Преобразователь для автомобильного усилителя: Мощный преобразователь напряжения для автомобильного усилителя

Содержание

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНОГО УСИЛИТЕЛЯ

   Схема провренного преобразователя для автомобильного усилителя НЧ. Первой конструкцией начинающего радио любителя обычно усилитель мощности. После освоения работы усилителя и постройки несколько усилителей радиолюбитель приступает к более серьезным усилителям. Таким усилителем является например автомобильный усилитель большой мощности который предназначен для работы сабвуфера. Обычно мощность такого усилителя свыше 100 ватт и из бортовой сети автомобиля практочески не реально добиться такой мощности. Именно для этого существует преобразователь 12V -> ± 38V который предназначен для авто усилителя. 


   Надо сказать, что данный преобразователь для УНЧ является весьма упрощенным вариантом. Но тем не менее очень надеюсь на то, что эта статья кому-нибудь пригодится. Ток потребления на холостом ходу, mA — 120.Выходное напряжение, V ± 38.5 Мах ток нагрузки, A — 2,8. В своем преобразователе применил ферритовое кольцо, но возможно и применение ферритового Ш-образного трансформатора.
Это стандартный феррит, покритый зеленым лаком, которые применяют во многих Китаезных автоусилителях (по секрету: мой трансформатор из такого, со всеми обмотками. Что сказать, повезло). «Сердце» преобразователя для автомобильного усилителя — это микросхема ТЛ494. Останавливаться на принципах действия ТЛ494 не буду. Самое сложное — это импульсный трансформатор. Для его намотки используется кольцо из феррита марки 2000НМ1, размер кольца 40х25х11. Грани кольца скругляются напильником, хотябы на 1 мм, причем и внутренние и наружные. Далее можно обмотать его слоем изоляционной ленты, но если грани скруглены качественно и не имеют заусенцев всяких — то можно мотать прямо на голый ферит, в этом есть свои плюсы. Итак, первичная обмотка состоит из 6 виткой намотанных 4 проводами 0,8мм. Обмотку распологаем равномерно по кольцу. В пространство между витками укладываем 2-ю половину первичной обмотки, еще 6 витков 4-мя проводами 0,8. 

   Обмотки должны быть максимально одинаковыми.

Первичку можно намотать и сразу 8-ю проводами и прозвонкой разделить ее пополам. Но важно, чтобы половинки обмоток были распределены по всему кольцу, а не так, что одна половина в одной части кольца, другая в другой. Далее обмотки нужно правильно сфазировать. Средняя точка — это начало 1-й половины и конец 2-й, ну или наоборот 🙂 начало 2-й и конец 1-й. После укладки первичной обмотки, обматываем кольцо слоем изоляционной ленты и мотаем вторичную обмотку. Аналогично, как в первичной — используем провод 0,8 по 2 провода на половинку обмотки. Половинки вторичной обмотки состоят из 18 витков. Аналогично делается фазировка обмоток — началой 1-й половины к концу 2-й. Тут очень важно не перепутать, иначе будет жарко! Выводы вторичной обмотки укрепляется кусочком изоленты, можно и весь трансформатор обмотать изолентой, но мой совет — без изолетны трансформатор лучше охлаждается. Выводы обмоток нужно запаивать прямо в плату и делать их максимально короткими, а не цеплять к ним еще провода, которые будут впаиваться в плату.
 


   Теперь о дросселях в преобразователе для автомобильного унч: дроссели L1 и L2 лучше всего намотать на желтом кольце из компьютерного блока питания, но если его нету, подойдет кольцо из того же феррита 2000НМ1 диаметром около 20мм, можно использовать и стержень, тогда намотка будет в один ряд виток к витку. Обмотка дросселя L1 содержит 14 витков провода диаметром 1,6мм. Дроссель L2 — содержит 12 витков намотанные 2-мя проводами 1мм. Дроссели L3 и L6 намотанны на голубых кольцах из материнских плат компьютера диаметром где-то 12..14мм, также можно использовать стержни и феритовые кольца, но здесь лучше использовать марку феррита 2500НМС1. Дроссели содержат по 10…15 витков провода 0,9мм. Дроссель L4 — намотан на оправке диаметром 5мм (я использовал стержень от гелевой ручки) и содержит 25 витков провода 1,2мм. Наматывается в два слоя. Причем 1-й внутренний слой 13 витков, а внешний — 12. Дроссель L5 не критичный, его можно вобще заменить резистором сопротивлением 5.
..15 Ом и мощностью 0,5W. У меня использовано маленькое ферритовое колечко из материнской платы, дроссель содержит 10 витков провода 0,5мм. Полевые транзисторы IRFZ можно заменить на отечественные кт819. Данный преобразователь для автомобильного усилителя работает исправно уже много месяцев.
Понравилась схема — лайкни!

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УНЧ

Смотреть ещё схемы усилителей

       УСИЛИТЕЛИ НА ЛАМПАХ          УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ  

   

УСИЛИТЕЛИ НА МИКРОСХЕМАХ          СТАТЬИ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ   

    

Мощный преобразователь напряжения для автомобильного усилителя « схемопедия


В настоящее время на рынке автомобильной аппаратуры представлен огромный ряд магнитол разной ценовой категории.Современные автомагнитолы обычно имеют 4 линейных выхода (в некоторых ещё есть отдельный выход на сабвуфер). Они предназначены для использования «головы» с внешними усилителями мощности.

Многие радиолюбители изготавливают усилители мощности своими руками. Самая сложная часть в автомобильном усилителе – это преобразователь напряжения (ПН). В данной статье мы рассмотрим принцип построения стабилизированных ПНов на основе ставшей уже «народной» микросхемы TL494 (наш аналог КР1114ЕУ4).

Узел управления

Здесь мы очень подробно рассмотрим работу TL494 в режиме стабилизации.

Генератор пилообразного напряжения G1 служит задающим. Его частота зависит от внешних элементов C3R8 и определяется по формуле: F=1/(C3R8), где F-частота в Гц; C3- в Фарадах; R8- в Омах. При работе в двухтактном режиме (наш ПН как раз и будет работать в таком режиме) частота автогенератора микросхемы должна быть в двое выше частоты на выходе ПНа. Для указанных на схеме номиналах времязадающей цепи частота генератора F=1/(0,000000001*15000)=66,6кГц. Частота импульсов на выходе , грубо говоря, 33 кГц.

Генерируемое напряжение поступает на 2 компаратора (А3 и А4), выходные импульсы которых суммирует элемент ИЛИ D1. Далее импульсы через элементы ИЛИ – НЕ D5 и D6 подают на выходные транзисторы микросхемы (VT1и VT2). Импульсы с выхода элемента D1 поступают также на счетный вход триггера D2, и каждый из них изменяет состояние триггера. Таким образом, если на вывод 13 микросхемы подана логическая «1» (как в нашем случае – на вывод 13 подан + с вывода 14), то импульсы на выходах элементов D5 и D6 чередуются, что и необходимо для управления двухтактным инвертором. Если микросхему применяют в однотактном Пне, вывод 13 соединяют с общим проводом, в результате триггер D2 больше не участвует в работе, а импульсы на всех выходах появляются одновременно.

Элемент А1- это усилитель сигнала ошибки в контуре стабилизации выходного напряжения ПНа. Это напряжение поступает на вывод 1 узла А1. На втором выводе- образцовое напряжение, полученное от встроенного в микросхему стабилизатора А5 с помощью резистивного делителя R2R3. Напряжение на выходе А1, пропорциональное разности входных, задает порог срабатывания компаратора А4 и, следовательно, скважность импульсов на его выходе. Цепь R4C1 необходима для устойчивости стабилизатора.

Транзисторный оптрон U1обеспечивает гальваническую развязку в цепи отрицательной обратной связи по напряжению. Он относится к цепи стабилизации выходного напряжения. Так- же за стабилизацию отвечает стабилизатор параллельного типа DD1 (TL431 или наш аналог КР142ЕН19А).

Падение напряжения на резисторе R13 приблизительно равно 2,5 вольт. Сопротивление этого резистора рассчитывают, задавшись током через резистивный делитель R12R13. Сопротивление резистора R12 вычисляют по формуле: R12=(Uвых-2,5)/I» где Uвых- выходное напряжение ПНа; I»- ток через резистивный делитель R12R13.

Нагрузкой DD1 являются параллельно соединённые балластный резистор R11 и излучающий диод (выв. 1,2 оптрона U1) с токоограничивающим резистором R10. Балластный резистор создаёт минимальную нагрузку, необходимую для нормального функционирования микросхемы.

ВАЖНО. Нужно учитывать то, что рабочее напряжение TL431 не должно превышать 36 вольт (см. даташит на TL431). Если планируется изготавливать ПН с Uвых.>35 вольт, то схему стабилизации нужно будет не много изменить, о чём будет сказано ниже.

Предположим, что ПН рассчитан на выходное напряжение +-35 Вольт. При достижении этого напряжения (на выв. 1 DD1 напряжение достигнет порогового 2,5 Вольт) , «откроется» стабилизатор DD1, загорится светодиод оптрона U1, что приведет к открыванию его транзисторного перехода. На выводе 1 микросхемы TL494 появится уровень «1». Подача выходных импульсов прекратится, выходное напряжение начнет падать до тех пор, пока напряжение на выводе 1 TL431 не станет ниже пороговых 2,5 Вольт. Как только это произойдет, DD1 «закроется», светодиод оптрона U1 погаснет, на выводе 1 TL494 появится низкий уровень и узел А1 разрешит подачу выходных импульсов. Напряжение на выходе вновь достигнет +35 Вольт. Опять «откроется» DD1, загорится светодиод оптрона U1 и так далее.

Это называется «скважностью»- когда частота импульсов неизменна, а регулировка осуществляется паузами между импульсами.

Второй усилитель сигнала ошибки (А2) в данном случае использован как вход аварийной защиты. Это может быть узел контроля максимальной температуры теплоотвода выходных транзисторов, блок защиты УМЗЧ от токовой перегрузки и так далее. Как и в А1 через резистивный делитель R6R7 образцовое напряжение подается на вывод 15. На выводе 16 будет уровень «0», так как он соединен с общим проводом через резистор R9. Если подать на вывод 16 уровень «1», то узел А2 мгновенно запретит подачу выходных импульсов. ПН «остановится» и запустится только тогда, когда на 16 выводе вновь появится уровень «0».

Функция компаратора А3 – гарантировать наличие паузы между импульсами на выходе элемента D1., даже если выходное напряжение усилителя А1 вышло за допустимые пределы. Минимальный порог срабатывания А3 (при соединении вывода 4 с общим проводом) задан внутренним источником напряжения GI1. С увеличением напряжения на выводе 4 минимальная длительность паузы растет, следовательно, максимальное выходное напряжение ПНа падает.

Этим свойством пользуются для плавного пуска ПНа. Дело в том, что в начальный момент работы ПНа конденсаторы фильтров его выпрямителя полностью разряжены, что эквивалентно замыканию выходов на общий провод. Пуск ПНа сразу же на полную мощность приведет к огромной перегрузке транзисторов мощного каскада и возможному выходу их из строя. Цепь C2R5 обеспечивает плавный, без перегрузок, пуск ПНа.

В первый после включения момент С2 разряжен., а напряжение на выводе 4 TL494 близко к +5 Вольт, получаемым от стабилизатора А5. Это гарантирует паузу максимально возможной длительности, вплоть до полного отсутствия импульсов на выходе микросхемы. По мере зарядки конденсатора С2 через резистор R5 напряжение на выводе 4 уменьшается, а с ним и длительность паузы. Одновременно растет выходное напряжение ПНа. Так продолжается, пока оно не приблизится к образцовому и не вступит в действие стабилизирующая обратная связь, о принципе работы которой было рассказано выше. Дальнейшая зарядка конденсатора С2 на процессы в Пне не влияет.

Как здесь уже было сказано,рабочее напряжение TL431 не должно превышать 36 вольт. А как быть, если от ПНа требуется получить, на пример, 50 Вольт? Сделать это просто. Достаточно в разрыв контролируемого плюсового провода поставить стабилитрон на 15…20 Вольт (показан красным цветом). В результате этого он «отсечёт» лишнее напряжение (если 15-ти вольтовый стабилитрон, то он срежет 15 Вольт, если двадцативольтовый- то соответственно уберет 20 Вольт) и TL431 будет работать в допустимом режиме напряжения.

На основании вышеизложенного был построен ПН, схема которого изображена на рисунке ниже.

На VT1-VT4R18-R21 собран промежуточный каскад. Задача этого узла- усиление импульсов перед их подачей на мощные полевые транзисторы VT5-VT8.

Блок управления REM выполнен на VT11VT12R28R33-R36VD2C24. При подаче на «REM IN» управляющего сигнала с магнитолы +12 Вольт, открывается транзистор VT12 , который в свою очередь откроет VT11. На диоде VD2 появляется напряжение, которое будет питать микросхему TL494. Пн запускается. Если магнитолу выключить, то эти транзисторы закроются, преобразователь напряжения «остановится».

На элементах VT9VT10R29-R32R39VD5C22C23 выполнен узел аварийной защиты. При подаче на вход «PROTECT IN» отрицательного импульса, ПН отключится. Запустить его можно будет только повторным отключением и включением REM. Если данный узел не планируется использовать, то элементы,относящиеся к нему, нужно будет исключить из схемы, а вывод 16 микросхемы TL494 соединить с общим проводом.

В нашем случае ПН двухполярный.Стабилизация в нем осуществляется по плюсовому выходному напряжению. Чтобы небыло разницы выходных напряжений, применяют так называемый «ДГС»- дроссель групповой стабилизации (L3). Обе его обмотки наматываются одновременно на один общий магнитопровод. Получится дроссель- трансформатор. Подключение его обмоток имеют определенное правило – они должны быть включены встречно. На схеме начала этих обмоток показаны точками. В результате этого дросселя выходные напряжения обоих плеч уравниваются.

Не малую роль в Пне играют снабберы- RC цепочка, которая служит для шунтирования паразитных ВЧ/СВЧ колебаний. Их применение благоприятно сказывается на общей работе преобразователя, а именно: форма выходного сигнала имеет меньше паразитных ВЧ- выбросов, которые проникают по питанию в УМЗЧ и могут вызвать его возбуждение; легче работают выходные ключи (меньше греются), это относится и к трансформатору. Польза от них очевидна, так, что не нужно ими пренебрегать. На схеме- это C12R26; C13R27; C25R37.

Налаживание

Перед включением необходимо проверить качество монтажа. Для налаживания ПНа необходим трансформаторный блок питания мощностью около 20 Ампер и с пределом регулирования выходного напряжения 10…16 Вольт. Не рекомендуется питать ПН от компьютерного блока питания.

Перед включением нужно установить выходное напряжение блока питания 12 Вольт. Параллельно выходу ПНа подключить резисторы на 2 ВТ 3,3кОм как на плюсовое плечо, так и на минусовое. Резистор ПНа R3 отпаять. Подать напряжение питания с БП на ПН (12 Вольт). Пн не должен запуститься. Далее следует подать плюс на вход REM (поставить временную перемычку на клемме + и REM). Если детали исправны и монтаж выполнен правильно, то ПН должен запуститься. Далее нужно замерить ток потребления (амперметр в разрыв плюсового провода). Ток должен быть в пределах 300…400 мА. Если он очень сильно отличается в большую сторону, то это указывает на не корректную работу схемы. Причин много, одна из основных- не правильно намотан трансформатор. Если же все в допустимых пределах, то нужно замерить выходное напряжение как по плюсу, так и по минусу. Они должны быть практически одинаковыми. Полученный результат запоминаем или записываем. Далее на место R3 нужно подпаять последовательную цепочку из постоянного резистора 27 кОм и подстроечного (можно переменного) на10 кОм, не забыв сперва отключить питание от ПНа. Вновь запускаем ПН. После запуска увеличиваем напряжение на блоке питания до 14,4 Вольт. Производим замер выходного напряжения ПНа так же, как и при первоначальном включении. Вращая ось подстроечного резистора нужно установить такое выходное напряжение, какое было при питании ПНа от 12 Вольт. Отключив БП, выпаять последовательную резисторную цепь и замерить общее сопротивление. На место R3 впаять постоянный резистор такого же номинала. Производим контрольную проверку.

Второй вариант построения стабилизации

На рисунке ниже приведен еще один вариант построения стабилизации. В этой схеме в качестве опорного напряжения для вывода 1 TL494 использован не ее внутренний стабилизатор, а внешний, выполненный на стабилизаторе параллельного типа TL431. Микросхема DD1 стабилизирует напряжение 8 вольт для питания делителя, состоящего из фототранзисторного оптрона U1.1 и резистора R7. Напряжение от средней точки делителя поступает на не инвертирующий вход первого усилителя сигнала ошибки ШИ- контроллера TL494. Так- же от резистора R7 зависит выходное напряжение ПНа- чем меньше сопротивление, тем меньше выходное напряжение. Настройка ПНа по этой схеме не отличается от той, что на рисунке №1. Единственное отличие- это первоначально нужно выставить 8 вольт на выводе 3 DD1 с помощью подбора резистора R1.

Схема преобразователя напряжения по рисунку ниже отличается упрощенной реализацией узла REM. Такое схемотехническое решение менее надежно, чем в предыдущих вариантах.

Детали

В качестве дросселя L1 можно использовать Советские дроссели ДМ. L2- самодельный. Его можно намотать на ферритовом стержне диаметром 12…15мм. Феррит можно отломить от строчного трансформатора ТВС, сточив его на карбороне до требуемого диаметра. Это долго, но эффективно. Наматывается проводом ПЭВ-2 диаметром 2 мм и содержит 12 витков.

В качестве ДГС можно применить желтое кольцо от компьютерного блока питания.

Провод можно взять ПЭВ-2 диаметром 1 мм. Нужно мотать одновременно двумя проводами, разместив их равномерно по всему кольцу виток к витку. Подключить соответственно со схемой (начала указаны точками).

Трансформатор. Это самая ответственная деталь ПНа, от его изготовления зависит успех всего предприятия. В качестве феррита желательно использовать 2500НМС1 и 2500НМС2. Они имеют отрицательную температурную зависимость и предназначены для использования в сильных магнитных полях. В крайнем случае можно применить кольца М2000НМ-1. Результат будет не много хуже. Кольца нужно брать старые, то есть те, которые были изготовлены до 90-х годов. Да и то, одна партия может сильно отличаться от другой. Так, что ПН, трансформатор которого намотан на одном кольце может показать прекрасные результаты, а ПН, трансформатор которого намотан тем же проводом, на таком же по габаритам и маркировке кольце, но из другой партии, может показать отвратительный результат. Тут как попадешь. Для этого в интернете есть статья «Калькулятор Лысого». С помощью него можно подобрать кольца, частоту ЗГ и количество витков первички.

Если применяется ферритовое кольцо 2000НМ-1 40/25/11, то первичная обмотка должна содержать 2*6 витков. Если кольцо 45/28/12, то соответственно2*4 витка. Количество витков зависит от частоты задающего генератора. Сейчас есть много программ, которые по введенным данным мгновенно рассчитают все необходимые параметры.

Я использую кольца 45/28/12. В качестве первички применяю провод ПЭВ-2 диаметром 1 мм. Обмотка содержит 2*5витков, каждая полуобмотка состоит из 8 проводов, то есть наматывается «шина» из 16 проводов, о чем будет сказано ниже (раньше мотал 2*4 витка, но с некоторыми ферритами приходилось поднимать частоту- кстати это можно сделать путем уменьшения резистора R14). Но сперва остановимся на кольце.

Изначально ферритовое кольцо имеет острые края. Их нужно сточить (закруглить) крупным наждаком или напильником- кому как удобнее. Далее обматываем кольцо молярным белым бумажным скотчем в два слоя. Для этого отматываем кусок скотча длиной сантиметров 40, приклеиваем его на ровную поверхность и по линейке нарезаем лезвием полоски шириной 10…15 мм. Вот этими полосками мы и будем его изолировать. В идеале, конечно, лучше кольцо ничем не обматывать, а уложить обмотки непосредственно на феррит. Это благоприятно скажется на температурном режиме трансформатора. Но как говорится, береженого Бог бережет, по этому и изолируем.

На полученной «заготовке» мотаем первичную обмотку. Некоторые радиолюбители сначала мотают вторичку, а уже потом на нее первичку. Я так не пробовал и по этому ничего положительного или отрицательного сказать не могу. Для этого на кольцо наматываем обычную нитку, равномерно разместив расчетное количество витков по всему сердечнику. Концы фиксируем клеем или же маленькими кусочками малярного скотча. Теперь берем один кусок нашего эмалированного провода и наматываем его по этой нитке. Далее берем второй кусок и равномерно мотаем его рядом с первым проводом. Так поступаем со всеми проводами первичной обмотки. В итоге должен получиться ровный шлейф. После намотки вызваниваем все эти провода и делим на 2 части- одна из них будет одной полуобмоткой, а другая- второй. Начало одной соединяем с концом другой. Это будет средний вывод трансформатора. Теперь мотаем вторичку. Бывает так, что вторичная обмотка в связи с относительно большим количеством витков не может уместиться в один слой. На пример нам нужно намотать 21 виток. Тогда поступаем следующим образом: в первый слой мы разместим 11 витков, а во второй- 10. Мотать мы будем уже не по одному проводу, как было в случае с первичкой, а сразу «шиной». Провода нужно стараться укладывать так, чтобы они плотно прилегали и не было разного рода петель и «барашков». После намотки также вызваниваем полуобмотки и соединяем начало одной с концом другой. В заключении окунаем готовый трансформатор в лак, сушим, окунаем, сушим и так несколько раз. Как писалось выше, от качества изготовления трансформатора зависит очень многое.

Привожу программу расчета импульсных трансформаторов (Автор Starichok): ExcellentIT

Я этой программой не пользовался, но многие отзываются о ней хорошо.

Почти каждый человек, который делает автомобильный усилитель с ПНом, расчитывает платы под строго определенные размеры. Чтобы облегчить ему задачу, привожу печатные платы задающих генераторов в формате Sprint Layout-4

Скачать печатные платы.

Привожу некоторые фотки ПНов, которые сделаны по этим схемам:

По материалам статьи: FAQ по преобразователям 12 Вольт=>+-40Вольт

Автор: qwert390

Мощный преобразователь для автомобильного усилителя

Для того чтобы питать мощный усилитель в автомобиле, нужен соответствующий преобразователь напряжения. Конструкции таких преобразователей остаются неизменны вот уже на протяжении нескольких десятков лет. В данной статье вы узнаете, как собрать преобразователь напряжения для автомобильного усилителя, мощность которого равна 500 Ватт.

ПН должен состоять из генератора импульсов, силовых ключей (которые работают как усилитель по току) и трансформатора, повышающего или понижающего номинал входного напряжения.

Почти любой современный преобразователь напряжения имеет генератор импульсов на специализированных ШИМ контроллерах. Обычно применяются двухканальные генераторы типа TL494 (микросхема чаще других применяется в конструкциях самодельных и промышленных преобразователей напряжения).

Микросхема вырабатывает прямоугольные импульсы с частотой порядка 30кГц, хотя частота может быть настроена в широких пределах. Мощность преобразователя в целом зависит от количества полевых ключей и мощности импульсного трансформатора. В нашей схеме использованы широко-известные полевые ключи серии IRF3205. Это достаточно мощные полевые транзисторы, которые в основном нашли применение в промышленных преобразователях напряжения.

Импульсный трансформатор — самая важная часть нашей конструкции. Он имеет ряд особенностей намотки и нюансов. Импульсный трансформатор удобно мотать на ферритовых кольцах марки 2000НМ, хотя возможно применение «Ш» или «П» образных сердечников. Подойдет сердечник от строчного трансформатора ТВС 110пц15. В нашем случае трансформатор мотался с расчетной мощностью в 600 Ватт (с запасом порядка 100-130 Ватт). Намотка делалась на кольце феррита от электронного трансформатора на 150 Ватт, хотя кольцо лучше подобрать с большим диаметром.

Первичная обмотка мотается следующим образом: Берем провод 0,5 мм 12-15 жил (длина провода 0,5м). Далее отрезаем этот провод на две равные половинки так, чтобы получилось два идентичных провода на 25 см, которые состоят из 12-15 жил. Далее берем одну из половинок, и мотаем им 5 витков, растягивая по всему кольцу. Витки мотаем максимально ровно и аккуратно. Затем берем вторую половину провода и мотаем второе плечо первичной обмотки. Затем половинки обмоток нужно сфазировать, но прежде нужно снять лак и залудить кончики проводов. После этой операции берем один конец одного из обмоток и присоединяем его с противоположным концом другой обмотки, одним словом начало одной обмотки с концом другой или конец первой с началом другой.

Для того, чтобы понять правильность фазировки и намотки трансформатора в целом, вам нужно собрать всю схему генератора и подключить полевые транзисторы. Позже нужно подключить трансформатор в схему и мотать пробную вторичную обмотку. Пробная обмотка может иметь любое количество витков, к примеру, 4 витка. Мотаем проводом 0,3-1мм (диаметр особо не важен). Далее к пробной обмотке подключаем лампу накаливания 12 Вольт, скажем 1-10 Ватт. При включении лампа должна загореться в пол накала или чуть больше.

Такой преобразователь может питать автомобильные усилители повышенной мощности для канала сабвуфера или несколько отдельных усилителей. Преобразователь может питать 5-6 микросхем TDA7294/93.

Вторичная обмотка мотается с расчетом 1 виток 2,5 Вольта. Диаметр этой обмотки зависит от мощности питаемого усилителя, к примеру, для одного канала усилителя на микросхеме TDA7294 обмотка должна содержать 2х16 витков провода с диаметром 0,8-1мм.

В качестве диодного   выпрямителя можно использовать любые импульсные диоды с током 10 Ампер и более, рабочая частота диода более 100кГц. Можно использовать диодные сборки (Шоттки) от компьютерного блока питания.

Импульсный стабилизированный преобразователь напряжения для автомобильного усилителя

Схемку нашел на сайте Интерлавки. Собрал я данный преобразователь и в принципе остался им доволен, так как заявленную мощность в 500 Ватт он без труда отдаёт даже с ключевыми транзисторами IRFZ44N.
Сначала хочу рассказать про импульсный трансформатор — именно он, а собственно его изготовление отбивает у большинства радиолюбителей желание изготовить данный девайс, либо всё остаётся, но пол-пути!
В моём варианте силовой импульсный трансформатор намотан на трёх, склеенных китайским супер-клеем, ферритовых кольцах М-2000НМ-1, типоразмером К40×25х11 (по мощности двойной запас).
Цитата с Интерлавки:
Данный преобразователь напряжения предназначен для питания оборудования напряжением выше бортового напряжения автомобиля 12 В. Преобразователь имеет четыре независимых стабилизированных (по одному плечу) постоянных напряжения с величиной не более 50 В, поскольку в качестве выпрямительных диодов вторичного питания используются диоды Шотки. Выходные напряжения преобразователя могут соединяться последовательно, для получения двух двуполярных источников питания, используемого в большинстве усилителей мощности звуковой частоты, а так же могут соединяться параллельно, для получения более сильноточного однополярного источника, который может использоваться, например, для питания усилителей мощности радиостанций, а так же комбинировано (см ниже).
Преобразователь развивает на нагрузке суммарную мощность до 500 Вт и использует в качестве силовых ключей две пары транзисторов IRF3205. Частоту преобразования — 60…70 кГц.
Рисунок 1 — принципиальная схема автомобильного преобразователя напряжения
На схеме ошибка! 15 нога микросхемы подключена не к 16, а к 14 ноге (опорное напряжение)

Выходное напряжение преобразователя контролируется оптроном IC1, яркость свечения светодиода которого пропорциональна выходному напряжению. Соответственно изменяется и степень открытия транзистора оптрона, который подает опорное напряжения 5 В, генерируемое самой микросхемой, на вход усилителя ошибки. Если сопротивление нагрузки уменьшается, уменьшается и выходное напряжение, поскольку увеличивается ток. Пропорционально уменьшается яркость свечение светодиода оптрона, транзистор оптрона призакрывается и из за уменьшения напряжения на входе 1 усилителя ошибки микросхемы TL494 увеличивает длительность управляющих импульсов силовых ключей. В результате увеличения длительности импульсов увеличивается действующее напряжение на нагрузке, т.е. она возвращается к первоначальной, установленной подстроечным резистором R4 величине.
При увеличении сопротивления нагрузки происходит обратный процесс — светодиод оптрона светит ярче, тем самым сильнее открывая транзистор оптрона и увеличивая напряжение на входе усилителя ошибки микросхемы TL494 и уменьшая длительность управляющих силовыми ключами импульсов.
Поскольку выходной ток ключевых транзисторов микросхемы ограничен 200 мА в преобразователе используются дополнительные драйверные ключи на транзисторах VT3-VT6. К особенностям данного преобразователя напряжения стоит отнести несколько не обычную цепочку между драйверными транзисторами и силовыми. Эта цепочка позволяет получить на затворах силовых ключей отрицательное напряжение, которое быстрей закрывает силовые ключи, тем самым уменьшая температуру самого силового транзистора.
Кроме этого данный преобразователь напряжения оснащен защитой от перегрузки, датчиком тока которой служит токовый трансформатор TV1, снимаемое напряжение с которого подается на управляющий электрод тиристора VS1. В момент перегрузки наводимое напряжение на токовом трансформаторе откроет тиристор и он зашунтирует управляющее напряжение, подаваемое извне. Транзистор VT2 закроется, закрывая и транзистор VT2 и питание микросхемы TL494 будет снято. Однако оставшееся напряжение на конденсаторе С7 некоторое время будет удерживать TL494 в работоспособном состоянии. Для ускорения разрядки С7 резистор R19, через который тиристор так же будет зашунтировано и напряжение питания микросхемы TL494. Таким образом достигается минимальное время работы преобразователя в критической ситуации.

Получившийся магнитопровод, перед намоткой был хорошенько заизолирован лакотканью.
Далее Первичная обмотка моталась в 8 проводов диаметром 1,5 мм. и состоит из 4 витков (из рассчёта 3 вольта на 1 виток)

После намотки методом прозвонки разделил на две обмотки, каждая из которых состоит из 4 проводов.

Далее всё было хорошенько обмотано той-же лакотканью и намотана вторичная силовая обмотка, она намотана виток к витку в 8 проводов диаметром 0,65 мм. и состоит из 15 витков (на 45 Вольт) (с запасом в 2 витка для лучшей стабилизации при частично разряженном аккумуляторе и падении напряжения питания до 9…9,5 Вольт.
И поверх всех силовых обмоток намотана обмотка питания всей схемы ШИМ и драйверов ключей.
Намотана она в два провода диаметром 0,55 мм. и состоит из 8 витков. Далее прозвонкой определяем конец и начало и соединяем по схеме.
Собственно с трансформатором завершено. Обматываем его хорошенько лакотканью! Получилось СУПЕР!

Далее изготовление платы!

Я изготовлял лазерно-утюжным способом! Берем обратную сторону от самоклеющейся декоративной плёнки (мелованная бумага, чаще всего попадается с надписью «333») и клеим её обратной стороной на плотную бумагу для принтера.

Далее с помощью программы SPRINT LAYOUT печатаем лазерным принтером на получившемся листе. Фольгированный стеклотекстолит сначала следует зачистить мелкой шкуркой (800) и обезжирить ацетоном. Прикладываем ровно наш получившийся рисунок и хорошенько разглаживаем утюгом.
После остывания не на долго помещаем нашу продукцию в воду (чтобы отмочилась бумага, около 1 минуты).

Потом аккуратно, начиная с уголка, отлепляем от текстолита бумагу, платку осматриваем, если есть «косяки», то подправляем (дорисовываем лаком НЦ из шприца), после чего помещаем, а раствор хлорного железа. После того, как платка протравилась, промываем её водой (лучше в мыльном растворе), кладем сушить, далее ацетоном и тряпочкой смываем оставшуюся краску, после чего советую немного зачистить шкуркой!


Получилось в принципе неплохо!

Далее процедура сверления, лужения и набивания детальками. Получилось вот так:

Убедившись, что собранная схема нормально работает можем приступать к впаиванию трансформатора. Получилось вот так:

Немного о дросселях.
Дроссель L1 намотан в 3 провода диаметром 1,5 мм. на жёлтом кольце от компьютерного БП (Компенсационный дроссель) и содержит 15 витков.
Дроссели L2, L3, L4, L5 намотаны на кольцах М3000НМ-1 (К12×6х5) проводом диаметром 1,2 мм., каждый содержит по 20 витков.

Думаю, что моя статейка кому-то понадобиться! По крайней мере это первая моя статья и я старался…!

Чертеж ПП:
▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌻 Купон до 1000₽ для новичка на Aliexpress

Никогда не затаривался у китайцев? Пришло время начать!
Камрад, регистрируйся на Али по нашей ссылке. Ты получишь скидочный купон на первый заказ. Не тяни, условия акции меняются.

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Куплено и опробовано читателями или в лаборатории редакции.

 

Автомобильный преобразователь на TL494 для усилителя НЧ

Приветствую, автомобилисты-самоделкины!

Послушать музыку громко — удовольствие, а уж послушать громко в машине — вдвойне удовольствие (но только если это не мешает безопасности дорожного движения и другим автомобилистам!). Штатная бортовая сеть автомобиля имеет напряжение около 12-14В, этого достаточно для подключения скромных по мощности усилителей, но слишком мало для мощных. Кроме того, для их подключения часто требуется двухполярное напряжение, например, популярные TDA7293, TDA7294 требуют двухполярного 25-30В, то есть относительно земли одно плечо питания в плюс, и одно в минус, общий размах 50-60В. Для того, чтобы питать такие микросхемы от бортовой сети автомобиля нужны специальные преобразователи, которые из 12В могут сделать требующиеся двухполярные 25-30В. Одна из таких схем представлена ниже. Хочу обратить внимание, что она является полностью универсальной, может быть пересчитана на другие напряжения и использоваться не только для питания усилителей. Так как мощные усилители не только питаются довольно высоким напряжением, но и потребляют от источника приличный ток, поэтому преобразователь должен выдавать мощность как минимум 100Вт. Этого с запасом достаточно для питания одного канала усилителя на TDA7294.



Её основа — крайне распространённый ШИМ-контроллер TL494, найти его можно во многих компьютерных блоках питания и других импульсных источниках. Схема имеет вход под 12В, куда будет подавать напряжение, и выход, который имеет землю (GND) и два плеча. Необходимо учитывать, что из-за работы генератора и системы зажигания бортовая сеть автомобиля полна помех и пульсаций, а потому на входе схемы нужно предусмотреть дроссель, сглаживающий пульсации. На схеме цепочка С5, L1, С6 образуют CLC-фильтр, который эффективно подавляет такие пульсации, поэтому не стоит экономить на ёмкостях С5, С6, минимальное значение 2200 мкФ каждого, напряжение 16 вольт, подойдут и на 25В с запасом. Колечко L1 можно взять из того же компьютерного блока питания, а можно самостоятельно намотать 10-15 витков провода диаметром 0,85 мм на жёлтом ферритовом колечке.

Также во входной цепи обязательно должен стоять предохранитель, ведь автомобильный аккумулятор в случае короткого замыкания может выдавать огромные токи, которые в считанные минуты расплавят провода. На схеме он обозначен как F1, оптимально взять на 15А. Принцип работы заключается в следующем — на вход поступает постоянное напряжение, TL494 формирует ШИМ-сигнал, который буквально «нарезает» входное постоянное напряжение, делая из него импульсы (с помощью мощных полевых транзисторов VT3, VT4). Затем эти высокочастотные импульсы поступают на трансформатор Tr1, его нам ещё предстоит намотать, это самая ответственная часть схемы. От правильного выбора количества витков, диаметра провода и марки феррита будет зависеть напряжение на выходе и максимальная мощность, но об этом позже. Напряжение на вторичной обмотке больше по амплитуде, чем подаваемое на первичную, но оно всё ещё представляет собой высокочастотные импульсы. Для того, чтобы его выпрямить, служат диоды VD3-VD6. Так как они выпрямляют высокочастотное напряжение, а не привычные 50 герц, как в розетке, то сюда подойдут далеко не всякие диоды. Нужны мощные импульсные диоды, в идеальном случае рассчитанные на ток в 10 ампер, например, хорошо подойдут отечественные Шоттки КД213, с натяжкой FR607, идеальным вариантом будут сдвоенные сборки STPS20h200CT, они почти не греются при работе даже с мощной нагрузкой.


Самые сложный этап сборки преобразователя — намотка самодельного импульсного трансформатора на ферритовом кольце. К счастью, для расчёта таких трансформаторов созданы специальные программы, например, Lite-CalcIT, скачать её можно бесплатно в интернете. Ниже представлен скриншот программы с выбранными параметрами для нашего случая.

Программа может исходя из частоты (её нужно взять 50-70 кГц), используемой марки феррита, его размеров, а также входного напряжения рассчитать количество витков в первичной и вторичной обмотках, и максимальную мощность, которую будет развивать преобразователь. Обратите внимание, что при задании входного напряжения программа просит три значения (мин., номинальное, макс.), в случае с использованием преобразователя в автомобильной бортовой сети, номинальным будет являться напряжение 13-14В. Очень важно точно задать это значение, ведь от напряжение на входе будет также зависеть и напряжение на выходе. После того, как программа рассчитает все необходимые параметры, можно приступать к изготовлению самого трансформатора. Он будет намотан на ферритовом кольце размерами 40мм-25мм-11мм, марка феррита 2000МН. Если посмотреть на схему, то можно увидеть, что и первичная, и вторичная обмотки содержат отвод от середины, то есть состоят из двух половинок. Эти половинки должны быть одинаковыми, поэтому важно соблюсти в точности описанную ниже технологию изготовления трансформатора.

Сперва изолируем ферритовый сердечник, для этого можно использовать и обычную изоленту, отрезая небольшие куски и продевая их через центр кольца.

После этого можно приступать к намотке первичной обмотки трансформатора. Если марка вашего феррита отличается не сильно, скорее всего программа выдаст близкое количество витков, 5 или 6. Автор наматывает 5 витков, при этом нужно учитывать, что 5 витков — это только половина первичной обмотки, вторая половина должна содержать такие же 5 витков (обозначение 5+5 в программе). Берём медный провод, диаметр которого рассчитала программа (либо можно просто взять 0,85 мм, как самый оптимальный по гибкости), и начинаем равномерно наматывать его на колечко. Намотали один раз, и затем намотали ещё 5 раз, виток к витку. Получилась обмотка в 5 витков жилой из 5-ти проводов, это половина первичной обмотки. Мотать всегда необходимо строго в одну сторону, и первичную, и вторичную обмотку.

Теперь наматываем ещё 5 витков в 5 жил, оголяя и скручивая выводы первой и второй части первичной обмотки отдельно. Так, чтобы в итоге получилось 4 отвода, каждый в 5 жил. Важно наматывать аккуратно, виток к витку, равномерно распределяя витки по всему кольцу.



Доводим первичную обмотку до ума, аккуратно укладываем выводы на одну сторону, зачищаем, залуживаем, укладываем в термоусадку. После этого изолируем сами витки на кольце, в дальнейшем сверху будет наматывать вторичную обмотку.



Вторичная обмотка мотается полностью аналогичным образом, но она уже содержит две части, каждая по 16 витков (либо другое значение, в зависимости от расчётов программы в вашем конкретном случае), мотать нужно уже не в 5 жил, как в первичной, а всего в 2, что упрощает задачу. Вторичная обмотка также будет содержать четыре отвода, каждый из которых в две жилы.


На фото выше вид готового импульсного трансформатора, если всё делать качественно, он будет таким же красивым. Всего у него 8 отводов, по 4 с каждой обмотки. При намотке нужно запоминать, где начало, а где концы обмотки — потому что при установке трансформатора на плату нужно соединить начало одной части первичной (во вторичной тоже, аналогично), с концов другой. Очень важно не перепутать и не подключить начало с началом, а конец с концом. Получившийся трансформатор имеет не маленькие габариты, но на плате под него предусмотрено место.


Сам преобразователь собирается на печатной плате, файл которой прилагается к статье. Сборка самая стандартная — переносим рисунок, травим, сверлим, залуживаем. Следует пролудить силовые дорожки тщательно. После сборки в последнюю очередь на плату устанавливается сделанный ранее трансформатор.

Когда плата собрана, флюс смыт, подаём питание и замеряем напряжение на выходе в обоих плечах. Если всё верно, оно будет соответствовать рассчитанному. При необходимости можно подстроить частоту работы преобразователя с помощью элементов C4, R3, это может понадобится в том случае, если преобразователь греется на холостом ходу, либо не отдаёт в нагрузку всей заявленной мощности. Данная схема не имеет защиты от КЗ по выходу, поэтому нужно быть аккуратным при её использовании. Удачной сборки!


plata.rar [29.4 Kb] (скачиваний: 180)
Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНОГО САБВУФЕРА

Двухканальный ШИМ контроллер IR2153 обладает высокой точностью работы, благодаря чему, стал широко применяться в импульсных блоках питания и преобразователях напряжения. Сегодня будет рассмотрен вариант импульсного преобразователя для автомобильного сабвуфера, на основе микросхем ТДА7293/94. Такой преобразователь предназначен для питания указанной микросхемы от бортовой сети автомобиля 12 вольт. С питанием +/-28…+/-30 вольт данная микросхема способна развивать номинальную мощность 80 ватт, максимальная мощность составляет 100 ватт, а пиковая доходит до 110-120 ватт. В архиве рисунки печатных плат, а ниже сама схема преобразователя.

Схема, плата и трансформатор

Преобразователь достаточно мощный и может питать сразу две микросхемы. Мускулами преобразователя являются полевые транзисторы серии IRFZ44, в плече использовано по 2 транзистора. Трансформатор от компьютерного блока питания. Сначала с него надо снять все заводские обмотки, затем мотаем новую — первичная состоит из 10 витков, имеет отвод от середины.

Сначала на каркасе мотают пробные 5 витков, для того, чтобы примерно узнать, сколько провода уйдет на намотку. Затем пробный провод снимают и получаем примерную длину провода намотки. Отрезаем 10 жил того же провода, провод 0,6-0,8 мм. Отрезки должны иметь идентичную длину. Из отрезков отделяем 5 жил и ими мотаем первую обмотку, точнее одну половину первичной обмотки. Состоит обмотка из 5 витков, мотают вверх по длине каркаса. Затем поверх мотают вторую половину обмотки, которая полностью идентична первой половине.

После мотают вторичную обмотку — 26 витков с отводом от середины, мотают по половинкам, точно так, как мотали первичную. Обмотка мотается 2-я жилами провода 0,7 мм. Выходная мощность преобразователя порядка 200-250 ватт, чего достаточно для очень мощного автомобильного сабвуфера. На выходе можно использовать любые импульсные диоды на 10 Ампер. Дроссель по питанию намотан на кольце от компьютерного БП (желтое кольцо из порошкового железа). Содержит дроссель 7 витков, намотана двумя жилами провода 1 мм. Остальные дроссели (после трансформатора) тоже намотаны на идентичных кольцах (можно также использовать ферритовые кольца и стержни, намоточные данные сохраняются), число витков 7, провод 2 жилы 0,7 мм.

Конечно в рамках небольшой статьи всех тонкостей не рассказать — поэтому заходите на форум по сабвуферам и спрашивайте что непонятно там.

Originally posted 2018-12-09 18:50:59. Republished by Blog Post Promoter

Мощный преобразователь напряжения для автомобильного усилителя. CAVR.ru

Рассказать в:

Преобразователь напряжения (ПН) является неотъемлемой частью мощного автомобильного усилителя. 
Схем в интернете очень много. Встречаются преобразователи не стабилизированные и со стабилизацией выходного напряжения. Здесь речь пойдёт про ПНы со стабилизацией. 
Основа схемы- ставшая уже «народной» микросхема TL494. Если вникнуть в работу самой TL494, то не составит особого труда понять и принцип самого ПНа (любого, собранного на этой МС). 
Поэтому не лишне почитать: 

Общее описание TL494 
Специально созданные для построение ИВП, микросхемы TL494 обеспечивают разработчику расширенные возможности при конструировании схем управления ИВП. Приборы TL494 включают в себя усилитель ошибки, встроенный регулируемый генератор, компаратор регулировки мертвого времени, триггер управления, прецизионный ИОН на 5В и схему управления выходным каскадом. Усилитель ошибки выдает синфазное напряжение в диапазоне от -0,3+(Vcc-2) В. Компаратор регулировки мертвого времени имеет постоянное смещение, которое ограничивает минимальную длительность мертвого времени величиной порядка 5%. 
Допускается синхронизация вcтроенного генератора, при помощи подключения вывода R к выходу опорного напряжения и подачи входного пилообразного напряжения на вывод С, что используется при синхронной работе нескольких схем ИВП. 
Независимые выходные формирователи на транзисторах обеспечивают возможность работы выходного каскада по схеме с общим эмиттером либо по схеме эмиттерного повторителя. Выходной каскад микросхем TL494 работает в однотактном или двухтактном режиме с возможностью выбора режима с помощью специального входа. Встроенная схема контролирует каждый выход и запрещает выдачу сдвоенного импульса в двухтактном режиме.  
Приборы, имеющие суффикс L, гарантируют нормальную работу в диапазоне температур 
—5+85С, с суффиксом С гарантируют нормальную работу в диапазоне температур 0+70С. 

Функциональное описание: 
Микросхема TL494 представляет из себя ШИМ-контролер импульсного источника питания, работающий на фиксированной частоте, и включает в себя все необходимые для этого блоки. Встроенный генератор пилообразного напряжения требует для установке частоты только двух внешних компонентов R и С. 
Частота генератора определяется по формуле: 
F=1/(RC), где R- резистор на выв. 6 МС; С- конденсатор на выв. 5 МС. 
Модуляция ширины выходных импульсов достигается сравнением положительного пилообразного напряжения, получаемого на конденсаторе С, с двумя управляющими сигналами (см временную диаграмму). Логический элементы ИЛИ-НЕ возбуждает выходные транзисторы Q1 и Q2 только тогда, когда линия тактирования встроенного триггера находится в НИЗКОМ логическом состоянии. Это происходит только в течение того времени, когда амплитуда пилообразного напряжения выше амплитуды управляющих сигналов. Следовательно повышение амплитуды управляющих сигналов вызывает соответствующее линейное уменьшение ширины выходных импульсов. Под управляющими сигналами понимаются напряжения производимые схемой регулировки мёртвого времени (вывод 4), усилители ошибки (выводы 1, 2, 15, 16) и цепью обратной связи (вывод 3). 
Вход компаратора регулировки мертвого времени имеет смещение 120мВ, что ограничивает минимальное мертвое время на выходе первыми 4% длительности цикла пилообразно напряжения. Врезультате максимальная длительность рабочего цикла составляет 96% в том случае, если вывод 13 заземлен, и 48% в том случае, если на вывод 13 подано опорное напряжение. 
Увеличить длительность мертвого времени на выходе, можно подавая на вход регулировки мертвого времени (вывод 4) постоянное напряжение в диапазоне 0..3,3В. ШИМ-компаратор регулирует ширину выходных импульсов от максимального значения, определяемого входом регулировки мертвого времени, до нуля, когда напряжение обратной связи изменяется от 0,5 до 3,5В. Оба усилителя ошибки имеют входной диапазон синфазного сигнала от -0,3 до (Vcc-2,0)В и могут использоваться для считывания значений напряжения или тока с выхода источника питания. Выходы усилителей ошибки имеют активный ВЫСОКИЙ уровень напряжения и обьеденины функцией ИЛИ не неинвертирующем входе ШИМ-компаратора. В такой конфигурации усилитель, требующий минимального времени для включения выхода, является доминирующим в петле управления. Во время разряда конденсатора С на выходе компаратора регулировки мертвого времени генерируется положительный импульс, который тактирует триггер и блокирует выходные транзисторы Q1 и Q2. Если на вход выбора режима работы подается опорное напряжение (вывод 13), триггер непосредственно управляет двумя выходными транзисторами в противофазе (двухтактный режим), а выходная частота равна половине частоты генератора. Выходной формирователь может также работать в однотактном режиме, когда оба транзистора открываются и закрываются одновременно, и когда требуется максимальный рабочий цикл не превышающий 50%. Это желательно, когда трансформатор имеет звенящую обмотку с ограничительным диодом, используемым для подавления переходных процессов. Если в однотактном режиме требуются большие токи, выходные транзисторы могут работать параллельно. Для этого требуется замкнуть на землю вход выбора режима работы ОТС, что блокирует выходной сигнал от триггера. Выходная частота в этом случае будет равна частоте генератора. 
Не много заострим внимание на стабилизацию ПНа: 
Транзисторный оптрон U1 обеспечивает гальваническую развязку в цепи отрицательной обратной связи по напряжению. Он относится к цепи стабилизации выходного напряжения. Так- же за стабилизацию отвечают стабилизаторы параллельного типа DD1 и DD2 (TL431 или наш аналог КР142ЕН19А). 
Падение напряжения на резисторе R4 приблизительно равно 2,5 вольт. Сопротивление этого резистора рассчитывают, задавшись током через резистивный делитель R3R4. Сопротивление резистора R3 вычисляют по формуле: R3=(Uвых-2,5)/I» где Uвых- выходное напряжение ПНа; I»- ток через резистивный делитель R3R4.  
Нагрузкой DD2 являются параллельно соединённые балластный резистор R5 и излучающий диод (выв. 1,2 оптрона U1) с токоограничивающим резистором R6. Балластный резистор создаёт минимальную нагрузку, необходимую для нормального функционирования микросхемы. 
Важно. Нужно учитывать то, что рабочее напряжение TL431 не должно превышать 36 вольт (см. даташит на TL431). Если планируется изготавливать ПН с Uвых.>35 вольт, то схему стабилизации нужно будет не много изменить с соответствующим подбором некоторых деталей, о чём будет сказано ниже. 
Микросхема DD1 стабилизирует напряжение 8 вольт для питания делителя, состоящего из фототранзисторного оптрона U1.1 и резистора R7. Напряжение от средней точки делителя поступает на неинвертирующий вход первого усилителя сигнала ошибки ШИ- контроллера TL494. 
Так- же от резистора R7 зависит выходное напряжение ПНа- чем меньше сопротивление, тем меньше выходное напряжение. 
Налаживание. 
Если монтаж выполнен без ошибок и использованы исправные детали, то налаживание сводится к установке восьми вольт на выводе 3 DD1 и требуемого выходного напряжения.  
1. Прежде всего нужно выставить 8 вольт на выводе 3 DD1 с помощью подбора резистора R1. 
2. Установить 35 вольт на выходе ПНа. Это делается резистором R3. Но как я писал выше, на выходное напряжение так- же влияет номинал резистора R7. 
Для тех, кому не достаточно подробно описаны этапы настройки, читайте далее. 
Вместо оптрона U1 впаяйте обычный светодиод (анодом к выводу 1, катодом — к выводу 
2). В разрыв цепи R6 — вывод 1 оптрона включите миллиамперметр на 15+30 мА (это может быть любой тестер). В разрыв резистора R3 поставить переменный резистор на 2,2 кОм. К выходу +35 вольт Пна подключите в соответствующей полярности источник питания с выходным напряжением +35 вольт, при этом нагрузку можно не подключать. Резистор R6 предварительно подбирают так, чтобы при минимальном номинале добавочного переменного резистора (сопротивление =0) контролируемый ток не превышал 10+ 12 мА. Если ток существенно выше (при этом светодиод может выйти из строя, но он всё же дешевле оптрона) и подбором добавочного переменного резистора не регулируется, заменяют микросхему DD2.  
Затем вместо светодиода установите оптрон и снова проверьте возможность регулирования входного тока. Если ток отсутствует — замените оптрон. 
Транзисторы КТ639 и КТ961 можно заменить на BD139/140 и им подобны, согласно проводимость. 
IRFZ44N можно заменить на IRF3205, при такой замене будет достаточно одной пары, при использовании 2ух пар, мощность ПНа можно увеличить до 600-800Вт, но в таком случае необходимо и желательно устанавливать дополнительный трансформатор.По этой схеме был изготовлен ПН, который размещён на одной плате с 2-х канальным усилителем «ВП». Фото 1.Если требуется ПН с выходным напряжением больше, чем +-35 вольт, то узел стабилизации нужно будет изменить, как на рисунке 2Приведу ещё одну схему (рисунок 3), в которой узел управления выполнен на транзисторах (без реле). 
Так же привожу схему (рисунок 4), которая проще первой, но имеет замечательные параметры.По этой схеме был собран ПН. Фото 2, 3. На одной плате 2 ПНа.


Раздел: [Преобразователи напряжения (инверторы)]
Сохрани статью в:
Оставь свой комментарий или вопрос:

Tech Talk: Выбор правильного преобразователя линейного вывода (LOC) для вашей установки

Машины не такие простые, как раньше… Нет, это не новая концепция, но мы часто забываем, что это правда. Многие новые автомобили оснащены причудливыми информационно-развлекательными системами, которые из соображений эстетики или даже для функциональности электронной системы автомобиля просто невозможно удалить без особого труда. Вдобавок ко всему, эти заводские аудиосистемы обычно поставляются со сложными опциями усилителя, цифровыми аудиоканалами, обработкой сигналов и множеством других функций, которые могут затруднить интеграцию.Часто, даже со всеми этими препятствиями при установке, подходящим устройством для выполнения работы является просто версия классического преобразователя линейного вывода, или сокращенно LOC. LOC, иногда называемые Hi / Lo, преобразуют сигнал уровня динамика между радио или заводским усилителем и динамиками в низкоуровневый сигнал RCA, который может понять ваш новый усилитель. Но, учитывая все имеющиеся на рынке LOC и все с различными функциями, как узнать, какой тип LOC подходит для вашей установки? Вот несколько основных вопросов и ответов, которые помогут вам определить ваши потребности в LOC и приведут вас к правильному обновлению звука.

Вам нужно только базовое?
LOC — это оригинальные интеграционные элементы в автомобильной аудиосистеме. Самые простые из них — это пассивные устройства. Это немного больше, чем делитель напряжения, состоящий из минимальных частей. Эти устройства существуют с тех пор, как вторичный рынок автомобильной аудиосистемы стал жизнеспособным рынком. Они работают во многих базовых автомобилях, но у них нет набора функций, и они обычно не рассчитаны на большую потребляемую мощность. Есть хороший шанс, что если заводская система в вашем автомобиле не имеет штатного сабвуфера и не имеет заводского сабвуфера, базовый LOC вполне подойдет, если вы просто добавляете что-то вроде сабвуфера на вторичном рынке.

Нужен ли вам сигнал включения 12 вольт?
Более продвинутые версии LOC включают модели, которые могут обнаруживать входной сигнал и создавать удаленный выход для включения вторичного усилителя или другого устройства. Для этого LOC должен быть подключен к источнику 12 В + и заземлению для подачи тока, необходимого для питания схемы включения и создания надежного дистанционного сигнала. Некоторым автомобилям, таким как Chevy после 2000 года, может потребоваться питание Hi / Lo, поскольку у многих из них нет вспомогательной цепи за радио.

Вам нужны выходы большой мощности?
Сегодняшние высокотехнологичные Hi / Lo, такие как DD Audio SC4 и SC6, имеют линейные драйверы, которые могут увеличивать напряжение сигнала после его снижения для подачи сигнала, достаточного для питания нескольких усилителей, или для устранения шума на пути прохождения сигнала.

Требуется ли совместимость с обнаружением нагрузки OEM?
Некоторые усилители, установленные на заводе-изготовителе, имеют встроенную функцию защиты, которая отключает звук стерео, если он не обнаруживает заводские динамики, подключенные к нему.В этих случаях ваши LOC должны иметь встроенные нагрузочные резисторы, чтобы заставить заводские усилители думать, что OEM-динамики все еще установлены. И SC4, и SC6 имеют входы 180 Ом, которые будут совместимы с большинством OEM-систем обнаружения нагрузки.

Вам нужны суммирующие входы?
Некоторые новые автомобили 2010+ во многих случаях требуют более тщательного анализа. Заводские аудиопакеты с усилителем распространены в последних моделях автомобилей, и довольно многие из них имеют активные кроссоверы, которые требуют суммирования нескольких сигналов вместе для создания полнодиапазонного сигнала, поступающего на ваш вторичный усилитель.Это приложение, в котором в игру вступит устройство со встроенными функциями суммирования, такое как SC4 или SC6.

Есть ли в вашей заводской системе выходы высокого напряжения?
Наконец, всегда учитывайте мощность, обеспечиваемую заводской системой. Некоторые заводские усилители теперь могут подавать сигнал переменного тока напряжением более 30 В на свои подканалы. Такое высокое напряжение может вызвать серьезные проблемы с нагревом, которые могут привести к выходу из строя LOC или, что еще хуже, к расплавлению. Большинство LOC предоставят вам приемлемый диапазон входного напряжения, который может принять устройство. В случае SC4 и SC6 они будут обрабатывать до 18 вольт переменного тока, что будет достаточно для большинства установок.

Итак, в следующий раз, когда вы будете выбирать LOC для своей установки, обязательно правильно оцените свою заводскую систему и убедитесь, что выбранное вами устройство соответствует критериям!

Как подключить и включить автомобильный усилитель в вашем доме + схемы

Поначалу это может показаться загадкой, но на самом деле не так уж и сложно подключить и включить автомобильный усилитель в вашем доме.

В этом подробном руководстве я покажу вам, как вместе с подробными диаграммами может понять каждый.

Вот что вы узнаете:

  • Источники питания для автомобильных усилителей: какие номиналы напряжения и тока вам нужны
  • Как подключить компьютерный блок питания к усилителю
  • Как подключить автомобильный усилитель к домашней стереосистеме, смартфону или планшету или Bluetooth
  • Дополнительные советы по упрощению работы и расширению возможностей

Первые факты: Могу ли я использовать в доме автомобильный усилитель?

Да, можно использовать в вашем доме автомобильный усилитель. Вы также можете подключить автомобильный усилитель к любой домашней стереосистеме, смартфону и многому другому в качестве источника звука.

А вот — это улов. Поскольку автомобильные усилители используют другой источник питания, чем домашние стереосистемы, самая большая проблема заключается в том, чтобы получить им необходимую мощность. Более того, они используют провод дистанционного включения, чтобы включать и выключать усилитель, чтобы избежать разряда автомобильного аккумулятора, а это означает, что с этим тоже нужно иметь дело.

Вот список того, что нам нужно охватить:

  • Сигнальные входы: Не все домашние стереосистемы имеют линейные разъемы RCA, поэтому, если вы хотите подключить усилитель к домашней стереосистеме, может потребоваться обходной путь, который я вам покажу.Вы также можете подключить автомобильный усилитель практически к любому смартфону или внешнему Bluetooth-приемнику.
  • Источник питания: В отличие от домашних стереосистем, питаемых от электрической розетки переменного тока, автомобильные усилители работают от источника постоянного тока +12 В (DC). Вам понадобится источник питания +12 В постоянного и переменного тока с достаточным током для работы усилителя. Подойдет не любой адаптер переменного / постоянного тока 12 В — я расскажу об этом ниже.
  • Включение / выключение усилителя (дистанционный провод): Домашние стереосистемы или другие аудиоустройства не имеют удаленного проводного выхода для включения и выключения усилителя.Однако есть несколько простых способов справиться с этим.

Также необходимо знать, что:

  • Если у вас уже нет всех деталей, вам, возможно, придется потратить немного денег, чтобы получить то, что вам нужно, и заставить его работать. Хорошая новость заключается в том, что большая часть из них доступна по цене, и вы даже можете использовать некоторые блоки питания, такие как компьютерный блок питания постоянного тока, которые вы можете оставить.
  • Розничные магазины
  • очень плохо относятся к тому, что у вас нет деталей, которые могут вам понадобиться, поэтому вы можете планировать заранее и заказывать запчасти через Интернет. Вы можете найти множество запчастей по доступной цене на Amazon, eBay и у поставщиков электронных компонентов.

Выбор блока питания для автомобильного усилителя

Вы можете оценить, какой электрический ток (сила тока, «амперы») потребляет ваш усилитель, исходя из его максимальной мощности, выраженной в ваттах (среднеквадратичное значение). Однако правда в том, что это только в том случае, если вам нужно много энергии. Для случайного прослушивания вы можете обойтись гораздо меньшим.

В принципе, есть 2 способа выбрать блок питания для автомобильного усилителя:

  1. Получение «достаточно хорошего» блока питания, если вы не слишком сильно используете усилитель (подходит для случайного прослушивания)
  2. Оценка потребляемого усилителем тока на основе его номинальной мощности (полезно, когда вам нужна серьезная мощность усилителя)

Из них №1 значительно упрощает работу.Возможно, вы сможете использовать блок питания постоянного тока, который у вас уже есть, или оставшийся блок питания компьютера (иногда называемый блоком питания ATX).

Какое напряжение нужно автомобильному усилителю?

Автомобильные усилители

обычно работают в диапазоне напряжений, а не только 12 вольт, хотя это используется в качестве общего ориентира. Фактически, когда двигатель автомобиля работает, генератор заряжает аккумулятор, и напряжение может варьироваться от 12 В до 14,4 В.

Для домашнего использования выберите блок питания с выходом постоянного тока от 12 В до 13.8 В, с 12 В, что идеально подходит для использования. При покупке большинства более сильноточных источников питания вы все равно увидите 12 В.

При напряжении около 11 В или около того автомобильные усилители и другое автомобильное стереооборудование могут отключиться, поэтому важно иметь достаточное напряжение.

Блок питания какого размера мне нужен?

Для питания автомобильного усилителя в вашем доме требуется блок питания с приличной мощностью. Стандартные настенные адаптеры не подойдут, так как они очень слабые (обычно от 0,5 до 1 А). Вы можете найти блоки питания большего размера, такие как модель на 5 ампер, менее чем за 15 долларов, если будете делать покупки с умом. Блоки питания ATX для настольных компьютеров дешевы, их легко найти, а их номинальная мощность может достигать 500 Вт или даже больше.

Подсказка: Компьютерные блоки питания могут обеспечивать выходной ток 15 А или даже более, что делает их отличным решением. Они доступны в различных номинальных мощностях, от 150 до 500 Вт и более. Хороший блок питания ATX будет иметь выходную мощность, достаточную для обычного человека.

Вариант №1: Получение «достаточно хорошего» блока питания для повседневного прослушивания

Если вы не используете усилитель и динамики, я рекомендую источник питания не менее 2,5 А для небольших усилителей (менее 50 Вт на канал). Для 4 каналов я бы взял 5А или больше. Если вам нужно больше мощности, подумайте о 15А или выше.

Вы можете найти блок питания 5A менее чем за 15–20 долларов, если присмотритесь к нему. Расходные материалы 10A и 15A довольно популярны, поэтому они обычно стоят менее 30-35 долларов или около того. Когда дело доходит до гораздо более крупных расходных материалов, которые позволят вам управлять сабвуфером с тяжелыми басами, вещи, как правило, становятся дорогими.Источники питания с очень высоким током стоят около 100 долларов и выше за 30 ампер или больше.

Однако одним из лучших вариантов является использование блока питания настольного компьютера (блок питания «ATX»), поскольку его легко найти и у него довольно хорошая выходная мощность.

Вариант № 2: Оценка силы тока, необходимого для использования более высокой мощности

Если вы планируете использовать автомобильный усилитель для жесткого привода динамиков, вам потребуется большая сила тока, которую вы можете довольно точно оценить. Нам также необходимо принять во внимание потерянную мощность, чтобы получить окончательное число.(Все усилители расходуют часть энергии на тепло и по этой причине потребляют дополнительный ток)

  • Автомобильные усилители класса D более эффективны и поэтому потребляют меньше энергии (и потребляют меньше тока), чем стандартные усилители класса A / B.
  • Если вы не уверены, к какому классу относится ваш усилитель, вероятно, это класс A / B. Усилители класса D обычно говорят об этом на самом усилителе, на коробке или в информации о продажах. Типы классов A / B были настолько популярны в течение многих лет, что это довольно безопасное предположение.

Вы можете оценить ток усилителя на основе максимальной среднеквадратичной мощности усилителя. Не используйте «пиковую» или «максимальную» мощность, поскольку они вводят в заблуждение. Нам нужно использовать постоянную мощность (RMS), которую действительно обеспечивает усилитель.

Поскольку автомобильные усилители класса D имеют КПД около 85%, а усилители A / B — около 65% или около того, мы можем использовать это для оценки общего тока, который потребуется усилителю.

Пример усилителя класса D:

Расчетный усилитель, используемый усилителем мощностью 50 Вт RMS x 4:

  1. 4 x 50 Вт = всего 200 Вт. (200 Вт / 12 В) = 16,7 А.
  2. С учетом потерь электроэнергии: 16.7A / .85 = 19.6A

Пример усилителя класса A / B:

Расчетный ток, используемый среднеквадратичным значением 150 Вт x 2 А:

  1. 2 x 150 Вт = всего 300 Вт. (300Вт / 12В) = 25А.
  2. С учетом потерь энергии: 25A / 0,65 = 38,4A

Как видите, чтобы запустить автомобильный усилитель на полную мощность, вам понадобится довольно мощный блок питания! Однако большинство людей не делают этого, поэтому обычно гораздо меньше хлопот (и меньше денег) использовать один из других расходных материалов, которые я показал примеры.

Как подключить компьютерный блок питания к автомобильному усилителю

Использовать блок питания ATX (настольный компьютер) для автомобильного усилителя обычно несложно. Это вопрос нескольких шагов:

  • Разъемы питания: Отрежьте несколько проводов заземления (черный) и + 12 В (желтый) и снимите с них оголенный провод от 3/8 ″ до 1/2 ″. Плотно скрутите их или используйте обжимной соединитель (кольцевой зажим, плоский зажим и т. Д.) И подключите его к клеммам питания и заземления усилителя.
  • Питание включено: Расходные материалы для ПК не включаются автоматически, даже если боковой переключатель включен. Обычно материнская плата использует управляющий сигнал на выводе провода «питание включено». Как показано на схеме выше, вам нужно перемыть провод, разрезав его, зачистив и либо подключив к заземляющему проводу на постоянной основе, либо вы можете использовать тумблер.
  • Пульт дистанционного управления усилителем на проводе: Поскольку для этого есть несколько хороших вариантов, я расскажу об этом более подробно ниже.

После того, как вы подключили провод питания к проводу заземления, источник питания должен включиться, а автомобильный усилитель заработает.Обратите внимание, что в некоторых случаях проблема .

Огромные мощные автомобильные усилители иногда могут иметь короткие всплески тока, которые они потребляют при первом подключении к источнику питания. В некоторых случаях это может привести к срабатыванию режима самозащиты в источниках питания. Если это произойдет, вы можете попробовать сначала включить источник питания, а затем , а затем через некоторое время подаст питание на удаленный провод.

Возможно, вам понадобится более надежный блок питания, если это произойдет. Однако в большинстве случаев это не должно быть проблемой.

Варианты выносных проводов для включения автомобильного усилителя

Вход дистанционного включения автомобильного усилителя использует слаботочный сигнал +12 В, который запускает внутреннюю цепь питания. Для этого есть несколько хороших способов:

  1. Перемычка клеммы дистанционного включения: При подключении проводов питания и заземления на 12 В вы можете использовать небольшую перемычку между клеммой + 12 В и удаленной клеммой, чтобы она была включена в любое время, когда на усилитель подается питание. Провод 18AWG или меньше подойдет.
  2. Перемычка + переключатель: В основном то же самое, но вы также можете использовать простой встроенный переключатель на удаленном проводе, чтобы включить / выключить его самостоятельно.
  3. Использование домашней стереосистемы — преобразователь RCA с дистанционным выводом: Если вы подключаете усилитель к выходам динамиков, вы можете использовать преобразователь линейного уровня со встроенным удаленным проводным выходом. Они автоматически включают или выключают усилитель при наличии входного сигнала.

Если вы используете тумблер на проводе дистанционного управления, вы можете оставить источник питания переменного / постоянного тока включенным. Когда провод дистанционного управления усилителя отключен (отсоединен), усилитель выключится и не потребляет энергию.

Переходники RCA с выносным проводным выходом

Пример линейного преобразователя с функцией удаленного вывода по проводам. Когда на входах уровня громкоговорителей есть сигнал, создается сигнал дистанционного включения +12 В. Когда сигнал не обнаружен, удаленный провод перейдет на нулевое напряжение и выключит усилитель. В отличие от обычного преобразователя, им для работы необходимы +12 В и заземление.

Как подключить домашнюю стереосистему, смартфон или другие аудиоисточники к усилителю

Что замечательно, так это то, что у вас есть много вариантов для подачи аудиосигнала на входы вашего усилителя. Фактически, практически любой аналоговый (нецифровой) разъем можно использовать практически с любого устройства.Я расскажу о некоторых из основных здесь:

  • Смартфоны, планшеты и ноутбуки можно использовать как через разъем для наушников, так и через Bluetooth (см. Ниже)
  • Можно использовать любой домашний стереоресивер или усилитель, даже винтажный!

Как подключить смартфон или другое устройство к автомобильному усилителю (схема и варианты)

Имейте в виду, что разъемы для наушников могут быть хорошим или плохим источником звука в зависимости от вашего конкретного устройства. Несмотря на то, что они обычно не так хороши, как выходы RCA / выходные разъемы AUX, у меня был довольно хороший опыт использования этого с фирменными смартфонами или планшетами.

На самом деле Я использую этот метод для тестирования автомобильного усилителя дома.

Вы также можете использовать недорогой Bluetooth-приемник примерно за 25 долларов из таких мест, как Amazon. Именно по этой причине они предлагают гнездо прямого линейного выхода или гнезда RCA.

Убедитесь, что вы приобрели приличный бренд, так как модели обычных / безымянных брендов, как правило, имеют проблемы с качеством звука и могут, например, создавать странные шумы между музыкальными треками, воспроизводимыми на вашем телефоне.

Как подключить автомобильный усилитель к домашней стереосистеме (схема и варианты)

Способ подключения автомобильного усилителя зависит как от домашней стереосистемы , так и от характеристик автомобильного усилителя . Вы получите одну из трех ситуаций:

.
  1. Домашняя стереосистема без выходных разъемов RCA + автомобильный усилитель с входами уровня динамиков: На самом деле, для домашних стереосистем и ресиверов домашнего кинотеатра довольно распространено отсутствие полнодиапазонных аудиовыходов RCA. В этом случае, если ваш автомобильный усилитель имеет встроенные входы уровня громкоговорителей, их можно подключить к неиспользуемой паре разъемов громкоговорителей или рядом с используемыми терминалами громкоговорителей. Входы уровня громкоговорителей усилителя уменьшат сигнал громкоговорителя до гораздо более низкого сигнала, необходимого усилителю.
  2. Домашняя стереосистема без выходных разъемов RCA + автомобильный усилитель только с разъемами RCA: В этом случае у вас не будет другого выбора, кроме как использовать преобразователь линейного уровня, используемый для автомобильной аудиосистемы. Как и в пункте 1 выше, они подключаются так же, как динамики, только к клеммам динамиков или вместе с подключенными динамиками.
  3. Домашняя стереосистема с полнодиапазонными выходными разъемами RCA + автомобильный усилитель: Это, безусловно, самый простой способ. К сожалению, не так много домашних стереосистем имеют полнофункциональные выходные разъемы RCA. У некоторых есть только выходные разъемы RCA для сабвуфера, которые предназначены только для басов.Полнодиапазонные выходные разъемы RCA могут быть подключены непосредственно к входам RCA автомобильного усилителя, но разъемы RCA для сабвуфера не будут работать с полнодиапазонной музыкой, поскольку они передают только басы.

Что такое преобразователь линейного уровня (RCA) и как они работают?

Здесь показаны два примера преобразователей линейного уровня / уровня динамиков RCA, которые хорошо подходят для домашнего использования ресивера / усилителя в сабвуфер. Оба берут сигнал с более высоким уровнем напряжения динамика и понижают его до низкого напряжения, подходящего для входной секции усилителя.

Линейные преобразователи уровня (также называемые адаптерами уровня громкоговорителей RCA) представляют собой небольшие адаптеры, которые снижают сигналы высокого напряжения с выходов громкоговорителей до гораздо более низкого напряжения («линейный уровень»), используемого входами RCA автомобильного усилителя. Их можно подключать напрямую к усилителю или динамику и обеспечивать разъемы RCA.

Они действительно полезны, потому что они позволяют подключить усилитель к источнику сигнала, который иначе вы не сможете.

Что делать, если слышен шум контура заземления (гудение)

Изолятор контура заземления, который можно использовать для «разрыва» (изоляции, отключения) заземляющих соединений RCA усилителя от источника звука, чтобы устранить электрический путь, вызывающий шум контура заземления.

К сожалению, шум может стать БОЛЬШЕЙ головной болью, когда дело касается автомобильных усилителей, несмотря на то, что они предназначены для предотвращения этого. То же самое верно и для домашних стереосистем: все, что передает сигнал и имеет заземление, может создать «контур заземления», который улавливается усилителем и затем превращается в очень раздражающий шум , который вы легко слышите.

Что вызывает шум контура заземления?

Шум контура заземления возникает, когда есть немного другой потенциал (небольшая разница в напряжении) между заземляющими соединениями в усилителе, стереосистеме и других компонентах.Несмотря на все, что вы пытаетесь, иногда почти невозможно устранить.

В этом случае вы можете попробовать простой изолятор контура заземления кабеля RCA, который часто решает эту проблему. Обратите внимание, что не следует пытаться получить самое дешевое из найденных, потому что они могут негативно повлиять на качество звука.

Вы можете найти хороший за 10-25 долларов или выше, в зависимости от бренда и характеристик.

Полезные статьи по теме

Пока не уходи! Здесь есть еще много замечательных статей, которые помогут вам узнать больше:

Есть вопросы или комментарии?

Просто обратитесь через мою страницу контактов или оставьте комментарий / вопрос ниже. Спасибо за чтение!

Как правильно подключить автомобильный усилитель в доме: 6 шагов

Поскольку у вас есть усилитель, вам понадобится блок питания 12 В для его включения. Блоки питания
PC ATX и Server обладают большим энергопотреблением и могут быть дешевле других решений. Единственным недостатком является то, что они обеспечивают только 12 В, а не 14,4 В. Это означает, что вы получите немного меньше мощности, чем рассчитан на ваш усилитель (некоторые рассчитаны на 12 В и 14,4 В, а некоторые только на 14,4 В). Другая альтернатива — получить блок питания 12 В для светодиодов или других вещей.У них есть небольшой потенциометр, поэтому вы можете регулировать напряжение немного выше, обычно от 11 до 14 В.

PC ATX обычно требует, чтобы зеленый провод был подключен к отрицательной клемме для включения. Вы можете использовать простой переключатель, чтобы замкнуть их вместе. Вам также нужно будет отрезать разъемы и связать вместе все провода 12 В и землю.

Модифицировать источник питания ATX для выхода 14 В можно, если у вас есть некоторые знания в области электроники, но если вы этого не сделаете, вам не следует открывать его. Они содержат конденсаторы, которые заряжаются до напряжения сети и могут быть смертельно опасными.По этой причине я не собираюсь идти дальше, если у вас все хорошо с этим, у вас не будет никаких проблем, так как это так же просто, как заменить несколько резисторов.

Модифицированный блок питания ATX (PC PSU) для автомобильного усилителя — выход 14 В

Тестирование моего модифицированного блока питания ATX

Сколько мощности?

Теперь мы подошли к вопросу, в котором играет роль разница между классами AB и D.

Сложите вместе мощность всех каналов, например, если ваш усилитель 2×250 Вт, вы получите 500 Вт, если у вас моноблок 1×500 Вт или просто мост 2 канала использует мощность, на которую он рассчитан.Хорошее практическое правило — умножить это значение на 1,5 для класса AB и на 1,2 для класса D. Таким образом, ваш усилитель мощностью 500 Вт фактически потребляет 750 Вт, если его класс AB, или 600 Вт, если его класс D. Добавьте к этому запасу примерно 50 Вт. Разделите это на 12 В, и вам понадобится примерно 67 А для класса AB или 55 А для класса D. Проверьте, не превышает ли ваш номинал предохранители вашего усилителя. Если вы залезете под нее, этого может быть недостаточно, чтобы сгореть предохранители, что может привести к повреждению ваших проводов, источника питания или даже к их сожжению. Теперь вы понимаете, почему лучше получить класс D для большей мощности, это разница в 200 Вт для усилителя на 500 Вт.

3 простых способа подключения усилителя без разъемов RCA

Когда дело доходит до подключения дополнительного усилителя к автомобильной стереосистеме, есть ряд дорог, по которым можно подойти. Все зависит от устанавливаемого оборудования, типов разъемов, имеющихся на оборудовании, и общих целей самой системы.

Большинство стилей установки мобильных аудиосистем среднего и высокого уровня используют порты RCA усилителя для того, что, возможно, является самым чистым звуковым соединением от головного устройства системы (радио / приемника) к самому усилителю, но есть сценарии, требующие другого решения не найти, конкретно с головным устройством нет выходов RCA на задней панели. С учетом сказанного, мы собираемся взглянуть на то, как подключить усилитель без разъемов RCA.

В конечном счете, есть три способа решить эту дилемму установки:

  1. Провод динамика к адаптеру RCA
  2. Входы высокого уровня на усилителе
  3. Преобразователи линейного вывода.

У каждого из них, как и у всего остального, есть свои преимущества и проблемы, но не беспокойтесь — следующая информация поможет развеять любые заблуждения относительно любого из подходов.

# 1 Провод динамика к адаптеру RCA

Начнем с того, что трудно переоценить, насколько важен внешний усилитель мощности в мобильной аудиосистеме. Для тех, кто никогда не сталкивался с автомобильной стереосистемой, выходящей за рамки заводской настройки своего автомобиля, разница ошеломляет — от потрясающего динамического диапазона, обеспечиваемого сильноточной мощностью усилителя, до мощных мускулов, приводящих в движение громкие сабвуферы в багажнике, усилители обеспечивают интуитивную мощность, необходимую для того, чтобы музыка действительно оживала.

Это не говоря уже о том, как хороший усилитель преодолевает раздражающий дорожный шум многих марок легковых и грузовых автомобилей, который может быть особенно раздражающим, если окна автомобиля опущены, а автомобиль или грузовик движется по шоссе.

Но то, что многие новички в мире автомобильной аудиосистемы не понимают, — это то, что заводское автомобильное радио на самом деле может использоваться с подвесным усилителем — просто требуется немного творчества и знания необходимых аксессуаров, чтобы все это подключить. Усилитель может помочь вам получить максимальную отдачу от заводской системы, особенно когда речь идет о более крупных транспортных средствах, таких как фургоны или полноразмерные внедорожники, где может быть особенно сложно добиться чистого и мощного звука.

Здесь мы и подходим к нашему первому решению — переходному кабелю от проводов динамика к штекеру RCA.

Если ваш усилитель может принимать вход высокого уровня на RCA (см. Технические характеристики вашего усилителя), вы можете подключить этот адаптер к жгуту проводов заднего динамика вашего автомобиля, а затем подключить его к входу кабеля RCA вашего усилителя.

Лучшие адаптеры, которые вы можете купить:

# 2 входа высокого уровня (или уровня динамика) на усилителях

Второй вариант — это входы высокого уровня, иногда называемые входами уровня громкоговорителей.

Что такое высокоуровневый вход автомобильного усилителя?

Поскольку заводские радиостанции не имеют специальных выходов для усилителей («RCA» или «выходы предусилителя»), большинство внешних усилителей мощности поставляются с высокоуровневыми входами, которые позволяют подключаться к заводским проводам громкоговорителей для прохождения сигнала. Они называются входами высокого уровня, потому что уровень напряжения значительно выше, чем у стандартного выходного разъема предусилителя.

В любом случае, эти входы преобразуют высокое напряжение в версию, с которой может справиться усилитель. После подключения результат — чистый, четко определенный звук с высокоуровневыми входами, входящими в стандартную комплектацию различных двух- и четырехканальных усилителей, а также монофонических (одноканальных) сабвуферных усилителей.

Как подключить вход высокого уровня к усилителю

Установка усилителя с использованием высокоуровневых входов не сильно отличается от процедуры, используемой при подключении усилителя с выходами предусилителя. Перед тем, как что-либо предпринять, всегда рекомендуется отсоединить отрицательную клемму от батареи для защиты от возможного короткого замыкания.

Работая из пассажирского салона вашего автомобиля, вы пропустите красный провод питания от комплекта усилителя через межсетевой экран вашего автомобиля, проложите его к батарее и подключите к держателю предохранителя. Установите держатель предохранителя и закрепите соединения с головным устройством и аккумулятором; эта процедура даст вам силу. На этом этапе вы также проложите красный (питание) и синий (включение) провода под дверными панелями (или сиденьями) к усилителю.

Теперь, когда ваша мощность отключена, пора приступить к приему фактического аудиосигнала.Для каждого динамика (или сабвуфера), который вы планируете использовать с усилителем, зачистите небольшую часть цветных проводов левого и правого динамиков вашего автомобиля, затем соедините провода, ведущие к усилителю (обожмите или припаяйте и закрепите соединение для оптимальной производительности).

Если ваш усилитель устанавливается в багажнике вашего автомобиля, путь к тыловым динамикам или сабвуферу относительно короткий, поэтому добраться до усилителя не должно быть проблем. При использовании динамиков переднего сиденья вам потребуется провести проводку под дверным косяком или ковровым покрытием, чтобы добраться до динамиков.Точно так же, если ваш усилитель установлен под передним сиденьем, до передних динамиков будет легче добраться, чем до задних.

# 3 Преобразователи линейного вывода (LOC)

Третий вариант для сборки системы без разъемов RCA представляет собой преобразователь линейного выхода, устройство, используемое многими установщиками, у которых есть клиенты, которые не хотят избавляться от каких-либо аспектов своей заводской стереосистемы — они просто хотят добавить усилители и сабвуферы.

Что такое преобразователь линейного выхода?

Audiocontrol LC2i

Этот адаптер RCA для штатного радио, который преобразует высоковольтный сигнал уровня динамика в сигнал уровня предусилителя, приемлемый для усилителя мощности.«LOC», как они стали называться, состоит из трансформатора и высоковольтного резистора и подключается к усилителю с помощью стандартного соединительного кабеля RCA. Трансформатор этого устройства должен быть заземлен, при этом к большинству преобразователей линейного выхода прилагается провод именно для этой цели.

LOC также обычно поставляются с функцией регулируемого усиления, поэтому выходной сигнал, подаваемый на усилитель, можно настроить до определенной степени (это хорошо для обеспечения того, чтобы сабвуферы не перегружались при балансировке уровней подстройки выхода усилителя).

Что делает LOC?

Как мы уже говорили в предыдущем разделе, LOC преобразует высоковольтный сигнал уровня динамика в сигнал предусилителя, который может использовать усилитель мощности. Это особенно полезно при установке двухканального или монофонического усилителя на существующую заводскую радиостанцию ​​(или даже на некоторые вторичные системы).

Большинство LOC имеют выходное напряжение до четырех вольт и включение по сигналу с возможностью управления реле; некоторые также включают удобные выносные регуляторы громкости для точной регулировки уровня усилителя сабвуфера с сиденья водителя.

Лучшие LOC, которые вы можете купить:

Как подключить преобразователь линейного выхода

Первое, что вам нужно сделать, это найти провода, соединяющие установленную на заводе магнитолу и усилитель вашего автомобиля с динамиками. По нашему опыту, эти провода расположены сразу за головным устройством. Оттуда вы будете использовать инструменты для зачистки проводов, чтобы снять один дюйм изоляции проводов — с каждого провода — так, чтобы правый канал LOC можно было присоединить к правому динамику, а левый канал LOC можно было присоединить к левый динамик.

Теперь следующий шаг — припаять провода преобразователя к проводам динамика, а затем заделать это соединение либо изолентой, либо методом термоусадки. Затем LOC необходимо прикрепить к вашему автомобилю в какой-либо точке крепления, прежде чем вставлять в него кабели RCA и подключать их к усилителю.

Последние шаги включают балансировку некоторых уровней, чтобы все звучало как можно более чисто. Это начинается с настройки усиления вашего усилителя до среднего значения, а затем включения радио, чтобы вы могли отрегулировать громкость до уровня, который, по вашему мнению, является комфортным для прослушивания.Вставьте рабочий конец небольшой отвертки в регулировочные фиксаторы усилителя и отрегулируйте усиление до тех пор, пока не почувствуете, что нарастают искажения, затем уменьшайте усиление до тех пор, пока оно не исчезнет.

Наконец, вернитесь к своему головному устройству и увеличьте громкость, чтобы убедиться, что усилитель не излучает искажений. Если вы слышите искажения, отрегулируйте усиление на преобразователе и усилителе в ответ.

В любом случае, простой преобразователь линейного выхода или высокоуровневый вход усилителя заставят вашу систему довольно быстро сработать, если вы сначала захотите зачистить несколько проводов.

LoC-22 — Автомобильная аудиосистема — Процессоры — Интеграция OEM

Полностью активный двухканальный преобразователь уровня динамика в линейный выход с автоматическим включением

Разработанный старшим инженером JL Audio Брюсом Макмилланом, LoC-22 представляет собой активный двухканальный процессор, разработанный для приложений, требующих ослабления заводского звука. сигналы для использования с вторичными усилителями и процессорами сигналов.

В LoC-22 используется полностью регулируемый импульсный источник питания MOSFET и полностью аналоговая схема для обеспечения плоской частотной характеристики при любом уровне сигнала (3 Гц — 32 кГц, +0, -1 дБ) без изменения низких частот. на высоких уровнях, как это делают многие пассивные преобразователи линейного вывода.

Разработанный для борьбы с наведенным кабельным шумом, LoC-22 имеет дифференциально-сбалансированную входную архитектуру, что делает его совместимым практически с любым аналоговым аудиосигналом. Способный принимать до 40 В RMS на канал (эквивалент 400 Вт при 4 Ом), LoC-22 легко справляется с самыми мощными выходами заводских усилителей. Встроенный двухдиапазонный переключатель входной нагрузки обеспечивает совместимость с большинством заводских усилителей, которые используют измерение импеданса для отключения каналов.

Идеально подходит для широкополосных или низкочастотных приложений, LoC-22 оснащен парой аналоговых выходных разъемов линейного уровня типа RCA (до 8 В RMS) для подачи аудиосигналов в вашу систему вторичного рынка.Аналоговые выходы совместимы с большинством типов вторичных сигнальных процессоров или усилителей. Настроить выходные уровни очень просто и легко, благодаря специально откалиброванному встроенному индикатору ограничения, который работает с тестовыми тональными сигналами или музыкой. LoC-22 предлагает два метода автоматического включения (определение смещения постоянного тока или определение сигнала) и обеспечивает положительный выход 12 В для включения усилителей или другой последующей электроники.

LoC-22 включает в себя следующие функции:

  • Полностью активный, полностью аналоговый дизайн схемы Брюса Макмиллана, обрабатывает выходы мощных заводских усилителей, до 40 В на канал
  • Дифференциально-симметричная входная архитектура обеспечивает подавление шума и совместимость с большинством аналоговых выходов OEM-источников и усилителей.
  • Двухдиапазонный переключатель входной нагрузки (20 кОм / нормальный, 60 Ом / низкий Z, термически защищенный) для максимальной совместимости с усилителями OEM
  • Одна стереопара кристально чистых выходных разъемов RCA линейного уровня (до 8 В RMS)
  • Автоматическое включение через смещение постоянного тока или определение сигнала
  • Выделенный выход дистанционного включения 12 В (максимум 100 мА) для активации неоригинальных сигнальных процессоров или усилителей
  • Встроенный светодиодный индикатор отсечения для быстрой и простой настройки выходного уровня
  • Сверхкомпактная конструкция корпуса подходит практически для любого места установки!

Дифференциально-симметричные входы


Резюме:
Дифференциально-сбалансированные входы JL Audio спроектированы для борьбы с наведенным кабельным шумом, который является распространенной проблемой в автомобильных и морских аудиоустановках. Эта технология позволяет использовать обычные кабели RCA, обеспечивая при этом многие преимущества истинно сбалансированного соединения и принимая широкий диапазон уровней входного сигнала.

Подробная информация:
Современные автомобили оснащены сложной электроникой, способной генерировать шум и помехи, которые могут проникать в аудиотракт, разрушая впечатление от прослушивания.

В большинстве аудиооборудования используются несимметричные гнезда RCA с заземлением для приема аудиосигналов.Это означает, что экран RCA подключен непосредственно к сигнальной земле. Это простая и экономичная конструкция входа, которая хорошо подходит для коротких периодов эксплуатации в бесшумной среде. В более шумной среде этот метод не может подавить общий шум, который может быть на обоих проводниках RCA (экран и центральный проводник).

Из-за наличия на устройстве более одного заземленного на шасси экрана RCA конструкции несимметричных входов также более восприимчивы к контурам заземления. Если шум присутствует на обоих проводниках, когда экран подсоединен к земле, входной усилитель будет усиливать шум относительно заземленного экрана RCA.При наличии нескольких соединений RCA или любых других проводников, подвергающихся воздействию магнитного поля, это приведет к усилению разности потенциалов на контуре RCA на заземленном RCA в виде шума (классический контур заземления).

Дифференциально-сбалансированные входные цепи

JL Audio измеряют центральный контакт RCA-соединения относительно экрана RCA, даже если экран не подключен к земле, и даже когда напряжения на обоих проводниках движутся относительно земли. Поскольку и центральный проводник, и экран имеют высокий импеданс относительно земли на входе, контур заземления не может быть сформирован, так как отсутствует ток, индуцирующий напряжение в виде шума.Это одинаково хорошо работает с дифференциально-сбалансированными или несимметричными источниками сигнала, что делает эту входную архитектуру совместимой со всем стандартным автомобильным и морским аудиооборудованием, используя стандартные неэкранированные кабели RCA с витой парой. Никаких специальных кабелей не требуется, в отличие от полностью симметричных соединений, используемых в профессиональном аудио.

Еще одним преимуществом конструкции дифференциально-сбалансированного входа является то, что она легко принимает сигналы низкого и высокого уровня от различных заводских выходов головных устройств и усилителей, включая несимметричные источники «с привязкой к земле», а также симметричные или несимметричные источники. Источники Bridged или BTL ».Это устраняет необходимость в преобразователях линейного вывода (LOC) в большинстве сценариев установки.

Возникает очевидный вопрос: «Почему не все автомобильные аудиоусилители используют дифференциально-симметричные входы?» Ответ прост: это дороже. Выполнение надлежащей дифференциально-сбалансированной входной секции требует большего количества компонентов и компонентов более высокого качества, чем базовая несимметричная конструкция, поэтому вы, как правило, не найдете их на менее дорогих усилителях.

Загрузите руководство по продукту LoC-22

Найдите ответы на многие общие вопросы:

********************************

U.S.A. Информация о гарантии — мобильные аудиоусилители и электроника


На усилители звука и электронику JL дается гарантия на отсутствие дефектов материалов и изготовления на Два (2) года с даты покупки. Гарантия на мобильный аудиоусилитель может быть увеличена в общей сложности до трех (3) лет с даты покупки с сопутствующей покупкой соответствующей системы подключения питания аудиоусилителя JL и с установкой у официального дилера JL Audio.JL Audio по своему усмотрению отремонтирует или заменит любые продукты с дефектами материалов и / или изготовления в течение гарантийного срока.

Держите товарный чек! Все гарантийное обслуживание требует наличия оригиналов товарных чеков. Гарантия распространяется только на первоначального покупателя у авторизованного продавца.
Примечание. Гарантия не распространяется на продукты, приобретенные у неуполномоченных дилеров.

Ограничения гарантии

Гарантийная программа JL Audio не распространяется на следующее:
1.Продукт с поврежденными, измененными или удаленными серийными номерами (без действительного, разборчивого серийного номера = без гарантии).
2. Продукт принадлежит кому-либо, кроме первоначального покупателя у авторизованного дилера JL Audio. (Гарантия не подлежит передаче и не распространяется на продукты, приобретенные у неуполномоченных дилеров.)
3. Продукт подвергся физическому насилию (например, наезд на машину или избиение молотком).
4. Изделие установлено не в соответствии с инструкциями в руководстве пользователя
5.Продукт, ремонт и / или модификация которого были предприняты неуполномоченными лицами
6. Продукт косметически поврежден из-за неправильного обращения или нормального износа
7. Продукт поврежден в результате несчастного случая, в результате преступной деятельности (попытка кражи, огнестрельное оружие и т. .) или «стихийными бедствиями» (наводнение, молния, саранча и т. д.)
8. Специальная отделка или другие косметические процедуры, применяемые к продуктам. (JL Audio не несет ответственности за восстановление или поддержание любой нестандартной отделки)
9.Затраты на установку и доставку, связанные с удалением, повторной установкой или доставкой продукта в JL Audio для гарантийного обслуживания
Подробную информацию об ограничениях гарантии можно получить у своего дилера.

Если вам требуется обслуживание вашего аудиоустройства JL:
Все гарантийные возвраты должны быть отправлены в JL AUDIO с предоплатой фрахта через авторизованного дилера JL AUDIO и должны сопровождаться доказательством покупки (копией оригинального товарного чека). В прямом возврате от потребителей или неавторизованных дилеров будет отказано, за исключением случаев, когда JL AUDIO специально уполномочена на это с действующим номером разрешения на возврат.Срок действия гарантии на продукты, возвращенные без подтверждения покупки, будет определяться кодом даты изготовления. Покрытие может быть аннулировано, поскольку эта дата предшествует дате покупки. Возвращайте только дефектные компоненты. Полученные недефектные товары будут возвращены с оплатой доставки. Заказчик несет ответственность за оплату доставки и страховку при отправке продукта в JL AUDIO. Повреждение груза при возврате не покрывается гарантией. Всегда прилагайте подтверждение покупки (товарный чек).

********************************

Автомобильные стереосистемы больше не являются хобби для рукоделия

Несколько недель назад друг отметил меня в сообщении на Facebook в одной из местных групп бас-гитаристов и попросил предоставить информацию об усилителе, который я помогал разрабатывать на моей предыдущей работе. . Обсуждение было веселым, и несколько энтузиастов и профессионалов поддержали, оценив производительность продукта. По глупости я решил посмотреть и ответить на другой пост в группе.Именно здесь я понял, насколько неопытными любителями и мастерами своего дела можно модернизировать автомобильные стереосистемы в современных автомобилях.

Проблема

В ветке один из участников группы спросил, как подключить купленный им усилитель к его Chevrolet Malibu 2019 года выпуска. Он утверждал, что все подключил, но на задней панели заводского радио не было выходов RCA для подачи сигнала на усилитель. В ответах говорилось, что ему понадобится преобразователь линейного уровня (также известный как преобразователь высокого-низкого уровня или преобразователь линейного выхода).Хотя этот совет теоретически обоснован, никто не спросил, какой у него усилитель. Многие новые усилители имеют встроенные входы высокого уровня. Вставьте сюда смайлик для лица, пожалуйста. Усилители

, такие как Helix V Eight DSP MK2, включают специальную схему, предназначенную для обеспечения их правильной работы с установленными на заводе источниками и усилителями.

Через день или два, купив предположительно подходящий преобразователь, он объяснил, что не знает, какие провода ему нужно использовать, чтобы подключить его в машине. Один участник предположил, что ему понадобится адаптер жгута проводов для подключения преобразователя линейного уровня. Нет, адаптеры жгута проводов чаще всего используются при замене заводской магнитолы на вторичную. Я не знаю ни одного профессионального специалиста, который использовал бы его для подключения к существующей аудиосистеме, чтобы облегчить интеграцию линейного интерфейса.

Я решил (возможно, вопреки моему здравому смыслу) поделиться некоторыми знаниями. Быстрый поиск в Google показал, что Malibu 2019 года оснащен активным шумоподавлением. Если эта функция не отключена, сабвуферы сойдут с ума, воспроизводя басы, как только закроется последняя дверь или автомобиль начнет движение.Я поделился своим исследованием в ветке. Когда меня спросили, как решить проблему, я предложил найти профессионального продавца, у которого есть доступ к инструментам и справочной информации, необходимым для завершения установки. Неудивительно, что ответом стали сверчки.

Link4 от Wavtech — это линейный выходной преобразователь премиум-класса, который включает в себя дистанционное управление уровнем, схему определения нагрузки OEM и способность принимать сигнал до 40 В.

Правильный путь

В случае с этим Малибу, вот как профессионал справится с проектом.

Сначала необходимо протестировать выходы заводского радио или усилителя, чтобы оценить их частотную характеристику. Для питания сабвуфера на новый усилитель должен подаваться сигнал, содержащий низкочастотную звуковую информацию. Если эта информация отсутствует в сигнале, сабвуфер никогда не будет воспроизводить басы.

Одним из многих измерений, необходимых для определения пригодности сигнала для сабвуфера, является его частотная характеристика. Спасибо Bing Xu из Simplicity in Sound в Милпитасе, Калифорния, за изображение.

После определения подходящего источника сигнала (при наличии) следующим шагом является измерение максимального напряжения, чтобы убедиться, что для приложения выбран правильный высокоуровневый адаптер. Некоторые мощные аудиосистемы могут производить до 40 В на проводах динамиков — намного больше, чем может выдержать большинство преобразователей.

Наконец, с точки зрения оценки звуковой системы, установленной на заводе, ее необходимо протестировать, чтобы выяснить, изменяется ли кривая эквализации при различных настройках громкости и работает ли она должным образом со всеми доступными параметрами источника. О, это также должно быть проверено на управление каналом в присутствии повышающего микшера, который управляет динамиком центрального канала.

Мы еще не закончили.

Техник должен проверить автомобиль на наличие активных систем шумоподавления, а также на наличие схемы, которая добавляет звуки двигателя к стереосистеме. Если какая-либо из этих технологий включена, профессионал может обратиться к принципиальным схемам из таких источников, как Mitchell 1 ProDemand, чтобы узнать, есть ли способ обойти это. Иногда это легко, иногда невозможно.

Многие профессиональные розничные продавцы аксессуаров для мобильных устройств подписываются на такие услуги, как ProDemand от Mitchell1, поэтому у них есть доступ к схемам подключения автомобилей, руководствам по обслуживанию и информации по установке компонентов.

На основе результатов этой проверки техник решит, может ли он продолжить, а затем объяснит клиенту любые варианты. В случае обхода системы шумоподавления автомобиль может звучать заметно громче при движении по шоссе. Не все сочтут это приемлемым.Если в аудиосигнале, исходящем от штатной магнитолы или усилителя, есть ограниченные басы, добавление сабвуфера может быть просто невозможным для этого автомобиля.

Уравновешивание реальности и восприятия

Многие любители рукоделия, прочитавшие это, скажут, что они установили много радио, усилителей, динамиков и сабвуферов, и что профессионал просто пытается усложнить задачу. Деньги. Если бы эти люди работали над автомобилем до 2000 года выпуска, я бы согласился.Вам, вероятно, удастся сделать это самому. Если это новый автомобиль, даже на удивление простой, обработка и функции, встроенные в заводские аудиосистемы, могут быть довольно сложными.

Можно с уверенностью сказать, что я говорю от имени большинства профессионалов, когда говорю, что мы просто хотим, чтобы ваша автомобильная стереосистема звучала как можно лучше. Если вы хотите купить оборудование и попытаться установить его самостоятельно, вы можете попробовать. Мы знаем, какие проблемы существуют, и вкладываем много времени и денег, чтобы научиться их преодолевать и предлагать наилучшие решения для наших клиентов. Некоторые люди готовы платить за эти знания и ожидаемый результат, а другие — нет.

Если вы хотите получить максимальную отдачу от обновления вашей мобильной аудиосистемы, особенно в новом автомобиле, мы просим вас посетить профессионального продавца аксессуаров для мобильных устройств и попросить их завершить проект. Скорее всего, система будет надежнее, возможно, безопаснее и будет звучать намного лучше.

Связанные

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 реальн, 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

Сложностей с установкой Hi-Fi системы в автомобиле очень много, 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 до некоторой степени упростить …

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 техники 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, он очень ограничен, 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 — простой вывод приведенной выше формулы — 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, причем 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, она должна быть снова выпрямлена и отфильтрована обратно в постоянный ток, 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 параграфе «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% КПД, 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 SMPS может достичь эффективности 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 осознать 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 Overture LM3886 от National. 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 Sergio. 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

Микросхема контроллера — SG3525. 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 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. электрическая инсталяция.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 коэффициентом оборотов (трудно найти, на момент написания был найден только один поставщик) или намотать 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 индуктора мощности. 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, чтобы максимизировать межобмоточное соединение.
  • 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 каждого второстепенного (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 толстой, как можно более короткой и усиленной толстым слоем олова и, возможно, припаянной проволокой.
  • 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 хороший радиатор 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 особая 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 перетягивайте, иначе кронштейн погнется. Рассмотрите возможность использования кронштейна из алюминия толщиной не менее 3 мм для улучшения тепловых характеристик.Кронштейн должен быть прикреплен к радиатору с использованием термопаста для минимизации теплового сопротивления.


Тесты

Этот проект обрабатывает довольно большие мощности, поэтому стоит потратить много времени на пошаговое тестирование, прежде чем 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 нерушимо).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 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, чтобы вы уделяли особое внимание установке блока питания (и усилителя) в вашем автомобиле.Вот несколько рекомендаций, которым каждый должен внимательно следовать:

  • Электропитание ДОЛЖНО подключаться непосредственно к 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 быть подходящего сечения, диаметром не менее 5 мм (без пластиковой крышки).
  • Плавкий предохранитель
  • 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 установить его для того, чтобы иметь нулевое опорное напряжение для деактивации регулирования или увеличения его стоимости для регулирования до требуемого 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 ИИП 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 переключателя 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 увеличит 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 (каждого) 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), составляет , так как 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 будет поддерживать максимальную эффективность, а также снижает 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 входное напряжение 12 В, чтобы учесть потери. Чтобы получить +/- 24 В, соотношение витков составляет 1: 2 — на каждый виток первичной обмотки 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 синусоидальным сигналом, 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.

Преобразователь для этих жил довольно большой, и вы можете решить полностью отрезать монтажные части. Помните, что трансформатор нужно как-то установить, 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 волны с некоторым выбросом при ненагруженной вторичной обмотке. Выходное напряжение было около 38 В пиковое, так что у меня явно 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 ожидал 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, у вас 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.
Журнал изменений: страница создана, авторские права © Серхио Санчес Морено / Род Эллиотт 21 апреля 2002 г.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *