АВТОМОБИЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ
Здравствуйте! Хочу представить вашему вниманию схему, фотографии и печатные платы автомобильного усилителя. Схемы эти легко встретить в интернете. Итак, начнем по порядку. Давно появилась идея собрать усилитель для автомобиля, требования к усилителю были такими:
1. Хорошее качество звучания во всем диапазоне мощности.
2. Низкий коэффициент гармоник.
3. Ну и мощность не уступающая среднему диапазону цен на заводские автоусилители.
Первое что я начал собирать — это преобразователь напряжения с 12 в +- 40 вольт. Печатную плату решил сделать из цельного листа текстолита. Пользовался технологией ЛУТ. Печатную плату сделал под свои размеры. ШИМ собрал на отдельной плате. В эту схему добавил лишь дополнительную обмотку для питания защиты АС 24 вольта. Витков 8 проводом 0.8 мм.
Преобразователь напряжения с 12 в +- 40 вольт — схема
Далее диодный мостик для выпрямления, его сделал на 4-х диодах HER-307, далее фильтр из конденсатора 1000 мкф 50 вольт. С этой схемы вырезал лишь часть ее. То есть стабилизатор на +-15 вольт. Остальное остается как в схеме.
О намотке трансформатора
Для трансформатора использовал ферритовые кольца, российские, 40х25х11 2000НН склеенных вместе. Острые края феррита закруглил алмазным напильником. Затем обмотал малярным скотчем. Первичную обмотку трансформатора мотал проводом 0.8. Сложенных вместе 10 жил, 5 витков равномерно распределяя по всему кольцу. Далее разделено пополам. Вторичка мотается аналогично первичке. Тот-же провод 0.8 и 8 жил сложенных вместе. Количество витков 15 и затем разделено пополам. Напряжение на выходе получилось +-40 вольт, под нагрузкой напряжение село на 2 вольта в обеих плечах.
Теперь приступил к сборке усилителя мощности звука. Выбор пал на усилитель Лайков 6-й версии. В схеме ничего не изменял. Но немного столкнулся с трудностями. В этом усилителе нужно хорошо подбирать элементы для симметрии обеих плеч. То есть транзисторы конденсаторы резисторы. Ток покоя 150 мА.
Схема Лайкова 6
После впайки всех элементов делаем так:
1. R6 и R24 установить в средне положение.
2. Закоротить на землю вход усилителя на землю.
3. Отпаять выходные транзисторы.
4. Включить питание схемы.
5. Установить R 6 на выходе усилителя напряжение 0 в.
6. Замерить напряжение питания и +/- 15 В.
7. Установить на R29-R30 напряжение 0,55 В с помощью R24. (В 5м варианте на R11-R12 = 1В).
8. Отключить питание, подключить выходные транзисторы, включив в разрыв цепи коллектора VT10 амперметр на 1 А.
9. Включить питание и R24 установить ток покоя коллектора VT10 в пределах 100 – 150 мА.
10. Замерять ток покоя VT11, он не должен отличаться от тока VT10 более, чем на 5%.
11. Ток покоя выходных транзисторов может быть установлен в пределах от 40 до 200 мА, в зависимости от желаемого качества звучания, режима работы, тепловых режимов, размеров радиаторов. Установку тока покоя нужно производить при температуре выходных транзисторов 35-40 градусов.
12. Проконтролировать работу термокомпенсации, замерив токи покоя при максимальной температуре радиаторов выходных транзисторов.
Настройка окончена. Схема усилителя Лайкова 6 версии приведена ниже.
Защиту АС собирал по этой схеме
В настройке не нуждается если все собрано верно. Печатные платы будут находится в архиве. При испытаниях с усилителя снял с одного канала 98 ватт, далее он вошел в клиппинг. Как и заявил автор — чистые 100 ватт. Радиаторы использовал от компьютера, от сокета АМ 3+. Без кулеров чертовски греется, так как слишком маленькой площади радиаторы. Решено оставил кулера в работе — сейчас все теплое. Кулера запитал по схеме ШИМ регулятора на таймере NE555.
Далее приступил к сборке второго преобразователя для сабвуферного канала. Схема остается прежней. Есть небольшие изменения по намотке трансформатора. Кольца использовал все те-же, два склееных вместе. Первичка остается прежней. А вот вторичка другая, количество жил прежнее, но витков здесь уже не 15, а 21. На выходе преобразователя получилось +-70 вольт. Для ФНЧ намотал отдельную обмотку проводом 0.8 8 витков. Схема стабилизации остается как в схеме. Также есть еще одна обмотка для питания защиты АС, все аналогично как и в первом преобразователе для Лайкова.
Сам усилитель решил собрать по схеме Холтона
Схема принципиальная Холтона
Сборка начинается с установки резисторов, затем устанавливаются мощные резисторы, диоды, конденсаторы и малосигнальные транзисторы. Следует быть внимательным при установке полярных элементов. Неправильное подключение может привести к неработоспособности устройства или выходу одного, или более элементов, при включении схемы.
Завершив монтаж всех элементов, внимательно просмотрите модуль, все ли компоненты впаяны, правильно ли они установлены. Только когда Вы убедитесь, что всё сделано правильно и все детали стоят на своих местах, можно подключать питание.
С помощью крокодилов закрепите щупы прибора на выводах одного из мощных резисторов 0,22 Ом. Медленно вращая движок резистора P1, установите на резисторе 0,22 Ом 18 мВ, это и будет установка тока в 100 мА на один транзистор. Теперь проверьте напряжение на всех остальных резисторах, выберите один на котором напряжение наибольшее. Настройте резистором P1 на нем напряжение 18мВ.Теперь подключите сигнал генератор на вход и осциллограф на выход. Убедитесь в том, что форма сигнала свободна от искажений. Если у вас нет этих приборов, подключите нагрузку и на слух получайте хорошее качество. Звук должен быть чистым и динамичным. Защита АС аналогична первой. Питание 24 вольта от отдельной обмотки трансформатора.
ФНЧ собран по этой схеме:
Схема ФНЧ в автоусилитель
На печатную плату добавил лишь громкость для усилителя Лайкова. Далее приступил к сборке корпуса автоусилителя.
Использовал алюминиевые 20 на 20 мм уголки и фанеру 10 мм. Корпус отшлифован и оклеен черным кожзамом. Кулера закреплены на задней стенке корпуса.
ФНЧ будет закреплен на передней панели, там-же будут расположены силовые клеммы для питания этого агрегата. И клемы входа и выхода.
Верхняя крышка будет изготовлена из тонированного 4 мм стекла. Усилитель прошел испытания на прослушивания музыки. На колонках с 90 и сабвуфере JBL GT5 1200 ватт.
Бас напористый глубокий. Лайков весь потенциал не раскрыл, так как С90 не годится для сего агрегата. В общем я очень доволен звучанием такого усилителя. Особенно нравится очень сильный и приятный низ. С вами был Ivan Aleksandrov.
Форум по обсуждению материала АВТОМОБИЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ
Источник статьи: http://radioskot.ru/publ/avtomoto/avtomobilnyj_usilitel/23-1-0-658
Автомобильный усилитель на TDA7850 80Вт 4 канала
Микросхема TDA7850 является, пожалуй, одной из самых мощных четырехканальных HI-FI усилителей низкой частоты, работающих в классе AB и выполненных по технологии MOSFET (с применением полевых транзисторов). Она имеет множество более слабых аналогов, таких как TDA7560, TDA7388, TA7386, TDA7384 и так далее.
Интегральный усилитель TDA7850 может работать на нагрузку 2Ома, отдавая на выход каждого канала максимальную мощность 80Вт. Казалось бы, 80Вт так много, но на самом деле в таком режиме невозможно будет разобрать слова даже самой спокойной композиции, уж слишком большие нелинейные искажения при такой мощности. Давайте огласим более разумные цифры. При 10% нелинейных искажений и напряжении питания 14В выходная мощность составит уже 50Вт на нагрузку сопротивлением 2Ома.
Как и большинство современных интегральных усилителей НЧ, микросхема TDA7850 включает в себя режим приглушения (MUTE) и спящий режим (ST-BY), а также все необходимые защиты, такие как защита от короткого замыкания выхода на общий и плюсовой провод или замыкания самого выхода. Помимо этого присутствует защита от перепутывания полярности источника питания, тепловая защита и защита от появления напряжения постоянного тока на выходе. Хочу заметить, что в подделках данные функции могут быть попросту не реализованы.
Обозначение и расположение выводов микросхемы представлено ниже.
Основные характеристики TDA7850
Напряжение питания ………. 8-18 Вольт (DC)
Сопротивление нагрузки ………. более 2Ом
Количество каналов ………. 4
Выходная мощность при Rout=4Ома (на 1 канал):
Другие характеристики можно найти в Datasheet.
Почему усилитель TDA7850 автомобильный?
Дело в том, что TDA7850 и её аналоги широко применяются в автомобильных магнитолах. Магнитолы, построенные на базе аналогов (например, TDA7381) со значительно меньшей выходной мощностью можно легко доработать, просто произведя замену аналога на микросхему TDA7850.
Далее необходимо отметить, что напряжение питания усилителя однополярное и составляет от 8В до 18 Вольт, что идеально подходит под напряжение бортовой кабельной сети автомобиля. Четыре канала усиления позволят задействовать динамические головки сразу четырех дверей или других мест установки.
Схема автомобильного усилителя на TDA7850
Включение стерео варианта описано в статье «Усилитель на TDA7384 (4 канала по 25Вт)».
Элементы схемы
Мощность резисторов 0.125-0.25Вт. Неполярные конденсаторы могут быть как керамическими, так и пленочными (C1,C3,C6,C8 лучше применить пленочные). Электролитические конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение 25В и выше.
Режимы ST-BY и MUTE
Для управления этими режимами необходимо поставить фиксируемые кнопки (ключи) между резистором R1 и плюсом, а также между резистором R2 и плюсом. При соединении резисторов с плюсовой шиной питания, спящий режим и функция приглушения отключаются, и усилитель входит в активный режим (колонки короче петь начинают). Замыкая тот или иной ключ, включается выбранная функция и усилитель либо засыпает (выключается), либо приглушает звук (работает, но молчит).
Немного слов о конструкции
Преимущество усилителя описываемого здесь в том, что он конструктивно выполнен на односторонней печатной плате. Много начинающих радиолюбителей затрудняются изготавливать двухсторонние печатные платы, а развести её на одной стороне для усилителя TDA7850 довольно непросто. После её изготовления (травления, лужения), я настоятельно рекомендую просмотреть все дорожки под увеличительным стеклом, а после прозвонить их мультиметром на наличие короткого замыкания, это связано с очень малыми зазорами между дорожками. Если вас интересует вариант двухсторонней конструкции, то прочтите статью «Автомобильный усилитель на TDA7560 4 канала по 77Вт».
Охлаждения микросхемы TDA7850
При эксплуатации усилителя в течение долгого времени на около предельной мощности всех каналов, желательно установить радиатор не менее 500см 2 . При испытаниях я применял радиатор площадью 300см 2 , которого хватало с запасом при работе на два канала с умеренным уровнем сигнала (без слышимых искажений). А вообще, площадь лучше всего подбирать экспериментально, так как охлаждение во многом зависит от уровня громкости прослушиваемого сигнала, от времени прослушивания, от типа корпуса и естественной конвекции воздуха в нем и т.д.
Односторонняя печатная плата усилителя на TDA7850 СКАЧАТЬ
Источник статьи: http://audio-cxem.ru/shemyi/usiliteli/avtomobilnyj-usilitel-na-tda7850-80vt-4-kanala.html
Автомобильный усилитель сабвуфера с фильтром и преобразователем
Автомобильный усилитель сабвуфера состоит из трех схем, которые смонтированы на одной печатной плате. Тем самым, усилитель сабвуфера представляет собой моноблок, что очень удобно при встраивании в небольшой корпус.
Сигнал, поступающий на вход усилителя мощности необходимо отфильтровать таким образом, чтобы его частота не была выше 60-200Гц. Для этого в составе усилителя сабвуфера включен фильтр низких частот (ФНЧ). Помимо ФНЧ на плате есть усилитель мощности звуковой частоты и повышающий преобразователь напряжения.
Сейчас я опишу немного подробнее каждый блок автомобильного усилителя сабвуфера.
Повышающий преобразователь
Преобразователь необходим данному усилителю для обеспечения развития мощности большей, чем развил бы усилитель с однополярным питанием от бортовой сети автомобиля +12В. Таким образом, преобразователь позволяет организовать двухполярное напряжение питания ±25В.
Схема примененного повышающего преобразователя была описана мною в статье «Автомобильный преобразователь на TL494 для усилителя НЧ».
Схема двухтактная, построенная на ШИМ-контроллере TL494. За частоту генерации отвечают элементы R3 и C4. С их номиналами, указанными на схеме, внутренний генератор TL494 работает на частоте 100кГц, частота на выходе контроллера делится на два и на трансформаторе присутствует прямоугольный импульс, образованный силовыми ключами VT3 и VT4 уже с частотой 50кГц. На частоту 50кГц и был рассчитан трансформатор Tr1.
Схема не имеет защиты от короткого замыкания и имеет постоянную ширину импульсов.
На печатной плате усилителя сабвуфера есть незначительные отличия: отсутствует предохранитель F1, предусматривается, что он будет установлен либо на корпусе устройства, либо в колодке автомобиля. Отсутствуют конденсаторы C5, C11 и C12. Присутствуют выходные дроссели. Вместо четырех отдельных диодов Шоттки VD3-VD6 применена диодная сборка и два отдельных диода.
Импульсный трансформатор
Наибольшее затруднение при сборке достается при намотке трансформатора. Попробую объяснить принцип его изготовления.
Я применил в качестве сердечника трансформатора ферритовое кольцо с маркировкой 2000HM и размерами 32?16?12мм.
Первым делом кладем несколько слоев изоляции.
Первичная обмотка
Первичная обмотка делится на две половинки. Каждая половинка содержит 5 витков. Так как токи в первичной цепи велики, то необходимо обеспечить хорошее сечение обмоточного провода. Для этого нужно мотать каждую половину 4 жилами провода ПЭТВ-2 диаметром 0.63мм. Я мотал 5 жилами (но это не обязательно и более трудно).
Да, кстати, если ваш сердечник имеет другие габариты и марку материала, то необходимо произвести пересчет минимального количества витков первичной обмотки в программе Lite-CalcIT.
Есть два способа намотки. При первом способе мотается 5 витков в один слой, равномерно распределенных по всей длине кольца. Далее делается отвод (это будет средняя точка) и от него мотается еще аналогичный слой с 5 витками, в том же самом направлении. Стоит не забывать про изоляцию между слоями проводов. В итоге мы должны получить две половинки, у которых конец одной соединен с началом другой. Обратите внимание, что соединение средней точки выполняется на печатной плате.
Я воспользовался вторым способом. Он заключается в намотке 5 витков в один слой сразу всеми жилами, в моем случае 10 жилами. Дальше нужно разделить (расщепить, вызвонить) по 5 жил и соединить общую точку так, чтобы конец одной половины соединялся с началом другой половины. Ошибкой будет соединение начала одной половинки с ее же концом, то есть образование короткозамкнутого витка.
Вторичная обмотка
Мотается аналогично первичной обмотке, одним из описанных выше способов. Число витков 10+10, двумя жилами провода ПЭТВ-2 диаметром 0.63мм. При таком количестве витков, на холостом ходу повышающего преобразователя, на его выходе присутствует напряжение ±25В, под нагрузкой усилителя сабвуфера оно будет немного проседать. Также выходное напряжение зависит от входного напряжения. При работающем генераторе автомобиля, в моем случае, напряжение на борту составляло +13.5В, а выходное напряжение преобразователя ±26В.
Соединение выводов вторичной обмотки на плате.
Соединение выводов первичной обмотки на плате.
Дроссели
Через входной дроссель L1 протекает достаточно сильный ток, который может достигать 10 Ампер на пиках, поэтому диаметр провода должен быть не менее 1мм. Мотается дроссель на ферритовом стержне диаметром 5-6мм и имеет 10-20 витков. Также его можно выполнить на кольце из распыленного железа желтого цвета.
Выходные дроссели аналогичные, диаметр провода может быть меньше (0.7-0.8мм и более) из-за меньшего тока, протекающего через них.
Я применил стержневые дроссели, от старых импульсных блоков питания.
Компоненты и охлаждение
Все номиналы указаны в схеме.
Все резисторы мощностью 0.25Вт за исключением R4, R9 и R10, их мощность 2Вт.
Неполярные конденсаторы могут быть керамическими.
В качестве диодной сборки необходимо применить Шоттки с током 2?5А и напряжением 100В, например MBR10100CT.
VD4 и VD5 должны быть также диодами Шоттки, либо очень быстрыми импульсными диодами на ток не менее 3А и напряжение не менее 100В. Подойдут SR5100, SF56, UF5408 и им подобные.
На силовые ключи VT3 и VT4 необходимо установить небольшую алюминиевую пластинку через изоляционные втулки и прокладки. После установки теплоотвода нужно проверить сопротивление между фланцами ключей и радиатором, сопротивление должно быть бесконечным.
Фильтр низких частот
Активный фильтр НЧ собран на сдвоенном операционном усилителе (ОУ) широкого применения NJM4558D. Нет необходимости в автомобильном усилителе сабвуфера применять дорогостоящие малошумящие ОУ.
Напряжение питания ФНЧ однополярное, поэтому он запитан от одного плеча преобразователя. Ограничительный резистор R8 и стабилитрон VD1 стабилизируют напряжение на уровне +15В. Резистор R8 может быть мощностью 0.25Вт, так как на нем рассеивается малое количество мощности (на плате я установил резистор 2Вт – ошибочно).
Канал U1.1 включен в инвертирующем режиме с ООС. На неинвертирующий вход подано напряжение смещения, равное половине напряжения питания (+15В), тем самым давая возможность работать, как с отрицательной полуволной, так и положительной полуволной.
Коэффициент усиления фильтра равен 3. Частота среза ФНЧ находится в районе 60Гц. Ток потребления NJM4558D всего 3.5мА.
Для увеличения частоты среза необходимо уменьшить одновременно емкости C4, C6 и C8.
Резистором R11 можно установить необходимую амплитуду сигнала, поступающего на вход усилителя мощности звуковой частоты. Также он частично изменяет частоту среза, так как совместно с конденсатором C8 образует ФНЧ.
Усилитель мощности звуковой частоты
В качестве УНЧ применена схема усилителя Дорофеева. Про его сборку я подробно писал в статье «Качественный усилитель класса B».
Все номиналы компонентов представлены на схеме, дефицитных элементов в ней нет. Резистор R11 мощностью 1Вт, остальные резисторы мощностью 0.25Вт.
Неполярные конденсаторы могут быть керамическими, разницы в качестве звука при прослушивании вы не увидите, тем более в автомобиле и на низких частотах.
При замене транзисторов на аналоги, обязательно проверяйте расположение выводов, так например транзисторные пары TIP42-TIP41 и КТ818-КТ819 по параметрам могут заменять друг друга, но имеют разную цоколевку.
Транзисторы необходимо установить на радиатор через изоляционные прокладки и втулки. Площадь теплоотвода должна быть 600см 2 . Для проверки я использовал алюминиевую пластинку с площадью охлаждаемой поверхности 70см 2 .
Печатная плата
Печатная плата автомобильного сабвуфера разведена известным в сети радиолюбителем под ником DTS.
Печатная плата кому-то может показаться неудобной, но DTS разводил ее под свои нужды, параметры и габариты. В любом случае, можно развести свой вариант. Я лично использовал печатную плату от DTS, мне нравится ее компоновка и размеры.
Хочу заметить, что плата имеет множество перемычек, поэтому будьте внимательны при повторении схемы, не забывайте их впаять.
После монтажа обязательно нужно смыть остатки флюса (канифоли).
Рекомендации по сборке
Сборку автомобильного усилителя сабвуфера необходимо начинать с повышающего преобразователя. Выполнив монтаж компонентов, необходимо проверить его, нагрузив выход резистором с сопротивлением 50-70Ом.
Убедившись в исправной работе преобразователя, приступаем к сборке фильтра НЧ и усилителя мощности.
Наладка усилителя мощности осуществляется установкой напряжения постоянного тока на базах VT1 и VT2 относительно общей точки (GND) в районе 0.4-0.5В. Более подробно о наладке рассказано в указанной выше статье.
Печатная плата усилителя сабвуфера СКАЧАТЬ
Оставьте комментарий Отменить ответ
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.
Источник статьи: http://audio-cxem.ru/shemyi/usiliteli/na-tranzistorah/avtomobilnyj-usilitel-sabvufera-s-filtrom-i-preobrazovatelem.html
