ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНОГО УСИЛИТЕЛЯ

   Недавно было решено повторить известную схему преобразователя аккумуляторного напряжения автомобиля 12 вольт, в повышенное двухполярное, для питания мощных УМЗЧ. Показана основа схемы, далее её можно «усовершенствовать»по своим желаниям. Схема проста, надежна, при мощности близкой к максимальной практически не наблюдается нагревания диодов моста, трансформатора и выходных ключей. Хотя в генераторе преобразователя и стоит классическая TL494 — схема работает на ура.

  Весь преобразователь питания собран на небольшой печатной плате из фольгированного стелотекстолита, транзисторы и мощные диоды припаяны металлическими фланцами наружу — к ним прикручивается массивный алюминиевый радиатор. Его размеры зависят от нагрузки, подключенной к устройству. 

   На следующей фотографии показан вид преобразователя со стороны монтажа.  Разрисовка платы и схемы в Layout — на форуме. 

   В качестве выпрямительных диодов стоят диоды Шоттки. Данным девайсом раскачивал в автомобиле две STK4044, субъективная оценка — очень хорошо!

   При выходном напряжении U=+-51В, для нормальной работы микросхем STK на холостом ходу, при P=max просадка порядка 1,5 Вольт на плечо. Думаю этот провал мало ощутим на слух, тем более что усилитель на максимуме вряд ли кто слушает постоянно. Плата разработана собственноручно,можно сказать на скорую руку, так что вы можете усовершенствовать её по желанию. В общем данный самодельный преобразователь для автомобильного УНЧ работает на 100% — рекомендую к повторению. Более подробно зависимость мощности от напряжения выхода и сопротивления динамика УМЗЧ, показана в таблице.

   Небольшое примечание: для мощности в нагрузке более 300Вт, желательно ставить в трансформаторе 3 кольца и использовать более мощные полевые транзисторы. Схему проверил: Губернатор.

   Форум по преобразователям питания

   Обсудить статью ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНОГО УСИЛИТЕЛЯ

Преобразователь напряжения для питания автомобильного усилителя

Эта статья содержит описание схемы простейшего импульсного повышающего преобразователя для авто усилителей (например на TDA7294 или любой другой микросхеме с двухполярным питанием), без лишних расчетов или теорий только необходимый минимум. Это действительно самый простой способ на сегодня запустить усилитель достаточно высокой мощности в автомобиле, с бортовым питанием 12 В. Представленный инвертор может выдавать постоянную мощность около 100 Вт, а при небольшой доработке схемы ещё больше.

Схема и описание преобразователя

Схема была разделена на несколько частей для облегчения описания и понимания сути работы деталей.

Зеленая часть представляет собой генератор, использующий популярную микросхему TL494. Чтобы сделать структуру максимально простой, использовалась только часть м/с, а именно только генератор. Частота его работы определяется элементами R4 и C4. Для текущих значений (10 кОм и 1 нФ) она составляет около 30 кГц. Увеличив частоту также можно повысить эффективность, но для этого необходимо намотать трансформатор более тонкими проводами (из-за скин-эффекта).

Желтая часть — усилители тока. Они используются только для облегчения повторной загрузки затворных мощностей мосфетов, которые разгружают внутренние выходные транзисторы в TL494. Фактически, схема в текущей конфигурации будет работать и без них, потому что внутренние транзисторы TL494 в принципе могут управлять одним затвором без особых проблем, но в случае падения напряжения в источнике питания инвертор может работать нестабильно. Вот почему рекомендуется установить их. В этой роли практически любой транзистор может быть использован для создания комплементарной пары. Схема также хорошо работает например с парой BC547 / BC557 и т.п.

Оранжевая часть — это ключевые выходные элементы. Мосфет включается при получении импульса от предыдущего каскада. Преобразователь включает мосфеты попеременно с так называемым мертвым временем (когда оба выключены). Особое внимание следует уделить C8 (10 нФ) и R12 (4,7 Ом), потому что от них зависит безопасность транзисторов. Они используются для подавления перенапряжений, возникающих в индуктивности во время переходных процессов. Используйте конденсатор 10 нФ на минимальное напряжение 250 В и резистор 3,3 … 4,7 Ома с минимальной мощностью 0,5 Вт.

Для преобразователя могут быть выбраны разные типы мосфетов, в значительной степени от них зависит, какой мощности и эффективности удастся достичь. Важно выбирать с низким сопротивлением и большим рабочим током. Тут использовались IRF3205, но одинаково хорошо заработают IRFZ44n, BUZ11 или IRFP064n для немного большей мощности.

Красная часть — трансформатор с выпрямителем. Про трансформатор и его перемотатку будет чуть ниже. Сейчас остановимся на схеме выпрямления и фильтрации. Это классический симметричный источник питания, в котором используются ультрабыстрые выпрямительные диоды или диоды Шоттки. В данном случае использовался диод MBR10100CT. Ещё нужен выходной дроссель и конденсаторы фильтра. Для одной микросхемы TDA7294 просто используйте 2200 мкФ + 100 нФ на каждое плечо. Ставьте нормальный электролитический конденсатор, нет необходимости использовать конденсаторы с низким ЭПР.

Предохранители инвертора

Схему контроля выходного тока будет лучше заменить на так называемый электронный предохранитель, который в случае короткого замыкания будет отключать преобразователи (потребуется перезапуск). Схема управления током в инверторе с питанием, сделанным для конкретной системы (в данном случае стерео TDA7294 для громкоговорителя 8 Ом), может отключить преобразователь только во время басов, когда усилитель потребляет больше энергии.

Модуль управления имеет предохранитель в виде резистора R11. Используем стандартный 4.7R 0.25W резистор — в случае короткого замыкания в TL494 или усилителях тока, резистор немедленно перегорает. Силовая часть защищена предохранителем на 10 А. В вышеуказанной схеме короткое замыкание на выходе вызывает его немедленное сгорание.

Сборка преобразователя питания

Можно вытравить полноценную печатную плату, а можно использовать универсальную макетку. Важно, чтобы пути тока были максимально короткими и толстыми.

Сначала собираем зеленую, желтую и оранжевую части. При этом схема питается через маленькую лампочку (например, 10 Вт) или установите ограничение тока 200 мА на блоке питания. Подключите один щуп осциллографа к источнику питания плюс, а другой — к усилителям УТ. Должны увидеть прямоугольную осциллограмму с амплитудой около напряжения питания. Форма волны должна быть очень похожей на фото.

Если сигнал не отображается, проверьте правильность сборки и работоспособность зеленой и желтой секций ИБП.

Затем подключаем осциллограф параллельно мосфетам и наблюдаем форму сигнала там. Это должен быть прямоугольник с амплитудой, аналогичной напряжению питания. Если он не просматривается, это означает, что установили поврежденный mosfet (или неправильно впаяли его).

Если все в порядке, можем начать наматывать трансформатор.

Намотка трансформатора

Трансформатор — самый важный элемент и самый сложный. Во-первых, нужно достать ферритовый сердечник. Можно добыть его из блока питания ATX или другого импульсного преобразователя. Крайне важно, чтобы это был сердечник без зазора, иначе инерционный ток преобразователя будет выше, а КПД будет значительно ниже. В худшем случае может вообще не работать. Чтобы разобрать такой трансформатор, нагрейте его в кипящей воде, потому что тогда смола размягчится. Затем, используя тряпку, разломите горячий трансформатор. Важно не повредить сердечник. Затем снимаем заводские обмотки и наматываем новые в соответствии с инструкциями далее.

Начнем с первичной обмотки. В ней две обмотки должны быть намотаны по 3 витка одновременно, где начало второй является концом первой. Обе обмотки намотаны в одном и том же направлении. Из-за того что инвертор работает на высокой частоте, возникает скин-эффект. Поэтому не стоит намотать трансформатор одним толстым проводом, как в случае классических трансформаторов. Для данного инвертора намотаем 4 провода по 0,3 мм. Обмотка должна выглядеть примерно так:

Теперь изолируйте первичку от вторички. Например слоями скотча. Пришло время намотать вторичную обмотку. Намотайте две обмотки по 7 витков. Трансформатор готов.

Вместо основного предохранителя вставляем лампу значительной мощности (предпочтительно 50 Вт, чтобы при малом токе она не вызывала значительного падения напряжения). Измеряем ток, потребляемый преобразователем, должно составлять 100-250 мА. Форма сигнала на осциллографе должна быть прямоугольной с требуемой амплитудой.

Инвертор практически закончен. Осталось смонтировать схему выпрямителя со сверхбыстрыми диодами или диодами Шоттки. Далее устанавливаем дроссель и фильтрующие конденсаторы.

Выходной дроссель в этом инверторе будет необходим. С натяжкой он может работать и без него, но его эффективность станет меньше и может быть слышен писк под нагрузкой. Дроссель наматывается на порошковое кольцо. Вы можете также выпаять его от источника питания ATX. Обмотка двойная по 17 витков (значение выбрано методом проб и ошибок).

Выходное напряжение инвертора должно быть примерно +/- 36 В. Это оптимальное значение для микросхем TDA7294.

Инвертор должен быть нагружен для испытаний электронной нагрузкой или мощным резистором с сопротивлением 50 Ом. Резистор будет выдавать около 100 Вт мощности в виде тепла. Выходное напряжение преобразователя под этой нагрузкой не должно падать ниже 32 В. Наиболее теплым элементом должны быть выпрямительные диоды. Трансформатор должен слегка нагреваться, как и мосфеты. Тест 100 Вт должен занять 10 минут.

Нужен ли стабилизатор напряжения

Стабилизация выходного напряжения на БП усилителя звука — плохая идея. Усилитель имеет очень нелинейное энергопотребление, кроме того, когда проходит бас, он может потреблять много энергии (в импульсе). Обратная связь для управления выходным напряжением может мешать реакции на повышенное энергопотребление.

Для тестирования блок питался от адаптера 12 В 60 A. Кроме того, предохранители желательно установить на линиях +36 В и -36 В. Плата имеет размеры, подходящие для установки в корпуса автомобильного радио, и все элементы можно легко охладить одним вентилятором при необходимости.

Мощный преобразователь для питания сабвуфера от бортовой сети 12 вольт

Пожалуй, самая трудная часть конструкции усилителей для питания канала сабвуфера от бортовой сети 12 вольт. О нем немало отзывов в разных форумах, но таки сделать реально хороший преобразователь по советам знатоков очень трудно, в этом убедитесь сами, когда дело дойдет этой части конструкции. Для этого я решил остановится на сборке преобразователя напряжения, пожалуй это будет самым подробным описанием, поскольку в ней изложен двухнедельный труд, как говорят в народе — от > до >.
Схем преобразователей напряжения море, но как право после сборки появляются дефекты, неполадки в работе, непонятные перегревы отдельных деталей и частей схемы. Сборка преобразователя у меня затянулась на две недели, поскольку в основную схему были внесены ряд изменений, в итоге я смело могу заявить, что получился мощный и надежный преобразователь.
Основной задачей была построить преобразователь на 300-350 ватт для питания усилителя по схеме Ланзара, все получилось красиво и аккуратно, все кроме платы, химия для травления плат у нас большой дефицит, поэтому пришлось использовать макетную плату, но не советую повторять мои мучения, паять проводку для каждой дорожки, лудить каждую дырочку и контакт — работа не из простых, об этом можно судить посмотрев на плату с обратной стороны. Для красивого внешнего вида на плату был приклеен широкий зеленый скотч.

ИМПУЛЬСНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

Основная перемена в схеме — импульсный трансформатор. Почти во всех статьях самодельных сабвуферных установок трансформатор делают на ферритовых кольцах, но кольца иногда не доступны (как в моем случае). Единственное, что было — альсиферовое кольцо от высокочастотного дросселя, но рабочая частота этого кольца не позволяла использовать его в качестве трансформатора в преобразователе напряжения.

Тут мне повезло, почти даром получил пару компьютерных блоков питания, к счастью в обеих блоках были полностью идентичные трансформаторы.

В итоге было решено использовать два трансформатора в качестве одного, хотя один такой трансформатор может обеспечить желаемую мощность, но при намотке обмотки просто на просто не влезли бы, поэтому было решено переделывать оба трансформатора.

В начале, нужно снять сердечек, на самом деле работа достаточно простая. Зажигалкой греем ферритовую палку, которая замыкает основной сердечек и после 30 секунд жаркого клей плавится и ферритовая палка выпадает. От перегрева свойства палки могут изменится, но это не так уж и важно, поскольку палки в основном трансформаторе мы использовать не будем.

Так делаем и со вторым трансформатором, затем снимаем все штатные обмотки, очищаем выводы трансформаторов и спиливаем одну из боковых стенок обеих трансформаторов, желательно спилить свободную от контактов стенку.

Следующей частью работ, является приклеивание каркасов. Место крепление (шов) можно просто обмотать изолентой или скотчем, использовать разнообразные клеи не советую, поскольку это может помешать вставке сердечника.

Опыт в сборке преобразователей напряжения был, но тем не менее этот преобразователь выжил с меня все соки и деньги, поскольку в ходе работ было угроблено 8 полевиков и во всем был виноват трансформатор.
Опыты с количеством витков, технологии намотки и сечению проводов привели к радующим результатам.
Итак самое трудное — намотка. На многих форумах советуют мотать толстую первичку, но опыт показал, что для получения указанной мощности много не надо. Первичная обмотка состоит из двух полностью идентичных обмоток, каждая из них намотана 5-ю жилами провода 0,8мм, растянута по всей длине каркаса, но торопиться не будем. Для начала берем провод с диаметром 0,8мм, провод желательно новый и ровный, без изгибов (хотя я использовал провод от сетевой обмотки тех же самых трансформаторов от блоков питания).

Далее по одному проводу мотаем 5 витков по всей длине каркаса трансформатора (можно также мотать жгутом все жилы вместе). После намотки первой жилы, ее нужно укрепить, просто накручиванием на боковые выводы трансформатора. После уже мотаем остальные жилы, ровно и аккуратно. После окончания намотки, нужно избавится от лакового покрытия на концах обмотки, это можно сделать несколькими способами — греть провода мощным паяльником или сдирать лак по отдельности с каждого провода монтажным ножом или бритвой. После этого нужно залудить кончики проводов, сплетаем их в косичку (удобно использовать плоскогубцы) и покрываем толстым слоем олова.
После этого переходим ко второй половине первичной обмотки. Она полностью идентична с первой, перед ее намоткой первую часть обмотки покрываем изолентой. Вторая половина первичной обмотки тоже растянута по всему каркасу и намотана в том же направлении, что и первая, мотаем по тому же принципу, по одной жиле.

После окончания намотки нужно сфазировать обмотки. У нас должна получится одна обмотка, которая состоит из 10 витков и имеет отвод от середины. Тут важно помнить одну важную деталь — конец первой половины должен присоединится с началом второй половинки или наоборот, чтобы не возникли затруднения при фазировке, лучше все делать по фотографиям.
После усердной работы первичная обмотка наконец готова! (можно попить пивка).
Вторичная обмотка — тоже требует большого внимания, поскольку именно она будет питать усилитель мощность. Намотана по тому же принципу, что и первичная, только каждая половинка состоит из 12 витков, что вполне обеспечивает на выходе двухполярное напряжение 50-55 вольт.

Обмотка состоит из двух половинок, каждая намотана 3-я жилами провода 0,8 мм, провода растянуты по всему каркасу. После намотки первой половинки обмотку изолируем и поверх мотаем вторую половину в том же направлении, что и первую. В итоге у нас получаются две одинаковые половинки, которые фазируются таким же образом, как первичка. После выводы очищают, сплетают и запаивают друг к другу.

Один важный момент — если решили использовать другие разновидности трансформаторов, то следите, чтобы у половинок сердечка не было зазора, в следствии опытов, было обнаружено, что даже малейший зазор в 0,1мм резко нарушает работу схемы, ток потребления возрастает раза в 3-4, полевые транзисторы начинают перегреваться так, что кулер не успевает охладить их.

Готовый трансформатор можно экранировать медной фольгой, но особо большой роли это не играет.

В итоге получается компактный трансформатор, который с легкостью способен отдавать нужную мощность.

СХЕМА

Схема устройства не из простых, начинающим радиолюбителям не советую связаться с ним. Основа как всегда генератор импульсов, построенный на интегральной микросхеме TL494. Дополнительный усилитель на выходе построен на паре маломощных транзисторов серии ВС 557, почти полный аналог ВС556, из отечественного интерьера можно применить КТ3107. В качестве силовых ключей применены две пары мощных полевых транзисторов серии IRF3205, по 2 полевика на плечо.

Транзисторы установлены на небольшие теплоотводы от компьютерных блоков питания, заранее изолированы от теплоотвода специальной прокладкой.
Резистор 51 ом — единственная деталь схемы, которая перегревается, поэтому резистор нужен на 2 ватта (хотя у меня всего 1ватт), но перегрев не страшный, это никак не влияет на работу схемы.
Монтаж, особенно на макетной плате очень занудный процесс, поэтому лучше все делать на печатной плате. Плюсовые и минусовые дорожки делаем пошире, затем покрываем толстым слоям олова, поскольку по ним будет протекать немалый ток, тоже самое и со стоками полевиков.
Резисторы на 22 ома ставим на 0,5-1ватт, они предназначены для снятия перегруза с микросхемы.

Ограничительные резисторы тока затвора полевиков и ограничительный резистор тока питания микросхемы (10ом) желательно на пол ватта, все остальные резисторы можно на 0,125ватт.

Частоту преобразователя задают при помощи конденсатора 1,2nf и резистором 15к, уменьшением емкости конденсатора и увеличением сопротивления резистора можно поднять частоту или наоборот, но с частотой желательно не играть, поскольку может нарушится работа всей схемы.
Выпрямительные диоды использованы серии КД213А, они лучше всех справлялись, поскольку из за рабочей частоты (100 кГц) чувствовали себя отлично, хотя можно использовать любые быстродействующие диоды с током не менее 10 ампер, также возможно использовать диодные сборки шоттки, которые можно найти в тех же компьютерных блоках питания, в одном корпусе 2 диода, которые имеют общий катод, таким образом для диодного моста вам понадобится 3 таких диодных сборок. Еще один диод установлен на питание схемы, этот диод служит защитой от переплюсовки питания.

Конденсаторы, к сожалению, у меня с напряжением 35 вольт 3300 мкф, но напряжение лучше подобрать от 50 до 63 вольт. На плечо стоят два таких конденсатора.
В схеме использовано 3 дросселя, первый для питания схемы преобразователя. Этот дроссель можно намотать на стандартных желтых кольцах от блоков питания. Равномерно по всему кольцу мотаем 10 витков, провод в два жила по 1 мм.

Дроссели для фильтрации вч помех уже после трансформатора, содержат тоже 10 витков, провод с диаметром 1-1,5мм, намотаны на тех же кольцах или на ферритовых стержнях любой марки (диаметр стержней не критичен, длина 2-4см).
Питание преобразователя подается при замыкании провода Remote Control (RЕМ) на плюс питания, этим замыкается реле и преобразователь начинает работать. У меня использовались два реле, соединенных параллельно на 25 ампер каждая.

Кулеры припаяны на блок преобразователя и включаются сразу после включения провода RЕМ, один из них предназначен для охлаждения преобразователя, другой для усилителя, можно также один из кулеров установить в обратном направлении, чтобы последний выводил из общего корпуса теплый воздух.

ИТОГИ И ЗАТРАТЫ

Ну, что тут говорить, преобразователь оправдал все надежды и затраты, работает как часы. В следствии опытов, он смог отдавать честные 500 ватт и смог бы больше, еслиб не умер диодный мост блока, которым питал преобразователь.
В общей сложности на преобразователь было потрачено (цены указаны для общего числа деталей, а не для одного)

IRF3205 4шт — 5$
TL494 1шт -0,5$
ВС557 3шт — 1$
КД213А 4шт — 4$
Конденсаторы 35в 3300мкф 4шт — 3$
Резистор 51ом 1шт — 0,1$
Резистор 22ом 2шт -0,15$
Макетная плата — 1$

Из этого списка диоды и конденсаторы достались даром, думаю кроме полевиков и микросхемы все можно найти на чердаке, попросить у друзей или в мастерских, таким образом цена на преобразователь не превосходит 10$. Купить готовый китайский усилитель для саба со всеми удобствами можно за за 80-100$, а товары известных фирм стоят немало, от 300 до 1000$, взамен можно собрать усилитель идентичного качества всего за 50-60 $ даже меньше, если знаешь откуда брать детали, надеюсь смог ответить на многие вопросы.

АКА КАСЬЯН

Устройство автомобильного усилителя. Часть 1. Преобразователь.

Часть 1. Преобразователь напряжения

Несмотря на всё многообразие автомобильных усилителей их схемотехника схожа. Давайте узнаем, как устроен рядовой усилитель для авто.

Начнём с блока питания или инвертора. Дело в том, что сам усилитель питается от бортового аккумулятора 12V. А усилительная часть требует двухполярного напряжения ±25 вольт, а иногда и больше.

На печатной плате усилителя обнаружить преобразователь не сложно, его выдаёт тороидальный трансформатор и куча электролитов.

Преобразователь на плате усилителя CALCELL.

А это уже усилитель Lanzar VIBE. Преобразователь занимает половину печатной платы.

В большинстве случаев преобразователь строится на базе микросхемы ШИ-контроллера TL494CN, которую легко обнаружить в блоках питания AT от ПК.

В мои руки попали несколько автоусилителей китайской сборки (CALCELL, Lanzar VIBE, Supra, Fusion). Во всех этих усилителях применялась схема преобразователя весьма похожая на ту, что опубликована в журнале «Радио» («Трёхканальный УМЗЧ для автомобиля», автор В. Горев, №8 от 2005 года, стр. 19-21). Вот данная схема.

Отличие данной схемы от тех, что применяются в промышленных образцах автоусилителей — это другая элементная база, а также применение одного вторичного выпрямителя (здесь их два). В серийных образцах также отсутствуют компенсационные дроссели (2L2 — 2L3, 2L4 — 2L5) и, соответственно, электролиты 2С9, 2С10, 2С13, 2С14. От всей этой цепи остаются только ёмкие электролитические конденсаторы на 3300 — 4700 мкФ (35 — 50V) на выходе преобразователя (2С11, 2С12). На входе преобразователя для фильтрации помех от бортовой сети устанавливается П-образный фильтр (LC-фильтр + ёмкостной фильтр). Он состоит из дросселя на ферритовом кольце (2L1) и двух электролитических конденсаторов (на схеме — 2С8, 2С21). Иногда, чтобы увеличить общую ёмкость конденсаторов, ставят несколько конденсаторов и соединяют их параллельно. Конденсаторы выбираются на рабочее напряжение 25V (реже 35V) и ёмкостью от 2200 мкФ.

Кроме этого в промышленных схемах цепи перевода из дежурного режима в рабочий выполнены на базе маломощных транзисторов. В приведённой же схеме для включения усилителя используется обычное электромагнитное реле на 12V.

В усилителях CALCELL, Lanzar VIBE, Supra в цепях обвязки микросхемы TL494CN установлена цепь из нескольких биполярных транзисторов. При подаче +12 на клемму REM (Remote — «управление») происходит запуск преобразователя — усилитель включается.

Схема инвертора — двухтактный преобразователь. В качестве ключевых транзисторов используются полевые N-канальные MOSFET транзисторы (например, IRFZ44N — аналог STP55NF06, STP75NF75) Также могут применяться и более мощные аналоги IRFZ46 — IRFZ48. Чтобы увеличить мощность преобразователя в каждом плече устанавливается по 2, а иногда и по 3 MOSFET-транзистора, а стоки их соединяются.

Благодаря этому через транзисторы можно прокачать значительный импульсный ток. Нагрузкой стоков полевых транзисторов являются 2 обмотки импульсного трансформатора. Он тороидальный, то есть в виде кольца с обмотками провода довольно большого сечения.

Так как с импульсного тороидального трансформатора напряжение снимается импульсное, то его нужно выпрямить. Для этих целей служат два сдвоенных диода. Один имеет общий катод (MURF1020CT, FMQ22S), а другой общий анод (MURF1020N, FMQ22R). Диоды эти непростые, а быстрые (Fast), рассчитанные на прямой ток от 10 ампер.

В результате на выходе получаем двухполярное напряжение ±25 — 27V, которое требуется для «раскачки» мощных выходных транзисторов усилителя мощности звуковой частоты (УМЗЧ).

О важных мелочах. Чтобы отремонтировать автоусилитель в домашних условиях, необходим блок питания на 12V и ток несколько ампер. Я использую либо компьютерный блок питания или блок 12V(8А), который приобрёл для светодиодной ленты. О том, как подключить автомобильный усилитель дома читайте тут.

Также рекомендую заглянуть на страничку с примерами ремонта автомобильных усилителей.

Продолжение следует…

 

Главная &raquo Мастерская &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

Автомобильный аудиоусилитель с инвертором напряжения и отключаемым ФВЧ

Аудиосистема должна быть в любой машине. Пусть это будут два простеньких предустановленных динамика, идущих в стандартной комплектации автомобиля, или солидная 4-х или даже 6-ти канальная система.
Все зависит от степени любви к музыке, способности отличить качественный звук от дешевого и наличия либо отсутствия снобизма у конкретно взятого автовладельца. Последнее, вкупе с полным отсутствием музыкального слуха и вкуса, приводит к удручающим последствиям, когда плохо настроенная (или ненастроенная вообще) система выдает настолько искаженный звук, что хочется заткнуть уши. Конечно, не каждому дано быть профессионалом, но стремиться к более-менее правильной настройке аудиоусилителя нужно.

Как известно, практически любая автомагнитола имеет встроенный усилитель, и способна выдать около 15 Вт звука на канал. Но часто случается так, что хочется больше, громче. Тогда надо задуматься о внешнем усилителе. Его можно купить в магазине, а можно собрать самому. Вот об этом и поговорим.

Экономически целесообразно за основу будущего усилителя взять недорогую, но качественную микросхему под кодовым названием TDA7294 от SGS-THOMSON MICROELECTRONICS. Данная микросхема снабжена защитой от короткого замыкания в нагрузке и защитой от перегрева, а выходная мощность составляет 100 Вт (при 4 Ом на нагрузке) со степенью нелинейных искажений 0.05%, что позволяет смело отнести усилитель на базе этой микросхемы к классу Hi-Fi.

Преобразовать напряжения

TDA7294 питается от двухполярного напряжения, потому БП тоже должен быть двухполярным. Также потребуется преобразователь напряжения.

Схема подкупает своей простотой: в ней нет системы стабилизации, генератор собран на микросхеме TL494 с частотой примерно 60 кГц, в каждом плече применены силовые ключи IRFZ44. После продолжительного прогона они немного потеплели. Радиатор охлаждения рекомендуется ставить так, как показано на фото:

Наиболее сложной частью является трансформатор. В данном случае (см. фото) это одно кольцо размерами 42Ч28х12. Первичная обмотка состоит из 10  жил диаметром 0,8 мм, и таких обмоток две, по пять витков в пять жил каждая. Далее идет слой изоляции ( можно применить тряпичную изоленту). Поверх мотается вторичная обмотка, содержащая 10 витков в три жилы каждая, сечение жилы то же, что и в первичной обмотке. И снова слой изоляции.

Усилитель мощности MF-1 на TDA7294

Предварительный усилитель и фильтр высоких частот

 Блок собран на довольно дешевой и популярной микросхеме NE5532. ФВЧ подстраивается потенциометром, так что имеется возможность согласовать акустику с сабвуфером по частоте среза. Предусмотрена функция отключения фильтра. Таким образом, усилитель можно использовать на широкополосных динамиках, т.е. без сабвуфера.

Защита акустической системы

На фото три модуля защиты, пусть это вас не пугает, в усилителе требуется только один. Принципиальная схема проста и надежна (см. рисунок).

Корпус

Нередко препятствием на завершающем этапе сборки усилителя становится корпус: материал, форма, габариты. Проще и практичнее всего использовать алюминиевую пластину – материал хорошо поддается формовке и обработке. Но если в наличии нет, то подойдет ДСП: дно из плиты толщиной 10 мм, окрашено краской из баллончика, боковинки тоже из ДСП 16 мм, обтянуты карпетом, торцы как ни крути, алюминиевые 3 мм, верхняя крышка  из органического стекла 3 мм, окрашена с обратной стороны идентичным образом.

Фото – процесс сборки корпуса:

В верхнюю крышку вмонтированы осевые вентиляторы (какие ставятся на материнскую плату вашего ПК для охлаждения ЦП), два нагнетающих, два выдувающих. Снаружи все они закрыты стандартными решетками — эстетично и практично. Схему управления вентиляторами можно не подключать — в автомобиле их все равно не слышно.

Заключение

Как видите, очень даже приличный усилитель звука получился, почти как заводской. С качеством выдаваемого звука тоже все в порядке: без ложной скромности можно утверждать, что данный усилитель легко «заткнет за пояс» среднеценовой китайский аналог заводской сборки.

Если Вы давно вынашиваете план по созданию нечто подобного в машину — смело повторяйте!

P.S. При разводке акустических проводников следует не забывать об особенностях усилителей с обратной связью по току, типа MF-1 – у них оба провода «горячие», ни один на «массу» замыкать нельзя!

Файлы: Archive

Etxt

---

Двухполярный БП для усилителя — РАДИОСХЕМЫ

Доброе время суток, уважаемые радиолюбители! Все когда-то начинают собирать усилители НЧ — сначала это простые схемы на микросхемах c однополярным питанием, затем это микросхемы с двухполярным питанием (TDA 7294, LM3886 и прочие) — бывает приходит время УНЧ на транзисторах, по крайней мере у меня происходит именно так! Так вот, какие бы не были схемы усилителей, объединяет их одно — это питание. При первых запусках нужно, как все знают, подключать источник питания через лампочку и, при возможности, меньшим питанием по вольтажу, чтобы предостеречь от сгорания дорогостоящих деталей при ошибке в монтаже. А почему бы не сделать универсальный блок питания для пробных запусков или ремонта усилителей? Я это всё к тому что у меня это был трансформатор подключенный через лампу, диодный мост с конденсаторами и целая куча проводов, занимающая весь стол. В общем в один прекрасный момент мне это всё надоело и решил БП облагородить — сделать компактным и мобильным! Также решил добавить в него простую схемку для подбора или проверки стабилитронов. И вот что у нас получается: Схемотехника Корпус использовал от нерабочего блока питания  компьютера. На штатном месте остался выключатель и разъём для сетевого шнура. Трансформатор у меня такой. Информацию про него в интернете не нашёл, и поэтому сам искал первичную, вторичную обмотку. Напомню: при прозвонке неизвестного трансформатора нужно подключать его к сети через лампочку! В моём случае выяснилось что он имеет 4 обмотки по 10 вольт. Соединил обмотки последовательно — получилось 2 по 20 вольт или 1 на 40 вольт. Диодных мостов у меня два: один на +/-28 вольт и второй +/-14, сделал для проверки схем на операцинниках (фнч, темброблоки и прочие). Для проверки стабилитронов была выбрана самая простая хорошо рабочая схемка, которая есть на другом сайте. Изменил только номиналы резисторов R1 и R2: R1 — 15k, R2 — 10k. И соответственно питается она у меня от 56 вольт. Разместил на небольшой кусочек текстолита. Платку изготовил путем прорезания дорожек. Кнопку взял советскую, так как её проще прикрепить к передней панели. Контакты для подсоединения стабилитронов  вывел на переднюю панель. Вольтметр не стал размещать на панели, вывел 2 клеммы для подсоединения мультиметра. Диодные мосты с конденсаторами разместил также на кусочках текстолита: можно было конечно разместить на одну плату, просто было несколько «обрезков», вот на них и разместил. Выходы питания, для подсоединения тестируемых устройств, реализовал на зажимах для проводки. В общем получилась такая схематика. Фото сборки блока питания Видео Напряжение 220 вольт идет через лампу на выключатель, с выключателя на трансформатор. Далее на диодные мостики и конденсаторы. Также в корпусе было место, и я прикрутил розетку — для проверки тех же неизвестных трансформаторов или при наладке импульсных блоков питания. Патрон для лампочки прикрепил на верхнюю крышку корпуса, с помощью трубки с резьбой от люстры. Внутри блока питания просто ни как её не разместишь, поэтому пришлось сделать именно так. Итого получилась такая схема, подробнее можно рассмотреть на картинках. Простой блок питания с несколькими функциями, а самое главное занимает немного места на столе. Казалось бы — простая примитивная конструкция, но очень полезная тем, кто занимается изготовлением или ремонтом аудиоаппаратуры, а главное, экономит время и нервы.

ДОМАШНИЙ УСИЛИТЕЛЬ — ИНВЕРТОРЫ

Продолжаем наш проект Black Andel-2. Сборку деталей печатных плат к нашему домашнему усилителю мы начнём с источника питания, точнее двух источников, так как требуется два БП. Конечно мы используем не силовые трансформаторы на железе, а импульсные блоки питания. ИНВЕРТОР 1    Этот инвертор предназначен только для питания сабвуферного усилителя по схеме ланзара. Выходное напряжение +/-65 Вольт. Инвертор не имеет стабилизацию выходного напряжения, но не смотря на это серьезные скачки напряжения не наблюдал. Построен инвертор по классической двухтактной схеме с применением ШИМ контроллера на микросхеме TL494.    Трансформатор был намотан ан двух кольцах марки 3000НМ (Евгений, спасибо, что выручил и с другого конца света выслал кольца), размеры колец 45*28*8. Если есть возможность, то используйте феррит марки 2000НМ, с ним меньше потерь в трансформаторе. Кольца не склеивал, просто обмотал прозрачным скотчем. Грани кольца не закруглял, просто перед намоткой сердечник обмотал полоской стекловолокна в два слоя. Стекловолокно не боится перегрева и обеспечивает довольно неплохую изоляцию обмоток, хотя в таких инверторах промышленного образца никогда не изолируют обмотки друг от друга, поскольку напряжение не столь высокое.     Намотка делалась двумя полностью идентичными шинами, каждая из шин состоит из 12 жил провода с диаметром 0,7 мм. Перед намоткой берем контрольный провод, им будем выяснять, какой длины нужна шина. Контрольный провод может быть любым, любого сечения (для удобства диаметр подобрать 0,3-1 мм), Итак, берем контрольный провод и мотаем 5 витков по на кольце, витки равномерно растягивая по всему кольцу. Теперь отматываем обмотку измеряя длину, допустим длина провода составила 20 см, следовательно для намотки основной обмотки провод нужно брать с запасом 5-7 см, т.е. 25-27 см, разумеется, длина не точная и привел только для примера.    Теперь переходим дальше. Поскольку первичная (силовая) обмотка у нас состоит из двух полностью аналогичных плеч, то нам нужны 24 жилы провода 0,7 мм одинаковой длины. Дальше нужно собрать шины из 12 жил, концы жил скручиваем и переходим к процессу намотки.     В разных источниках приводятся отличающиеся друг от друга технологии намотки, этот метод отличается тем, что позволяет получить максимально равноценные обмотки. Намотку делаем сразу двумя шинами, желательно использовать жгут для удобства, но я мотал без него. Максимально аккуратно мотаем 5 витков по всему кольцу, в итоге у нас получается 4 отвода. Для стойкости витков обмотку изолируем, пробная изоляция может быть любой — скотч, изолента, нитки и т.п, лишь бы обмотка держалась, если уверены в правильности намотки, то можно ставить конечную изоляцию (в моем случае опять стекловолокно). Теперь нужно сфазировать обмотки, подключая начало первой полуобмотки (плеча) к концу второй или наоборот начало второй, к концу первой. Мест стыковки обмоток есть отвод от середины, на него подается силовой плюс 12 Вольт по схеме. Вторичная обмотка мотается и фазируется по тому же принципу, что и первичная. Обмотка состоит из 2х24 витков, мотается двумя шинами. Каждая шина состоит из 5 жил провода 0,7 мм.     Диодный выпрямитель собран из 4-х диодов серии КД213А. Это импульсные диоды с обратным напряжением до 200 Вольт, отлично себя чувствуют на частотах 50-80 кГц (хотя могут работать на частотах до 100 кГц), а максимально допустимый ток 10 Ампер — то, что нужно. В дополнительном охлаждении диоды не нуждаются, хотя в ходе работы может наблюдаться тепловыделение.     Дросселя в выходной цепи использовал готовые, от компьютерных блоков питания. Намотаны дросселя на ферритовом стержне (длина 1,5-2 см, диаметр 6 мм). Обмотка содержит 5-6 витков, намотана проводом 2-2,5 мм, для удобства можно мотать несколькими жилами более тонкого провода. Сглаживающие электролиты брал с напряжением 100 Вольт 1000 мкФ, работают с большим запасом. В итоге на плате инвертора 4 таких конденсатора в плече, еще два аналогичных стоят на плате усилителя Ланзар, т.е общая емкость фильтров в плече 5000 мкФ.     Перед и после дросселей стоят пленочные конденсаторы с напряжением 100 Вольт, их емкость не особа критична и может быть в районе 0,1-1 мкФ. ЗАПУСК ПЕРВОГО ИНВЕРТОРА БП    Перед запуском инвертора тщательно проверяем правильность монтажа. Маломощные транзисторы BC556/557 можно заменить на отечественный аналог КТ3107, ВС546 на КТ3102 или любые другие с близкими параметрами.    Полевые ключи в ходе работы без выходной нагрузки не должны нагреваться, а с нагрузкой нагрев плеч должен быть равномерным. Последний этап — теплоотвод. Полевые транзисторы в моем случае укреплены на теплоотвод от компьютерного блока питания, через слюдяные прокладки и изолирующие шайбы.     В схеме реализован ремоут контроль (REM), т.е. основной, силовой плюс и минус всегда подключены к усилителю, а для того, чтобы схема завелась, подается плюс на точку REM, открывается транзистор BC546 и подается питание на генератор и начинается рабочий цикл инвертора. Плюс на ремоут можно подавать от автомагнитолы, или же можно приспособить в машине маленький тумблер, которым можно включить и выключить усилитель.     Если возникли проблемы…    Проблема. Бывает так, что при первом же включении выходят из строя полевики.    Причина и устранение. Неправильно сфазирована первичная обмотка или бракованные транзисторы. Если уверены в правильности монтажа и в исправности всех компонентов, то скорее всего первичная обмотка трансформатора неправильно сфазирована. Для этого отключаем вторичную цепь, то есть нагрузку, которая подключена ко вторичной обмотке и снова запускаем трансформатор (часто, проблемы могут возникнуть на вторичных цепях), если все также, то проверяем транзисторы на исправность, они скорее всего будут «убитыми», заменяем и фазируем трансформатор правильно.     Проблема. При включении одна из пар транзисторов перегревается, вторая пара холодная.    Причина и устранение. Вначале проверяем наличие прямоугольных импульсов на 9 и 10 выводах микросхемы, если все ок, то проверяем посключение диодов и маломощных транзисторов, такая проблема возникает по двум причинам — неправильное подключение маломощных транзисторов драйвера или же неравноценные плечи первичной обмотки. ИНВЕРТОР 2    Схема и печатная плата второго инвертора полностью схожа с первым. Выходное напряжение для питания каналов ОМ составляет 2х55 Вольт (+/-55В). Вторичная обмотка на сей раз намотана 6-ю жилами провода 0,8 мм и состоит из 2х28 Витков, мотается по той же технологии, что и в случае первого инвертора.    Обратите внимание на то, чтобы первичные и вторичные обмотки были обязательно намотаны В ОДИНАКОВОМ НАПРАВЛЕНИИ!    Другая вторичка предназначена для запитки блока усилителей на микросхемах LM1875. Обмотка состоит из 2х8 Витков, намотана 4-мя жилами провода 0,8 мм.     После сборки инвертора тщательно проверяем монтаж на ошибки, если таковых нет, то беремся за мультиметр и проверяем вторичные цепи на замыкания. ПЕРВОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ    Первый запуск инвертора стоит сделать от лабораторного БП с защитой от КЗ, при этом в момент запуска защита может ошибочно сработать, если блок маломощный, в моем случае использовался переделанный БП с током 3,5 А. Холостой ток инвертора 170-280 мА, зависит от правильного расчета трансформатора, рабочей частоты генератора и типа полевых ключей, немалую роль играет резистор снаббера, в моем случае с ним пришлось чуток поиграться, чтобы снизить потребление схемы.     Во время холостого хода, на ключах не должно наблюдаться тепловыделения, если оно есть, то имеется проблема с монтажом или нерабочий компонент. Перед запуском промойте плату от флюсов, для этого можно использовать ацетон или растворитель. А теперь приступаем собственно к самому блоку УМЗЧ… С уважением — АКА КАСЬЯН.   Форум по созданию домашнего УМЗЧ    Обсудить статью ДОМАШНИЙ УСИЛИТЕЛЬ — ИНВЕРТОРЫ