Site Loader

Содержание

Номинальная и максимальная мощность усилителя

Это теория ,хотя вряд ли она кому интересна
Мощность – техническая характеристика АС, измеряется в ваттах (Вт). Другими словами — это показатель, определяющий, какую мощность может «принять» на себя динамик (АС) в единицу времени и не выйти из строя. Для измерения мощности пользуются разными методиками – отсюда несколько показателей мощности. Основное отличие методик во времени воздействия звуковой мощности на АС.

В данной статье рассмотрим стандартные обозначения мощности, используемые в мировой практике. О советских стандартах регламентируемых ГОСТ лишь упомянем, чтобы не путаться.

Сегодня существуют общепринятые стандарты для обозначения мощности:

1.Номинальная мощность (Nominal) – это та мощность, при которой акустическая система может работать длительное время. Номинальная мощность зависит от материалов корпуса и диффузора, формы акустики. Это один из основных показателей акустической системы, который используется для расчетов в проектах. Именно к номинальной мощности акустической системы подбирается соответствующий усилитель мощности. Некоторые производители называют эту характеристику рабочей мощностью, подразумевая то же самое.

2.Максимальная мощность (предельная) (RMS) – это мощность, при которой АС или усилитель будет работать некоторое время без механических повреждений. Каждый производитель по-разному считает эту максимальную мощность и время, при котором акустика сможет «продержаться» на максимальной мощности не регламентировано и отличается у разных производителей. Нет точной зависимости между величиной номинальной и максимальной мощности, но в среднем максимальная мощность в два раза больше номинальной.

3.Пиковая мощность (Peak)

– это мощность, при которой колонка или усилитель проработают всего 1-2 секунды. Представим, что мы подали запредельный уровень мощности на колонку, тогда у нас есть всего 1 секунда, чтобы среагировать. Нужно сказать, что достаточно часто производители бытовой акустики пишут в техпаспорте крупными цифрами именно этот показатель. Маленькая магнитола, у которой на коробке написано 2*1000 Вт – это как раз тот самый случай. Пики становятся важны, когда система переходит в самовозбуждение. Или когда происходит резкий и очень мощный сигнал, связанный, например, с падением микрофона.
На практике лучше бы у Вас усилитель был номиналом 400 Вт, а саб 275 ! Но имеем,что имеем ,,,

— Сообщение добавлено, 14.03.2014 —
Серег,судя по этой инфе http://www.auto-hifi.ru/amp/model.php?mode=MPX MONO, именно басбуст ???

Мощность усилителя, мощность усилителя обзор, какая мощность усилителя, что такое мощность усилителя,

Мощность усилителя.

При покупке усилителя многих людей интересует в первую очередь мощность. Но какая? В мире существует около 20 видов замера мощности усилителей. И когда китайские производители на бумбоксе c двумя пятиватными динамиками пишут 300W, они в чём-то правы, можно и так померять. Встроенный усилитель может выдать такую мощность в доли секунды при подаче низкочастотного сигнала, динамики конечно сгорят. Такие характеристики мощности не говорят не о чём. И сама характеристика – мощность усилителя – это только один из десятка параметров громкости и качества звука. Какие же бывают измерения мощности усилителей звука.

В Союзе использовались 2 характеристики мощности — номинальная и максимальная. Колонки АС15 (15Вт) назывались S-30 – 15 номинал. 30 максимал.

Номинальная мощность — мощность при которой нет искажений звука, КНИ <1% (коэфициент нелинейных искажений), чуть выше средней громкости.

Максимальная мощность (синусоидальная) — мощность, при которой усилитель или динамик может выдержать длительное время без повреждения системы. Обычно в 2 — 3 раза выше номинальной.

Западные производители используют параметры мощности —  DIN, RMS и PMPO.

DIN – значение выдаваемое на реальной нагрузке, ограниченной нелинейными искажениями. Измеряется подачей сигнала с частотой 1 кГц на вход устройства в течение 10 минут. Мощность замеряется при достижении 1 % THD (нелинейных искажений), тоесть меряют когда музыка звучит ещё без искажений.

RMS — мощность замеряется синусоидальным сигналом на частоте 1 кГц при достижении 10% THD. Мощность, при которой усилитель или колонка может работать в течение одного часа с реальным музыкальным сигналом без физического повреждения. 10% искажений – музыки уже не разобрать, но усилитель ещё не сгорел

PMPO – пиковая мощность, которую динамик может выдержать в течение 1 секунды на сигнале низкой частоты (около 200 Гц) без физического повреждения. Обычно раз в 20 выше DIN. Вот эту мощность и указывают на китайских бумбоксах.

Производители качественной аппаратуры указывают мощность в DIN, а производители дешевой техники в PMPO.

Но мощность усилителя Вам ничего не скажет о громкости и качестве звука, потому что усилитель только подаёт сигнал,  а звук воспроизводит акустическая система, и громкость воспроизведения зависит от связки акустических систем и усилителя, от соотношения их технических параметров. И громкость звука измеряется не в Ватт, а в децибелах. Одним из главных параметров акустики является её чувствительность. Громкость воспроизведения звука зависит больше от показателя чувствительности акустических систем чем от мощности усилителя.

Чувствительность – это такое звуковое давление (измеряется в децибелах), которое может развить колонка на расстоянии одного метра, при подаче на неё сигнала мощностью в 1 Вт. Чем ниже чувствительность акустики, тем мощнее требуется усилитель. Акустика бывает с чувствительностью от 83 до 105 дб. Старые советские колонки в основном имели 84-86 Дб чувствительность, компьютерные 84-87 дБ, Hi-Fi колонки 88-97 дБ, высокая чувствительность бывает у некоторых Hi-End колонок (используются в связке с ламповыми усилителями) и у проф. – концертные, студийные.

Технически — при увеличении громкости на 3 децибела сигнал с усилителя нужно подать вдвое больший. Человеческий разговор – 65 дБ, рок-концерт – 110 дБ. В результате мы получаем, что чтобы получить одну и ту же громкость (звуковое давление) с колонки чувствительностью 100дБ нам нужен усилитель 3Вт и с колонки с 85 дБ – 200Вт. Или наоборот – один и тот же усилитель, например Вт 40 – еле раскачивает старую колонку S-90 и в то же время легко качает огромную концертную акустику.

Ещё при выборе усилителя нужно обращать внимание на сопротивление акустики. Усилителю одинаково какая акустика к нему подключена – 4 или 8 Ом. Но вот мощность он им отдаст разную. Чем меньше сопротивление, тем больше нагрузка для усилителя — 4-х омная акустика требует в два раза большую отдачу по току от усилителя, чем 8-ми омная. Тоесть к 4-х омным колонкам нужно брать усилители помощнее.

Макгруп

McGrp.Ru

  • Контакты
  • Форум
  • Разделы
    • Новости
    • Статьи
    • Истории брендов
    • Вопросы и ответы
    • Опросы
    • Реклама на сайте
    • Система рейтингов
    • Рейтинг пользователей
    • Стать экспертом
    • Сотрудничество
    • Заказать мануал
    • Добавить инструкцию
    • Поиск
  • Вход
    • С помощью логина и пароля
    • Или войдите через соцсети

  • Регистрация
  1. Главная
  2. Страница не найдена

  • Реклама на сайте
  • Контакты

  • © 2015 McGrp.Ru

Стандарты мощности — invask.ru

Стандарты мощности

Многообразие применяемых стандартов измерения выходной мощности усилителей и мощности колонок может сбить с толку любого. Вот блочный усилитель солидной фирмы 35 Вт на канал, а вот дешевенький музыкальный центр с наклейкой 1000 Вт. Такое сравнение вызовет явное недоумение у потенциального покупателя. Самое время обратиться к стандартам…

 

Стандарты мощности (DIN,RMS,PMPO)

 

В России используется два параметра мощности — номинальная и синусоидальная. Это нашло свое отражение в названиях акустических систем и обозначениях динамиков. Причем, если раньше в основном использовалась номинальная мощность, то теперь чаще — синусоидальная. Например, колонки 35АС впоследствии получили обозначение S-90 (номинальная мощность 35 Вт, синусоидальная мощность 90 Вт)

Номинальная мощность — мощность при среднем положении регулятора громкости усилителя, при которой остальные параметры устройства соответствуют заявленным в техническом описании.

Синусоидальная мощность — мощность, при которой усилитель или колонка может работать в течение длительного времени с реальным музыкальным сигналом без физического повреждения. Обычно в 2 — 3 раза выше номинальной.

 

Западные стандарты более широки, как правило, используются DIN, RMS и PMPO.

 

DIN — примерно соответствует синусоидальной мощности — мощность, при которой усилитель или колонка может работать в течение длительного времени с сигналом «розового шума» без физического повреждения.

RMS (Rated Maxmum Sinusoidal) — Максимальная (предельная) синусоидальная мощность — мощность, при которой усилитель или колонка может работать в течение одного часа с реальным музыкальным сигналом без физического повреждения. Обычно на 20 — 25 процентов выше DIN.

PMPO (Peek Music Power Output)- Музыкальная мощность (запредельная :-)) — мощность, которую динамик колонки может выдержать в течение 1 -2 секунд на сигнале низкой частоты (около 200 Гц) без физического повреждения. Обычно в 10 — 20 раз выше DIN.

Как правило, серьезные западные производители указывают мощность своих изделий в DIN, а производители дешевых музыкальных центров и компьютерных колонок в PMPO.

 Особенности стандартов,

описывающих мощность в звукотехнике

 

Многим иногда приходилось задумываться, что же именно обозначает мощность, в том или ином виде приводимая в паспортах акустических систем и звукоусилительной аппаратуры. Материалов на эту тему в сети и печатных изданиях встречается на удивление мало, внятных ответов на вопросы тоже.

 

 

RMS (Root Mean Squared)

— среднеквадратичное значение мощности, ограниченной заданными нелинейными искажениями.

Мощность замеряется синусоидальным сигналом на частоте 1 кГц при достижении 10% THD. Она вычисляется, как произведение среднеквадратичных значений напряжения и тока при эквивалентном количестве теплоты, создаваемой постоянным током. То есть, эта мощность численно равна квадратному корню из произведения квадратов усредненных величин напряжения и тока.

Для синусоидального сигнала среднеквадратичное значение меньше амплитудного в V2 раз (x 0,707). Вообще же, это виртуальная величина, термин «среднеквадратичный», строго говоря, может быть применен к напряжению или силе тока, но не к мощности. Известный аналог — действующее значение (все знают его для сети электропитания переменным током — это те самые 220 V для России).

 

Попробую объяснить, почему это понятие для описания звуковых характеристик малоинформативно. Среднеквадратичная мощность — это производящая работу. То есть, имеет смысл в электротехнике. И относится не обязательно к синусоиде. В случае музыкальных сигналов громкие звуки мы слышим лучше, чем слабые. И на органы слуха воздействуют больше амплитудные значения, а не среднеквадратичные. То есть громкость не эквивалентна мощности. Поэтому среднеквадратичные значения имеют смысл в электросчетчике, а вот амплитудные в музыке. Еще более популистский пример — АЧХ. Провалы АЧХ заметны меньше, чем пики. То есть громкие звуки более информативны, чем тихие, а усредненное значение будет мало о чем говорить.

Таким образом, стандарт RMS был одной из не самых удачных попыток описать параметры звуковой аппаратуры, которые не отражают громкость, как величину.

В усилителях и акустике этот параметр тоже, по сути, имеет весьма ограниченное применение — усилитель, который выдает 10% искажений не на максимальной мощности (когда возникает клиппинг, ограничение амплитуды усиливаемого сигнала с возникающими специфическими динамическими искажениями), еще поискать. До достижения максимальной мощности искажения транзисторных усилителей, например, не превышают зачастую сотых долей процента, а уж выше резко возрастают (нештатный режим). Многие акустические системы при длительной работе с таким уровнем искажений уже способны выйти из строя.

Для совсем уж дешевой техники указывается другая величина — PMPO, совсем уж бессмысленный и никем не нормированный параметр, а значит, друзья-китайцы измеряют его так, как бог на душу положит. Если точнее, в попугаях, причем каждый в своих. Значения PMPO часто превышают номинальные вплоть до коэффициента 20.

PMPO

(Peak Music Power Output)

— пиковая кратковременная музыкальная мощность, величина, которая означает максимально достижимое пиковое значение сигнала независимо от искажений вообще за минимальный промежуток времени (обычно за 10 mS, но, вообще, не нормировано).

Как следует из описания, параметр еще более виртуальный и бессмысленный в практическом применении. Посоветую эти значения не воспринимать всерьез и на них не ориентироваться. Если вас угораздило покупать аппаратуру с параметрами мощности, указанными только, как PMPO, то единственный совет — послушать самостоятельно и определить, подходит это вам или нет.

DIN 45500

— комплекс общепринятых стандартов IEEE, описывающих различные звукоусилительные характеристики аппаратуры более достоверным образом.

DIN POWER

— значение выдаваемой на реальной нагрузке (для усилителя) или подводимой (к АС) мощности, ограниченной нелинейными искажениями.

Измеряется подачей сигнала с частотой 1 кГц на вход устройства в течение 10 минут. Мощность замеряется при достижении 1 % THD (нелинейных искажений).

Строго говоря, есть и другие виды измерений, например, DIN MUSIC POWER, описывающая мощность уже музыкального сигнала. Обычно указываемая величина DIN music выше, чем приводимая как DIN.

EIAJ (Electronic Industries Association of Japan) — японская ассоциация отраслей электронной промышленности.

 

 

Номинальная мощность

(ГОСТ 23262-88)

— величина искусственная, она оставляет свободу выбора изготовителю. Разработчик волен указать значение номинальной мощности, соответствующее наиболее выгодному значению нелинейных искажений. Обычно указанная мощность подгонялась под требования ГОСТ к классу сложности исполнения при наилучшем сочетании измеряемых характеристик. Указывается как у АС, так и у усилителей.

Иногда это приводило к парадоксам — при искажениях типа «ступенька», возникающих в усилителях класса АВ на малых уровнях громкости, уровень искажений мог снижаться при увеличении выходной мощности сигнала до номинальной. Таким образом достигались рекордные номинальные характеристики в паспортах усилителей, с крайне низким уровнем искажений при высокой номинальной мощности усилителя. Тогда как наивысшая статистическая плотность музыкального сигнала лежит в диапазоне амплитуд 5-15% от максимальной мощности усилителя. Вероятно, поэтому российские усилители заметно проигрывали на слух западным, у которых оптимум искажений мог быть на средних уровнях громкости, тогда как в СССР шла гонка за минимумом гармонических и иногда интермодуляционных искажений любой ценой на одном, номинальном (почти максимальном) уровне мощности.

Паспортная шумовая мощность

— электрическая мощность, ограниченная исключительно тепловыми и механическими повреждениями (например: сползание витков звуковой катушки от перегрева, выгорание проводников в местах перегиба или спайки, обрыв гибких проводов и т.п.) при подведении розового шума через корректирующую цепь в течение 100 часов.

Максимальная кратковременная мощность

— электрическая мощность, которую громкоговорители АС выдерживают без повреждений (проверяется по отсутствию дребезжаний) в течение короткого промежутка времени. В качестве испытательного сигнала используется розовый шум. Сигнал подается на АС в течение 2 сек. Испытания проводятся 60 раз с интервалом в 1 минуту. Данный вид мощности дает возможность судить о кратковременных перегрузках, которые может выдержать громкоговоритель АС в ситуациях, возникающих в процессе эксплуатации.

 

Максимальная долговременная мощность

— электрическая мощность, которую выдерживают громкоговорители АС без повреждений в течение 1 мин. Испытания повторяют 10 раз с интервалом 2 минуты. Испытательный сигнал тот же.

Максимальная долговременная мощность определяется нарушением тепловой прочности громкоговорителей АС (сползанием витков звуковой катушки и др.).

 

 

Розовый шум

— группа сигналов со случайным характером и равномерной спектральной плотностью распределения по частотам, убывающей с увеличением частоты со спадом 3 дБ на октаву во всем диапазоне измерений, с зависимостью среднего уровня от частоты в виде 1/f. Розовый шум имеет постоянную (по времени) энергию на любом из участков частотной полосы.

Белый шум

— группа сигналов со случайным характером и равномерной и постоянной спектральной плотностью распределения по частотам. Белый шум имеет одинаковую энергию на любом из участков частот.

Октава

— музыкальная полоса частот, соотношение крайних частот которой равно 2.

Электрическая мощность

Мощность, рассеиваемая на омическом эквивалентном сопротивлении, равном по величине номинальному электрическому сопротивлению АС, при напряжении, равном напряжению на зажимах АС. То есть, на сопротивлении, эмулирующем реальную нагрузку в тех же условиях.

что это и как ее подбирают?

колоннка При выборе акустической системы покупатель зачастую ориентируется на указанные производителем параметры мощности. Что означают эти величины и как их правильно подобрать, мы расскажем в нашей статье.

Содержание статьи

Что такое номинальная мощность?

Это параметр, который показывает, в каких пределах сигнала акустика может работать стабильно и с оптимальным звучанием в течение всего срока эксплуатации.

ВАЖНО. Термин как таковой характеризует не громкость звука, а надежность функционирования АС.

Номинальный показатель ограничивается нелинейными звуковыми искажениями, в их стандартном диапазоне. Такие колебания человеческое ухо не слышит, они появляются на выходе из колонок (усилителя), но отсутствуют в источнике звука. Иными словами, данная величина напрямую зависит от объема нелинейных искажений и поэтому ее реальное число значительно меньше, например, максимальной мощности аппаратуры.

Есть другое определение термина: это значение, вырабатываемое в среднем положении регулятора громкости сабвуфера.

Недобросовестные производители зачастую используют рекламный трюк: маскируют под стандартным числом другие цифры (пиковая величина и т.д). В бюджетной аппаратуре, как правило, сложно найти правильный показатель.

В России в качестве основных величин акустики используются номинальная и синусоидальная мощности. Последний параметр указывает реальное значение сигнала, при котором сохраняется длительная и стабильная работоспособность акустики. Синусоидальный показатель повсеместно вытесняет номинальные значения, он указывается в наименовании колонок и в паспортных данных.

НА ЗАМЕТКУ. Европейские стандарты вместо номинального уровня используют термин DIN, это аналог синусоидальной величины.

Что такое пиковая мощность и мощность RMS

Наряду с номинальным показателем, эти два параметра объективно характеризуют реальные возможности вашей акустической системы. Иные термины (суммарные и др.) имеют вторичное значение.

мощность колонокПиковая мощность PMPO обозначает способность аппаратуры выдержать определенный звуковой предел, не получая повреждений. Действие пика с частотой 100 Гц длится при испытаниях до 1 секунды. Нелинейные искажения при расчете игнорируются.

Например, в паспорте указано 450 Вт (PMPO). Это значит, что после воздействия сигнала такой величины динамические головки сохранили полную работоспособность.

Максимальная (или предельная) мощность RMS показывает, на каком уровне сигнала система может работать в течение часа без поломок. Показатель замеряется при подаче звука частотой 1000 Гц, при этом нелинейные колебания держатся в определенных границах.

Например, в инструкции указано 20 Вт (RMS). Это значит, что колонки при этом значении способны транслировать сигнал длительное время, сохраняя работоспособность динамических головок.

Можно встретить завышенные данные RMS в паспорте к устройству. Это объясняется тем, что при испытаниях используются завышенные искажения, при которых звук превращается в набор хрипов. Такие ложные сведения остаются на совести производителя.

Надеемся, что наша статья помогла вам разобраться, что такое мощность колонок и как правильно понимать ее указанные значения.

Подпишитесь на наши Социальные сети

Как можно быстро вычислить мощность усилителя?

Подробности
Опубликовано 31.05.2017 10:00
Просмотров: 6160

schitaem moshcnost avto usilitelya po predohranitelyam avtousilok kz

Приветствую!

Раз Вы сейчас читаете данную статью и находитесь на сайте посвященном бюджетному авто звуку наверняка Вы являетесь счастливым обладателем какого либо усилителя. Смею предположить, что перед покупкой или уже во время эксплуатации усилителя Вы не один раз задавались себе вопросом а настоящая ли мощность указана в технических характеристиках? или на красивой коробке с не менее красивыми цифрами?

Сейчас все станет понятно уверяю Вас, это совсем не сложно и под силу абсолютно любому человеку, а уж любителю авто звука тем более.

В первую очередь к надписям на коробках и самом усилителе нужно относиться с определенной осторожностью, в большинстве случаев там указана завышенная мощность. Главной целью, которой является — привлекать внимание покупателя. Поверить таким цифрам сможет только слишком оптимистичный :))) человек или человек который не обладает необходимым уровнем знаний он же новичок 🙂

Так вот, как же проверить честные ли цифры указаны или нет?! Оказывается все очень просто и даже существуют специальные формулы для расчетов. Но обо все по порядку до формул мы доберемся чуть позже, а пока рассмотрим несколько важных уточнений:

         1) Мощность раньше в олдскульных усилителях например выпускаемых в Японии или Германии указывалась при напряжении питания 12 Вольт или 12,6 Вольт и при низком проценте искажений T.H.D не более 0,05%. В настоящее время ситуация несколько другая мощность замеряют при входном напряжении питания равным 14,4 Вольт и при 1% искажений T.H.D.

         2) Исходя из пункта 1 автомобильный усилитель который например развивает мощность 50 Ватт Х 2 при напряжении питания 14,4 Вольт (это при заведенном двигателе автомобиля) выдаст примерно на 15% меньше при напряжении питания 12,6 Вольт (когда Вы заглушите двигатель). И наоборот, усилитель мощность которого 50 Ватт Х 2 измерена при напряжении 12,6 Вольт способен выдать больше на 15% при напряжении 14,4 Вольт. Это означает разницу в мощности в целых в 15 Ватт между двумя усилителями, на коробке которых написано « 50W Х 2».

         Разжевываю 🙂 олдскульные усилители типа Pioneer Carrozzeria, Alpine и прочее которые выпускались в 90-х сейчас соответственно не выпускаются вообще, но на вторичном рынке они по прежнему еще присутствуют. Так вот если Вам достался усилок в родной упаковке (да Вы счастливчик я Вам скажу :)) или перевернув сам усилитель Вы увидите надпись что-то типа 2 Х 35 Ватт 12,6 Вольт 0,05%. Это то что было раньше. Сейчас в 90% случаев а может и больше указывают мощность при 14,4 Вольт и искажениях 1% или 10% :))

ВЫВОД: Старый усилитель с мощностью 2 Х 35 Ватт (T.H.D=0,05%) будет так же звучать (чаще даже лучше) как современный с заявленными параметрами 2 Х 50 Ватт (T.H.D=1%) потому что замеры производились при разном напряжении питания. А это самое питание очень важно уже много раз говорили про это.

Все это важно знать при сравнении усилителей разных производителей т.к в индустрии автозвука нет единого стандарта измерений.

Например некоторые производители используют в своей оценке метод «RMS» многие новички слышали но возможно не знают как это расшифровывается, а расшифровывается оно так — Rated Maximum Sinusoidal Power. По русски — долговременная максимальная синусоидальная мощность с которой усилитель может работать 1 час и более с реальным музыкальным сигналом без физического повреждения.

Другие производители заявляют «максимальную» или «пиковую» мощность это маркетинговый ход, в результате которого мы видим мощность вдвое превышающую ту, которая была измерена по методу RMS. Цифра на коробке становится в два раза красивее. Кто смотрит на красивые цифры в 10 000 Ватт за 10 000 тенге? — пардон но только ЛОХИ. Если есть там честных 300 Ватт RMS — это супер гуд! Хотя за эту цену врятли :))

ВЫВОД: Берите в расчет только мощность указанную со значениями RMS на все остальное не обращайте внимание. Ну пару раз взглянуть на енти циферки Вы можете конечно)) но не принимайте это всерьез что пиковая мощность к примеру указана 3800 Ватт, а на деле там не более 4 Х 80 Ватт RMS. Вот такие дела. Или еще пример моноблок D-classa выдает 400 Ватт в 4 Ома RMS, 800 Ватт в 2 Ома RMS, 1200 Ватт максимальная мощность в 1 Ом. Вот это нормальные честные цифры так и должно быть)).

Важно так же знать при каком сопротивлении нагрузки измерена данная мощность. Вот я продаю усилители б/ушные звонит человек спрашивает у меня «усилитель сколько Ватт?» и что я должен отвечать? Киловатник??))) Но ведь всего 1 человек из 100 спросит при какой назрузке он эти Ватты выдает. Обычно если продается моноблок и не плохой то человек который его покупает уже в курсе всего о чем говорится в данной статье и он конечно же спрашивает о реальных цифрах, импендансе (сопротивление нагрузки), а скорее всего уже прочитал всю инфу в интернете по всем параметрам и отзывам)).

Ну да ладно статья у нас не для профи, а для «чайников» прошу не обижаться :)) поэтому продолжаем.

Большинство производителей измеряют при сопротивлении нагрузки 4 Ом. Так как именно такое номинальное сопротивление имеет большая часть автомобильной акустики. Но если произвести измерения при более низком сопротивлении, например 2 Ом то мощность получится в два раза больше!

ВЫВОД: Читайте надписи мелким шрифтом и сравнивайте мощность усилителей при одних и тех же условиях измерений.

Ну а теперь когда Вы уже многое поняли, немножко по полочкам инфа в голове разложилась приступим непосредственно к предварительным расчетам. Обращаю Ваше внимание что расчеты все ориентировочные просто прикидка.

Итак, возьмем какой-нибудь усилитель пусть это будет например 4-х канальный усилитель Kicx KAP-49. Усилитель АВ класса. Среднее значение КПД=50% обычно оно может варьироваться от 30% до 60% но мы для расчета возьмем среднее значение. Все расчеты справедливы для любого типа авто усилителей, необходимо лишь менять значение КПД для усилителей Д-класса нужно подставлять КПД=0,9

         1) Первое, что Вы должны сделать — это обратить свое внимание на предохранители данного усилителя.

         2) Считаем их количество и номинал. В данном случае 3 Х 40 Ампер. Получаем 40 А + 40 А + 40 А = 120 Ампер — это суммарный ток который выдерживают предохранители.

         3) Производитель делает замеры при напряжении питания 14,4 Вольт то есть берет по максимуму. Так вот получается 14,4 В * 120 А * 0,5 КПД=864 Ватт суммарная мощность всех каналов.

         4) Теперь суммарную мощность 864 Ватта делим на количество каналов. В данном усилителе их 4. 864 Ватта/4 канала = 216 Ватт на канал при номинальной нагрузке 2 Ома. Чтобы посчитать для 4 Ом нужно полученную цифру разделить на два. 216 Ватт / 2 = 108 Ватт на канал при 4 Ом. Но наверняка многие уже заглянули или заглянут в тех. характеристики и увидят несколько другие циферки а именно 4 Х 150 Ватт при нагрузке 4 Ома. Как же так спросите Вы?!

Дело в том что производитель утверждает что этот усилитель имеет КПД=66%. Пересчитываем. 14,4 В*120 А*0,66 КПД = 1140,48 Ватт / 4 = 285,12 Ватт  / 2 = 142,56 Ватт как видите практически все совпадает.

         5) Помните, что это всего лишь приблизительные расчеты. На практике может быть все по-другому. Не забывайте, что не честные производители могут специально и преднамеренно установить предохранители большего номинала, чем требуется. Положено к примеру 20 Ампер, а не хай стоит например 40А)). Подумаешь) сгорит чучуть :)))

Надеюсь, данная статья поможет подобрать новичкам усилитель в магазине или на вторичном рынке и избежать не хороших консультантов готовых втюхать Вам что угодно и конечно же за большие деньги! Им это выгодно.

Спасибо всем за просмотр! Хорошего Вам настроения 🙂

Читайте также:
Добавить комментарий
Усилитель

| электроника | Britannica

Усилитель , в электронике, устройство, которое реагирует на небольшой входной сигнал (напряжение, ток или мощность) и выдает более мощный выходной сигнал, который содержит основные характеристики формы входного сигнала. Усилители различных типов широко используются в таком электронном оборудовании, как радио- и телевизионные приемники, высококачественное звуковое оборудование и компьютеры. Усиливающее действие может быть обеспечено электромеханическими устройствами ( эл.g., трансформаторов и генераторов) и электронных ламп, но в большинстве электронных систем сейчас используются твердотельные микросхемы в качестве усилителей. Такая интегральная схема состоит из многих тысяч транзисторов и связанных с ними устройств на одном крошечном кремниевом кристалле.

Британская викторина

Гаджеты и технологии: факт или вымысел?

Роботы никогда не использовались в бою.

Одного усилителя обычно недостаточно для повышения выходной мощности до желаемого уровня. В таких случаях выход первого усилителя подается на второй, выход которого подается на третий, и так далее, пока выходной уровень не станет удовлетворительным. В результате получается каскадное или многоступенчатое усиление. Междугородный телефон, радио, телевидение, электронные контрольно-измерительные приборы, радары и бесчисленное множество других устройств — все зависит от этого основного процесса усиления.Общее усиление многокаскадного усилителя является произведением коэффициентов усиления отдельных каскадов.

Существуют различные схемы подключения каскадных электронных усилителей, в зависимости от природы сигнала, участвующего в процессе усиления. Твердотельные микросхемы в целом оказались более предпочтительными, чем схемы на электронных лампах, для прямого соединения следующих друг за другом каскадов усилителя. Для связи можно использовать трансформаторы, но они громоздкие и дорогие.

Электронный усилитель может быть спроектирован для создания усиленного выходного сигнала, идентичного во всех отношениях входному сигналу.Это линейная операция. Если выходной сигнал изменяет форму после прохождения через усилитель, возникает амплитудное искажение. Если усилитель не усиливает одинаково на всех частотах, результат называется частотным искажением или дискриминацией (например, усиление низких или высоких частот в музыкальных записях).

Получите эксклюзивный доступ к контенту нашего 1768 First Edition с подпиской. Подпишитесь сегодня

Когда мощность, требуемая на выходе усилителя, настолько велика, что исключает использование электронных устройств, динамоэлектрические и магнитные усилители находят широкое применение.

.

Радиаторы и усилители

Радиаторы и усилители
ESP Logo
Продукты Elliott Sound Радиаторы и усилители

© 2015, Род Эллиотт (ESP)

верхний
ESP Logo Указатель статей
ESP Logo Основной указатель

Содержание
Введение

Вопрос, поставленный выше — «Сколько радиатора мне нужно для усилителя?» прямо там с вопросом «Какова длина веревки?».Нет простого ответа и нет простого способа выработать ответ. Сам ответ (на оба вопроса) — «в зависимости от обстоятельств». Фактически, ответ зависит от множества факторов, и некоторые из них могут показаться довольно сложными. Хотя их можно упростить, необходимо учесть несколько вещей.

Пытаться определить, насколько большим должен быть радиатор для любого конкретного усилителя, кажется, то, чего большинство домашних мастеров стараются избегать. Наверное, на это есть веская причина, потому что это не так уж и легко.Нам также необходимо рассмотреть различные классы усилителей (например, Class-A, Class-B, Class-D и т. Д.), И каждый из них уникален с точки зрения необходимого радиатора. В значительной степени очевидно, что классу A нужно больше всего, и его легче всего вычислить. Класс B (или класс AB) несколько сложнее, а класс D может быть довольно сложным, если учесть все характеристики.

В этой короткой статье вы получите лишь некоторые основные рекомендации. Вам потребуется гораздо больше, прежде чем вы сможете сделать полный и точный расчет, и часто физическое тестирование может быть единственным реальным способом узнать наверняка.Если вы еще этого не сделали, рекомендую прочитать статью Радиаторы — выбор, установка транзисторов и принципы теплопередачи. Это очень исчерпывающая статья, и ее следует считать обязательной к прочтению.

Здесь используются некоторые допущения, первое из которых состоит в том, что температура воздуха, доступного для радиатора, составляет 25 ° C, а максимально допустимая средняя температура кристалла транзистора не должна превышать 85 ° C. Кулер лучше, но это может быть дорого. Я также предположил, что источником будет музыка и что он имеет некоторый динамический диапазон, поэтому даже если усилитель приводится в действие чуть ниже ограничения , долгосрочная средняя выходная мощность обычно будет не более 10% от полной. мощность доступна от усилителя.Это предполагает отношение пикового значения к среднему 10 дБ. Вы обнаружите, что это не та область, которая хорошо освещена в сети, и имеется на удивление мало информации, которая говорит вам, сколько радиатора вам нужно для данного усилителя. Отношение пикового значения к среднему также известно как пик-фактор. (Попутно упомяну, что пик-фактор синусоиды составляет 3 дБ (соотношение 1,414: 1), но обычно это не имеет значения и не является полезным параметром.)

Безусловно, самая большая проблема — это попытка определить, сколько мощности будет рассеивать усилитель, исходя из мощности, подаваемой на нагрузку.В конечном счете, это зависит от множества факторов, таких как максимальная мощность усилителя, громкость, которую вы будете слушать, тип программного материала и сопротивление громкоговорителя. Здесь нет простых ответов, но я постараюсь предложить решения, которые будут вполне приемлемы для большинства домашних прослушиваний. Надеемся, что для профессионального звука (включая крупномасштабные системы громкой связи) разработчики усилителей уже предусмотрели радиаторы, которые выдерживают мощность, и почти все используют по крайней мере один вентилятор, часто два или более.Принудительное воздушное охлаждение требует испытаний для определения эффективного термического сопротивления.

Это очень важно подчеркнуть … Не бывает слишком большого радиатора . Использование радиатора, который больше, чем необходимо, означает, что он физически больше и дороже, но слишком большой радиатор никогда не приведет к отказу усилителя.

ESP Logo Крайне важно, чтобы вы знали, что в этой статье обсуждается только среднее значение рассеиваемой энергии устройства вывода .Зона безопасной эксплуатации выхода устройства не входит в комплект и является совершенно отдельной частью процесса проектирования. Для получения дополнительной информации по этой теме см. Безопасная рабочая зона транзистора и фазовый угол по сравнению с Диссипация транзистора. Пиковое рассеивание и среднее рассеивание являются отдельными процессами проектирования, и один не предсказывает другого.

Это артикул , а не , он предназначен для предоставления единственной «окончательной» цифры размера радиатора. В приведенных здесь рекомендациях может быть завышена или занижена реальная мощность, которая должна рассеиваться радиатором, и просто невозможно использовать одну цифру с любым усилителем.Программный материал, фактическое (по сравнению с номинальным) импеданс динамика, эффективность динамика, использование сжатия или ограничения и то, насколько громким должен быть звук, являются переменными, которые невозможно предсказать. При проектировании для наихудшего случая радиатор будет больше и дороже, чем необходимо, и его возможности могут никогда не быть использованы. При проектировании (возможно, утопического) «идеального» корпуса радиатор будет слишком мал. Как и все остальное в электронике, радиатор будет компромиссом.

Здесь уместен анекдот. Один парень подошел к кому-то, кого я знаю, и сказал, что радиатор на усилителе, который он построил, слишком велик. Он пришел к такому выводу, потому что транзисторы были очень горячими, а радиатор почти холодным. Следовательно, по его рассуждениям, радиатор был явно слишком большим, потому что он недостаточно нагрелся. Реальность, конечно, была другой. Проблема была не в том, что радиатор был слишком большим (на самом деле такого нет), а в том, что установка транзистора была ужасной, а тепловое сопротивление между транзисторами и радиатором было слишком высоким.Это критическая часть сборки, и минимально возможное тепловое сопротивление между корпусом и радиатором имеет важное значение для максимальной мощности.


1 — Термическое сопротивление

Первое, что необходимо учитывать, — это тепловое сопротивление (часто обозначаемое как θ) всего теплового пути. Это означает эффективное сопротивление между кристаллом транзистора (или ИС) и окружающим воздухом. Температура окружающего воздуха не температура воздуха в помещении, а температура воздуха на поверхности радиатора.Если радиатор находится в горячей среде, необходимо учитывать эту температуру. Ни один радиатор не должен использоваться там, где он не может получить свободный поток воздуха, потому что это приведет к увеличению температуры радиатора и, в конечном итоге, корпуса транзистора (или ИС) и внутреннего кристалла. В большинстве следующих ниже примеров предполагается, что радиатор усилителя имеет доступ к свободному воздуху при температуре не выше 25 ° C.

Термическое сопротивление (θ) включает указанное производителем значение между кристаллом и корпусом, изолирующую среду, которую вы используете между корпусом устройства и радиатором, и сам радиатор.См. Статью о радиаторах для получения очень подробной информации о различных материалах для теплопередачи. Существует несколько различных способов изолировать корпус транзистора или ИС от радиатора, наиболее распространенные из которых показаны в следующей таблице.

Материал Тепловое Электрическое Тепловое сопротивление Прочие свойства
слюда Хорошо Отлично ~ 0.75 — 1,0 ° C / Вт Хрупкий
Каптон Хорошо Отлично ~ 0,9 — 1,5 ° C / Вт Прочный (но очень тонкий)
оксид алюминия Отлично Очень хорошо ~ 0,4 ° C / Вт Хрупкий — легко повреждается
Sil-Pads Удовлетворительно + Отлично ~ 1,0 — 1,5 ° C / Вт Удобно

Таблица 1 — Термостойкость при различных методах монтажа

Вышеупомянутое упрощено и основано на стиле корпуса TO-220.Корпуса большего размера будут иметь пониженное тепловое сопротивление, прямо пропорциональное площади поверхности. Например, если вы используете корпус ТО-3 (пластиковая версия ТО-3), ТО-247 или ТО-264, площадь более чем вдвое больше, поэтому тепловое сопротивление может быть примерно вдвое меньше, чем показано в таблице. Однако это также зависит от характеристик транзистора и от того, насколько хорошо вы можете подготовить поверхность радиатора и изолирующую среду, а также от того, как транзисторы удерживаются. Обратите внимание, что силиконовые прокладки в целом — очень плохой выбор, если вы ожидаете рассеивания более нескольких ватт.Заявления производителя и реальность обычно сильно отличаются друг от друга!

Существует множество переменных, но для удобства мы предположим, что общее тепловое сопротивление между кристаллом и радиатором составляет 3 ° C / Вт. Это означает, что на каждый ватт, рассеиваемый транзистором или усилителем мощности IC (долгосрочное среднее), кристалл будет повышать свою температуру на 3 ° C. Это предполагает, что температура радиатора остается при 25 ° C, но, конечно, этого не может и не происходит в действительности.

Радиатор должен быть достаточно большим, чтобы температура кристалла оставалась как можно более низкой. Это важно для гарантии того, что безопасная рабочая зона транзисторов (SOA) не будет превышена, даже если усилитель работает на самом худшем уровне мощности в течение длительного периода. SOA зависит от температуры, поэтому горячие транзисторы могут рассеивать меньше энергии, чем холодные. Поддержание довольно низкой температуры кристалла также обеспечивает мгновенное пиковое рассеивание, которое намного выше среднего.Тепловая масса радиатора будет гарантировать, что сам радиатор будет поддерживать достаточно стабильную температуру, но температура кристалла будет сильно колебаться во время работы.


Рисунок 1 — Тепловой путь — переход к окружающей среде (схема)

На рисунке 1 показан тепловой путь, на который нам нужно смотреть. Источником тепла является транзистор или кристалл ИС, а показанные тепловые сопротивления — это три сопротивления, которые необходимо учитывать. Конденсаторы показывают тепловую массу каждого компонента в цепи.Тепловая масса перехода мала, и ею можно пренебречь, как и тепловой массой корпуса. Тепловая масса радиатора обычно значительна, и это очень важно, поскольку позволяет быстро поглощать короткие импульсы очень высокой мощности, поэтому необходимо учитывать только среднюю мощность.


Рисунок 2 — Тепловой путь — переход к окружающей среде (физический)

На этом чертеже тепловой путь показан в более знакомой форме. Он показывает интерфейсы в их физической форме, а не схематично.Конечный результат один и тот же — существует тепловое сопротивление на каждой границе раздела, потому что ни один из материалов не является идеальным проводником тепла, и никакая граница раздела между материалами не может быть идеальной. Теплораспределитель — это металлическая часть корпуса полупроводника с плоскими устройствами, обычно это никелированная медь или аналогичный элемент. В устройствах типа TO-3 используется стальной корпус с внутренней медной «монеткой» или теплораспределителем между кристаллом и самим корпусом. Примечательно, что у большинства поддельных транзисторов матрица прикреплена непосредственно к стальному корпусу, что приводит к гораздо более высокому термическому сопротивлению (сталь является очень плохим проводником тепла).

Вы не можете напрямую изменить тепловое сопротивление перехода к корпусу, но вы можете, , улучшить ситуацию, используя параллельные транзисторы или транзисторы с более высокой номинальной мощностью, чем это строго необходимо для нормальной работы. Это не требуется для малой и средней мощности (усилители до 100 Вт), но становится критичным при увеличении мощности. Запуск любого транзистора до пределов (или превышающих) его номинального мгновенного рассеяния является рецептом катастрофы, включая его номинальную безопасную рабочую зону (чтобы избежать второго отказа).

Большинство радиаторов представляют собой довольно тяжелую массу алюминия, а тепловая масса обычно довольно высока. В то время как кристалл будет испытывать кратковременные внезапные повышения и понижения температуры, радиатор будет нагреваться до стабильной температуры в зависимости от средней рассеиваемой мощности . Радиатор может оставаться почти холодным в течение определенного периода времени и довольно медленно нагревается, если спроектирован консервативно.

ESP Logo Одна вещь, о которой вам нужно знать, — это характер теплового сопротивления радиатора.Когда это указано производителем или поставщиком рабочая температура предоставляется редко. Это очень прискорбно, потому что вам действительно нужно знать, при какой температуре поверхности заявленное термическое сопротивление действительно.

По мере увеличения перепада температур тепловое сопротивление падает. Радиатор, работающий при 100 ° C и температуре окружающей среды 25 ° C, покажет тепловое сопротивление намного лучше, чем оно будет при (скажем) 50 ° C. Поскольку немногие поставщики когда-либо говорят вам рабочую температуру, у вас уже есть неизвестная величина, которая повлияет на все последующие вычисления.

Расположение и ориентация радиатора также влияют на тепловое сопротивление. Если вы не используете вентилятор, конвекция является основной причиной движения воздуха. Ребра должны быть вертикальными, чтобы воздух мог проходить между ними с минимально возможным препятствием. Все, что имеет радиатор, никогда не следует размещать в шкафу или любом другом корпусе, который препятствует свободному движению воздуха в комнату. Помните, что температура окружающей среды — это температура воздуха в непосредственной близости от радиатора, и она может сильно отличаться от комнатной.

Закрывать радиатор в корпусе — это действительно плохая идея, если только нет больших вентиляционных отверстий выше и ниже радиатора (ов). Это также означает, что шкафу нужны надежные ножки, чтобы удерживать его от поверхности, на которой он стоит. Также нельзя ставить сверху ничего, что будет препятствовать вентиляции. Вентиляторы можно использовать, но вентиляционные отверстия все равно нужны. Горячий воздух должен выходить из корпуса, а свежий прохладный воздух должен поступать внутрь.

Размещение всех силовых транзисторов рядом друг с другом могло бы выглядеть красиво и быть наиболее подходящим с электрической точки зрения , но это не помогает избавиться от тепла.Силовые транзисторы (или другие источники тепла) должны быть максимально распределены по площади радиатора, но оставаясь на разумном расстоянии от краев и концов. Тепло от каждого устройства должно проходить через алюминий, и, поскольку это не идеальный проводник тепла, металл будет горячее непосредственно за источником тепла.

Верхняя часть радиатора почти всегда будет немного горячее, чем нижняя, потому что воздух, полученный (конвекцией), уже прошел через ребра в нижней части и, следовательно, горячее в верхней части, где он выходит.Температурный градиент обычно довольно мал, и его можно не учитывать, если все устройства (более или менее) установлены вдоль центральной линии.

Если вы еще этого не сделали, прочтите статью о радиаторах. Это бесценное знание перед тем, как вы начнете, и было бы неразумно повторять все это здесь.


2 — Рассеивание по сравнению с Выходная мощность

Проще всего рассчитать усилители для усилителей класса А, потому что рассеиваемая мощность близка к постоянной независимо от нагрузки.Если источник питания составляет 30 В, а ток 1,5 А, то рассеиваемая мощность просто 1,5 А x 30 В = 45 Вт. Несколько устройств упростят поддержание низкой температуры кристалла, но на самом деле не имеет значения, рассеивается эта мощность на одном или десяти транзисторах, общая мощность остается прежней. Есть и другие соображения, такие как тепловое сопротивление между кристаллами транзистора и самим радиатором, но мы рассмотрим это немного позже. Перед тем, как начать, вам необходимо выбрать подходящую максимальную температуру кристалла транзистора.Я предлагаю около 85 ° C, если возможно.

Если нам необходимо рассеять 45 Вт и мы не хотим, чтобы температура радиатора превышала (скажем) 40 ° C при температуре окружающей среды 25 ° C, тогда тепловое сопротивление радиатора должно быть …

Tr = 40-25 = 15 ° C
Rt = 15/45 = 0,33 ° C / Вт

Где Tr — повышение температуры, а Rt — тепловое сопротивление

Теперь мы можем учесть тепловое сопротивление между кристаллом (ами) транзистора и радиатором.С парой транзисторов они будут работать на половинной мощности — по 22,5 Вт на каждый. Если тепловое сопротивление между кристаллом и радиатором составляет 2 ° C / Вт (сложно, но достижимо для устройств большой мощности, установленных с осторожностью), каждый кристалл будет на 45 ° C горячее, чем радиатор, который, как мы решили, должен работать при температуре не более 40 ° C. . Температура кристалла — это просто температура радиатора плюс повышение температуры корпуса и крепления. Температурный градиент составит …

Окружающая среда = 25 ° C
Радиатор = 40 ° C
Соединение = 85 ° C

При таком количестве рассеивания будет трудно поддерживать температуру перехода на уровне максимум 85 ° C, если температура радиатора не поддерживается на уровне 40 ° C или ниже.Если тепловое сопротивление между переходом и радиатором больше 2 ° C / Вт, вы можете оказаться в безвыходной ситуации. Например, если тепловое сопротивление между переходом и радиатором увеличится до 3 ° C / Вт, радиатор должен будет работать при температуре не выше 17,5 ° C, что явно невозможно при температуре окружающей среды 25 ° C. Единственная альтернатива — позволить соединениям нагреваться выше заданного (ожидаемого) значения или уменьшить эффективное тепловое сопротивление между кристаллом и радиатором.

Если используется больше транзисторов, температура радиатора останется прежней, но каждый кристалл транзистора будет работать меньше.Каждое устройство по-прежнему имеет одинаковое тепловое сопротивление от кристалла до радиатора, но рассеиваемая мощность снижается. Эти отношения на самом деле довольно просты, если вы их осознаете. Например, если рассеиваемая мощность усилителя распределяется между четырьмя транзисторами вместо двух, каждый будет рассеивать 11,25 Вт вместо 22,5 Вт, а повышение температуры кристалла уменьшится до 22,5 ° C или чуть ниже 34 ° C, если тепловое сопротивление составляет более реалистично 3 ° C / Вт между матрицей и радиатором. Это позволяет использовать радиатор меньшего размера или означает более низкую температуру кристалла для того же радиатора.Целью проектирования всегда должно быть снижение рабочей температуры, но это не всегда возможно.


Когда усилитель не , а рассеивает постоянную мощность, вычисления становятся сложнее. Так как это описывает большинство используемых усилителей (чаще всего класса AB), необходимо принять множество решений. Ток покоя обычно довольно низкий, не превышает 100 мА в большинстве конструкций и обычно намного меньше, поэтому рассеивание в покое легко вычислить. Если напряжение питания составляет 70 В (± 35 В), тогда рассеиваемая мощность составляет 7 Вт при максимальном токе покоя 100 мА и обычно ниже этого значения.

На следующем графике показано пиковое выходное напряжение и рассеяние одной половины усилителя мощности класса AB. Это показывает пиковую мощность в положительном выходном транзисторе с резистивной нагрузкой 4 Ом, а отрицательный транзистор имеет такое же рассеивание для отрицательных полупериодов. Ровно при половине напряжения питания +35 В (17,5 В) рассеиваемая мощность транзистора максимальна — 76 Вт. Среднее рассеивание в каждом выходном транзисторе составляет 22,7 Вт в начале ограничения. Ситуация меняется с реактивной нагрузкой (громкоговоритель), и пиковая мощность увеличивается (почти вдвое), но средняя остается почти такой же.Более подробно это обсуждается в статье Phase Angle Vs. Диссипация транзистора.


Рисунок 3 — Мгновенное рассеивание по сравнению с Выходное напряжение

Если усилитель будет управляться достаточно сильно, разумным приближением к рассеянию может быть 50% выходной мощности. Если усилитель работает от напряжения ± 35 В и управляет нагрузкой 4 Ом, выходная мощность будет близка к 100 Вт, поэтому общее рассеивание будет чуть менее 50 Вт. Это наихудший показатель, который не будет достигнут на практике, и в коммерческих проектах обычно допускают менее половины этого показателя, потому что музыка динамична, а полная мощность никогда не бывает непрерывной.Зная, что длительное среднее рассеивание в 25 Вт является разумным (если оно слишком велико), радиатор можно легко определить, используя тот же метод, который описан выше. Если допустить максимальную температуру радиатора 60 ° C, мы получим …

Rt = 35/25 = 1,4 ° C / Вт

Это значение для одного усилителя, а рассеиваемая мощность, естественно, вдвое больше для стереоусилителя, поэтому тепловое сопротивление радиатора должно составлять 0,7 ° C / Вт для стереопары усилителей. В большинстве случаев это все еще может считаться излишеством, но если вы проектируете радиатор с минимально возможным размером, то неплохо было бы включить предохранитель от перегрева или термовентилятор, который включится, если температура радиатора поднимется выше предустановленный предел.Пример расчета показан ниже и взят из заметки по применению ST Microelectronics [1].

Pd = V² / ((2 * π) ² * R L )
(где V — общее напряжение питания , Pd — полное рассеивание, а R L — сопротивление нагрузки в Ом)

Например, для того же усилителя, описанного выше (источники питания ± 35 В, нагрузка 4 Ом) …

Pd = 70² / ((2 * π) ² * 4) = 31 Вт

Рассчитанное, как указано выше, рассеивание для всего выходного каскада, поэтому среднее рассеивание каждого выходного транзистора вдвое меньше расчетного.Цифры, полученные с использованием этой формулы, разумно согласуются с таблицей, приведенной ниже, но немного более оптимистичны (т.е.диссипация несколько ниже, чем показывает моя таблица).

Если мощность усилителя (скажем) 20 Вт / канал, то вам необходимо обеспечить постоянное рассеивание до 5 Вт. Если усилитель представляет собой небольшой «чип-усилитель», такой как LM1875, он имеет корпус TO-220. Поэтому радиатор должен быть больше, чем вы думаете, потому что тепловое сопротивление ИС от кристалла до радиатора намного выше, чем у пары дискретных транзисторов.В этом случае я предлагаю, чтобы радиатор был рассчитан на рассеивание 10 Вт, а не 5 Вт, поэтому оно должно быть около 3,5 ° C / Вт для каждой ИС. Более холодный радиатор позволяет повысить температуру между радиатором и транзистором или кристаллом ИС, при этом температура кристалла поддерживается на уровне (или ниже) 85 ° C.

Я провел несколько измерений музыкального источника (FM-радио), чтобы определить наихудшее соотношение пиковой и среднеквадратичной мощности (или средней мощности), которое можно ожидать. Тип музыки в значительной степени не имеет значения из-за сжатия исходного материала и добавленного большинством FM-радиостанций.Я получил цифру, которую можно безопасно использовать для определения рассеяния, которое можно ожидать от любого данного усилителя, используемого с наихудшим входным сигналом. Программный материал с большим динамическим диапазоном требует меньшего количества радиатора.


Рисунок 4 — Форма сигнала сигнала наихудшего случая

Форма волны показана выше. Пиковая амплитуда составляет ± 800 мВ, а среднеквадратичное напряжение — 342 мВ. Таким образом, отношение пикового значения к среднеквадратичному значению составляет около 2,35: 1 или 7,5 дБ. Это действительно меняется, потому что «бесконечное» сжатие невозможно и нежелательно, и в течение нескольких минут я увидел, что среднеквадратичное напряжение упало до 250 мВ — пики не изменились.Среднеквадратичное напряжение также может быть выше измеренного значения 342 мВ, но не намного. В среднем и за разумный период времени при воспроизведении разных мелодий соотношение пикового и среднего уровня составляло 2,5: 1 — соотношение 8 дБ. Для гипотетического усилителя мощностью 100 Вт средняя мощность составляет около 16 Вт, когда усилитель установлен чуть ниже ограничения.

Когда усилитель приводится в действие синусоидой чуть ниже ограничения, достаточно пессимистическое предположение состоит в том, что рассеяние транзистора (два устройства в двухтактном режиме) составляет примерно 50% (оба устройства) мощности, подаваемой на нагрузку.В худшем случае усилитель будет работать при половинном выходном напряжении (четверть полной мощности), когда полное рассеивание транзистора будет близко к , удвоить мощности, подаваемой на нагрузку. Усилитель мощностью 100 Вт, работающий при постоянной мощности 25 Вт, рассеивает около 50 Вт тепла. Если выходное напряжение RMS выше или ниже половины максимального, рассеивание выходного каскада уменьшается.

Мы не слушаем синусоиды, поэтому следует использовать соотношение пикового и среднего значения, определенное выше. Это обеспечивает разумное определение вероятной средней необходимой мощности.Это может быть сложно, потому что существует слишком много неизвестных факторов. Вы не можете спроектировать радиатор, основываясь на том, как вы думаете, что будет использоваться усилитель, потому что другие будут использовать его по-другому. Если мы используем сигнал, захваченный мною, как возможный «типичный» сигнал, когда усилитель находится в начале ограничения, среднеквадратичное напряжение будет около 0,4 от максимально возможного, что достаточно близко к точке половинного напряжения, при которой рассеяние максимально.

Исходя из этого, усилителю мощностью 100 Вт необходим радиатор, способный рассеивать до 40 Вт при приведении в действие формы волны, показанной выше, и при работе с максимальной неискаженной мощностью.К счастью, реальность отличается от наихудшего случая, и долгосрочное среднее значение обычно несколько ниже, чем рассчитанное с использованием измерений в абсолютном наихудшем случае. Как правило, можно с уверенностью предположить, что отношение пиковой мощности к средней составляет 10 дБ, поэтому средняя выходная мощность будет составлять 1/10 от максимальной выходной мощности. Средняя выходная мощность усилителя мощностью 100 Вт будет около 10 Вт, а полное рассеивание транзистора — 30 Вт.

Эти общие принципы применимы независимо от того, какой у вас усилитель мощности: дискретный или микросхема (IC).Если усилитель IC мощностью 50 Вт работает с минимальным ограничением при обычном программном материале, средняя выходная мощность будет около 5 Вт, а средняя мощность рассеяния IC будет около 15 Вт. Теперь у нас достаточно информации, чтобы разработать некоторые правила, позволяющие определить соответствующие тепловые характеристики радиатора.


Усилители

класса D — это особый случай, и здесь нет простых методов, которые можно использовать для расчета рассеяния. У переключающих полевых МОП-транзисторов есть два (или, возможно, три) разных способа генерирования тепла.Первый (и самый простой) из них — это мощность, рассеиваемая в результате тока нагрузки и сопротивления включения полевого МОП-транзистора (R DS-ON ). Если протекает ток 5 А и сопротивление R DS-ON составляет 0,1 Ом, то полевые МОП-транзисторы будут рассеивать около 250 мВт каждый (в среднем), с чем легко обращаться.

Поскольку ни один полевой МОП-транзистор не может переключаться мгновенно, существует очень короткий период, когда на полевом МОП-транзисторе присутствует значительное напряжение и ток через него. Мгновенное пиковое рассеяние может быть очень высоким, но длится менее микросекунды или около того, а среднее значение невелико.То, насколько низко, зависит от конструкции схемы и способности схемы управления источником и потреблением тока, требуемого емкостью затвора MOSFET.

Третьей проблемы не должно быть, и она широко известна как «прострелил». Это ситуация, когда два полевых МОП-транзистора работают одновременно, что может повысить среднее рассеивание до разрушительного уровня. Хотя это никогда не предназначалось, это может произойти, если полевые МОП-транзисторы станут слишком горячими. На этом этапе до отказа, возможно, всего несколько миллисекунд.По этой причине очень важно, чтобы усилители класса D имели соответствующий радиатор.

К сожалению, нет простого способа вычислить рассеиваемую мощность усилителя класса D. Если разработчик или производитель предоставляет необходимую информацию, это достаточно просто, а если нет, вы узнаете только путем тестирования. Во время любого теста очень важно убедиться, что полевые МОП-транзисторы работают как можно более холодно, чтобы предотвратить тепловой пробой из-за R DS-ON . Большинству пользователей MOSFET очень ясно, что R DS-ON увеличивается с температурой и, таким образом, вынуждает разделение тока с параллельными устройствами, но обратная сторона заключается в том, что по мере увеличения R DS-ON увеличивается и рассеивание при MOSF

.

Общие сведения об импедансе динамиков — Джефф Серый гик

  • Домашний
  • Домашний AV
    • Подключение оборудования
    • Подключение динамиков
    • Подключение динамиков
    • Подключение оборудования
  • Аудио Калькуляторы
  • Электрические калькуляторы
  • Аудио калькуляторы
  • Электрические калькуляторы
  • Основы
  • Мифы и мелочи
  • Search

    Geoff the Grey geek - Helping you connect your AV equipment Geoff the Gray Geek Geoff the Grey geek - Helping you connect your AV equipment Geoff the Grey geek - Helping you connect your AV equipment
    • Home
    • Home

      Часто задаваемые вопросы по подключению динамиков

      Geoff the Grey geek - Helping you connect your AV equipment

      Симуляторы селекторного переключателя динамиков

      Geoff the Grey geek - Helping you connect your AV equipment

      Общие сведения об импедансе динамиков

      Geoff the Grey geek - Helping you connect your AV equipment

      Как подключить видеомагнитофон к телевизору с плоским экраном

    • Подключение динамиков
    • Подключение оборудования
  • Общие сведения о звуке
    • Understanding amplifier power - feature image

      Общие сведения о мощности усилителя

      Understanding amplifier power - feature image

      Общие сведения о чувствительности динамиков

      Understanding amplifier power - feature image

      Как несколько динамиков разделяют мощность

      Understanding amplifier power - feature image

      Импеданс динамика меняет мощность усилителя2

      Geoff the Grey geek - Helping you connect your AV equipment

      256 956

  • Калькуляторы
    • AllAudio КалькуляторыЭлектрические калькуляторы Understanding amplifier power - feature image

      Серийный калькулятор динамиков

      Understanding amplifier power - feature image

      Калькулятор мощности, напряжения и тока усилителя

      Distributed Speaker System SPL Calculator

      Калькулятор SPL распределенной акустической системы

      distributed speaker systems cable loss calculator

      Распределенная акустическая система Калькулятор потерь кабеля 9006

    • Электрические калькуляторы
  • Основы
    • distributed speaker systems cable loss calculator
  • .

    Изменение импеданса динамика Мощность усилителя

    • Home
    • Home AV
      • Подключение оборудования
      • Подключение динамиков
      • Подключение динамиков
      • Подключение оборудования
    • 000
    • 0006 Аудио
    • Электрические калькуляторы
    • Аудио калькуляторы
    • Электрические калькуляторы
  • Основы
  • Мифы и мелочи
  • Поиск

    Geoff the Grey geek - Helping you connect your AV equipment Geoff the Gray Geek Geoff the Grey geek - Helping you connect your AV equipment Geoff the Grey geek - Helping you connect your AV equipment
    • Главная
    • Home AV
        Подключение динамиков
          Часто задаваемые вопросы Geoff the Grey geek - Helping you connect your AV equipment

          Имитаторы переключателя выбора динамика

          Geoff the Grey geek - Helping you connect your AV equipment

          Общие сведения об импедансе динамиков

          Geoff the Grey geek - Helping you connect your AV equipment

          Как подключить видеомагнитофон к телевизору с плоским экраном

        • Connecting S громкоговорители
        • Подключение оборудования
      • Понимание звука
        • Understanding amplifier power - feature image

          Понимание мощности усилителя

          Understanding amplifier power - feature image

          Понимание чувствительности динамика

          Understanding amplifier power - feature image

          Как несколько динамиков разделяют мощность

          Understanding amplifier power - feature image

          Импеданс динамика меняет мощность усилителя

          Geoff the Grey geek - Helping you connect your AV equipment

          Понимание

        • Импеданс динамика
      • Калькуляторы
        • AllAudio Калькуляторы Электрические калькуляторы Understanding amplifier power - feature image

          Последовательный калькулятор громкоговорителей

          Understanding amplifier power - feature image

          Калькулятор мощности, напряжения и тока усилителя

          Distributed Speaker System SPL Calculator

          Калькулятор SPL распределенной акустической системы

          distributed speaker systems cable loss calculator

          Калькулятор потерь кабеля распределенной акустической системы

        • Аудио
        • Электрические калькуляторы
      • Основы
        • distributed speaker systems cable loss calculator
      .

    alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.