Устройство автомобильного усилителя
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.
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.
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.
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.
Продолжение следует.
Автомобильный усилитель на транзисторах своими руками
Этот усилитель был создан для улучшения звучания в машине. Усилитель будет управлять басовой колонкой с динамиком диаметром 25 см с номинальной мощностью 150 Вт. Конструкция самой схемы УМЗЧ старая и проверенная неоднократно на обычных домашних УНЧ. Печатная плата была немного изменена из-за меньшего размера элементов. Усилитель имеет мощность 50 Вт, работает в классе AB, питается от 48 В, потребляемый ток при полной раскачке достигает 1,5 А.
Схема усилителя для авто
Принципиальная схема основана на силовых транзисторах 2N3055. В сочетании с регулятором НЧ (активный фильтр) звук просто уникален — дешевые TDA стоят на обочине)). Автомобильный сабвуфер оснащен инвертором питания 12 В в двухполярное повышенное.
Схема преобразователя для авто
При испытаниях преобразователя подключите резистор сопротивлением 16 Ом и ток, потребляемый преобразователем, составит около 3 А, а ток протекающий через этот резистор будет 1,2 А. При этом рабочая частота инвертора: 55 кГц, сердечник трансформатора ETD44-3F3.
Почему всё собрано на транзисторах? Нет интегральных схем усилителей, имеющих мощность более 50 Вт, имеющих систему повышения напряжения. Даже TDA1560, TDA1562, TDA8571 не дадут равную мощность.
Но если уже есть преобразователь 12-220 Вольт, можете изменить его трансформатор и подключить к нему микросхему с более высокой мощностью, даже TDA7294 или любые другие, сняв по крайней мере 70 Вт.
Что касается 50 Вт, они получены с сопротивлением катушки громкоговорителя 8 Ом. Увеличьте напряжение до 55-60 В, усилитель должен справиться с этим, и мощность будет намного больше. Кроме того, вместо 2200 мкФ на выходе (для 8 Ом) дайте 4700 мкФ для 4 Ом.
На этих транзисторах схема выжмет и 100 Вт. Только надо преобразовать схему усилителя и преобразователи в более высокое напряжение. Радиаторы для тех 100 Вт также надо больше.
Прошло время…
Усилитель работает и используется. Однако он не достигает полной мощности из-за слишком слабого преобразователя, все из-за трансформатора, у которого маленькое поперечное сечение сердечника. Планируется иметь больший трансформатор и хорошую обмотку, может даже тороидальные сердечники. Выходное напряжение инвертора при подключении к усилителю составляет 48 В, но с нагрузкой падает даже до 36 В, то есть происходит провал на басах.
Усилитель, преобразователь и блок управления тембром звука встроен в короб самодельного исполнения. Ящик изготовлен из белого мебельного ДСП толщиной 18 мм, всё соединено с помощью клея Викол и скручено шурупами для дерева. Короб имеет вместимость 34 литра и представляет собой корпус басс-рефлекс, отверстие + труба находится на высоте динамика в задней стенке. Коробка покрыта материалом для упаковки оборудования CarAudio. На задней стенке есть гнездо для подключения.
Почему умирают транзисторе в БП авто-усилителя?
DSGhost
Надоело с людей деньги брать за «медвежий труд».
Какая может быть возможная причина умирания ключей, есть догадки?
pavel-pervomaysk
Надоело с людей деньги брать за «медвежий труд».
Информация Неисправность Прошивки Схемы Справочники Маркировка Корпуса Сокращения и аббревиатуры Частые вопросы Полезные ссылки
Справочная информация
Этот блок для тех, кто впервые попал на страницы нашего сайта. В форуме рассмотрены различные вопросы возникающие при ремонте бытовой и промышленной аппаратуры. Всю предоставленную информацию можно разбить на несколько пунктов:
Неисправности
О прошивках
Большинство современной аппаратуры представляет из себя подобие программно-аппаратного комплекса. То есть, основной процессор управляет другими устройствами по программе, которая может находиться как в самом чипе процессора, так и в отдельных микросхемах памяти.
На сайте существуют разделы с прошивками (дампами памяти) для микросхем, либо для обновления ПО через интерфейсы типа USB.
Схемы аппаратуры
Начинающие ремонтники часто ищут принципиальные схемы, схемы соединений, пользовательские и сервисные инструкции. Это могут быть как отдельные платы (блоки питания, основные платы, панели), так и полные Service Manual-ы. На сайте они размещены в специально отведенных разделах и доступны к скачиванию гостям, либо после создания аккаунта:
Справочники
На сайте Вы можете скачать справочную литературу по электронным компонентам (справочники, таблицу аналогов, SMD-кодировку элементов, и тд.).
Современная элементная база стремится к миниатюрным размерам. Места на корпусе для нанесения маркировки не хватает. Поэтому, производители их маркируют СМД-кодами.
При создании запросов в определении точного названия (партномера) компонента, необходимо указывать не только его маркировку, но и тип корпуса. Наиболее распостранены:
Краткие сокращения
При подаче информации, на форуме принято использование сокращений и аббревиатур, например:
Частые вопросы
После регистрации аккаунта на сайте Вы сможете опубликовать свой вопрос или отвечать в существующих темах. Участие абсолютно бесплатное.
Ответ в тему Почему умирают транзисторе в БП авто-усилителя? как и все другие советы публикуются всем сообществом. Большинство участников это профессиональные мастера по ремонту и специалисты в области электроники.
Возможность поиска по всему сайту и файловому архиву появится после регистрации. В верхнем правом углу будет отображаться форма поиска по сайту.
Полезные ссылки
Здесь просто полезные ссылки для мастеров. Ссылки периодически обновляемые, в зависимости от востребованности тем.
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.
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.
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
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
Сообщества › Автозвук › Блог › Свехбюджетные усилки внутри. обзор силовых компонентов
Доброго времени суток, товарищи автоаудиофилы!
вчерашний тест усилителей на «дино-стенде» показал что они все практически одинаково работают. сегодня я решил посмотреть на внутренности усилителей и сравнить их.
на этот раз я буду замерять внутреннее напряжение питания и частоту преобразователя блока питания. А так же размеры трансформаторов и диаметр проводов на трансформаторе.
первым делом я разобрал лидера среди двухканальников.
Mystery MR 2.75
сразу видим что у него 2 пары мосфетов
HFP50N06
максимальный ток стока 60А
значит БП способен оперировать 120амперами
сопротивление открытого канала 18 мОм ( не путать с мегаом который пишется МОм)
выходная цепь усилителя собрана на транзисторах TIP35C и TIP36C
с максимальной рассеиваемой мощностью 90Вт
тоесть выход может обеспечивать 180 Вт при 50% КПД
трансформатор намотан на сердечнике-кольце диаметром 30 мм
внутр диаметр 20 мм
высота 15 мм
первичка намотана четырьмя проводами диаметром 0,8мм по 6 витков на плечо
вторичка — одним проводом диаметром 1,3 мм по 11 витков на плечо
намотка выполнена мягко говоря не аккуратно и скорее всего это способствует снижению мощности трансформатора.
преобразователь работает на частоте 40кГц
напряжение на выходе 53 вольт
теперь посмотри на потроха Fusion EN-AM3002
схемотехника традиционная на 2х мосфетах. монтаж выполнен довольно плотно. поэтому усилитель получился компактным
мосфеты блока питания это известные всем IRFZ44N
максимальный ток стока 41А
сопротивление открытого канала 17 мОм
выход собран на транзисторах 2SA1694 и 2SС4467
с максимальной рассеиваемой мощностью 80Вт
трансформатор питания намотан на точно таком же сердечнике-кольце что и у Mystery
первичка намотана двумя проводами диаметром 1 мм по 5 втков на плечо
вторичка намотана одним проводом диаметром 1,5 мм по 10 витков на плечо
трансформатор намотал более менее аккуратно и плотно
преобразователь работает на частоте 40 кГц
то есть все в точности что и у мистери
теперь поглядим на Supra SRD-A2150
можно считать что схемотехника такая же как и у фьюжина только в большом корпусе
бросаются в глаза хорошие эмиттерные резисторы (белые прямоугольники)
выход собран на транзисторах 2SD718 и 2SB688 на 80 ватт
подобные транзисторы ставят в усилители китайских дешевых активных сабвуферов
трансформатор БП намотан на кольце-сердечнике тех же размеров что и у вышеупомянутых усилителей
первичка намотана двумя проводами диаметром 1,3 мм по 5 витков на плечо
вторичка одним проводом диаметром 1,3 мм по 10 витков на плечо
трансформатор намотан равномерно он не плотно
здесь блок питания работает на частоте 27 кГц что должно было снизить мощность
а выдает он все те же 53 вольт
теперь пришла очередь смотреть на нонеймовский усилитель неизвестного происхождения
этот усилок не слабо горел поэтому все силовые транзисторы были заменены на те что были под рукой
мосфеты блока питания IRF3205
выход на 2SC5200 и 2SA1943
драйвер выхода на советских транзюках КТ816Г и КТ817Г
все это привело к хреновой работе усилка как на маленькой мощности так и на большой
транс намотан на все том же кольце сердечнике как и у остальных усилков
первичка намотана ажно пятью проводами диаметром 0,7 мм
вторичка тремя проводами такого же диаметра.
количество витков посчитать не удалось
блок работает на частоте 30 кГц
и выдает 48,6 вольт
ожидать чуда от него не стоит…
поглядим теперь на моноблок Mystery MR 1.300
вот у него конструкция довольно внушительна
в блоке питания живет 5 пар мосфетов
а на выходе 4 пары транзисторов
транзисторы точно такие же как и у MR2.75
трансформатор тоже довольно большой
посчитать витки и количество проводов я не смог
но кольцо у него диаметром 50 мм
жаль что он намотан так же плохо и сопливо как и в MR2.75
блок питания работает на привычных 40кГц
и выдает 107 вольт.
высокое напряжение это то что нужно для обеспечения большой мощности
исходя из вышесказанного можно заметить что сердечники трансформаторов у всех усилителей одинаковые (за исключением мощного моноблока) и по результатам прошлого теста они все выдали примерно одинаковую мощность. значить не смотря на все разнообразие комбинаций толщины провода обмоток и количества витков а так же применения разных полевых транзисторов (мосфетов) самым слабым звеном является именно сердечник трансформаторов. а если бы мистери наматывал свои трансформаторы более качественно то и он вполне мог бы лидировать среди прочих бюджетных усилков. отдельно хочется сказать что применение большего количества транзисторов в усилителях мистери увеличивает запас прочности этих усилителей и они вполне могут справится с большими перегрузками.
а на этом фото усилитель моего собственного изготовления. двухканальник на 400 ватт
он будет работать от розетки блок питания в стадии проектирования и еще следует добавить предварительный усилитель с фильтрами
