадки большие, то постепенным промериванием вы определите какой участник цепи дает эту просадку и затем уже станет понятно как этого избежать. Также станет ясно нужен ли отдельный минусовой провод.

Следует четко понимать что система с неграмотным питанием в лучшем случае будет работать не качественно, размазанно и крайне не эффективно в плане мощности, в худшем будет мешать бортсети и возникнет опасность спалить тот или иной компонент системы.

В общем кормите усилки правильно, ставьте аппаратуру грамотно и главное НИКОГДА не торопитесь с установкой. Чем сильнее вы спешите тем больше шансов сотворить вместо толкового звука даже из дорогих компонентов колхоз который кроме улыбки и критики ничего не вызовет. И отстойный звук которого вам придется оправдывать стандартными фразами: «мне и так хватает» «мне на соревнования не ездить» и т. д. Звук это такая штука которую нужно либо делать толково либо не делать вообще. И этот факт никак не зависит от сложности системы и уровня ее компонентов.

Источник

ВРемонт.su — ремонт фото видео аппаратуры, бытовой техники, обзор и анализ рынка сферы услуг

Home Автоэлектроника Схемотехника блоков питания автомобильных усилителей

Схемотехника блоков питания автомобильных усилителей

плата автомобильного усилителя звука

Рис. 1 моноплата автомобильного усилителя звука с раздельными преобразователями напряжения питания

Преобразователь напряжения в схеме блоков питания автомобильных усилителей, как и любой источник питания, имеет некоторое выходное сопротивление. При питании от общего источника между каналами многоканальных усилителей звука возникает взаимосвязь, которая тем больше, чем выше выходное сопротивление источника питания. Оно, обратно пропорционально мощности преобразователя.

Одной из составляющих выходного сопротивления блока питания становится и сопротивление питающих проводов. В моделях высокого класса для питания выходных каскадов усилителя мощности звука используют медные шины сечением 3. 5 мм. Это наиболее простое решение проблем с питанием усилителя звука, улучшающее динамику и качество звучания.

Конечно, повысив мощность источника питания, взаимное влияние каналов можно уменьшить, но полностью исключить его нельзя. Если же использовать для каждого канала отдельный преобразователь, проблема снимается. Требования к отдельным источникам питания при этом можно заметно снизить. Обычно уровень переходного затухания автомобильных усилителей с общим блоком питания составляет для бюджетных моделей 40. 55 дБ, для более дорогих — 50. 65 дБ. Для автомобильных усилителей звука с раздельными блоками питания этот показатель превышает 70 дБ.

Преобразователи напряжения питания делятся на две группы — стабилизированные и нестабилизированные. Нестабилизированные заметно проще и дешевле, но им свойственны серьезные недостатки. На пиках мощности выходное напряжение преобразователя снижается, что приводит к увеличению искажений. Если увеличить мощность преобразователя, это снизит экономичность при малой выходной мощности. Поэтому нестабилизированные преобразователи применяются, как правило, в недорогих усилителях с суммарной мощностью каналов не более 100. 120 Вт. При более высокой выходной мощности усилителя предпочтение отдается стабилизированным преобразователям.

Как правило, блок питания смонтирован в одном корпусе с усилителем (на рис. 1 показана моноплата автомобильного усилителя звука с раздельными преобразователями напряжения питания), но в некоторых конструкциях он может быть выполнен в виде внешнего блока или отдельного модуля. Для включения автомобильного усилителя в рабочий режима усилителя используется управляющее напряжение от головного аппарата (вывод Remote). Потребляемый по этому выводу ток минимален — несколько миллиампер — и никак не связан с мощностью усилителя. В автомобильных усилителях обязательно используется защита от короткого замыкания нагрузки и от перегрева. В ряде случаев имеется также защита акустичеких систем от постоянного напряжения в случае выхода из строя выходного каскада усилителя. Эта часть схемы для современных автомобильных усилителей стала практически типовой и может отличаться незначительными изменениями.

Автомобильные усилители имеют еще одну особенность. Обычно компоненты аудиосистемы удалены друг от друга и для их соединения используются относительно длинные соединительные кабели длина которых в автомобиле может достигать десятка и более метров. Чтобы исключить образование паразитного контура чувствительного к наводкам, приходится принимать специальные меры. Прежде всего нужно стремиться к тому, чтобы в системе была одна точка заземления (точка соединения с «массой» автомобиля), но это условие не всегда можно выполнить. Для уменьшения уровня помех общий провод входных цепей блока питания и общий провод его выходных цепей имеют полную гальваническую развязку или связаны через резистор R1 сопротивлением порядка 1 кОм, как показано на рисунке 2. В зависимости от места и способа монтажа усилителя, линий питания и связи для достижения минимального уровня наводок может понадобиться и непосредственное соединение первичных и вторичных цепей.

Схема стабилизированного блока питания автомобильного усилителя звука Monacor НРВ 150

Рис. 2 Схема стабилизированного блока питания автомобильного усилителя звука «Monacor НРВ 150»

В первых автомобильных усилителях в блоках питания использовались преобразователи напряжения, выполненные полностью на дискретных элементах. Пример такой схемы стабилизированного блока питания автомобильного усилителя звука «Monacor НРВ 150» (рис. 2). На схеме сохранена заводская нумерация элементов.

Задающий генератор выполнен на транзисторах VT106 и VT107 по схеме симметричного мультивибратора. Работой задающего генератора управляет ключ на транзисторе VT101. Транзисторы VT103, VT105 и VT102, VT104 — двухтактные буферные каскады, улучшающие форму импульсов задающего генератора. Выходной каскад выполнен на параллельно включенных биполярных транзисторах VT111, VT113 и VT110, VT112. Согласующие эмиттерные повторители на VT108 и VT109 питаются пониженным напряжением, снимаемым с части первичной обмотки трансформатора. Диоды VD106 — VD111 ограничивают степень насыщения выходных транзисторов. Для дополнительного ускорения закрывания этих транзисторов введены диоды VD104, VD105. Диоды VD102, VD103 обеспечивают плавный запуск преобразователя. С отдельной обмотки трансформатора напряжение, пропорциональное выходному, подается на выпрямитель (диод VD113, конденсатор С106). Это напряжение обеспечивает быстрое закрывание выходных транзисторов и способствует стабилизации выходного напряжения.

Недостаток биполярных транзисторов — высокое напряжение насыщения при большом токе. При токе 10. 15 А это напряжение достигает 1 В, что значительно снижает КПД преобразователя и его надежность. Частоту преобразования не удается сделать выше 25. 30 кГц, в результате растут габариты трансформатора преобразователя и потери в нем.

Применение полевых транзисторов в блоке питания повышает надежность и экономичность. Частота преобразования во многих блоках превышает 100 кГц. Появление специализированных микросхем, содержащих на одном кристалле задающий генератор и цепи управления, значительно упростило конструкцию блоков питания для мощных автомобильных усилителей.

схема нестабилизированного преобразователя напряжения питания автомобильного усилителя Jensen

Рис. 3 Упрощенная схема нестабилизированного преобразователя напряжения питания автомобильного усилителя «Jensen»

Упрощенная схема нестабилизированного преобразователя напряжения питания четырехканального автомобильного усилителя «Jensen» приведена на рис. 3 (нумерация элементов на схеме условная).

Задающий генератор преобразователя напряжения собран на микросхеме KIA494P или TL494 (отечественный аналог — КР1114ЕУ4). Цепи защиты на схеме не показаны. В выходном каскаде, помимо указанных на схеме типов приборов, можно использовать мощные полевые транзисторы IRF150, IRFP044 и IRFP054 или отечественные КП812В, КП850. В конструкции использованы отдельные диодные сборки с общим анодом и с общим катодом, смонтированные через изолирующие теплопроводящие прокладки на общем теплоотводе вместе с выходными транзисторами усилителя.

Трансформатор можно намотать на ферритовом кольце типоразмера К42х28х10 или К42х25х11 с магнитной проницаемостью μэ=2000. Первичная обмотка намотана жгутом из восьми проводов диаметром 1,2 мм, вторичная — жгутом из четырех проводов диаметром 1 мм. После намотки каждый из жгутов разделен на две равные части, и начало одной половины обмотки соединено с концом другой. Первичная обмотка содержит 2×7 витков, вторичная — 2×15 витков, равномерно распределенных по кольцу.

Дроссель L1 намотан на ферритовом стержне диаметром 16 мм и содержит 10 витков эмалированного провода диаметром 2 мм. Дроссели L2, L3 намотаны на ферритовых стержнях диаметром 10 мм и содержат по 10 витков провода диаметром 1 мм. Длина каждого стержня 20 мм.

Подобная схема блоков питания с незначительными изменениями используется в автомобильных усилителях с суммарной выходной мощностью до 100. 120 Вт. Варьируются число пар выходных транзисторов, параметры трансформатора и устройство цепей защиты. В преобразователях напряжения более мощных усилителей вводят обратную связь по выходному напряжению, увеличивают число выходных транзисторов.

Для равномерного распределения нагрузки и уменьшения влияния разброса параметров транзисторов в трансформаторе токи мощных транзисторов распределяют на несколько первичных обмоток. Например, в преобразователе блока питания автомобильного усилителя «Lanzar 5.200» использовано 20! мощных полевых транзисторов, по 10 в каждом плече. Повышающий трансформатор содержит 5 первичных обмоток. К каждой из них подключено по 4 транзистора (параллельно по два в плече). Для лучшей фильтрации высокочастотных помех возле транзисторов установлены индивидуальные конденсаторы сглаживающего фильтра суммарной емкостью 22000 мкФ. Выводы обмоток трансформатора подключены непосредственно к транзисторам, без использования печатных проводников.

Читайте также:  Устраняем сильный шум в системном блоке своими руками

Поскольку автомобильным усилителям звука приходится работать в очень тяжелом температурном режиме, для обеспечения надежной работы в некоторых конструкциях используются встроенные вентиляторы охлаждения, продувающие воздух через каналы теплоотвода. Управление вентиляторами осуществляется с помощью термодатчика. Встречаются устройства как с дискретным управлением («включен-выключен»), так и с плавной регулировкой скорости вращения вентилятора.

схема устройства термозащиты в автомобильном усилителе звукаНаряду с этим, во всех усилителях используется термозащита блоков. Чаще всего она реализуется на основе термистора и компаратора. Иногда применяют стандартные компараторы в интегральном исполнении, но в этой роли чаще всего используют обычные микросхемы операционных усилителей ОУ. Пример схемы устройства термозащиты используемой в уже рассмотренном четырехканальном автомобильном усилителе «Jensen» приведен на рис. 4. На схеме, нумерация деталей условная.

Термистор Rt1 имеет тепловой контакт с корпусом усилителя вблизи выходных транзисторов. Напряжение с термистора подано на инвертирующий вход ОУ. Резисторы R1 — R3 вместе с термистором образуют мост, конденсатор С1 предотвращает ложные срабатывания защиты. При длине проводов, которыми термистор подключен к плате, около 20 см уровень наводок от блока питания достаточно велик. Через резистор R4 осуществляется положительная обратная связь с выхода ОУ, превращающая ОУ в пороговый элемент с гистерезисом. При нагреве корпуса до 100 °С сопротивление термистора снижается до 25 кОм, компаратор срабатывает и высоким уровнем напряжения на выходе блокирует работу преобразователя.

Выходные транзисторы усилителя и ключевые транзисторы преобразователя питания чаще всего применяют в пластиковых корпусах, ТО-220. К теплоотводу их крепят либо винтами, либо пружинными клипсами. У транзисторов в металлических корпусах теплоотвод несколько лучше, но поскольку устанавливать их нужно через специальные теплоотводящие прокладки, монтаж их намного сложнее, поэтому используют их в автоусилителях значительно редко, только в самых дорогих моделях.

Источник

Блок питания для автомобильного усилителя звука

Доброе время суток браться и сёстры по паяльнику и припою.
Сегодня я открываю тему по питанию автомобильных усилителей мощности, от сети переменного тока 220 В, то есть от розетки.
В этой теме будут выкладываться и описываться наработки и способы подключения таких усилителей. Надеюсь, что тема станет полезной и найдёт своих читателей и активных участников.
Итак рассмотрим несколько вариантов питания таких усилителей, вне автомобиля.

1-й — достаточно простой и в то же время эффективный, но довольно громоздкий и требующий обслуживания, -это просто принести аккумулятор 12в*50-70А/ч с гаража и подключить к нему усилитель дома, используя при этом довольно толстый провод.При этом мы ограничены в ёмкости аккумулятора, тем самым ограничивая время работы. Следовательно нам придётся периодически отсоединять аккумулятор и заряжать его в гараже от автомобиля, либо зарядного устройства.

2-й — способ, он вытекает из первого, отличие лишь в том, чтобы параллельно с аккумулятором , подключить сразу зарядное устройство, либо другой блок питания, который будет компенсировать потери в процессе работы. Таким образом мы получаем «буферную ёмкость» , в роли которой выступает наш аккумулятор, при этом ёмкость аккумулятора может быть совсем не большой, достаточно взять аккумулятор на 12в*7-12А/ч , что в ряде случаев значительно удобнее.
Тем более аккумулятор у нас будет практически всегда в заряженном состоянии, по крайней мере «глубокий разряд» ему не грозит.
К тому же такой аккумулятор зачастую герметичный, а следовательно никаких вредных выделений и запахов мы не получим. Безусловно можно применить и обычный автомобильный аккумулятор, но здесь придётся выбирать между комфортом (да и здоровьем в том числе) и простотой.

3-й — способ. Подключить достаточно мощный компьютерный блок питания. Для этого потребуется его включить — замкнув «зелёный» провод с любым из чёрных. Питание подаём с «жёлтого» и «чёрного» , при этом берём во внимание, что ток, который будет проходить по этим проводам, будет несколько десятков ампер, следовательно таких проводов нужно взять несколько штук, хотя бы 5-6 — не меньше.
Но здесь мы можем столкнутся с проблемой «просадки» напряжения под нагрузкой. В первую очередь это касается дешёвых блоков питания, у которых стабилизация выходного напряжения реализована сразу по всем линиям. Таким образом у нас без нагрузки будет 12в, а под нагрузкой может снизится даже до 10 В. Для исправления ситуации, в какой то степени. Нам понадобится намерено нагрузить другие линии, а именно линию +5 В , для этого достаточно подключить к ней нагрузку потребляющую 1-2А, в простейшем случае лампу накаливания. Но этот способ годится как самый примитивный и большой мощности мы всё равно не получим. Гораздо эффективнее дело обстоит с блоками питания, у которых реализована стабилизация напряжения независимо по всем шинам. В таком случае , нам не понадобится ничего «вешать» на линию +5 В и блок питания будет исправно работать , отдавая нам практически всю мощность по этой линии. Вот только такие блоки питания довольно дорогостоящие и подавляющее большинство владельцев автомобильных усилителей, дважды подумает, перед тем как приобрести такой блок питания.

4-й — вариант, он простой до безобразия и в тот же момент достаточно эффективный, нам понадобится блок питания для светодиодов или низковольтных ламп накаливания на 12 В, такие блоки питания продаются достаточно большой мощности и в ряде случаев их можно соединять параллельно, для повышения отдаваемой мощности в нагрузку. В них зачастую предусмотрена стабилизация выходного напряжения и даже есть возможность его подстройки в небольших пределах, что очень нам на руку. Из недостатков , разве что — цена, снова таки цена, продавцы порой необоснованно завышают цены на модели с током от 12 А и более, а для запитки усилителя, нам как раз и нужен блок питания с током минимум 12 А, а желательно 30 А. Но здесь есть выход, хотя и порой сомнительный, — покупка через интернет у китайского производителя. Бывает так, что получите посылку с тем за что заплатили, а бывает и получите сюрприз, причём весьма не радостный. Так что в каком то смысле — это лотерея.

5-й — вариант. На мой взгляд, он самый эффективный из всех выше перечисленных, но требует понимая основ электроники и хоть каких то навыков работы с паяльником и измерительными проборами. А именно:
нам потребуется открыть крышку усилителя и припаять 3 провода к тому месту на плате, где у нас установлены конденсаторы вторичного питания с преобразователя напряжения, далее аккуратно выводим их за пределы корпуса и подключаем , либо обычный трансформатор с двумя вторичными обмотками, диодным мостом и парой ёмких конденсаторов, либо двухполярный импульсный блок питания. В обоих вариантах, следует учитывать номинальное напряжение питания усилителя и требуемую мощность. Таким образом у нас усилитель будет работать не хуже чем в автомобиле, причём лишний раз не напрягая преобразователь напряжения, к тому же нам не потребуется использовать «провода в палец» толщиной.

6-й — вариант. Его я могу назвать разновидностью 2-го, так как здесь используется достаточно мощный трансформаторный блок питания, дополнить который можно узлом стабилизации. Вот только габариты и масса, такого блока питания, будут достаточно внушительными (мягко говоря).

7-й — вариант. Он чем то напоминает предыдущий, а так же 4-й . Просто взять и изготовить самим импульсный блок питания, который бы нам обеспечил выходное напряжение в районе 12-16 В, при токе от 30 А и более. Реализовать его можно как стабилизированным, так и не стабилизированным. Второй вариант значительно проще в реализации, не требует много компонентов и довольно легко повторяем, при этом имея минимум настроек. Как раз его мы сегодня и рассмотрим подробнее.
Представленный в этом видео-уроке блок питания, способен обеспечить питанием достаточно мощный автомобильный усилитель, при этом сам усилитель нам вскрывать не потребуется, а значит задача так же упрощается. Но так как везде есть свои плюсы и минусы, наш блок не лишён и их, а именно основным из них является то, что он не стабилизированный, хотя по сути это не так нам и важно, ведь наш потребитель не особо капризный в этом плане. Следует учесть так же и неоспоримое преимущество перед аналоговым блоком питания в том, что он имеет меньший вес, габариты, а так же значительно меньшие просадки по напряжению, так как амплитудное значение напряжения практически равно действующему значению, а следовательно как под большой нагрузкой так и при не большой (всё в нашем мире относительно) — наш блок питания будет достаточно стабильно удерживать напряжение в достаточно небольшом диапазоне, чего нам будет вполне достаточно.
Итак — желаю приятного просмотра.
Так же я прикреплю архив с схемой и печатной платой для данного блока питания.

Источник