Блок питания на усилитель: усилитель низкой частоты + блок питания

Содержание

Немного о блоках питания усилителей (часть I)

Казалось бы что может быть проще, подключить усилитель к блоку питания, и можно наслаждаться любимой музыкой?

Однако, если вспомнить, что усилитель по сути модулирует по закону входного сигнала напряжение источника питания, то станет ясно, что к вопросам проектирования и монтажа блока питания стоит подходить очень ответственно.

Иначе ошибки и просчёты допущенные при этом могут испортить (в плане звука) любой, даже самый качественный и дорогой усилитель.

Стабилизатор или фильтр?

Удивительно, но чаще всего для питания усилителей мощности используются простые схемы с трансформатором, выпрямителем и сглаживающим конденсатором. Хотя в большинстве электронных устройств сегодня используются стабилизированные блоки питания. Причина этого заключается в том, что дешевле и проще спроектировать усилитель, который бы имел высокий коэффициент подавления пульсаций по цепям питания, чем сделать относительно мощный стабилизатор.

Сегодня уровень подавления пульсаций типового усилителя составляет порядка 60дБ для частоты 100Hz , что практически соответствует параметрам стабилизатора напряжения. Использование в усилительных каскадах источников постоянного тока, дифференциальных каскадов, раздельных фильтров в цепях питания каскадов и других схемотехнических приёмов позволяет достичь и ещё больших значений.

Питание выходных каскадов чаще всего делается нестабилизированным. Благодаря наличию в них 100% отрицательной обратной связи, единичному коэффициенту усиления, наличию ОООС, предотвращается проникновение на выход фона и пульсаций питающего напряжения.

Выходной каскад усилителя по сути является регулятором напряжения (питания), пока не войдет в режим клиппирования (ограничения). Тогда пульсации питающего напряжения (частотой 100 Гц) модулируют выходной сигнал, что звучит просто ужасно:

Если для усилителей с однополярным питанием происходит модуляция только верхней полуволны сигнала, то у усилителей с двухполярным питанием модулируются обе полуволны сигнала. Большинству усилителей свойственен этот эффект при больших сигналах (мощностях), но он никак не отражается в технических характеристиках. В хорошо спроектированном усилителе эффекта клиппирования не должно происходить.

Чтобы проверить свой усилитель (точнее блок питания своего усилителя), вы можете провести эксперимент. Подайте на вход усилителя сигнал частотой чуть выше слышимой вами. В моём случае достаточно 15 кГц :(. Повышайте амплитуду входного сигнала, пока усилитель не войдёт в клиппинг. В этом случае вы услышите в динамиках гул (100Гц). По его уровню можно оценить качество блока питания усилителя.

Предупреждение! Обязательно перед этим экспериментом отключите твиттер вышей акустической системы иначе он может выйти из строя.

Стабилизированный источник питания позволяет избежать этого эффекта и приводит к снижению искажений при длительных перегрузках. Однако, с учётом нестабильности напряжения сети, потери мощности на самом стабилизаторе составляют примерно 20%.

Другой способ ослабить эффект клиппирования это питание каскадов через отдельные RC-фильтры, что тоже несколько снижает мощность.

В серийной технике такое редко применяется, так как помимо снижения мощности, увеличивается ещё и стоимость изделия. Кроме того, применение стабилизатора в усилителях класса АВ может приводить к возбуждению усилителя из-за резонанса петель обратной связи усилителя и стабилизатора.

Потери мощности можно существенно сократить, если использовать современные импульсные блоки питания. Тем не менее, здесь всплывают другие проблемы: низкая надёжность (количество элементов в таком блоке питания существенно больше), высокая стоимость (при единичном и мелко-серийном производстве), высокий уровень ВЧ-помех.

Типовая схема блока питания для усилителя с выходной мощностью 50Вт представлена на рисунке:

Выходное напряжение за счёт сглаживающих конденсаторов больше выходного напряжения трансформатора примерно в 1,4 раза.

Пиковая мощность

Несмотря на указанные недостатки, при питании усилителя от нестабилизированного источника можно получить некоторый бонус — кратковременную (пиковую) мощность выше, чем мощность блока питания, за счёт большой ёмкости фильтрующих конденсаторов.

Опыт показывает, что требуется минимум 2000мкФ на каждые 10Вт выходной мощности. За счёт этого эффекта можно сэкономить на трансформаторе питания — можно использовать менее мощный и, соответственно, дешёвый трансформатор. Имейте ввиду, что измерения на стационарном сигнале этого эффекта не выявят, он проявляется только при кратковременных пиках, то есть при прослушивании музыки.

Стабилизированный блок питания такого эффекта не даёт.

Параллельный или последовательный стабилизатор ?

Бытует мнение, что параллельные стабилизаторы лучше в аудиоустройствах, так как контур тока замыкается в локальной петле нагрузка-стабилизатор (исключается источник питания), как показано на рисунке:

Тот же эффект дает установка разделительного конденсатора на выходе. Но в этом случае ограничивает нижняя частота усиливаемого сигнала.

Автор использует стабилитроны для питания операционных усилителей. При этом можно организовать индикацию напряжения питания практически без дополнительных затрат (светодиодам не нужны гасящие резисторы):

Защитные резисторы

Каждому радиолюбителю наверняка знаком запах горелого резистора.

Это запах горящего лака, эпоксидной смолы и… денег. Между тем, дешёвый резистор может спасти ваш усилитель!

Автор при первом включении усилителя в цепях питания вместо предохранителей устанавливает низкоомные (47-100 Ом) резисторы, которые в несколько раз дешевле предохранителей. Это не раз спасало дорогие элементы усилителя от ошибок в монтаже, неправильно выставленного тока покоя (регулятор поставили на максимум вместо минимума), перепутанной полярности питания и так далее.

На фото показан усилитель, где монтажник перепутал транзисторы TIP3055 с TIP2955.

Транзисторы в итоге не пострадали. Все закончилось хорошо, но не для резисторов, и комнату проветривать пришлось.

Главное — падение напряжения

При проектировании печатных плат блоков питания и не только не надо забывать, что медь не является сверхпроводником. Особенно это важно для «земляных» (общих) проводников. Если они тонкие и образуют замкнутые контуры или длинные цепи, то в из-за протекающего тока на них получается падение напряжения и потенциал в разных точках оказывается разным.

Для минимизации разности потенциалов принято общий провод (землю) разводить в виде звезды — когда к каждому потребителю идёт свой проводник. Не стоит термин «звезда» понимать буквально. На фото показан пример такой правильной разводки общего провода :

В ламповых усилителях сопротивление анодной нагрузки каскадов довольно высокое, порядка 4кОм и выше, а токи не очень велики, поэтому сопротивление проводников не играет существенной роли. В транзисторных усилителях сопротивления каскадов существенно ниже (нагрузка вообще имеет сопротивление 4Ом), а токи гораздо выше, чем в ламповых усилителях. Поэтому влияние проводников тут может быть весьма существенным.

Сопротивление дорожки на печатной плате в шесть раз выше, чем сопротивление отрезка медного провода такой же длинны. Диаметр взят 0,71мм, это типичный провод, который используется при монтаже ламповых усилителей.

0.036 Ом в отличие от 0.0064 Ом! Учитывая, что токи в выходных каскадах транзисторных усилителей могут в тысячу раз превышать ток в ламповом усилителе, получаем, что падение напряжения на проводниках может быть в 6000! раз больше. Возможно, это одна из причин, почему транзисторные усилители звучат хуже ламповых. Это также объясняет, почему собранные на печатных платах ламповые усилители часто звучат хуже прототипа, собранного навесным монтажом.

Не стоит забывать закон Ома! Для снижения сопротивления печатных проводников можно использовать разные приёмы. Например, покрыть дорожку толстым слоем олова или припаять вдоль дорожки лужёную толстую проволоку. Варианты показаны на фото:

Импульсы заряда

Для предотвращения проникновения фона сети в усилитель нужно принять меры от проникновения импульсов заряда фильтрующих конденсаторов в усилитель. Для этого дорожки от выпрямителя должны идти непосредственно на конденсаторы фильтра. По ним циркулируют мощные импульсы зарядного тока, поэтому ничего другого к ним подключать нельзя. цепи питания усилителя должны подключаться к выводам конденсаторов фильтра.

Правильное подключение (монтаж) блока питания для усилителя с однополярным питанием показан на рисунке:

Увеличение по клику

На рисунке показан вариант печатной платы:

Увеличение по клику

Автору до сих пор попадаются усилители, у которых высокий уровень фона вызван неправильной разводкой земли и подключением дорожек от разных «потребителей» к выходам выпрямителя.

Пульсации

Большинство нестабилизированных источников питания имеют после выпрямителя только один сглаживающий конденсатор (или несколько включенных параллельно). Для улучшения качества питания можно использовать простой трюк: разбить одну ёмкость на две, а между ними включить резистор небольшого номинала 0,2-1 Ом. При этом даже две ёмкости меньшего номинала могут оказаться дешевле одной большой.

Это дает более плавные пульсации выходного напряжения с меньшим уровнем гармоник:

При больших токах падение напряжения на резисторе может стать существенным. Для его ограничения до 0,7В параллельно резистору можно включить мощный диод. В этом случае, правда, на пиках сигнала, когда диод будет открываться, пульсации выходного напряжения опять станут «жесткими».

Продолжение следует…

Статья подготовлена по материалам журнала «Практическая электроника каждый день»

Автор: Джек Розман

Вольный перевод: Главного редактора «РадиоГазеты»

Схема простого блока питания для усилителя мощности Phoenix P-400

Изготовление хорошего источника питания для усилителя мощности (УНЧ) или другого электронного устройства — это очень ответственная задача. От того, каким будет источник питания зависит качество и стабильность работы всего устройства.

В этой публикации расскажу о изготовлении не сложного трансформаторного блока питания для моего самодельного усилителя мощности низкой частоты «Phoenix P-400».

Такой, не сложный блок питания можно использовать для питания различных схем усилителей мощности низкой частоты.

Содержание:

Предисловие
Тороидальный трансформатор
Подбор напряжений для вторичных обмоток
Расчет количества витков и намотка
Схема выпрямителей и стабилизаторов напряжения
Конструкция
Заключение

Предисловие

Для будущего блока питания (БП) к усилителю у меня уже был в наличии тороидальный сердечник с намотанной первичной обмоткой на ~220В, поэтому задача выбора «импульсный БП или на основе сетевого трансформатора» не стояла.

У импульсных источников питания небольшие габариты и вес, большая мощность на выходе и высокий КПД. Источник питания на основе сетевого трансформатора — имеет большой вес, прост в изготовлении и наладке, а также не приходится иметь дело с опасными напряжениями при наладке схемы, что особенно важно для таких начинающих как я.

Тороидальный трансформатор

Тороидальные трансформаторы, в сравнении с трансформаторами на броневых сердечниках из Ш-образных пластин, имеют несколько преимуществ:

меньший объем и вес;
более высокий КПД;
лучшее охлаждение для обмоток.

Мне оставалось только рассчитать напряжении и количества витков для вторичных обмоток с последующей их намоткой.

Первичная обмотка уже содержала примерно 800 витков проводом ПЭЛШО 0,8мм, она была залита парафином и заизолирована слоем тонкой ленты из фторопласта.

Измерив приблизительные размеры железа трансформатора можно выполнить расчет его габаритной мощности, таким образом можно прикинуть подходит ли сердечник для получения нужной мощности или нет.

Рис. 1. Размеры железного сердечника для тороидального трансформатора.

Габаритная мощность (Вт) = Площадь окна (см²) * Площадь сечения (см²)
Площадь окна = 3,14 * (d/2)²
Площадь сечения = h * ((D-d)/2)

Для примера, выполним расчет трансформатора с размерами железа: D=14см, d=5см, h=5см.

Площадь окна = 3,14 * (5см/2) * (5см/2) = 19,625 см²
Площадь сечения = 5см * ((14см-5см)/2) = 22,5 см²
Габаритная мощность = 19,625 * 22,5 = 441 Вт.

Если вам нужно рассчитать тороидальный трансформатор, то вот небольшая подборка из статей: Скачать (1Мб).

Габаритная мощность используемого мною трансформатора оказалась явно меньшей чем я ожидал — где-то 250 Ватт.

Подбор напряжений для вторичных обмоток

Зная необходимое напряжение на выходе выпрямителя после электролитических конденсаторов, можно приблизительно рассчитать необходимое напряжение на выходе вторичной обмотки трансформатора.

Числовое значение постоянного напряжения после диодного моста и сглаживающих конденсаторов возрастет примерно в 1,3..1,4 раза, по сравнению с переменным напряжением, подаваемым на вход такого выпрямителя.

В моем случае, для питания УМЗЧ нужно двуполярное постоянное напряжение — по 35 Вольт на каждом плече. Соответственно, на каждой вторичной обмотке должно присутствовать переменное напряжение: 35 Вольт / 1,4 = ~25 Вольт.

По такому же принципу я выполнил приблизительный расчет значений напряжения для других вторичных обмоток трансформатора.

Расчет количества витков и намотка

Для питания остальных электронных блоков усилителя было решено намотать несколько отдельных вторичных обмоток. Для намотки катушек медным эмалированным проводом был изготовлен деревянный челнок. Также его можно изготовить из стеклотекстолита или пластмассы.

Рис. 2. Челнок для намотки тороидального трансформатора.

Намотка выполнялась медным эмалированным проводом, который был в наличии:

для 4х обмоток питания УМЗЧ — провод диаметром 1,5 мм;
для остальных обмоток — 0,6 мм.

Число витков для вторичных обмоток я подбирал экспериментальным способом, поскольку мне не было известно точное количество витков первичной обмотки.

Суть метода:

Выполняем намотку 20 витков любого провода;
Подключаем к сети ~220В первичную обмотку трансформатора и измеряем напряжение на намотанных 20-ти витках;
Делим нужное напряжение на полученное из 20-ти витков — узнаем сколько раз по 20 витков нужно для намотки.

Например: нам нужно 25В, а из 20-ти витков получилось 5В, 25В/5В=5 — нужно 5 раз намотать по 20 витков, то есть 100 витков.

Расчет длины необходимого провода был выполнен так: намотал 20 витков провода, сделал на нем метку маркером, отмотал и измерил его длину. Разделил нужное количество витков на 20, полученное значение умножил на длину 20-ти витков провода — получил приблизительно необходимую длину провода для намотки. Добавив 1-2 метра запаса к общей длине можно наматывать провод на челнок и смело отрезать.

Например: нужно 100 витков провода, длина 20-ти намотанных витков получилась 1,3 метра, узнаем сколько раз по 1,3 метра нужно намотать для получения 100 витков — 100/20=5, узнаем общую длину провода (5 кусков по 1,3м) — 1,3*5=6,5м. Добавляем для запаса 1,5м и получаем длину — 8м.

Для каждой последующей обмотки измерение стоит повторить, поскольку с каждой новой обмоткой необходимая на один виток длина провода будет увеличиваться.

Для намотки каждой пары обмоток по 25 Вольт на челнок были параллельно уложены сразу два провода (для 2х обмоток). После намотки, конец первой обмотки соединен с началом второй — получились две вторичные обмотки для двуполярного выпрямителя с соединением посередине.

После намотки каждой из пар вторичных обмоток для питания схем УМЗЧ, они были заизолированы тонкой фторопластовой лентой.

Таким образом были намотаны 6 вторичных обмоток: четыре для питания УМЗЧ и еще две для блоков питания остальной электроники.

Схема выпрямителей и стабилизаторов напряжения

Ниже приведена принципиальная схема блока питания для моего самодельного усилителя мощности.

Рис. 2. Принципиальная схема источника питания для самодельного усилителя мощности НЧ.

Для питания схем усилителей мощности НЧ используются два двуполярных выпрямителя — А1.1и А1.2. Остальные электронные блоки усилителя будут питаться от стабилизаторов напряжения А2.1 и А2.2.

Резисторы R1 и R2 нужны для разрядки электролитических конденсаторов, в момент когда линии питания отключены от схем усилителей мощности.

В моем УМЗЧ 4 канала усиления, их можно включать и выключать попарно с помощью выключателей, которые коммутируют линии питания платок УМЗЧ с помощью электромагнитных реле.

Резисторы R1 и R2 можно исключить из схемы если блок питания будет постоянно подключен к платам УМЗЧ, в таком случае электролитические емкости будут разряжаться через схему УМЗЧ.

Диоды КД213 рассчитаны на максимальный прямой ток 10А, в моем случае этого достаточно. Диодный мост D5 рассчитан на ток не менее 2-3А,собрал его из 4х диодов. С5 и С6 — емкости, каждая из которых состоит из двух конденсаторов по 10 000 мкФ на 63В.

Рис. 3. Принципиальные схемы стабилизаторов постоянного напряжения на микросхемах L7805, L7812, LM317.

Расшифровка названий на схеме:

STAB — стабилизатор напряжения без регулировки, ток не более 1А;
STAB+REG — стабилизатор напряжения с регулировкой, ток не более 1А;
STAB+POW — регулируемый стабилизатор напряжения, ток примерно 2-3А.

При использовании микросхем LM317, 7805 и 7812 выходное напряжение стабилизатора можно рассчитать по упрощенной формуле:

Uвых = Vxx * ( 1 + R2/R1 )

Vxx для микросхем имеет следующие значения:

LM317 — 1,25;
7805 — 5;
7812 — 12.

Пример расчета для LM317: R1=240R, R2=1200R, Uвых = 1,25*(1+1200/240) = 7,5V.

Конструкция

Вот как планировалось использовать напряжения от блока питания:

Микросхемы и транзисторы стабилизаторов напряжения были закреплены на небольших радиаторах, которые я извлек из нерабочих компьютерных блоков питания. Корпуса крепились к радиаторам через изолирующие прокладки.

Печатная плата была изготовлена из двух частей, каждая из которых содержит двуполярный выпрямитель для схемы УМЗЧ и нужный набор стабилизаторов напряжения.

Рис. 4. Одна половинка платы источника питания.

Рис. 5. Другая половинка платы источника питания.

Рис. 6. Готовые компоненты блока питания для самодельного усилителя мощности.

Позже, при отладке я пришел к выводу что гораздо удобнее было бы изготовить стабилизаторы напряжений на отдельных платах. Тем не менее, вариант «все на одной плате» тоже не плох и по своему удобен.

Также выпрямитель для УМЗЧ (схема на рисунке 2) можно собрать навесным монтажом, а схемы стабилизаторов (рисунок 3) в нужном количестве — на отдельных печатных платах.

Соединение электронных компонентов выпрямителя показано на рисунке 7.

Рис. 7. Схема соединений для сборки двуполярного выпрямителя -36В+36В с использованием навесного монтажа.

Соединения нужно выполнять используя толстые изолированные медные проводники.

Диодный мост с конденсаторами на 1000pF можно разместить на радиаторе отдельно. Монтаж мощных диодов КД213 (таблетки) на один общий радиатор нужно выполнять через изоляционные термо-прокладки (терморезина или слюда), поскольку один из выводов диода имеет контакт с его металлической подкладкой!

Для схемы фильтрации (электролитические конденсаторы по 10000мкФ, резисторы и керамические конденсаторы 0,1-0,33мкФ) можно на скорую руку собрать небольшую панель — печатную плату (рисунок 8).

Рис. 8. Пример панели с прорезями из стеклотекстолита для монтажа сглаживающих фильтров выпрямителя.

Для изготовления такой панели понадобится прямоугольный кусочек стеклотекстолита. С помощью самодельного резака (рисунок 9), изготовленного из ножовочного полотна по металлу, прорезаем медную фольгу вдоль по всей длине, потом одну из получившихся частей разрезаем перпендикулярно пополам.

Рис. 9. Самодельный резак из ножовочного полотна, изготовленный на точильном станке.

После этого намечаем и сверлим отверстия для деталей и крепления, зачищаем тоненькой наждачной бумагой медную поверхность и лудим ее с помощью флюса и припоя. Впаиваем детали и подключаем к схеме.

Заключение

Вот такой, не сложный блок питания был изготовлен для будущего самодельного усилителя мощности звуковой частоты. Останется дополнить его схемой плавного включения (Soft start) и ждущего режима.

UPD: Юрий Глушнев прислал печатную плату для сборки двух стабилизаторов с напряжениями +22В и +12В. На ней собраны две схемы STAB+POW (рис. 3) на микросхемах LM317, 7812 и транзисторах TIP42.

Рис. 10. Печатная плата стабилизаторов напряжения на +22В и +12В.

Скачать — (63 КБ).

Еще одна печатная плата, разработанная под схему регулируемого стабилизатора напряжения STAB+REG на основе LM317:

Рис. 11. Печатная плата для регулируемого стабилизатора напряжения на основе микросхемы LM317.

Скачать — (7 КБ).

Начало цикла статей: Усилитель мощности ЗЧ своими руками ( Phoenix-P400 )

Как подключить автомобильный усилитель дома?

Домашний усилитель из автомобильного

Чтобы задействовать автомобильный усилитель дома, нам понадобиться блок питания и акустические колонки (сабвуфер по желанию).

Предупрежу сразу, что потребляемый ток некоторых автомобильных усилителей подходит к планке в 40А! Это очень большой ток. Поэтому найти подходящий блок питания на 12V и током 30 — 40 А смогут не все:)

Но для питания автоусилителя сгодится компьютерный блок питания формата AT и ATX. Некоторые модели компьютерных БП могут отдавать по шине +12V значительный ток. Судя по характеристикам самых дешёвых моделей, которые продаются сейчас в магазинах — это 12А. Топовые, дорогие модели выдают по 50 — 70А!

Вот такой блок выдаёт на выходе +12V ток 14А.

Как определить? Смотрим характеристики блока питания, строчку «мощность по линии 12V». Видим, например, 200 Вт. Делим 200 Вт на 12, получаем максимальный ток по шине 12V ~ 16 ампер. Если блок питания на руках, то смотрим наклейку на корпусе. Там обычно указываются все параметры блока, в том числе и максимальный ток на каждую шину.

У всех пк’шных блоков питания жёлтые провода, идущие на MOLEX и SATA разъёмы — это +12V, а чёрные — это минус (общий, GND). Подробнее об использовании блоков питания от ПК я уже рассказывал.

Если вы нашли блок питания на меньший ток, например, как я на 12V (10А), то расстраиваться не стоит. Усилитель просто не сможет работать на «полную катушку», будет играть тише. Теперь о подключении.

На корпусе автоусилителя имеется 2 клеммы для подключения питания. Минус питания подключается к клемме GND, а на клемму +12V заводим плюс питания. В результате усилитель находится в спящем режиме (Stand by). Чтобы перевести усилитель из ждущего режима в рабочий, нужно подать +12V на клемму REM (Remote – «управление»). Кидаем перемычку с клеммы +12V на клемму REM. Затем включаем блок питания.

Как известно, у автомагнитол имеется специальный выход (обычно синего цвета). Он есть у большинства современных магнитол, и служит для включения активных антенн, выдвижения антенн и включения внешних усилителей и сабвуферов. Если включить автомагнитолу, то на этом выходе появляется напряжение +12V. Ток нагрузки этого выхода небольшой, порядка 100 — 120 мА.

Кстати, при монтаже усилителя в автомобиле, бывает так, что управляющий (синий) провод уже задействован, например, на ту же активную антенну. Как быть? Тогда можно подавать напряжение +12V на клемму REM через кнопку с фиксацией, а саму кнопку разместить на панели автомобиля. Такой же приём можно реализовать и дома. Просто в разрыв провода +12V — — -> REM ставим обычный тумблер или рокерный выключатель. Такие продаются в любом магазине автотоваров.

Внимание! Так как ток потребления автоусилителя может достигать 40 и более ампер, то подключать его к блоку питания следует медными проводами с сечением 6 — 10 мм². По возможности, соединительные провода сделать покороче. Это в идеале. На практике, если не будете «загонять» усилитель на максимальный режим, подойдут обычные провода с сечением 1,5 — 2,5 мм².

В качестве источника звукового сигнала может сгодиться рядовой MP3-плеер. Также потребуется переходник с 3,5 мм. джейка на «тюльпаны».

При наладке усилителя не стоит забывать, что на его панели есть регулятор входного уровня сигнала — «LEVEL». Это — не что иное, как регулятор громкости, наподобие тех, что имеется у аналоговых магнитол или кассетников.

При уровне в 0,2V на вход поступает максимальный уровень сигнала — усилитель будет работать громче. Если вывернуть ручку переменного резистора на 8V, то на вход поступит минимальный сигнал от плеера. Естественно, уровень сигнала можно выставить и регулятором громкости самого MP3-плеера.

У многих усилителей регулятор уровня входного сигнала имеет только указатель в виде стилизованной стрелочки или указателя.

В зависимости от комплектации автоусилителя, его можно применять по-разному. Простейший пример.

В большинстве усилителей есть переключатели режимов работы фильтров (кроссоверов). Например, у автоусилителя CALCELL я обнаружил переключатель X-OVER SELECTOR (у других моделей может быть переключатель BASS/ FLAT/ TREBLE и аналогичные). При выборе режима задействуется соответствующий фильтр — LP (40Hz — 160Hz), HP (40Hz — 600Hz). Режим OFF выключает все фильтры (он же FLAT).

В режиме FLAT никакой коррекции сигнала не происходит. Грубо говоря, что пришло на фильтр, то и вышло.

Если выбрать режим LP, то входные фильтры срезают все частоты выше 40 — 160 Гц и оставляют только низкие звуковые частоты. Такой режим подойдёт для работы на сабвуфер.

Фильтр работает сразу на два из 4 каналов усилителя, например, на фронтальные колонки (FRONT). Такие переключатели есть и у 2 других усилителей — тыловых (REAR). Деление усилителей на FRONT и REAR условно. Если детально рассмотреть схемотехнику аппарата, то окажется, что все четыре усилителя в его составе одинаковы как сиамские близнецы. Но суть не в этом.

Все автоусилители могут работать в режиме моста (Bridge). Это когда два усилителя работают на один динамик или колонку. При этом мощности складываются. Таким образом, при наличии 4-канального автоусилителя можно смонтировать стереосистему с сабвуфером 2+1(sub).

Достаточно 2 канала усилителя включить в мост и подключить к НЧ-динамику, он будет выполнять роль сабвуфера. При этом переключателем режимов выбираем режим LP и выставляем нужную частоту среза для сабвуфера. В результате мы получим полноценный сабвуфер. Оставшиеся 2 канала можно задействовать для усиления правого и левого фронтального канала. Для них режим ставим OFF.

Вы когда-нибудь задумывались над тем, почему в акустических системах всегда применяют один, но мощный сабвуфер? Дело в том, что на низких частотах человеческое ухо плохо воспринимает стереоэффект. То есть уху «по барабану» откуда грохот. Но чтобы ухо нормально воспринимало НЧ-звуки вместе с другими (СЧ и ВЧ), звуковая мощность должна быть в 2 раза больше, чем правого (R) и левого (L) каналов в отдельности. Именно поэтому, сабвуфер и нужно включать в режим мост. Думаю, это понятно.

В этом маленьком мануале не была раскрыта тема акустики. В любом случае, при подключении динамиков и колонок к автоусилителю надо помнить о том, что сопротивление их должно быть не менее 2 — 4 Ом. Если хотите узнать, как правильно соединить несколько динамиков, то загляните на эту страницу. Также советую ознакомиться с устройством динамика и его основными параметрами.

Прежде чем что-либо подключать, обязательно читаем инструкцию к вашему усилителю!

Главная &raquo Мастерская &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

Блок питания в High End усилителях мощности

Для каждого активного элемента (в High End усилителях мощности) необходим индивидуальный блок питания, с отдельным силовым трансформатором и отсекателем постоянной составляющей. Такое схемотехническое решение «ликвидирует» паразитные межкаскадные и межкомпонентные обратные связи по питанию, а также даёт возможность, независимо друг от друга настроить каждый активный элемент на максимально благоприятный для него режим работы и отказаться от использования резисторов. Резисторы замедляют скорость подачи энергии на активные элементы схемы и добавляют в звучание собственные шумы. Но, бескомпромиссный подход коммерчески не оправдан и практически не применяется.

Паразитные обратные связи по питанию

Наиболее серьёзной негативной обратной связью является связь между каскадами через цепи протекания тока. Мощные оконечные каскады создают на внутреннем сопротивлении источника электрической энергии заметное падение напряжения, от переменной составляющей тока. Переменное напряжение попадает в электрические цепи первых каскадов усиления, образуя нежелательные паразитные обратные связи. Применение отдельных локальных трансформаторов (для каждого активного элемента) и местных сетевых фильтров/отсекателей снимает проблему — «Разделяй, властвуй, отсекай.

Лабораторный блок питания

Схема мощного двухполярного стабилизированного блока питания с защитой от короткого замыкания.
Можно использовать практически любые транзисторы и заменить полевые транзисторы на биполярные. Аналогичную схему применяем при подборе мощных NpN транзисторов.
Это практически идеальная конструкция для организации стабилизированного напряжения мощного двухтактного усилителя мощности, что полностью ликвидирует амплитудную модуляцию на частотах: 50 — 200Гц.

Резистором R89 и стабилитроном D7 задаётся ток срабатывания системы защиты.
Стабилитрон и резистор мощные — 2/5 ватт. Если такого стабилитрона нет, то можно запараллелить несколько маломощных.
Больше схемотехнических сложностей нет.

Лучшее сочетание вакуумных и полупроводниковых характеристик — однотактный гибридный усилитель звука.

Мы не создаём иллюзий,
Мы делаем звук живым!

Блок питания усилителя до +/-35В

Универсальная плата двухполярного блока питания для усилителя малой и средней мощности (до 100 W).
Прекрасно подойдет для таких микросхем как TDA2030A/TDA2050/TDA7293/TDA7294/LM1875/LM3875/LM3886 и транзисторных усилителей до 100W
Данный блок питания расчитан на подключение к двум вторичным обмоткам трансформатора с соединением в средней точке и максимальным переменным напряжением AC25V-0-25V/
Диоды моста зашунтированы пленкой, а выходы БП зашунтированы качественными пленочными, полипропиленовыми конденсаторами. На плате имеется светодиодная индикация напряжения на выходе: красный «+», синий «-«
Не рекомендуется использовать блок питания на максимальном напряжении, так как скачки напряжения в сети электропитания могут вывести из строя электролитические конденсаторы.
Оптимальное напряжение переменного тока
AC 22V-0-22V переменки
Не лишним будет подключение через систему мягкого старта, т.к. при включении блока питания конденсаторы разряжены и в первоначальный (кратковременный) момент ток зарядки конденсаторов практически равен току КЗ.
В комплекте 4 стойки с болтами и гайками М2 для крепления в корпус.
Диодный мост 15A
Емкость 24000мкФ (12000мкФ на плече)


Встроенная защита —	Нет
Еммкость общая	24000мкФ
Мощность до	1000W
Напряжение входное, максимальное (переменное/2 плеча по) AC	25V
Напряжение входное, минимальное (переменное/2 плеча по) AC	10V
Напряжение выходное, максимальное (постоянное/двухполярное) DC	35V
Напряжение выходное, минимальное (постоянное/двухполярное) DC	15V
Ток максимальный	15A

Блок питания для УМЗЧ своими руками

Усилитель мощности звуковых частот (УМЗЧ) – это фактически электрическое устройство, усиливающее электрические колебания в слышимом человеческим ухом диапазоне. Такие усилители могут сильно отличаться по принципу работы, а значит, и по параметрам питания.

С другой стороны, блоку питания не так важно, что к нему подключается – усилитель, приёмник или другой прибор. На первом месте, в любом случае, остаются потребляемая мощность (как показатель, отражающий соотношение выходного напряжения и силы тока) и падение показателей под нагрузкой. Поэтому блоки питания, как и любые другие вторичные источники, могут стабилизировать или выходной ток (источники тока), или напряжение (источники напряжения).

В зависимости от класса УМЗЧ и его пикового потребления по мощности может потребоваться та или иная схема питания.

В первую очередь выбор обусловлен диапазонами мощности:

Для 30-60-ваттных усилителей будет достаточно классических трансформаторных блоков питания с диодным мостом и простейшим фильтром (из конденсатора). Как его рассчитать и сделать (со схемами) мы рассмотрели в этой статье.
От 100 Вт и выше классический блок питания получается необоснованно громоздким. Пример автомобильного преобразователя и мощного БП (до 500-1000 Вт) мы рассмотрели на примере импульсных БП для одноканальных систем здесь.

Остался неохваченным только один вопрос – питание двуканальных акустических систем. На нём мы и остановимся подробнее ниже.

Блок питания УМЗЧ с раздельными каналами

Чисто теоретически, двуканальные системы могут легко питаться от одного источника (око которых речь шла выше). По факту так и есть в большинстве случаев. Однако, для высококачественных аудиосистем это неприемлемо.

Сама схема БП может выглядеть следующим образом.

Рис. 1. Сама схема БП

Все номиналы подробно освещены на схеме.

Такой БП разрабатывался специально для усилителей класса Hi-End. Его преимущество заключается в том, что использование отдельных трансформаторов для каждого плеча (канала) усиления, позволяет существенно снизить эффект подмагничивания сердечника, которое характерно для всех двухполупериодных схем выпрямления.

Здесь же питание становится заметно стабильнее.

Для более мощных потребителей можно организовать питание раздельных каналов идентичными усилителями на импульсных трансформаторах. Только в этом случае лучше избежать общего сердечника и собрать просто два одинаковых трансформатора.

БП на готовых трансформаторах

Наверное, самая большая проблема во всех мощных БП, особенно импульсных – намотка трансформаторов. Они требуют правильного расчёта, соблюдения технологии сборки, главное, опыта. А последний у обывателей – редкость.

Логичное решение – собрать схему на готовых трансформаторах. Например, на ТА196 или ТА163 (они не импульсные!).

БП с двухполупериодным полу-мостовым выпрямителем.

Рис. 2. Схема БП с двухполупериодным полу-мостовым выпрямителем

Указанный трансформатор можно легко заменить на аналоги с четырьмя одинаковыми вторичными обмотками (например из серий ТАН, ТН, ТПП или ТА).

Вариант с разными линиями питания (для предусилителя, для вентилятора и т. п.).

Рис. 3. Вариант схемы БП с разными линиями питания

Схема собирается на том же трансформаторе.

Автор: RadioRadar

Гамма. Часть 6. Секреты выбора блока питания.

Проект “Гамма”

Часть 6. Секреты выбора блока питания.

Предыстория: Часть 5. Измерения. Таблица мощностей.

К оглавлению: Конструктор “Гамма”. Усилитель для наушников.

Статья посвящается, на первый взгляд, простому вопросу питания усилителя. Этот вопрос непременно возникнет сразу после сборки. Хорошо, если у Вас под рукой есть все необходимое. А если эту проблему только предстоит решить, то с чего начать?

Где искать подходящий источник? С этими вопросами мы и будем разбираться.

Итак, обозначим наши требования к источнику питания (ИП). В общем случае для уверенной работы с любыми наушниками подойдет блок питания (БП) от 24 до 32 В (постоянное напряжение) мощностью (по выходу) от 12 Вт. В отдельных случаях эти требования могут быть пересмотрены. Например, если планируется использовать усилитель только

Секреты выбора блока питания

с наушниками 32 Ом, то можно взять БП на 18 В. Об этом мы подробно писали в предыдущей статье.

Теперь давайте рассмотрим разные варианты БП для этого усилителя.

эти требования могут быть пересмотрены. Например, если планируется использовать усилитель только с наушниками 32 Ом, то можно взять БП на 18 В. Об этом мы подробно писали в предыдущей статье.

Теперь давайте рассмотрим разные варианты БП для этого усилителя.

Трансформаторный сетевой адаптер

Трансформаторный сетевой адаптер

Первый и, на мой взгляд, самый удачный – это сетевой трансформаторный адаптер питания. Такое решение привлекает полным отсутствием высокого напряжения. Сам трансформатор уже упакован в корпус. Поэтому вероятность случайно получить «заряд бодрости» сводится к нулю. Это особенно важно, если Вы будете использовать усилитель в виде плат. К слову, если планируете поместить усилитель в корпус, то использование такого адаптера позволит сэкономить на габаритах корпуса. Ведь в этом случае БП переносится из корпуса усилителя во внешний сетевой адаптер.

Кроме всего, трансформаторные адаптеры подкупают своей простотой, надежностью и высокой перегрузочной способностью. Плюс к этому, в отличие от импульсных БП, здесь почти нет проблем с высокочастотными помехами.

Единственный минус, который вижу – это возможные сложности в приобретении сетевых трансформаторных адаптеров, удовлетворяющих нашим запросам. Не в каждом магазине встретишь нужный БП. Но кто ищет, тот всегда найдет.

Например, мы используем такие трансформаторные сетевые адаптеры.

Импульсные источники питания

Следующий вариант – импульсные источники питания. Для начала поговорим об импульсниках в целом.

У импульсных ИП много плюсов: широкий диапазон входного напряжения, высокий

КПД, компактные размеры и пр. Именно поэтому их сейчас активно применяют практически везде.

Тем не менее, с импульсными источниками в аудиотехнике надо быть аккуратным.

Высокочастотные помехи

В основном это связано с высокочастотными (ВЧ) помехами, которые присутствуют в любом импульсном источнике. Конечно, напрямую эти помехи нам не слышны. Как можно услышать частоту в 100 кГц, когда верхний предел слышимости 20 кГц?

Все дело в том, что высокочастотные помехи могут модулироваться основным сигналом, проходящем через усилитель и наводиться с одних проводников на другие. А это может привести, например, к проникновению сигнала из одного канала в другой (ухудшение разделения каналов). Иногда

может наблюдаться даже наведение сетевой частоты 50 Гц на вход усилителя.

Все это осложняется тем, что такие помехи сложно идентифицировать. Поэтому о проблемах мы можем даже не догадываться. Просто характеристики усилителя станут хуже. А виной всему будет, например ИП.

Конечно, все проблемы можно решить. Но бороться с ВЧ помехами довольно сложно. Поэтому если есть возможность, то лучше просто обойти эти сложности, например, используя трансформаторы.

“Лишний” провод заземления

Есть еще одна особенность, о которой обязательно стоит помнить при использовании импульсного БП совместно с

усилителем. Такие ИП нужно подключать к сети 220 В только двумя проводами (фаза и ноль). Заземление должно быть убрано.

Внимание!

Заземление может выполнять защитную функцию. Поэтому в некоторых случаях его удаление приведет к снижению безопасности БП. Не допустимо устранять заземление в БП с металлическими копрусами, к которым возможно прикосновение и попадание на них высокого напряжения. В случае устранения у таких БП заземления необходимо обеспечить изоляцию БП (поместить его в изолированный корпус).

Пожалуйста, будьте осторожны и соблюдайте технику безопасности. Ваше здоровье и жизнь бесценны. Берегите их. Если у Вас возникают сомнения по поводу БП, свяжитесь с нами. Мы постараемся Вам помочь.

Итак, вернемся к проблеме заземления. Чтобы проще все объяснить, пришлось нарисовать пару картинок.

Сначала рассмотрим ИП. Часто импульсные блоки питания подключаются тремя

проводами (фаза, ноль и заземление).

На выходе имеем «0» и напряжение питания для усилителя. При этом очень часто внутри БП входной провод заземления соединяют с выходным «0».

Связь заземления ИБП с общим проводом Jack

Теперь обратим внимание, что в компьютерах общий провод Jack для наушников также заземлен.

К чему это может привести? Давайте обратимся к схеме усилителя.

Общий провод входного сигнала получается заземлён через Jack

Итак, подключаем к усилителю блок питания и входной сигнал от компьютера. Получили, что общий провод входного сигнала соединен с заземлением через Jack компьютера. Но точно также и «0» питания усилителя заземляется через блок питания.

Другими словами при использовании импульсного ИП с подключенным заземлением, мы закорачиваем общий провод входного сигнала на землю (см. схему). В лучшем случае усилитель просто не будет работать. Поэтому ИП не должен быть подключен к заземлению в сети 220В.

ИП не должен быть подключен к заземлению в сети 220В.

Конечно, можно придумать и другие способы обхода этого КЗ, но не вижу смысла усложнять схему. Тем более, когда есть простое решение.

Теперь предлагаю рассмотреть, какие варианты импульсных источников можно попробовать, если, конечно, я еще не отговорил Вас от их использования.

Варианты импульсных ИП

Автогенераторный электронный трансформатор

Сразу хочу обратить внимание, что автогенераторные электронные трансформаторы в качестве источника питания усилителя не рассматриваем. У них нет никаких защит. Они генерируют очень много помех. Да и напряжение у них вообще

никак не стабилизировано. Оно сильно зависит от нагрузки. А на холостом ходу такой источник может и вовсе не запуститься. Если коротко, то для нашего усилителя, работающего в классе «А», такие источники питания точно не подойдут.

Сетевой адаптер для ноутбука

Из того, что может оказаться под рукой – сетевой адаптер для ноутбука. По мощности такого адаптера хватит с лихвой. Единственное – обязательно надо сделать доработку и отключить провод заземления

(см. выше). Самый удачный и эстетичный способ – это обрезать евровилку БП. А вместо нее поставить разборную. При этом нужно подключить только 2 провода (фазу и ноль). Провод заземления оставить не подключенным.

Источники питания для светодиодных лент

Другой доступный вариант – источник питания для светодиодных лент. Блоки могут быть в разном исполнении: залитые или бескорпусные. Лично мне больше нравятся залитые. Их можно вынести за пределы корпуса усилителя, не боясь

высокого напряжения. Это поможет избежать лишних наводок высокочастотных помех на плате усилителя от импульсника. Ну и, конечно, нельзя забывать: если есть клеммы подключения заземления, то мы их не подключаем (см. выше).

“Сделай сам”

Самодельный БП

На этом можно было бы и закончить. Но многие радиолюбители скажут, что легко смогут сделать нужный БП сами. И будут

правы. Самый простой блок питания можно собрать буквально из нескольких компонентов. Пример схемы на картинке ниже:

Схема БП

Это хорошее решение, если решите упаковывать конструктор в корпус вместе с блоком питания. Ведь в этом случае Вы получаете все преимущества сетевого трансформаторного адаптера. При этом найти нужный трансформатор и несколько

деталей в его обвязку будет гораздо проще, чем купить подходящий адаптер. Во всяком случае, пока я искал в магазинах трансформаторный БП, мне раз 5 предложили собрать его самому.

В заключение, чтобы все обобщить, приведу краткую сравнительную таблицу:

По мотивам статьи на нашем блоге.

Начало: Часть 1. Схема усилителя.

К оглавлению: Конструктор “Гамма”. Усилитель для наушников.

2 / R (уравнение 2)

Давайте сначала обсудим усилитель постоянного тока. напряжения, чтобы лучше понять «V» в уравнении 1. Усилители требуют постоянного тока (иногда называемое шиной) напряжение для обеспечения постоянного источника питания, который усилитель, в свою очередь, может использоваться для усиления входного сигнала. Предполагая, что устройства вывода могут использовать источник (разрешить пропускать через них) ток в нагрузку, (в данном случае наши громкоговорители) чем выше напряжение шины постоянного тока, тем больше потенциальная выходная мощность усилитель может произвести. Пока входной сигнал увеличивается, если есть доступное напряжение и ток от усилителя, будет доступная мощность для передачи на динамик.Если нет, и усилитель пытается увеличить сигнал за фиксированными границами напряжения рельса вы получаете то, что известный как ограничение усилителя. Это также происходит, если текущий спрос на мощность превышает доступную. Это тоже вызовет напряжение постоянного тока рельсы опускаются ниже нормального уровня и вызывают срезание усилителя. Эти ограничения возникают, когда источник питания требуется подать больше мощности в виде доступного напряжения или тока, чем могу сделать доступным. Если вырезка вызвано потреблением слишком большого тока, в выходном сигнале будут присутствовать дополнительные искажения (по сравнению со сценарием ограничения напряжения), поскольку изменения в шине напряжение будет передаваться на нагрузку динамика, поскольку содержание сигнала переменного тока не связано входному сигналу (т.е.д, искажение). Ограничение усилителя — это плохо, потому что он принимает неискаженную форму волны и по существу отсекает верх и низ. Это создает высокие частоты, отсутствующие в исходном сигнале, в слово, искажение. Когда доводится до крайности, исходный сигнал может быть преобразован из синусоидального сигнала в прямоугольный. Прямоугольная волна включает высокие частоты, не изначально присутствующие в сигнале, которые представляют реальную опасность для акустические системы высокочастотное устройство (а) звуковая катушка (и). Поэтому обрезка особенно опасна для небольшие легкие и нежные высокочастотные компоненты громкоговорителей в системе, как прямоугольная волна содержит гораздо больше высокочастотной энергии, чем было обнаружено в оригинальный музыкальный сигнал.Это может занять необрезанный музыкальный сигнал, отправляющий 5% энергии на твитер, и внезапно отправьте 25% увеличенной мощности, доступной для твитера. Вырезка, несмотря на то, что вы читали на блоги, по сравнению с ними, редко бывают вредными для вуферов.

Верхний левый рисунок (обрезанная синусоида); Верхний правый рисунок: мощность усилителя против искажений

Нижний рисунок: БПФ-анализ усилителя при ограничении

Как вы можете видеть на изображении слева выше средний пик и провал синусоиды обрезаются или сглаживаются один раз напряжение на шине усилителя превышено. На рисунке справа показано измерение мощности усилителя в зависимости от искажений. Я проводил. Когда усилитель начинает заметно обрезается, он приближается к 1% THD. Это явно слышимое количество искажений это также можно увидеть с помощью осциллографа. (Осциллограф показывает нам напряжение в зависимости от времени). Если вы выполните БПФ-анализ спектра (показывающий нам частотные составляющие в сигнале времени, отображаемом осциллографом), вы можете увидеть все неприятные гармонические побочные продукты (кратные исходной частоте или гармоники для краткости), которые добавляются к исходной основной частоте 1 кГц.Эта система производит сильные искажения из-за обрезки. Это не только звучит плохо, но и для динамиков тоже плохо.

По данным ресивера Yamaha частота отказов не изменилась с включением переключателя импеданса переключатель …

Если источник питания приемника имеет достаточную пропускную способность по току, и Выходное сопротивление усилителя достаточно низкое, поэтому он может работать довольно близко к идеальному источнику напряжения, удваивающему доступную выходную мощность в качестве нагрузки полное сопротивление уменьшается вдвое, а выходное напряжение остается прежним. (см. уравнение 2) (Помните, в хорошем усилителе такое же напряжение присутствует на выводах громкоговорителя на 8 Ом, 4 Ом или громкоговоритель 1000000 Ом, и это зависит от амплитуда входного сигнала и коэффициент усиления усилителя., а НЕ прилагаемая нагрузка) Таким образом, когда приемник мощностью 100 Вт на канал управляет нагрузкой 8 Ом, он выдает 28,3 В среднеквадратического значения. (28,3 ²/8 = 100), что при резистивной нагрузке 4 Ом производят 200 Вт. (23,8 ²/4 = 200) Однако большинство приемников работают не так идеально, поэтому, хотя все они будут попробуйте передать больше мощности в более низкий импеданс, они могут сначала закончиться напряжение или, что еще хуже, доступный ток. Отсутствие доступного тока приведет к сжатию шин напряжения, ограничивая сигнал, и таким образом генерируя больше тепла в виде потерь в процессе.

Поскольку трансформаторы и выходные устройства имеют конечное сопротивление, те потери возникнут как I ² * R, амперы в квадрате деленные на сопротивление. Обмотки трансформатора и выходные устройства не имеют фиксированных сопротивлений либо. Поскольку они обременены все более и более высокие требования к току, это нагревание вызывает их сопротивление увеличивать.В конце концов, система либо достигает статической рабочей температуры или он просто сгорает. При загрузке усилителя с меньшим сопротивлением нагрузка на громкоговоритель не является универсальной опасной, она создает необычайную нагрузку на компонентах источника питания, которые могут перегреться, если эта потребность сохраняется в течение длительные периоды времени. Подробнее об этом позже.

От редакции о стоимости силовых трансформаторов
Если размер, стоимость и вес были не проблема, производители могут поставлять приемники с собственным питанием станции, и тогда ограничивающим фактором будут выходы устройств и тепла. раковина.Стоимость стали и меди из Китая составляет сильно изменилась за последние несколько лет, и производители не хотят видят, что их затраты внезапно возрастают или их запасы иссякают, потому что они договорились низкая цена, из-за которой продавец теряет деньги, когда стоимость материалов использовали ракеты! Возможно, это самая дорогая часть всего усилителя! (Кроме, конечно, маркетинга)

Для чего нужен переключатель выбора импеданса?

Он разделяет красное море, останавливает утечку масла BP и снижает выбросы углерода след. Было бы легко нарисовать эти выводы, если вы потратите достаточно времени на чтение дезинформированного потребителя комментарии на форумах именно по этой теме. Если бы это было на самом деле правдой, Обама уже признал бы такое чудесное изобретение.

Давайте рассмотрим некоторые измерения мощности приемников, которые я измерял в прошлом, которые переключатели переключателя импеданса, чтобы точно определить, что они собой представляют делает. Приемники варьируются в цене от От 500 до 5500 долларов.

Низкий Импеданс (Z) Mode — это ресиверы «low» настройки, которые производитель рекомендует использовать при вы прикрепляете колонки с рейтингом ниже 8 Ом.(Этот режим ограничивает выходное напряжение и, следовательно, максимальное тока от него может потребовать любой конкретный оратор).

Высокая Импеданс (Z) Mode — это приемники «high», которые производитель рекомендует использовать при вы подключаете громкоговорители с сопротивлением 6 Ом или выше. Обычно это настройка по умолчанию, в которой поставляется приемник, и рейтинг, установленный производителем. оптимизирует свои части для, так как они должны рекламировать только ОДИН рейтинг мощности прежде, чем потребитель потянется за своей чековой книжкой или кредитной картой.

PLoss — потеря мощности (%), определенная путем сравнения мощности Low Z и High Z числа для каждого приемника с использованием следующего уравнения: (1 — LowZ / HighZ) * 100

Производитель	Модель	Нагрузка	Высокая Z	Низкая Z	Площадь	THD
Ямаха	RX-Z11	8 Ом	190 Вт	190 Вт	0%	0. 10%
		4 Ом	300 Вт	300 Вт	0%	0,10%
Ямаха	RX-Z7	8 Ом	170 Вт	78 Вт	54%	0.10%
		4 Ом	255 Вт	144 Вт	44%	0,10%
Ямаха	RX-V4600	8 Ом	134 Вт	95 Вт	29%	0. 10%
		4 Ом	210 Вт	180 Вт	14%	0,10%
Ямаха	RX-V2700	8 Ом	144 Вт	78 Вт	46%	0.10%
		4 Ом	272 Вт	144 Вт	47%	0,10%
Ямаха	RX-V661	4 Ом	224 Вт	63 Вт	60%	1%
Онкио	TX-NR5007	8 Ом	191 Вт	Не тестировалось		1%
		4 Ом	171 Вт	68 Вт	72%	1%

Примечание: Все тесты проводились с одним каналом, установленным на 0. 1% THD + N с использованием теста 1 кГц частота, за исключением тестов 1% THD, которые были проведены Sound & Vision Журнал.

Как вы можете видеть в таблице выше, 5 из 6 приемников выставлены значительно меньшая выходная мощность, когда их переключатели были установлены в положение «low импеданс »для нагрузок 8 и 4 Ом. Фактически, это самая дешевая Yamaha (RX-V661). и Onkyo (TK-NR5007) продемонстрировали наибольшее масштабирование мощности в низком режим импеданса (уменьшение на 72%, уменьшение на 60%, соответственно). Мощность RX-V2700 Режим импеданса был интересен тем, что поддерживал указанную мощность 8 Ом. номинальная мощность 140 Вт на 4 Ом нагрузка.Я считаю примечательным, что Выходная мощность Yamaha RX-Z11 НЕ изменялась в зависимости от переключателя импеданса параметр. В этом случае очевидно, что Разработчики этого приемника были уверены, что для прохождения нормативное тестирование. Это не удивительно, учитывая огромные размеры и стоимость этого чуда инженерной мысли. почему они называют это своей флагманской моделью!

Что делает настройка «низкое сопротивление» (кроме Yamaha RX-Z11) должен был понижать напряжение шины, подаваемое на усилитель вторичной обмоткой. силового трансформатора.К несчастью, побочным эффектом стало резкое сокращение более низкий уровень мощности, как видно из результатов испытаний в таблице. Похоже, что установка переключателя низкого уровня ограничивает максимально допустимый ток, потребляемый трансформатором, примерно до 1/3 (Onkyo TX-NR5007) до максимального значения, чтобы он мог воспроизводить постоянно (при значительно сниженном уровне мощности) во время UL / CSA сертификационные испытания при значительно меньшем нагреве.

Нет установленного числа снижения номинальных характеристик, которое производители используют, насколько я могу рассказать.Я предполагаю, что они рассчитывают максимальная мощность, которую их приемник может обеспечить при определенном уровне искажений, в то время как по-прежнему поддерживает достаточно низкую температуру, чтобы пройти сертификацию UL / CSA, считая ее безопасной работать на 4 Ом нагрузки. Это значение сильно зависит от того, как хорошо, что усилитель может рассеивать тепло, которое зависит от площади радиатора и вентиляции, а также номинальную мощность (ВА) (Вольт время Ампера) мощности трансформатор и сколько фактической мощности может выдать усилитель до неудача.Поймите, что сила Трансформатор скручен плотно и в клубок. В большинстве случаев производители не используют радиаторы их, но некоторые добавляют охлаждающий вентилятор, который включается при высоких потребностях тока для охлаждения источника питания. Они делают вставьте сбрасываемые предохранители и термочувствительные переключатели внутрь, чтобы они не выжигание эмали с обмоток. «Низкое» положение переключателя обеспечивает некоторую защиту силового трансформатора от взрыва под постоянный режим максимальной мощности при нагрузках 4 Ом, но также и схема защиты от перегрузки, которая заставляет приемник выключаться вниз, если в течение более нескольких секунд при любом сопротивлении режим.Настройка низкого импеданса также убийственный запас усилителя и максимальная доступная мощность, которая отправит больше искаженные и обрезанные сигналы на ваших громкоговорителях.

Большинство A / V-ресиверов имеют встроенную защиту от перегрузки независимо от переключателя импеданса

Но где же Неудачи?

Не менее важно повторить, что большинство приемников имеют овердрайв. защита встроена независимо от этого переключателя импеданса, поэтому, если источник питания нагружен до превышения максимальной номинальной мощности или полной номинальной мощности одновременно на несколько каналов, мощность значительно снижается или ресивер отключается.Это может быть наблюдается в некоторых моделях во время тестов с активным управлением всеми каналами (ACD), где ограничитель включается и снижает мощность до 1/4 или менее номинальной мощности одного канала. Я ни разу не взорвал приемник за время своего силовые испытания, но я отключал многие из них, когда сильно нагружал 4-омную нагрузку в настройки как низкого, так и высокого импеданса.

Во время разговора с Yamaha они сказали мне, что не могут подтвердить никаких сбоев приемники напрямую связаны с работой в режиме высокого сопротивления с 4 Ом компьютерные колонки. Их блок питания / усилитель частота отказов не изменилась с включением переключателя импеданса на своих A / V-ресиверах. Стоит задаться вопросом, насколько чрезмерная защита пользователю нужно, пока он не начнет ставить под угрозу динамику реального мира и запас при использовании продукта с музыкальным программным материалом, а не непрерывным тестом тонов в лабораторных условиях? Стоит ли потенциально повредить динамики для защиты ресивера? Думаю, это философский вопрос в зависимости от того, что для вас более ценно.

PENG сообщений на Декабрь 31, 2019 16:21

hotrabbitsoup, пост: 1359291, участник:
Спасибо за ответы, ребята. Множественные вторичные обмотки являются обычным явлением для трансформаторов питания, используемых в ламповых усилителях, и это то, что меня вдохновляет.

Я тоже сказал, да, довольно часто, но для разных целей.

hotrabbitsoup сообщений Декабрь 31, 2019 16:11

Спасибо за ответы, ребята.

Множественные вторичные обмотки являются обычным явлением для трансформаторов питания, используемых в ламповых усилителях, и это то, что меня вдохновляет.

Я думаю, что некоторые более дешевые усилители, которые на самом деле имеют переключатель импеданса, реализуют ограничение мощности за счет использования ответвителя на одной вторичной обмотке, которая подает более низкое напряжение на источник питания, но в более дорогой конструкции я не понимаю, почему они не мог вообще использовать вторую катушку. Но, несмотря на все сказанное, я не думаю, что оно того стоит, как вы сказали, просто сделать трансформатор с вторичной обмоткой, который в первую очередь будет работать для всех предполагаемых целей.

Но не все производители имеют доступ к одному и тому же. Некоторые магазины могут вкладывать средства в производство трансформаторов на заказ, некоторые даже заводят их сами, в то время как многие другие ищут готовые детали.

Я попробую найти схемы старых приемников 80-х с переключателем и доложу, если найду что-нибудь полезное. Я тоже Э.

PENG сообщений 31 декабря, 2019 15:46

hotrabbitsoup, сообщение: 1359267, участник:
Извините, что поднял старую ветку в моем первом сообщении, но тема и соответствующая статья являются причиной, по которой я присоединился.
Не зная специфики трансформаторов, используемых в наших приемниках и усилителях, я предполагаю, что вторичная обмотка трансформатора, которая приводит к более низкому напряжению в источнике питания (вариант «4 Ом»), состоит из проводника, который на самом деле толще обмотки. используется для опции «8 Ом». Аргументы в статье о переключателе импеданса имеют смысл, но еще один способ обеспечить стабильные тепловые характеристики на 4 Ом — это использовать более толстый проводник в сердечнике трансформатора. Если эта вторичная обмотка намотана более толстым проводом, вы получите меньше витков и, следовательно, более низкое выходное напряжение, но более толстый проводник будет жить дольше при большом потреблении тока, поскольку обмотки нагреваются от потерь I ^ 2R. У кого-нибудь есть какие-либо детали трансформаторов от приемников, которые могут проверить или узнать номера деталей готовых трансформаторов, используемых в AVR, которые я могу проверить? Было бы действительно пустой тратой времени, если бы обмотка 4 Ом в трансформаторе имела тот же номинальный ток, что и обмотка 8 Ом, что, кажется, именно то, что Джин утверждает в статье 2010 года… ой, я опаздываю на вечеринку….
Большое спасибо. Привет, и с Новым годом.

Никакой «обмотки на 4 Ом толще» не будет, просто не будет такой вещи, поскольку это будет дорого и непрактично.Я могу ошибаться, но попробуйте поискать такой трансформатор (тот, который вы описали …), и держу пари, вы его не найдете. Конечно, есть многообмоточные трансформаторы, но не для той цели, которую вы описали. Было бы проще просто использовать трансформатор с более высоким номиналом ВА, и тогда обмотка, естественно, будет более толстой.

Настройка 4 Ом — это, по сути, настройка, которая изменяет ответвление трансформатора на более высокое соотношение pri и sec, поэтому второе напряжение будет ниже, тем самым ограничивая ток. Он работает как переключатель ответвлений, за исключением того, что в этом случае имеется только 2 ответвления (по одному на 8/4 Ом).Возможно, что в некоторых случаях установка 4 Ом может быть выполнена электронным способом вместо изменения отвода обмотки трансформатора, чтобы вместо этого ограничить выходной ток.

Не знаю, читал ли я статью Джина 2010 года, на которую вы ссылались, но если вас интересует подробное прочтение по этой теме, то, похоже, ниже приведена статья 2015 года:
https: //www.audioholics. com / audio-amp / impedance-selector-switch-1

или просто беглое чтение (2004):
https: //www.audioholics.com / частые вопросы / подключение-4-омных-динамиков к-8-омному-ресиверу или усилителю

Джин был EE в области связи (то есть телекоммуникации), я был больше на мощности и управлении стороны, и я согласен с тем, что он сказал в своих статьях. Все возможно, хотя я очень сомневаюсь, что мы могли ошибаться в том, как этот сеттинг работает концептуально. Тем не менее, некоторые лабораторные испытания показали, что значение 4 Ом для приемников D&M значительно ограничивает выходную мощность. Так что, если вы похожи на многих пользователей, которые обычно используют в среднем от дробной до нескольких ватт, а пики иногда достигают от 100 до 200 Вт (обычно это происходит только в каналах L / C / R), вы должны быть в безопасности, используя настройку 8 Ом. для динамиков на 4 Ом.

С Новым годом вас тоже.

Paul DS сообщений от 31 декабря, 2019 14:40

hotrabbitsoup, сообщение: 1359267, участник:
Извините, что поднял старую ветку в моем первом сообщении, но тема и соответствующая статья являются причиной, по которой я присоединился.
Не зная специфики трансформаторов, используемых в наших приемниках и усилителях, я предполагаю, что вторичная обмотка трансформатора, которая приводит к более низкому напряжению в источнике питания (вариант «4 Ом»), состоит из проводника, который на самом деле толще обмотки. используется для опции «8 Ом».2R убытки. У кого-нибудь есть какие-либо детали трансформаторов от приемников, которые могут проверить или узнать номера деталей готовых трансформаторов, используемых в AVR, которые я могу проверить? Было бы действительно пустой тратой времени, если бы обмотка 4 Ом в трансформаторе имела тот же номинальный ток, что и обмотка 8 Ом, что, кажется, именно то, что Джин утверждает в статье 2010 года… ой, я опаздываю на вечеринку….
Большое спасибо. Привет, и с Новым годом.

Я использую ресивер Denon AVRX4400h, мои основные колонки в корпусе Tower имеют сопротивление 4 Ом.Если я использую на ресивере настройку 8 Ом, он становится очень и очень горячим. Я уже некоторое время использую Denon при настройке на 4 Ом, получаю всю необходимую мощность, и ресивер работает круто, как огурец.

hotrabbitsoup сообщений декабрь 31, 2019 13:53

Извините, что поднял старую ветку в моем первом сообщении, но тема и соответствующая статья являются причиной, по которой я присоединился.

Не зная специфики трансформаторов, используемых в наших приемниках и усилителях, я предполагаю, что вторичная обмотка трансформатора, которая приводит к более низкому напряжению в источнике питания (вариант «4 Ом»), состоит из проводника, который на самом деле толще обмотки. используется для опции «8 Ом».2R убытки. У кого-нибудь есть какие-либо детали трансформаторов от приемников, которые могут проверить или узнать номера деталей готовых трансформаторов, используемых в AVR, которые я могу проверить? Было бы действительно пустой тратой времени, если бы обмотка 4 Ом в трансформаторе имела тот же номинальный ток, что и обмотка 8 Ом, что, кажется, именно то, что Джин утверждает в статье 2010 года… ой, я опаздываю на вечеринку….

Большое спасибо. Привет, и с Новым годом.

Блоки питания

— BuildAudioAmps

Нерегулируемый источник питания с двойной полярностью для усилителя звука

Наиболее распространенным источником питания для звуковых усилителей мощности является нерегулируемый источник питания из-за его простоты, хороших характеристик и разумной стоимости. Основными частями нерегулируемого источника питания являются трансформатор, диоды и конденсаторы. Главный недостаток нерегулируемого источника питания — это колебания напряжения при колебаниях нагрузки и сети. Представленный здесь проект источника питания имеет ограничения по току, 24 В переменного тока при 100 ВА, но принцип работы такой же, как и у любых источников питания с более высоким напряжением или током. Этот проект источника питания может обеспечивать питание любого проекта усилителя мощности одноканального звука, представленного на этом веб-сайте.

Сигнал от сети переменного тока проходит в первичную обмотку силового трансформатора через предохранитель и выключатель.Затем переменный ток передается на вторичную обмотку за счет магнитной индукции до любого напряжения, которое требуется вашему аудиоусилителю. Переменный ток во вторичной обмотке преобразуется мостовым выпрямителем Br1 в пульсирующий постоянный ток. C1, 2, 3 и 4 — это фильтр большой емкости или емкостные электролитические конденсаторы, которые сглаживают низкочастотные колебания, исходящие от мостового выпрямителя. Напряжение на этих конденсаторах теперь равно постоянному току с пульсацией в несколько милливольт на каждой шине. C5 и C6 — пленочные конденсаторы, снижающие высокочастотный шум шины.R1, L1, R2 и L2 — это индикаторы включения питания, которые при желании можно не указывать.

Увеличение значения емкости конденсаторов фильтра / накопителя снижает пульсации в шинах постоянного тока источника питания. Это также улучшило бы низкочастотную характеристику усилителя мощности и, на мой взгляд, будет намного более чистым, тяжелым и зловещим звуковым усилителем.

Принципиальная схема нерегулируемого источника питания с двойной полярностью, проект

Нижний медный слой проекта электропитания Слой размещения деталей шелкографии в проекте электропитания

Основные компоненты построения нерегулируемого источника питания для усилителей звука.

+/- 54 В постоянного тока SMPS

S witch M ode P ower S upply project выдает +/- 54 В постоянного тока при токе около 5 А на шину, что достаточно для питания одного канала любых проектов аудиоусилителей, требующих более высокого напряжения, представленных на этом веб-сайте.

Я разместил 2 модуля питания в алюминиевом корпусе, добавил банановые клеммы для выходов, выключатель питания и двухпроводной светодиодный панельный вольтметр для отображения выходного напряжения.Для непрерывной работы я настоятельно рекомендую установить вентилятор поверх модулей, как показано на рисунке. Для получения дополнительной информации об этом блоке питания прочтите XL280-AC-DC-Series-Power-Supplies-705501. Наслаждаться!

Предупреждение! Всегда будьте осторожны при работе с блоками питания! Этот веб-сайт не несет ответственности за любые травмы или ущерб, которые могут возникнуть при создании или тестировании этого проекта.

Блок питания для усилителей мощности

Elliott Sound Products

пр. 04

Я настоятельно рекомендую читателю взглянуть на статью о конструкции блока питания, чтобы получить дополнительную информацию и гораздо больше информации, чем здесь.

ВНИМАНИЕ:
В некоторых странах может потребоваться, чтобы подключение к электросети выполнял квалифицированный электрик. Не пытайтесь подключать питание без соответствующей квалификации. Неисправная или неподходящая сеть электропроводка может привести к смерти или серьезной травме. Для всей сетевой проводки должен использоваться сетевой кабель, отделенный от входной и низковольтной проводки в соответствии с местными нормативами.

Блок питания, подходящий для использования с усилителем мощностью 60 Вт, представленным в статье P3A, совершенно прост, и для его создания (или проектирования) не требуется особых навыков.Есть несколько вещей, с которыми следует быть осторожными, например, прокладка сильноточных выводов, но это легко сделать. В этой статье показан общий вид версии без затрат, но ее можно упростить.

Первое, что нужно выбрать — это подходящий трансформатор. Я предлагаю тороидальные трансформаторы, а не традиционные многослойные трансформаторы EI, потому что они излучают меньше магнитного потока и более плоские, что позволяет устанавливать их в более тонких корпусах. У них действительно есть некоторые проблемы, такие как более высокий пусковой ток при включении, что означает необходимость использования плавких предохранителей с задержкой срабатывания.

Для усилителя мощностью 60 Вт требуется номинальное (при полной нагрузке) питание ± 35 В, поэтому вторичная обмотка 25-0-25 обычно идеальна. Схема источника питания показана ниже, и для каждого канала используются отдельные выпрямители и конденсаторы. Используется только трансформатор, поэтому взаимодействие каналов сведено к минимуму. Один источник питания ± 35 В (т. Е. С использованием только одного моста и набора конденсаторов фильтра) будет работать так же хорошо в большинстве случаев.

Рисунок 1 — Блок питания ± 35 В

Показанный плавкий предохранитель с задержкой срабатывания 5 А подходит для трансформатора на 300 ВА, если используется трансформатор на 120 ВА, его следует уменьшить до 2. 5 А (или 3 А, если 2,5 А получить слишком сложно). Если вас хоть немного беспокоит номинал предохранителя, обратитесь к производителю трансформатора, чтобы узнать рекомендованное значение для трансформатора, который вы будете использовать. Правильный предохранитель имеет решающее значение для защиты от электрического сбоя, который может привести к тому, что оборудование станет небезопасным или вызовет пожар. Значение также зависит от напряжения питания в месте проживания. Может потребоваться более высокий рейтинг для сети 120 В.

C2 (номинал 100 нФ X2) предназначен для минимизации EMI (электромагнитных помех) и, в частности, кондуктивных помех.Если хотите, это может быть более высокое значение, но больше 470 нФ не обязательно. Некоторым людям нравится добавлять конденсаторы малой мощности параллельно диодам в мосту, но в этом нет необходимости. Они не причинят вреда, но убедитесь, что используемые вами колпачки безупречно справятся с колебаниями переменного тока.

Используемая емкость не критична и в некоторой степени зависит от бюджета. Я предлагаю конденсаторы емкостью 10 000 мкФ, но они довольно дороги, поэтому в крайнем случае конденсаторы емкостью 4700 мкФ подойдут, особенно в показанной схеме.Альтернативой является использование (скажем) конденсаторов 5 × 2200 мкФ параллельно для каждой основной крышки фильтра. Это часто дешевле, а во многих случаях действительно дает лучшую производительность.

В ненагруженном состоянии (или при небольшой нагрузке) напряжение обычно несколько выше 35 вольт. Это нормально и не должно вызывать проблем с усилителем. Напряжение будет падать с увеличением тока и может упасть ниже 35 В, если используется небольшой трансформатор (или трансформатор с необычно плохой стабилизацией).

Рисунок 2 — Двойной источник питания ± 35 В

Некоторые конструкторы могут предпочесть «двойной моно» источник питания, но с использованием обычного трансформатора.Это показано выше. Одна вещь, которая жизненно важна для , — это обеспечить, чтобы земля / земля между двумя наборами конденсаторов была как можно более твердой (электрически). Если между точками заземления имеется заметный импеданс, это может привести к образованию контура заземления и результатом будет гудение / гудение. Заземление между конденсаторами фильтра очень важно!

Две части этих цепей критичны:

Электропроводка должна быть проложена с использованием одобренного изолированного кабеля на 240 В, а все концевые заделки должны быть изолированы во избежание случайного контакта.Заземление сети должно быть надежно крепится к шасси после удаления краски или другого покрытия, которое может помешать надежному контакту.
Центральный отвод трансформатора и точки заземления каждого конденсатора должны быть подключены к точке заземления основного сигнала через усиленный медный провод или (предпочтительно) медный провод. шина. В этой части схемы протекают большие токи, содержащие неприятные формы волны тока, которые вполне могут проникнуть в ваш усилитель. Напряжения питания должны приниматься от конденсаторов ( , а не мостовых выпрямителей) для предотвращения нежелательного гула и шума.

При подключении мостовых выпрямителей к трансформатору выполняйте подключение точно так, как показано, чтобы гарантировать, что пульсации напряжения (и токи) совпадают по фазе для каждого усилителя. В противном случае в тракт прохождения сигнала усилителя могут попасть загадочные гудящие сигналы от байпасных конденсаторов и т.п. Это маловероятно, если на плате (ах) усилителя не используются огромные колпачки — кстати, не рекомендуется — но зачем рисковать?

Мостовые выпрямители

должны быть типа 35A с большим болтовым креплением (или что-то подобное), чтобы обеспечить минимально возможные потери (для них не потребуется дополнительный радиатор — шасси обычно будет вполне достаточно).Первичное напряжение трансформатора, очевидно, будет определяться напряжением питания в вашем регионе (например, 120, 220 или 230) и соответствовать частоте местной электросети. Обратите внимание, что все трансформаторы с частотой 50 Гц будут нормально работать на частоте 60 Гц, но некоторые устройства с частотой 60 Гц будут перегреваться при использовании на частоте 50 Гц.

Для домашнего использования трансформатор должен быть рассчитан минимум на 120 ВА (вольт-ампер), но рекомендуется трансформатор на 300 ВА из-за его превосходной стабилизации. Превышение 300 ВА не будет служить никакой полезной цели, кроме как приглушать свет при его включении.

Там, где это возможно, заземление сигнала и питания должно быть одинаковым (это предотвращает возможность поражения электрическим током, если в трансформаторе возникнет короткое замыкание между первичной и вторичной обмотками. Это приведет к возникновению контуров заземления и гудению в другом оборудовании. , используйте показанный метод.

Резистор R1 (рекомендуется резистор с проволочной обмоткой 5 Вт) изолирует низковольтную сильноточную цепь заземления, а диоды D1 и D2 обеспечивают защитную схему в случае серьезной проблемы.Эти диоды должны быть только низкого напряжения, но при этом требуется номинальный ток 5А или выше. Конденсатор 100 нФ (C1) действует как короткое замыкание на радиочастотные сигналы, эффективно заземляя их. Это должно быть устройство с очень хорошей высокочастотной характеристикой, и рекомендуется «монолитная» керамика.

В некоторых случаях вторичное напряжение трансформатора может быть выше, чем описано выше. Я проверил некоторые стандартные и нестандартные трансформаторы, которые у меня есть, и обнаружил, что, если трансформатор не имеет исключительно хорошего регулирования, можно использовать номинальную вторичную обмотку 28-0-28.Это обеспечит напряжение на шинах питания около ± 40 В, что является максимальным значением, рекомендованным для P3A (например). Будьте осторожны при тестировании, так как относительно небольшое (10%) изменение напряжения сети имеет большое значение для измеряемой выходной мощности — вторичное напряжение также падает на 10%, поэтому 60 Вт превращается в 48 Вт, если напряжение в сети ниже 10%.

Также необходимо помнить, что выходное напряжение трансформаторов обычно указывается при полной мощности с резистивной нагрузкой. Это означает две вещи:

1. Напряжение холостого хода будет выше ожидаемого.
2. Напряжение нагрузки будет ниже ожидаемого.

Первая точка верна, потому что нет нагрузки, поэтому выходное напряжение должно возрасти. Второй вариант более сложен, но происходит потому, что в обычной схеме выпрямителя используется конденсаторный входной фильтр (выпрямитель питается непосредственно от конденсатора (ей)). Поскольку диоды проводят только на пике формы волны, ток намного выше, поэтому сопротивление трансформатора и линии питания приведет к падению пикового напряжения, а напряжение постоянного тока не может превышать пиковое выходное напряжение (меньше двух падений прямого напряжения диода ).

Указатель проектов
Основной указатель

Воспроизведение или повторная публикация любыми средствами, электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены. в соответствии с международными законами об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только для личного использования, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки во время создания проекта.Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.

Твердотельный блок питания усилителя мощности, часть 1

Твердотельный блок питания усилителя мощности

Часть I

[итальянская версия]

Многие из нас за долгие годы попадались усилители, в основном, известных источников и по довольно высоким ценам, что заставило нас захотеть есть их. Чаще всего наши внимание — низкие и высокие частоты.

Как-то наверное благодаря нашему нелинейному слуху, который лучше всего проявляется в средние частоты, и, вероятно, потому, что мы воспринимаем средние частоты как должное («Ну, если он не работает на средних частотах, что он делать? »), мы уделяем этому меньше всего внимания. Но есть и другие Причины тоже — хороший бас получить непросто, и у него много вентилей. дизайнеры работали много ночей, и хорошие высокие частоты были скользкая сторона твердотельных усилителей примерно до тех пор, пока они существовать.

На практике оба можно получить, проявив осторожность и немного прикладных знаний, так как многие дизайнеры внесли свой вклад в наш фонд знаний, иногда менее, а иногда более успешно.
Однако получение лучших басовых партий никогда не бывает само по себе задачей — одним просто не может улучшить только низкие частоты, так как любое улучшение бас обязательно вызовет улучшения и в других местах, возможно в меньшей степени, но все же, как мы увидим.

Высокие частоты однако совсем другое дело.Чтобы быть хорошим, нужно много решения, которые необходимо принять на ранних этапах разработки усилителя, многие из которых не могут быть изменены позже или, возможно, могут быть, но после долгой, тяжелой работы, часто не стоящей времени и усилий.
Однако очень немногие люди осознают, что для получения хороших высоких частот от твердотельного усилителя мощности, либо запускается, либо заканчивается Блок питания такой же, как и для баса. Эта работа требует должно быть сделано, однако мы смотрим на это.

Регулируется или нет?

Иногда бывает подразумевается, что усилитель мощности с полностью электронным регулированием расходные материалы дадут лучшие результаты, чем классические, конденсаторные сглаженные.Это может быть так, но есть много препятствий по пути, чтобы это было действительно так.
Для начала регулируемый источник питания можно представить как фактически другой источник питания усилитель такой же или более высокой мощности, чем тот регулируется. Затем он должен быть быстрым, очень быстрым, чтобы он мог реагировать на внезапные всплески музыки — это успокаивает дороже проектировать и производить. Очевидно, намного больше места потребуется внутри усилителя для размещения дополнительных электроника, некоторые из которых требуют столько же теплоотвода, сколько базовая аудиоэлектроника — тяжелее, громоздче и т. д. дорогой.

Также полностью регулируемые источники питания «жесткие» — это означает, что они будут работать до определенного уровня и не более того, точка. Они могли сделать легче удвоить мощность на половину нагрузки, но они не допускать динамических скачков мощности, намного превышающих номинальный.
Их можно было сделать, чтобы это позволяло, но это сделало бы их еще более дорогими и массивными.

По сей день я слышали только об одном продукте с полностью регулируемыми блоками питания что звучало правильно (и кое-что!), и это Левинсон.Все другие представители той же породы звучали очень четко, но каким-то образом закрытый, слишком контролируемый, на мой вкус. И их цены и размеры были, ну, щедрыми.

Вкратце происходит следующее: с помощью регуляторов мы хотим уменьшить напряжение. насколько мы можем, чтобы наши транзисторы регулятора были в пределах их безопасная рабочая зона (SOAR), но выше абсолютной необходимость.
Если у нас есть выходная мощность 50 Вт / 8 Ом, для этого требуется 28,3 В. пиковое напряжение, поэтому мы, скорее всего, установим, скажем, 32 В. Однако в случае нерегулируемых источников питания наши линии будут скажем, 34 В при пиковом выходе, увеличиваясь до 36-38 В без нагрузки.Работающий назад, наш регулируемый усилитель начнет зажиматься при 32 В, минус падение напряжения на транзисторах усилителя (скажем, 1,3 В для драйвера и выходной каскад), что составляет 30,7 В или 59,2 Вт / 8 Ом. В случае нерегулируемые источники питания, при условии правильного расчета, наше напряжение упадет только на 1-2 В ниже напряжения без нагрузки, потому что конденсаторы будет поставлять кратковременную электроэнергию, что позволит нам производить (38-2-1,3) 34,7 В или 75,7 Вт / 8 Ом.

Когда нагрузка уменьшается вдвое, т.е. когда оно составляет 4 Ом, регулируемый источник питания разрешить удвоить мощность (при условии, что она предназначена для этого), но с теми же ограничениями, что и выше.
Обычно он начинает ограничивать доступный ток при нагрузках ниже 4 Ом, пока конденсаторный сглаженный тоже подойдет, но в гораздо меньшей степени, по крайней мере, в пиках.

Очевидно, полностью регулируемые источники питания не практичны при типовой мощности усилители работают по классу АВ.
Pure class A — это совсем другая история, поскольку он потребляет постоянный ток, поэтому электронное регулирование выполняет гораздо более простую работу. Однако пока не выкидывайте — нам действительно нужна полная стабилизация усилителя мощности.

Напряжение часть усилителя мощности работает в чистом классе A, поэтому рисование постоянных токов; поскольку он усиливает напряжения, его текущие требования как фиксированные, так и низкие. С другой стороны, каскады усиления напряжения не должны знать, что за нагрузка приводятся в движение, и они вызывают падение напряжения на каждой ступени, что вынуждает нас увеличивать количество линий электроснабжения, чтобы реализовать весь потенциал усилителя.
Итак, мы могли — и я верю, должны всегда! — использовать полное регулирование для линий питания к наши каскады усилителя напряжения.

Преимущества много. Сначала применяется дополнительная фильтрация там, где она будет наиболее хорошо, что улучшает отношение сигнал / шум.
Во-вторых, каскады усиления напряжения полностью отключены от любое влияние на потребление тока и динамические режимы выходной каскад собственно.
В-третьих, мы можем легко и безопасно увеличить подавать линейное напряжение на усилитель напряжения, чтобы мы компенсировали собственные падения напряжения, что позволяет нам использовать выход возможности сцены в полном объеме.В-четвертых, мы можем эффективно немного понизить напряжение выходного каскада по сравнению с тем, что было бы было, если не применялось никаких правил. Это, в свою очередь, позволяет нам сохранять транзисторы больше в их SOAR и рисовать больше токи от них, так как напряжения ниже. Все это без любые убытки, а на самом деле, много выигрышей.

Добавленная цена совсем неплохо, так как полное регулирование может быть выполнено с очень несколько компонентов, все зависит от конкретной ситуации. Мы можем даже сделайте еще один шаг и сделайте наши регулируемые поставки немного больше мощный, так что в случае биполярного выходного каскада с двойным драйвер, предшествующий первому выходному каскаду, все еще относительно каскад драйвера малой мощности, также питается от регулируемых источников питания.
Думаю, это будет значительным улучшением в обоих толерантность и последовательность драйва — поэтому использую его в полную силу усилители.

Итак, подводя итоги — полное регулирование напряжения должно применяться на всех этапах усилитель мощности, кроме драйвера и конечных выходных каскадов, которые в угоду динамики, особенно при тяжелых нагрузках, и экономия, должна быть сохранена на конденсаторных сглаженных источниках питания.

Предположение — всего одно

Когда дело касается с практическими вопросами, учитывая диапазон возможностей, мы должны предположить что-то.Здесь я предполагаю, что мы говорим о каскады усиления тока усилителя мощности.
Они используют огромные большую часть мощности, потребляемой усилителем, поскольку именно они должны справиться с нагрузкой, которую мы называем «громкоговорители». Пока удобно окрестили нагрузки «8 Ом», на самом деле они часто имеют падение импеданса до половины или меньше их номинального значения, и со значительными фазовыми сдвигами, все из которых могут вызвать каскады усиления тока усилителя, чтобы эффективно видеть множество 3 Ом или меньше.

Делать дела Хуже того, необходимо учитывать два дополнительных фактора.Один что многие аберрации импеданса динамиков не проявятся в классические процедуры тестирования, поскольку они по своей природе переходный характер, поэтому его нельзя увидеть в классической развертке тесты.
Эта тема была, насколько мне известно, первой серьезно обсуждался в сообществе разработчиков профессором Матти Отала в его публикации IEEE в середине семидесятых. Даже если я ошибаюсь о моих свиданиях, это еще не менее 25 лет, достаточно для многих успехов. Второй фактор — это то, что громкоговорители меняют свои характеристики по мере нагрева во время использования, точно так же, как и усилители, а здесь есть дополнительные проблемы, о которых стоит подумать — их новые взаимодействия, скажем, после 30 минут напряженной работы всех заинтересованных сторон.

Следовательно, будучи оптимист, я предпочитаю пессимистично оценивать управляемые нагрузки; таким образом, когда я сталкиваюсь с хорошо воспитанным, легко управляемым динамик, я счастлив, потому что мой усилитель хватает его и контролирует полностью.
И когда я сталкиваюсь с трудным и очень сложным груз, я не волнуюсь, потому что это то, что я все равно ждали, так что жизнь для меня все еще радужная.

Итак, позвоните мне представитель расы Креллов (мифическая погибшая цивилизация из фантастический фильм «Запретная планета», 1956, где Дэн Д’Агостино, владелец и дизайнер Krell Industries, вероятно получил название), но я предполагаю, что буду иметь дело с 2 Нагрузка Ом, и только в пиках меньше.Это будет стоить мне денег, но эй, это аудио, поэтому затраты несущественны.

Компоненты

А блок питания состоит в основном из трех элементов — силового трансформатора, выпрямитель и конденсаторы фильтра. При желании вы можете использовать сетевой фильтр перед силовым трансформатором и, возможно, некоторые метод мягкого переключения, если у вас очень большие конденсаторные батареи, чтобы избежать перегорания предохранителя при каждом включении усилитель мощности включен.

Есть много возможных вариации на эту основную тему, каждая со своими преимуществами и недостатки.Поскольку мне нужно что-то предположить, я пропущу различные схемы задержки, возможные фильтры и т. д. и сконцентрируйтесь на сути.

На схеме 1 показан типичный коммерческий блок питания усилителя мощности. Очень просто — трансформатор, один токен-фильтр за ним, двухполупериодный мост выпрямитель и пара электролитических конденсаторов. Его преимущества двоякие — дешево и просто реализовать. Все это тоже работает!

Однако его недостатков много. Такая простота требует высокого качества компоненты для получения результатов уровня аудиофила — тем меньше деталей вы использовать, тем лучше они должны быть, так как компенсаций нет по линии.
Кроме того, потому что это дешево, часто на практике вы встретите довольно маленькие, иногда ужасающе маленький силовой трансформатор, низкокачественные колпачки и однозначно заниженный мостовой выпрямитель. Даже не думай про его охлаждение — скорее всего, он будет состоять из дискретных диоды, а не блок.

Чистый результат что выпрямление соответствует стандартам полной волны (например, трансформатор вторичное напряжение x квадратный корень из 2 или 1,41), но чистота предполагаемого постоянного тока будет весьма скудным. Высокочастотное поведение будет очень сомнительно, и, как правило, намного ниже аудиофильского уровня.
Поскольку силовые трансформаторы в коммерческих установках производятся во всех возможных способов, кроме использования большого метода определения размеров, вы может ожидать некоторую грязную поставку при стрессе — это вызовет неправильная переходная характеристика, и устройство, вероятно, будет размытый, плоский и скучный.

На диаграмме 2 показан лучший коммерческий источник питания, обычно находящийся в средней ценовой категории оборудование. Теперь мы видим еще две крышки фильтра малых значений перед мостовой выпрямитель и еще пара после фильтра больших значений конденсаторы.Первая пара предназначена для фильтрации высоких частотный шум, как и вторая пара. Этот метод предоставит более чистый источник питания с точки зрения высокочастотного мусора, который не должно быть, но как-то всегда есть.
Это также разумно предположить — хотя не строго и всегда верно! — что любой, кто возится со всем, что также ранее сделал лучший выбор по мощности и качеству трансформатора и имеет снабдили усилитель более качественным мостовым выпрямителем.

Но даже в этом случае Остается проверить, что именно делает «больше щедрый «значит.Вполне может оказаться, что даже на вид большое увеличение скажем +20 … 30%, силовой трансформатор все еще пограничный случай.

На диаграмме 3 показан серьезный блок питания. Здесь мы имеем вдвое большую емкость фильтра из предыдущего случая, то, что само по себе не может быть плохим. Однако это тоже может быть не так хорошо.

Видишь, фильтр конденсаторы должны быть именно такими, ФИЛЬТР конденсаторов, их энергия функция хранения имеет второстепенное значение. Во многих коммерческие подразделения, эти роли присутствуют, но меняются местами — больше Конденсаторы номинального значения используются не только для фильтрации, которую они не может не действовать, но и действовать как резервуары энергии.
Оф конечно, они всегда так поступают, но дело в том, что чтобы увеличить мощность для покрытия недостаточной мощности размер и / или производительность трансформатора.
В таких случаях вы не очень вероятно, что внутри найдешь качественные конденсаторы, но скорее коммерческое качество. Есть две основные причины это. Во-первых, они дешевы, и их можно заставить выглядеть хорошо на рекламных фотографиях и в рекламных объявлениях.
Второй — это соединяя два конденсатора параллельно, один не только удваивает их запасы энергии, но также снижает их выходное сопротивление вдвое.Это, конечно, совершенно верно, и на практике каждый раз работает обязательно, но по сути гораздо меньше, чем мы ведем полагать.

Выход уменьшен вдвое импеданс может быть выше значений, получаемых при использовании одна пара высококачественных конденсаторов. Также этот вид полностью игнорирует скорость заряда и разряда конденсаторов — бейсболки хорошего качества стоят дорого именно потому, что они прочее, очень быстро.
В качестве примера типичный рекламный конденсатор номиналом 10000 мкФ / 63 В и стоимостью около 8-9 евро, в лучшем случае будет иметь скорость 30-40 В / мкс. Эквивалент Элна для Аудиосерия черного цвета, стоимостью около 15-25 евро, будет иметь скорость в диапазон 80-90V / uS, т.е. в худшем случае удвоить скорость в лучшем случае на коммерческой территории. Бейсболка Siemens Sikorel, стоимостью около 20-30 евро, будет более 100 В / мкс, но при цена.

А это сложно игнорировать, если вам нужен звук хорошего качества. Какая польза от сверхбыстрая электроника, способная развивать огромные скорости, если они будут увязаны медленными конденсаторами, которые будут иметь вид ограничители скорости? Я не могу удержаться от сарказма — это почему во многих случаях заявленная скорость усилителя никогда не достигается в реальной жизни.
Многие производители измеряют скорость ввода только каскад, а всего усилителя слишком мало — второй группа всегда будет показывать гораздо менее впечатляющие результаты. Так что остерегайтесь дикие фигуры, они, скорее всего, не совсем репрезентативны усилитель в целом по принципу «вход-выход».

Перейти к части 2

HTML: Скотт Фаллер

Как распечатать эту статью

для схемы усилителя звука, несколько выходов 12 В, 15 В, 35 В

Это простой источник питания для схемы усилителя звука .Это простой фиксированный регулятор . Которые имеют несколько выходных напряжений 12 В, + 15 В, -15 В, + 35 В, -35 В и двойное до 70 В.

Они используют принцип работы стабилитрона и IC-регулятора как основу для стабильного выхода напряжения.

Идеально подходит для усилителя мощности от 50 до 60 Вт OCL . Эта схема небольшая, недорогая и простая в эксплуатации. Вам может понравиться!

Рисунок 1: Источник питания для схемы аудиоусилителя Двойное напряжение 12 В 15 В 30 В

Рекомендуется: Как использовать стабилитрон, пример использования схемы

Работа цепей

Базовыми компонентами простого источника питания являются стабилитрон, Резисторы и конденсаторы. Он выполняет оборудование для поддержания стабильного или регулируемого напряжения.

Они состоят из понижающего трансформатора T1, выпрямительного моста (D1, D2, D3, D4) и схемы фильтрующего регулятора, состоящей из C1, C2, C3, C4, C4, C5, R1, R2, R3, ZD1, и ZD2.

Когда к трансформатору подключена линия переменного тока, T1 изменяет 220 В переменного тока примерно на 48 В переменного тока в центральном ответвлении (CT).

Затем выпрямительный мост преобразует переменный ток в пульсирующий постоянный ток. Затем постоянный ток фильтруется через C1, C2.

Оба конденсатора действуют как накопительный конденсатор или фильтр для сглаживания постоянного тока.

Теперь напряжение в этой точке составляет +35 В, -35 В (для основного усилителя мощности)

Затем нерегулируемый поток постоянного тока на R1, R2 на ZD1, ZD2. Они обеспечивают опорное напряжение на выходе может иметь GET напряжения + 1 , -1 (для предварительного усилителя цепи).

И некоторый поток тока к R3 снижает напряжение до 12 В для схемы предварительного микрофона

Примечание. Вы можете увидеть множество схем с простой схемой питания 12 В

Детали, которые вам понадобятся

T1_24V CT, трансформатор 3A; Количество = 1
ZD1, ZD2_15V 1W Стабилитрон ; Количество = 2
C1, C2__4,700uF 50V электролитические конденсаторы; Количество = 2
C1, C2__2,200uF 35V электролитические конденсаторы; Количество = 2
C1, C2__2,200uF 16V электролитические конденсаторы; Количество = 2
R1, R2__470 Ом 1/2 Вт Допуск резисторов: 5%; Количество = 2
R3__10 Ом 1Вт Допуск резисторов: 5%; Количество = 1

Цепь питания предусилителя 38 В и 15 В

Что еще?

Это схема блока питания усилителя мощностью 60 Вт.

Иногда можно использовать отличную схему предусилителя. Требуется стабильный регулируемый источник питания. Одной стабилитроны недостаточно.

Как это сделать? Посмотрите:

Мы используем микросхемы регуляторов 7815 и 7915. Обе микросхемы — отличные детали.
Примечание. Вт от R8 до R11 — это от 1 до 2 Вт.

Детали, которые вам понадобятся

IC1: LM7815, положительный регулятор 15 В, 1 А
IC2: LM7915, отрицательный регулятор 15 В, 1 А
Электролитические конденсаторы
C10, C11: 4,700 мкФ 63V123
C11: 4700 мкФ 63V124 63654
C14, C15: 100 мкФ 63V
Допуск резисторов: 5%
R8, R12: 330 Ом 1-2Вт
BD1: 6A 400V мостовой диод
T1: 24V CT, 3A Transformer
C2: 0.01 мкФ, 400 В, керамический конденсатор
S1: Выключатель питания

Читать дальше: Эта схема усилителя мощности 60 Вт

Выбор компонентов для источника питания

Друзья задаются вопросом, как выбрать электронику на 100 Вт усилитель мощности?

В эту эпоху нам нужно экономить. Поэтому нам нужно только использовать оборудование достойно и абсолютно необходимо.

Я хотел бы порекомендовать следующие рекомендации по выбору оборудования.

Достаточно ли трансформатора тока?
У нормального усилителя примерно 22-кратное усиление. Когда входное напряжение составляет 1 В. Итак, выходное напряжение 22В. При использовании закона Ома.
P = VxI или
I = P / V Попробуйте!
I = 100 Вт / 22 В
= 4,5 А или трансформатор 5 А для моно / 10 А для стерео.
Если вы используете более низкий ток. Это может снизить мощность звука. Когда открыл том много.
Сколько стоит конденсаторный фильтр?
По моему опыту, я часто выбираю емкость конденсаторного фильтра в соответствии с размером трансформатора.Легко найти. 1А на 2000 мкФ.
Например, в этом случае 5A x 2,000uF = 10,000uF
Подробнее: Почему этого должно быть достаточно
Иногда вы можете использовать больше конденсаторов, подключенных параллельно, для большего увеличения емкости. Например, у нас 4700 мкФ x 3 = 14 100 мкФ.
Но будьте осторожны!
Но необходимо учитывать минимальное допустимое напряжение. Например, тот, у которого самое низкое напряжение 50 В. Это показывает, что они выдерживают только 50В.

По моему опыту, я часто выбираю емкость конденсаторного фильтра в соответствии с размером трансформатора.Легко найти.
1 А на 2200 мкФ.

Детали, которые вам понадобятся

C1, C2: 10 000 мкФ 63 В Электролитические конденсаторы
C3, C4: 0,001 мкФ Майларовые конденсаторы 100 В
C5: 0,01 мкФ Майларовый конденсатор 100 В
T1: 117 В / 230 В пер. 0-40 В, вторичный трансформатор 5 А
BD1: мостовой диод 10 А, 100 В

Источник питания усилителя с использованием силового трансформатора

Это схема источника питания усилителя . У нас есть хорошая идея решить: недостаточно электрического тока.

Эта схема соединяет трансформатор большой мощности с параллельной схемой. Так что у нас выходной ток выше, чем у нормальной цепи питания.

Схема работы

Трансформатор имеет много катушек. Мы можем сделать схему источника питания высокого тока. Если все катушки имеют напряжение равное.

Это может привести к параллельности, может следовать этой цепи, это провод катушки с напряжением 24 В и током около 1 А, идущим параллельно, чтобы предотвратить все 2 группы.

См .: Многие цепи питания 24 В

Он имеет ток в целом в каждой группе 2 А, имея одинаковое напряжение 24 В.

Затем эта схема может стать двойным источником питания с положительным напряжением 34 В и отрицательным -34 В с заземлением. Эта схема используется для исправного источника питания усилителя. Допустим, дадут электричество около 50 ватт.

Подробнее: Проектирование линейных цепей питания 12 В, 5 А и других цепей

Для диода используйте размеры 3 А 100 В. И используйте Stancor (тип индуктора), фильтрующий шумовой сигнал, все хорошо. Эта схема может помочь дать свидетельские показания о применении работы другим.

Рисунок 1: Блок питания усилителя с использованием силового трансформатора

Другие схемы

Не только это. Подробнее о схемах питания усилителя см. Ниже:

Источники питания предусилителя

Схема двойного источника питания 15 В с печатной платой, + 15 В -15 В 1 А Для цепей предварительного усилителя. Мы используем транзисторы, стабилитроны и IC-7815, 7915. Простота сборки с разводкой печатной платы.

Схема двойного источника питания 24 В

Для схемы усилителя мощности OCL мощностью от 30 до 35 Вт. Вы можете использовать эту схему ниже.

31 Схема двойного источника питания

Для усилителя OCL мощностью 55 Вт. Подробнее

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .

Как подключить компьютерный блок питания к автомобильному усилителю

Есть несколько способов подключить автомобильный усилитель в вашем доме. Тем не менее, компьютерные блоки питания легко найти, и они станут отличным вариантом — , если вы знаете, как .

В моем подробном руководстве я покажу вам, как подключить блок питания компьютера к автомобильному усилителю. Я также собрал несколько отличных диаграмм, советов и прочего, чтобы помочь вам наслаждаться музыкой с меньшими хлопотами и меньше головной боли.

Может ли компьютерный блок питания работать с автомобильным усилителем? Что нужно знать

Да, можно использовать компьютерный блок питания ПК для питания автомобильного усилителя.

Однако есть несколько вещей, которые вам нужно знать. Например, если у вас нет более мощной модели блока питания, вы не сможете управлять динамиками с той же мощностью, что и при установке в автомобиле.

Вам нужно подключить дистанционный провод к автомобильному усилителю?

Да, автомобильный усилитель не будет работать без сигнала +12 В на удаленной клемме провода. Внутренний источник питания усилителя управляется этим проводом и действует как регулятор отключения. Точно так же вы захотите либо включить или выключить блок питания, как я покажу вам, или используют удаленный провод в качестве выключателя, чтобы усилитель не потреблял энергию, когда он не используется.

Блоки питания

для компьютеров также имеют специальный провод управления, который необходимо подключить для включения питания, как я вам покажу.

Ток источника питания компьютера (амперы) и ограничения мощности

Примеры выходного тока (в амперах) для типичного блока питания 200 Вт и блока питания большей мощности 700 Вт. Выходной ток ограничивает мощность, которую вы можете получить от автомобильного усилителя.

Компьютерные блоки питания доступны с широким спектром вариантов выходной мощности, очень распространены 1500-200 Вт, но можно найти и другие, мощностью 700 Вт и более (хотя они и стоят немного дороже). Это важно знать, потому что ограничение по току источника питания ограничивает мощность, которую может выдавать автомобильный усилитель.

Это означает, что вам нужно знать, что для усилителей большей мощности вы не можете ожидать, что динамики будут работать с полной выходной мощностью, на которую они рассчитаны. Хорошая новость заключается в том, что, в отличие от автомобилей, динамики, используемые в вашем доме, потребляют меньше энергии при той же громкости, потому что внутри автомобиля плохой звук и требуется больше мощности для хороших результатов.

Как запитать автомобильный усилитель от компьютерного блока питания (схема и детали)

Использовать блок питания ATX (настольный компьютер) для автомобильного усилителя несложно — на самом деле вам нужно всего несколько шагов:

Силовые соединения: Отрежьте провода +12 В (желтый) и такое же количество проводов заземления (черные).Зачистите изоляцию, чтобы оставить оголенный провод на 3/8 — 1/2 дюйма. Плотно скрутите их или используйте обжимной соединитель (кольцевой контакт, плоский контактный зажим и т. Д.) И подключите его к клеммам питания и заземления усилителя, следя за тем, чтобы не оставлять выпадающих проводов, которые могут вызвать короткое замыкание.
Питание включено: Расходные материалы для ПК не включаются, даже если используется выключатель на корпусе. Материнская плата ПК использует управляющий сигнал для вывода «питание включено». Чтобы сделать то же самое, вам нужно будет найти, отрезать и перемыть этот сигнальный провод управления на провод заземления либо напрямую, либо с помощью переключателя, если вам нравится [См. Схему]
Провод дистанционного управления на А: Есть несколько отличных способов сделать это, и я расскажу о них ниже.

После того, как вы подключили +12 В и провод заземления, заземлите провод «питание включено», питание должно включиться, и ваш автомобильный усилитель должен включиться. Однако в некоторых случаях у вас могут возникнуть проблемы.

ПРИМЕЧАНИЕ. Если вы используете большой ток, обязательно используйте все или почти все желтые провода +12 В для подключения к усилителю. Как и в случае с автомобильным усилителем, вам нужно достаточно проводов для подачи более высокого тока без потери напряжения из-за недостаточной проводки.

Примечание о некоторых усилителях

Большие автомобильные усилители очень большой мощности могут иногда потреблять короткие всплески тока при первом подключении к источнику питания после отключения. Это потому, что они содержат большие конденсаторы, которые при первом подключении к источнику питания на мгновение потребляют огромное количество ампер.

Когда это происходит, возможно, это может привести к срабатыванию режима самозащиты в вашем источнике питания. Если это произойдет, вы можете попробовать включить источник питания, а затем подождать, прежде чем включать удаленный провод. Вы также можете оставить питание включенным, когда удаленный провод отключен, чтобы конденсаторы усилителя не разрядились, когда усилитель выключен.

Возможно, вам понадобится более надежный блок питания, если это произойдет, но это не проблема, с которой большинство людей должно столкнуться.

Варианты и примеры удаленного провода

«Удаленный» терминал автомобильного усилителя использует слаботочный вход +12 В для запуска источника питания и связанных цепей. У вас есть несколько различных вариантов:

Перемычка: При подключении питания и заземления на 12 В вы можете использовать небольшую перемычку между клеммой батареи + 12 В и удаленным устройством, чтобы она была включена в любое время, когда на усилитель подается питание.Подойдет провод 18AWG или меньше (провод большого сечения не нужен).
Перемычка + переключатель: То же, что и № 1, но для самостоятельного управления вы можете добавить простой встроенный переключатель на удаленном проводе. Это полезно, если в вашем блоке питания нет переключателя включения / выключения или вы предпочитаете оставить его включенным.
Использование домашней стереосистемы — преобразователь RCA с удаленным проводом: Если вы подключаете усилитель к выходам на динамики домашней стереосистемы, вы можете использовать преобразователь линейного уровня с удаленным проводным выходом.Это автоматически включит и выключит усилитель вместе с выходом стерео.

Если вы используете тумблер на проводе дистанционного управления, вы можете оставить источник питания переменного / постоянного тока включенным. Когда провод дистанционного управления усилителя выключен (отсоединен), усилитель выключится и не потребляет энергию.

Использование преобразователя линейного уровня с удаленным проводным выходом

Пример преобразователя линейного уровня с удаленным проводным выходом. Для работы внутренней электроники их необходимо подключить к источнику питания 12 В и заземлению. Когда входы уровня громкоговорителей обнаруживают сигнал, удаленный проводной выход выдает +12 В и включает ваш усилитель. При потере сигнала динамика он автоматически отключится.

Подключение ноутбука, планшета или смартфона к усилителю для аудио

Что замечательно, так это то, что у вас есть много вариантов для подачи аудиосигнала на входы вашего усилителя. Фактически, практически любой аналоговый (не цифровой) разъем можно использовать практически с любого устройства. Смартфоны, планшеты и ноутбуки можно использовать как через разъем для наушников, так и через Bluetooth.

Просто имейте в виду, что не все гнезда для наушников или аудиовыхода созданы одинаково — некоторые работают хорошо и имеют хороший звук и громкость, в то время как другие могут иметь низкую громкость и качество звука. Однако хорошая новость заключается в том, что в целом работают хорошо, и я использовал этот подход несколько раз без жалоб.

Подключение смартфона или планшета через Bluetooth

Вы также используете доступный по цене Bluetooth-приемник примерно за 25 долларов из таких мест, как Amazon. Они предлагают прямой линейный выходной разъем или разъемы RCA, которые можно так же легко подключить к домашнему ресиверу и автомобильному усилителю.

Убедитесь, что вы приобрели приличный бренд, так как модели обычных / безымянных брендов, как правило, имеют проблемы с качеством звука и могут создавать странные шумы между музыкальными треками, воспроизводимыми, например, на вашем телефоне.

Что делать, если у меня ноутбук без разъема для наушников?

Вы можете использовать дешевый переходник с USB на стерео 3,5 мм, чтобы получить гнездо размером с наушники для подключения аудиосигнала к усилителю.Они действительно доступны (в некоторых случаях менее 10 долларов!) И являются хорошим вариантом, если разъем для наушников на вашем ноутбуке сломан или его нет в наличии.

Если вы, как и многие люди, хотите наслаждаться музыкой, фильмами или другими вещами на своем ноутбуке, проблема, если у вас нет линейного выхода или разъема для наушников, или если он просто не работает. Отличный вариант — использовать аудиоадаптер USB, так как он имеет разъем 3,5 мм, который можно подключить к входам RCA вашего усилителя.

Я нашел некоторые по цене менее 10 долларов, доступные как со старым разъемом USB-A, так и с новым разъемом USB-C.

Как подключить автомобильный усилитель к домашней стереосистеме

Вы также можете подключить автомобильный усилитель к домашней стереосистеме, если хотите. Для этого есть 3 способа:

Домашняя стереосистема без выходных разъемов RCA + автомобильный усилитель с входами уровня динамиков: Довольно часто домашние стереофонические усилители и приемники не имеют разъемов RCA для подключения. Если в вашем усилителе есть встроенные входы уровня громкоговорителей, их можно подключить либо к неиспользуемой паре терминалов громкоговорителей, либо рядом с используемыми терминалами громкоговорителей.
Домашняя стереосистема без выходных разъемов RCA + автомобильный усилитель без входов для динамиков: В этом случае вам не останется ничего другого, кроме как использовать преобразователь линейного уровня. Это автомобильные стереоадаптеры, которые вы подключаете к проводке или клеммам динамиков. Это снизит уровень сигнала до уровня, совместимого с входами RCA усилителя.
Домашняя стереосистема с полнодиапазонными выходными гнездами RCA + автомобильный усилитель: Это самый простой способ, но не все домашние стереосистемы имеют полнодиапазонные выходные гнезда RCA.У некоторых есть только выходные разъемы RCA для сабвуфера, которые предназначены только для басов. Полнодиапазонные выходные разъемы RCA могут быть подключены непосредственно к входам RCA автомобильного усилителя.

Разъемы линейного уровня позволяют подключать автомобильный усилитель без входов для динамиков к любой домашней стереосистеме . Вы можете подключить их к неиспользуемым клеммам динамиков на ресивере или усилителе, а также параллельно с уже используемыми домашними динамиками.

Устранение шума контура заземления (шума)

Вы можете использовать изолятор контура заземления, чтобы прервать заземляющий провод в кабелях RCA, но по-прежнему передавать аудиосигнал. Поскольку заземление может передавать зашумленный сигнал, который усиливается, это часто устраняет шум контура заземления.

Одна вещь, на которую вы можете не рассчитывать, — это шум. Шум контура заземления, который проявляется в виде очень раздражающего «гула» 60 Гц, довольно распространен для домашнего стереооборудования. К сожалению, несмотря на то, что автомобильные усилители предназначены для его устранения, это все же может произойти.

Единственное, что вы можете сделать, это попробовать использовать провод небольшого калибра и подключить его между заземлением или металлическим корпусом автомобильного усилителя, кабелями RCA и источником питания.Если шум исчезнет, вы можете подключить провод к этим точкам в качестве решения.

В качестве альтернативы часто можно избавиться от изолятора контура заземления. Подключенные линейно с помощью кабелей RCA, они работают, физически отключая заземление кабеля RCA, при этом передавая аудиосигнал. Они не дорогие, но покупать их с осторожностью — это хорошая идея, так как устройства el-cheapo не всегда хорошо переносят весь звуковой диапазон и могут вызвать заметную потерю качества звука.

Дополнительная литература и полезные руководства

Не уходи! Ознакомьтесь с некоторыми из моих других замечательных статей:

Вы также можете просмотреть все мои статьи с информацией и инструкциями здесь.

Есть вопросы или комментарии?

Просто обратитесь через мою страницу контактов или оставьте комментарий / вопрос ниже.

Как работает автомобильный аудиоусилитель — блок питания

Мы много говорили о функциях и спецификациях автомобильного аудиоусилителя, но до этого момента мы не обсуждали, как работает автомобильный аудиоусилитель. В этой статье мы дадим простой обзор того, как блок питания в вашем мобильном усилителе может принимать 12 вольт, подаваемые вашей электрической системой, и преобразовывать их в гораздо более высокое напряжение для питания ваших динамиков.

Обеспечение мощности для ваших динамиков

Чтобы обеспечить мощность ваших динамиков, достаточную для воспроизведения музыки с реалистичными уровнями прослушивания, нам необходимо большое напряжение. Для стандартных динамиков с сопротивлением 4 Ом требуется размах напряжения почти 60 вольт, чтобы обеспечить мощность около 100 Вт. В большинстве усилителей, это напряжение сконфигурирован как + 30V и -30V, по отношению к земле опорного напряжения вашего шасси транспортного средства. Итак, как же мы можем получить плюс и минус 30 вольт из 12? Это работа источника питания.

Положительные и отрицательные напряжения шины современного автомобильного усилителя звука. В данном случае у нас + 28,4В и -27,7В.

Как работает трансформатор

Источники питания не могли бы быть созданы с какой-либо разумной степенью эффективности без трансформатора. Трансформатор — это простое устройство, которое увеличивает или уменьшает напряжение переменного тока (AC) с помощью двух катушек провода, намотанных вокруг магнитопроводящего железного сердечника. Если у вас есть трансформатор 1: 2 и вы подаете сигнал переменного тока 12 В на первичную обмотку, на выходе вы получите 24 В.Большие зеленые прямоугольники на тротуаре или цилиндры на столбах электропередач возле вашего дома — это понижающие трансформаторы, которые преобразуют напряжение 16 кВ, поступающее в ваш район, в питание на 120 и 240 вольт в ваш дом.

Тороидальный трансформатор питания в качественном автомобильном аудиоусилителе.

Как получить переменное напряжение в автомобиле?

Как вы можете (или должны) знать, аккумулятор и генераторы переменного тока в наших легковых и грузовых автомобилях питаются постоянным током (DC). Оставшись в этом состоянии и подавая его на трансформатор, мы увидим небольшой скачок напряжения, когда сигнал был сначала подключен, а затем ничего.Постоянный ток, протекающий через первичную обмотку, просто нагревает ее и ничего не производит на выходной стороне трансформатора.

Выходной сигнал с широтно-импульсной модуляцией от устройств переключения источника питания.

Поскольку нам нужен сигнал переменного тока, современные усилители используют широтно-импульсный модулятор для создания серии прямоугольных волн, которые включают группу полевых МОП-транзисторов (сильноточных переключателей с электрическим управлением), которые очень быстро включают и выключают напряжение питания. Многие высококачественные усилители имеют блоки питания с частотой переключения более 300 кГц.

Полевые МОП-транзисторы источника питания включают и выключают питание 12 В от наших аккумуляторов и генераторов на высоких скоростях, чтобы создать сигнал переменного тока, который питает трансформатор.

Проще говоря, очень быстро переключая соединение от батареи ко входу трансформатора, мы создаем сигнал переменного тока. Напряжение импульсного сигнала увеличивается через трансформатор, а затем подается в набор диодов и конденсаторов, чтобы сгладить его обратно до того, что мы называем напряжением шины.Направляющие — это положительная и отрицательная части источника питания усилителя, подключенные к выходным устройствам.

На практике схема намного сложнее, но это основная операция системы.

Накопление энергии и подача питания

По мере увеличения выходного напряжения автомобильного аудиоусилителя увеличивается и величина тока, протекающего в динамик. Контроллер широтно-импульсной модуляции, который управляет источником питания, может изменять относительное время «включения» на «выключение», чтобы увеличить ток, подаваемый усилителем.Большее время «включено» означает, что на трансформатор подается больший ток, что приводит к появлению большего напряжения на выходе. Это дополнительное напряжение, регулируемое до требуемого напряжения на шине, обеспечивает поддержание стабильного напряжения на шине.

Если вы заглянете внутрь усилителя, вы почти всегда увидите тороидальный трансформатор и батарею конденсаторов накопления энергии. Эти большие конденсаторы помогают сгладить выходной сигнал трансформатора и диодного выпрямителя и накапливают большое количество энергии, чтобы усилитель мог справляться с текущими потребностями аудиосигнала.

Разное