Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
11 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Питание усилителя

Питание усилителя

Для начала стоит понять важность этого вопроса поскольку он напрямую связан с надежностью и долговечностью работы звука в вашей машине. Очень многие, купив усилитель, тут же принимаются его ставить и подключать не задумываясь о том, что собственно говоря усилитель это достаточно серьезный потребитель энергии, потребление которого даже в дешевых моделях сопоставимо с потреблением энергии всей борт сетью авто и система питания авто в общем-то не рассчитывалась на такие нагрузки.

Кроме того мало кто вникает в суть работы автоусилителя. В частности в работу блока питания большинства усилителей. Если говорить обобщенными простыми словами то блок питания усилителя повышает напряжение для получения высокой мощности на выходе. при этом грубо говоря он преобразует потребляемый ток в выходное напряжение.

Для примера возьмем упрощенный теоретический идеальный блок питания кпд у которого 100%. Для большинства усилителей считается комфортным напряжение порядка 13-14в. Допустим наш блок питания потребив 14в и 16 ампер отдаст 30в и 7.3 ампер при расчете на 4х омную нагрузку. При этом выходная мощность блока составит 225 ватт.

Теперь если входное напряжение упадет на 1 вольт и составит 13в то на выходе блока питания будет 27.86в, а выходная мощность составит уже 194вт. То есть с 1 вольта мы потеряли 30 ватт на выходе. То есть просто заглушив машину мы потеряем 60 ватт.

А с просадкой до 10в на ударах баса мы уже потеряем 120 ватт то есть больше чем ВДВОЕ упадет мощность! А теперь давайте учтем все потери и кпд компонентов усилителя и то, что усилки питаются двуполярным питанием да еще и прикинем не такой дохлый пример как взяли мы а мощности более серьезной то станет понятно что потери мощности будут просто катастрофическими!

А с потерей мощности полезут клип, перегруз и остальные неприятные явления. Теперь нам точно понятно что питание это наше все!

Рассмотрим 2 варианта.

1) У вас еще не установлена аппаратура и вы только собираетесь ставить систему. В первую очередь стоит узнать какой генератор стоит в авто, какой ток он способен дать и на каких оборотах он выходит на свою норму. После этого стоит пересчитать холостые и близкие к ним обороты движка с учетом передаточного числа шкивов (это можно посчитать померяв диаметры шкивов).

Для работы с повседневной музыкой нужен тот генератор который даст достаточный ток для музыки, зарядки аккума и работы бортсети на оборотах близких к холостым. Тут тоже стоит понять что на заведенной машине музыка основную мощность потребляет с генератора. Если нет просадок генератора то потребление с аккума минимум.

Если вы не собираетесь делать дискотеку, то будет достаточно хорошего обычного аккума. Если дискотека нужна, то выносливый аккум большей емкости просто необходим. После этого подлежат замене силовые провода от генератора до аккумулятора, от массы движка до массы кузова (желательно прям от болтов крепления генератора) и от минуса аккума до массы кузова сечением таким же как и пойдет сила на музыку.

После этого необходимо согласно таблицам подбора сечения проводов выбрать параметры силового провода и приобрести его.

Силовой провод нужно тащить прямо от плюсовой клеммы аккумулятора (в случае отдельного минуса собственно от минусовой).

При этом обойдя стороной силовики дешевых фирм. Тут стоит опять обратиться к обобщенному грубому примеру. Сопротивление провода и просадки в проводе возникающие на резко возрастающем потреблении тока зависят от 3х величин. от длины провода, от сечения провода и от проводимости металлов которые используются в проводе. То есть если допустим взять какой-нибудь провод мистери с обмедненным аллюминием и толковый медный провод такого же сечения проводимость которого будет к примеру вдвое выше, то чтоб добиться такой же проводимости как у толкового медного вам придется либо вдвое укоротить ваш мистери или увеличить его сечение вдвое.

Что сами понимаете как минимум не практично. В тоже время если удастся укоротить вдвое силовой провод, то вполне хватит и провода вдвое меньшего сечения. При этом его проводимость не изменится относительно длинного. Из-за этого часто ставят фронтовый усь под панелью. По этому если и применяете дешевые провода то их сечение должно значительно превышать оптимал для этой нагрузки и их длина должна быть минимальным.

Опережаю возражения всякого рода «спецов» электриков из сервиса которые смеются утверждая что провода таких сечений и нах не нужны ибо и 4 квадрата легко пропустят такую нагрузку. Беда в том что дядьки эти в своей работой никогда не сталкиваются с динамической нагрузкой с такими требованиями к скорости нарастания тока. Стартер и тот огромные токи хавает лишь на срыве и работает кратковременно. Да и длина стартерного провода очень не велика.

Большое сечение нам нужно не из-за физически допустимых пределов а из-за минимизации падения напряжения в проводе при раскачке усилителя! С этим определились. Теперь подумаем нужен ли вам отдельный минус от аккумулятора или достаточно будет минуса с кузова. Тут строгих рекомендаций нет. Единственное что можно сказать: отдельный минус это всегда хорошо. Он уменьшает влияние аппаратуры на борт сеть и питание усилителей с ним более стабильно. Хотя при небольших мощностях отдельный минус не обязателен. Кузов вполне справится.Достаточно лишь обеспечить надежный контакт зачистив до блеска место присоединения массы на кузов.

Также еще стоит упомянуть что минусовой провод должен быть таким же сечением что и +. От дистрибьютора можно разводить до усилителей питание более тонкими короткими проводами, но сохранение сечения после дистрибьютора для сабового усилителя считается хорошим тоном и лишним точно не будет. После этого необходимо уделить внимание всякого рода клеммам, дистрибьюторам питания и контактам.

Читать еще:  Что такое автоматическая адаптация двигателя

Все клеммы и соединения от выхода генератора до портов усилителя должны быть максимально надежны и чисты. НИКАКИХ скруток, стыков, сопливых спаек и накидок на болты. Все контактные поверхности должны быть зачищены до блеска, а все клеммы для болтовых соединений должны быть надежно обжаты. На плохих контактах можно потерять до усилка больше вольта! который пойдет на нагрев и окисление этих самых соединений. При организации силового провода стоит тщательнейшим образом убедиться что нет оголенных поверхностей, что провод нигде не зажат и нет опасности что его перетрет.

В идеале стоит плюсовую силу уложить в автомобильную гофру. Лишняя безопасность не помешает. Отдельно стоит уделить внимание защиты силового провода: предохранителю или автомату.

Эти устройства должны стоять как можно ближе к аккумулятору, провод от них до клеммы должен быть максимально защищен.Номинал предохранителя рекомендуется выбирать согласно сумме всех предохранителей нагрузки.

При этом рекомендуется выбирать силовой чуть меньше получившейся суммы. Само собой разумеется, что держатель предохранителя должен стоять так, чтобы вы его не задевали при обслуживании двигла и чтоб на него не попадала влага. Только после организации всего вышеизложенного можно приступать к установке усилка. И именно по этому толковая установка усилителя невозможна за 1 вечер как это делают многие.

2) Второй случай если у вас уже стоит музыка которую вы поставили за 1 вечер. Тут очень желательно проверить все что вы установили. Проверить все достаточно просто. Но проверять стоит после того как пробежитесь по пункту выше. Нужны только вольтметр на 20 вольт и песня злых негров. Заводим машину, включаем трек на повтор и делаем громкость на максимум как обычно слушаем. Ну и начинаем мереть напряжение и просадки его на ударах баса. Меряем поочередно. На клемме генератора относительно корпуса двигателя, на клемме генератора относительно кузова машины, на клемме генератора относительно минусовой клемм аккума. Напряжение на клеммах аккума, напряжение после каждого соединения относительно клеммы минуса аккума и в последнюю очередь на клеммах усилителя. Нормальным считается питание на клеммах генератора 13.5-14.2в. при этом падение на ударах баса должно быть не ниже 13в. напряжение не должно отличаться на клемме гены независимо относительно чего вы его меряете (кузов, двиг, минус аккума).

При окончательной промерке на клемме усилка на малой громкости напряжение должно быть практически равно напряжению на клемме генератора а на максимальной раскачке просадка на усилителе должна быть не больше 1 вольта относительно просадок на клемме генератора.

При этом в идеале напряжение на клеммах усилка не должно падать ниже 13-13.5в. Если просадки большие, то постепенным промериванием вы определите какой участник цепи дает эту просадку и затем уже станет понятно как этого избежать. Также станет ясно нужен ли отдельный минусовой провод.

Следует четко понимать что система с неграмотным питанием в лучшем случае будет работать не качественно, размазанно и крайне не эффективно в плане мощности, в худшем будет мешать бортсети и возникнет опасность спалить тот или иной компонент системы.

В общем кормите усилки правильно, ставьте аппаратуру грамотно и главное НИКОГДА не торопитесь с установкой. Чем сильнее вы спешите тем больше шансов сотворить вместо толкового звука даже из дорогих компонентов колхоз который кроме улыбки и критики ничего не вызовет. И отстойный звук которого вам придется оправдывать стандартными фразами: «мне и так хватает» «мне на соревнования не ездить» и т. д. Звук это такая штука которую нужно либо делать толково либо не делать вообще. И этот факт никак не зависит от сложности системы и уровня ее компонентов.

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.

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.

Читать еще:  Виско 3000 для каких двигателей

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.

Продолжение следует.

Для чего нужен усилитель для колонок в автомобиль?

Чтобы понять, для чего нужен усилитель в машину, стоит разобраться в показателе мощности встроенного прибора и сравнить с реальной его величиной.

На каждый такой аппарат производители предоставляют паспорт. В нем обязательно содержится техническая характеристика, в которой можно ознакомиться с данными. Однако информация иногда бывает недостоверной или просто указывается максимальная мощность, а она от настоящего показателя может отличаться в разы.

Для чего нужен усилитель в авто?

Для чего нужен усилитель в автомобиле, можно понять, если услышать, как головное устройство искажает звук, хотя оно и встраивается для того, чтобы улучшить его качество. Включив колонки, реально услышать, как вместо приятной музыки раздаются стоны, хрипы, скрипы.

Перед тем как приступить к поиску устройства, которое улучшит параметры аудиосистемы, нужно почитать отзывы о нем, узнать, величину мощности.

  1. Начать стоит с фирмы, что занимается производством такой аппаратуры. Немало предприятий уже успели заиметь рекомендации на рынке с хорошей стороны.
  2. Перед тем как заплатить за усилитель, желательно послушать, как в действительности воспроизводится звук.
  3. Внимательно прочитать техпаспорт, чтобы узнать подходят ли показатели устройства.
  4. Выбор вида зависит от места, где он будет располагаться.

Приобрести можно моноблок, который работает вместе с сабвуфером, функционирует при невысокой нагрузке. К четырехканальным усилителям, что больше всего покупаются, подключаются 4 динамика, обеспечивается отличное звучание, которое позволит забыть о шуме или скрипе и наслаждаться музыкой. Выполнять свои функции такой аппарат сможет и с двумя сабвуферами.

Нужен ли усилитель колонок в авто и выбор места для него

Решив для себя положительно задачу нужен ли усилитель колонок в авто, надо продумать, где он будет размещаться. Поскольку работая, такой прибор греется, нужно выделить место, где аппарат сможет функционировать без охлаждения. Иначе придется использовать кулеры. Размещая оборудование на спинке сидения, на обшивке багажника, сзади на полке, дополнительное устройство не понадобится.

Смотрите видео о выборе бюджетной аудиосистемы в автомобиль.

Не стоит закреплять усилитель далеко от системы акустики, а устанавливая, нужно следить, чтобы воздействие других комплектующих, которые присутствуют в машине, не влияло на его работу.

Способы установки усилителя

Послушав, как звучит музыка в машине, в которой стоит четырехканальный прибор, владелец ее больше не станет задаваться вопросом, для чего нужен усилитель для колонок в авто. Разница в акустике поражает.

Купив оборудование с подходящими параметрами, надо определиться со способом установки. Проще всего закрепить аппарат на поверхности. Дополнительной подставки приобретать не понадобится, если он будет находиться в таком месте, как полка или переднее сидение и не испортит дизайн внутри машины.

В противном случае, придется прятать провода, для чего делается фальшпанель. Усилитель расположится на открытой поверхности, а в приборе для охлаждения необходимости не возникнет. Во внутреннем пространстве монтированием занимаются обычно специалисты, поскольку они смогут установить оборудование, не нарушив интерьер.

Критерии выбора класса усилителей

Класс, к которому относится прибор, поможет определить, для чего нужен усилитель в автомобиле, какая главная его цель:

  • для более мощного сигнала;
  • улучшения чистоты звука;
  • уменьшения искажения.

Чтобы выполнялись одновременно все задачи, стоит присмотреться к оборудованию, имеющему обозначение AB. В его функциях сочетаются достоинства, что характерны для других классов приборов, которые преобразуют слабый сигнал в более мощный.

Что такое усилитель мощности двигателя

Рассказывая в начале этой беседы о назначении каскадов усилителя, я, как бы забегая вперед, сказал, что в выходных каскадах, являющихся усилителями мощности, радиолюбители используют такие же маломощные транзисторы, как и в каскадах усиления напряжения. У тебя тогда, естественно, мог возникнуть, а может быть возникал вопрос: как это достигается? Отвечаю на него сейчас.

Читать еще:  Что такое dde двигатель

Такие каскады называют двухтактными усилителями мощности. Причем они могут быть трансформаторными, т. е. с использованием в них трансформаторов, или бестрансформаторными. В твоих конструкциях будут применены обе разновидности двухтактного усилителя колебаний звуковой частоты. Разберемся в принципе их работы.

Упрощенная схема двухтактного трансформаторного каскада усиления мощности и графики, иллюстрирующие его работу, приведены на рис. 180. В нем, как видишь, два трансформатора и два транзистора. Трансформатор Т1 межкаскадный, связывающий предоконечный каскад со входом усилителя мощности, а трансформатор Т2 — выходной. Транзисторы V1 и V2 включены по схеме ОЭ. Их эмиттеры, как и средний вывод вторичной обмотки межкаскадного трансформатора, «заземлены» — соединены с общим проводником источника питания Uип. Отрицательное напряжение питания на коллекторы транзисторов подается через первичную обмотку выходного трансформатора Т2: на коллектор транзистора V1 — через секцию Iа, на коллектор транзистора V2 — через секцию Iб.

Рис. 180. Двухтактный трансформаторный усилитель мощности и графики, иллюстрирующие его работу

Каждый транзистор и относящиеся к нему секции вторичной обмотки межкаскадного трансформатора и первичной обмотки выходного трансформатора представляют обычный, уже знакомый тебе однотактный усилитель. В этом нетрудно убедиться, если прикрыть листком бумаги одно из таких плеч каскада. Вместе же они образуют двухтактный усилитель мощности.

Сущность работы двухтактного усилителя заключается в следующем. Колебания звуковой частоты (графика на рис. 180) с пред оконечного каскада подаются на базы обоих транзисторов так, что напряжения на них изменяются в любой момент времени в противоположных направлениях, т. е. в противофазе. При этом транзисторы работают поочередно, на два такта за каждый период подводимого к ним напряжения. Когда, например, на базе транзистора V1 отрицательная полуволна, он открывается и через секцию Iа первичной обмотки выходного трансформатора идет ток только этого транзистора (график б). В это время транзистор V2 закрыт, так как на его базе положительная полуволна напряжения. В следующий полупериод, наоборот, положительная полуволна будет на базе транзистора V1, а отрицательная — на базе транзистора V2. Теперь открывается транзистор V2 и через секцию Iб первичной обмотки выходного трансформатора идет ток его коллектора (график в), а транзистор V1, закрываясь, «отдыхает». И так при каждом периоде звуковых колебаний, подводимых к усилителю. В обмотке трансформатора коллекторные токи обоих транзисторов суммируются (график г), в результате на выходе усилителя получаются более мощные электрические колебания звуковой частоты, чем в обычном однотактном усилителе. Динамическая головка В, подключенная ко вторичной обмотке трансформатора, преобразует их в звук.

Теперь, пользуясь схемой на рис. 181, разберемся в принципе работы бестрансформаторного усилителя мощности. Здесь также два транзистора, но они разной структуры: транзистор V1 — р-n-р, транзистор V2 — n-p-n. По постоянному току транзисторы включены последовательно, образуя как бы делитель, напряжения питающего их источника постоянного тока. При этом на коллекторе транзистора V1 относительно средней точки между ними, называемой точкой симметрии, создается отрицательное напряжение, равное половине напряжения источника питания, а на коллекторе транзистора V2 — положительное, и также равное половине напряжения источника питания Uн. Динамическая головка В включена в эмиттерные цепи транзисторов: для транзистора V1 — через конденсатор С2, для транзистора V2 — через конденсатор С1. Таким образом, транзисторы по переменному току включены по схеме ОК (эмиттерными повторителями) и работают на одну общую нагрузку — головку В.

Рис. 181. Двухтактный бестрансформаторный усилитель мощности

На базах обоих транзисторов усилителя действует одинаковое по значению и частоте переменное напряжение, поступающее от предоконечного каскада. А так как транзисторы разной структуры, то и работают они поочередно, на два такта: при отрицательной полуволне напряжения открывается только транзистор V1 и в цепи головка В — конденсатор появляется импульс коллекторного тока (на рис. 180 — график б), а при положительной полуволне открывается только транзистор V2 и в цепи головка-конденсатор появляется импульс коллекторного тока этого транзистора (на рис. 180 — график в). Таким образом, через головку течет суммарный ток транзисторов (график г на рис. 180), представляющий собой усиленные по мощности колебания звуковой частоты, которые она преобразует в звуковые колебания. Практически получается тот же эффект, что и в усилителе с трансформаторами, но, благодаря использованию транзисторов разной структуры, отпадает надобность в устройстве для подачи на базы транзисторов сигнала в противофазе.

Ты, уверен, заметил одно противоречие в моем объяснении работы двухтактных усилителей мощности: на базы транзисторов не подавались напряжения смещения. Ты прав, но особой ошибки здесь нет. Дело в том, что транзисторы двухтактного каскада могут работать без начального напряжения смещения. Но тогда в усиливаемом сигнале появляются искажения типа «ступенька», особенно сильно ощущаемые при слабом входном сигнале. Ступенькой же их называют потому, что на осциллограмме синусоидального сигнала они имеют ступенчатую форму (рис. 182). Наиболее простой способ устранения таких искажений — подача на базы транзисторов напряжения смещения, что и делают на практике.

Теперь, прежде чем начать разговор об усилителях, обеспечивающих громкое звуковоспроизведение, хочу познакомить тебя с некоторыми параметрами, характеризующими усилитель ЗЧ.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector