Todo el convertidor de potencia está ensamblado en una pequeña placa de circuito impreso hecha de lámina de fibra de vidrio, los transistores y los potentes diodos están soldados hacia afuera con bridas de metal; a ellos se les atornilla un enorme radiador de aluminio. Sus dimensiones dependen de la carga conectada al dispositivo.
La siguiente foto muestra la vista desde el lado de instalación. Dibujar el tablero y el circuito en Layout - en el foro.
Los diodos Schottky se utilizan como diodos rectificadores. Utilicé este dispositivo para balancear dos STK4044 en el automóvil, evaluación subjetiva: ¡muy buena!
A la tensión de salida U=+-51V, para el funcionamiento normal de los microcircuitos STK en reposo, a P=max la reducción es de aproximadamente 1,5 voltios por brazo. Creo que este fallo apenas se nota de oído, sobre todo porque casi nadie escucha el amplificador al máximo todo el tiempo. El tablero fue diseñado a mano, se podría decir con prisa, por lo que puedes mejorarlo a tu antojo. En general, este convertidor casero para ULF automotriz funciona al 100%; recomiendo repetirlo. La dependencia de la potencia del voltaje de salida y la resistencia del altavoz del UMZCH se muestra con más detalle en la tabla.
Quizás la parte más difícil del diseño de un amplificador sea alimentar el canal del subwoofer desde la red integrada de 12 voltios. Hay muchas reseñas al respecto en varios foros, pero es muy difícil hacer un convertidor realmente bueno siguiendo los consejos de expertos; compruébelo usted mismo en lo que respecta a esta parte del diseño. Para ello, decidí centrarme en montar un convertidor de voltaje, quizás esta sea la descripción más detallada, ya que describe dos semanas de trabajo, como dice la gente, desde;<<А>>a<<Я>>.
Hay muchos circuitos convertidores de voltaje, pero como regla general, después del montaje, aparecen defectos, mal funcionamiento y sobrecalentamiento incomprensible de partes individuales y partes del circuito. Montar el convertidor me llevó dos semanas, ya que al final se hicieron una serie de cambios en el circuito principal, puedo decir con seguridad que el resultado fue un convertidor potente y confiable;
La tarea principal fue construir un convertidor de 300-350 vatios para alimentar el amplificador según el esquema de Lanzar, todo salió hermoso y ordenado, todo excepto el tablero, tenemos una gran escasez de productos químicos para grabar tableros, por lo que tuvimos que usar placa, pero no recomiendo repetir mi tormento, soldar el cableado para cada pista, estañar cada orificio y contacto no es un trabajo fácil, esto se puede juzgar mirando la parte posterior de la placa. Para una apariencia hermosa, se pegó cinta verde ancha al tablero.
TRANSFORMADOR DE IMPULSOS
El principal cambio en el circuito es el transformador de impulsos. En casi todos los artículos sobre instalaciones de subwoofers caseros, el transformador está fabricado sobre anillos de ferrita, pero a veces los anillos no están disponibles (como en mi caso). Lo único que había allí era un anillo Alsifer de un estrangulador de alta frecuencia, pero la frecuencia de funcionamiento de este anillo no permitía su uso como transformador en un convertidor de voltaje.
Aquí tuve suerte, recibí un par de fuentes de alimentación para computadoras casi gratis, afortunadamente ambas unidades tenían transformadores completamente idénticos;
Como resultado, se decidió utilizar dos transformadores como uno solo, aunque uno de esos transformadores puede proporcionar la potencia deseada, pero al enrollarlos los devanados simplemente no encajaban, por lo que se decidió rehacer ambos transformadores.
Primero hay que quitar el corazón; de hecho, el trabajo es bastante sencillo. Con un encendedor calentamos la barra de ferrita, que cierra el corazón principal, y después de 30 segundos de calentamiento, el pegamento se derrite y la barra de ferrita se cae. Las propiedades del stick pueden cambiar por sobrecalentamiento, pero esto no es tan importante, ya que no utilizaremos sticks en el transformador principal.
Hacemos lo mismo con el segundo transformador, luego retiramos todos los devanados estándar, limpiamos los terminales del transformador y cortamos una de las paredes laterales de ambos transformadores, es recomendable cortar la pared libre de contactos.
La siguiente parte del trabajo es pegar los marcos. Simplemente puede envolver el área de sujeción (costura) con cinta aislante o cinta adhesiva; no recomiendo el uso de varios adhesivos, ya que esto puede interferir con la inserción del núcleo.
Tenía experiencia en el montaje de convertidores de voltaje, pero sin embargo este convertidor me costó todo el jugo y el dinero, ya que durante el trabajo murieron 8 trabajadores de campo y el transformador tuvo la culpa de todo.
Los experimentos con el número de vueltas, la tecnología de bobinado y las secciones de los cables dieron resultados satisfactorios.
Así que la parte más difícil es la sinuosa. Muchos foros recomiendan darle cuerda a un primario grueso, pero la experiencia ha demostrado que no se necesita mucho para obtener la potencia especificada. El devanado primario consta de dos devanados completamente idénticos, cada uno de ellos está enrollado con 5 hilos de alambre de 0,8 mm, estirados a lo largo de todo el marco, pero no nos apresuraremos. Para empezar, tomamos un cable con un diámetro de 0,8 mm, el cable es preferiblemente nuevo y liso, sin dobleces (aunque usé un cable del devanado de red de los mismos transformadores de fuentes de alimentación).
A continuación, enrollamos 5 vueltas a lo largo de un cable a lo largo de todo el marco del transformador (también puede enrollar todos los cables juntos en un paquete). Después de enrollar el primer núcleo, es necesario reforzarlo simplemente enrollándolo en los terminales laterales del transformador. Después enrollamos el resto de cables, de manera uniforme y ordenada. Una vez finalizado el bobinado, es necesario eliminar la capa de barniz de los extremos del bobinado. Esto se puede hacer de varias maneras: calentar los cables con un soldador potente o quitar el barniz individualmente de cada cable con un cuchillo de montaje o; maquinilla de afeitar. Después de esto, es necesario estañar los extremos de los cables, tejerlos en una coleta (es conveniente usar unos alicates) y cubrirlos con una capa gruesa de estaño.
Después de esto, pasamos a la segunda mitad del devanado primario. Es completamente idéntico al primero; antes de enrollarlo cubrimos la primera parte del enrollamiento con cinta aislante. La segunda mitad del devanado primario también se extiende por todo el marco y se enrolla en la misma dirección que la primera, lo enrollamos según el mismo principio, un núcleo a la vez;
Una vez completado el devanado, es necesario escalonar los devanados. Deberíamos conseguir un devanado, que consta de 10 vueltas y tiene un grifo en el medio. Es importante recordar aquí un detalle importante: el final de la primera mitad debe unirse con el comienzo de la segunda mitad o viceversa, para que no haya dificultades con las fases, es mejor hacer todo a partir de fotografías.
¡Después de mucho trabajo, el devanado primario finalmente está listo! (puedes beber cerveza).
El devanado secundario también requiere mucha atención, ya que es el que alimentará el amplificador. Está enrollado según el mismo principio que el primario, solo que cada mitad consta de 12 vueltas, lo que asegura completamente un voltaje de salida bipolar de 50-55 voltios.
El devanado consta de dos mitades, cada una está enrollada con 3 hilos de alambre de 0,8 mm, los cables se estiran por todo el marco. Después de enrollar la primera mitad, aislamos el devanado y enrollamos la segunda mitad encima en la misma dirección que la primera. Como resultado, obtenemos dos mitades idénticas, que están escalonadas de la misma manera que la primaria. Después, los cables se limpian, se entrelazan y se sellan entre sí.
Un punto importante: si decide utilizar otros tipos de transformadores, asegúrese de que las mitades del corazón no tengan un espacio. Como resultado de los experimentos, se encontró que incluso el más mínimo espacio de 0,1 mm altera drásticamente el funcionamiento; del circuito, el consumo de corriente aumenta de 3 a 4 veces. , los transistores de efecto de campo comienzan a sobrecalentarse para que el refrigerador no tenga tiempo de enfriarlos.
El transformador terminado se puede blindar con una lámina de cobre, pero esto no juega un papel particularmente importante.
El resultado es un transformador compacto que puede entregar fácilmente la potencia requerida.
El diagrama del circuito del dispositivo no es sencillo; no recomiendo a los radioaficionados novatos que se pongan en contacto con él. La base, como siempre, es un generador de impulsos integrado en el circuito integrado TL494. El amplificador de salida adicional está construido sobre un par de transistores de baja potencia de la serie BC 557, un análogo casi completo del BC556 del interior del hogar; puede usar el KT3107; Como interruptores de alimentación se utilizan dos pares de potentes transistores de efecto de campo de la serie IRF3205, 2 transistores de efecto de campo por brazo.
Los transistores se instalan en pequeños disipadores de calor de fuentes de alimentación de computadoras y están preaislados del disipador de calor con una junta especial.
La resistencia de 51 ohmios es la única parte del circuito que se sobrecalienta, por lo que se necesita una resistencia de 2 vatios (aunque solo tengo 1 vatio), pero el sobrecalentamiento no es terrible, no afecta de ninguna manera el funcionamiento del circuito.
La instalación, especialmente en una placa de pruebas, es un proceso muy tedioso, por lo que es mejor hacer todo en una placa de circuito impreso. Ensanchamos las vías más y menos, luego las cubrimos con gruesas capas de estaño, ya que a través de ellas fluirá una corriente considerable, lo mismo con los desagües de campo.
Configuramos resistencias de 22 ohmios a 0,5-1 vatio, están diseñadas para eliminar la sobrecarga del microcircuito.
Las resistencias limitadoras de corriente de la puerta de campo y la resistencia limitadora de corriente de suministro del microcircuito (10 ohmios) son preferiblemente de medio vatio, todas las demás resistencias pueden ser de 0,125 vatios.
La frecuencia del convertidor se ajusta mediante un condensador de 1,2 nf y una resistencia de 15 k; disminuyendo la capacitancia del condensador y aumentando la resistencia de la resistencia, se puede aumentar la frecuencia o viceversa, pero es recomendable no jugar con la frecuencia. frecuencia, ya que el funcionamiento de todo el circuito puede verse afectado.
Los diodos rectificadores se utilizaron en la serie KD213A; hicieron el mejor trabajo, porque debido a la frecuencia de operación (100 kHz) se sintieron excelentes, aunque se pueden usar cualquier diodo de alta velocidad con una corriente de al menos 10 amperios; También es posible utilizar conjuntos de diodos Schottky, que se pueden encontrar en las mismas fuentes de alimentación de computadora; en un caso, hay 2 diodos que tienen un cátodo común, por lo que para un puente de diodos necesitará 3 conjuntos de diodos de este tipo. Se instala otro diodo para alimentar el circuito; este diodo sirve como protección contra sobrecargas de energía.
Desafortunadamente, tengo condensadores con un voltaje de 35 voltios de 3300 microfaradios, pero es mejor seleccionar un voltaje de 50 a 63 voltios. Hay dos condensadores de este tipo por brazo.
El circuito utiliza 3 choques, el primero para alimentar el circuito convertidor. Este estrangulador se puede enrollar en anillos amarillos estándar de fuentes de alimentación. Enrollamos 10 vueltas uniformemente alrededor de todo el anillo, el alambre se divide en dos alambres de 1 mm.
Los chokes para filtrar las interferencias de RF después del transformador también contienen 10 vueltas, un cable con un diámetro de 1-1,5 mm, enrollado en los mismos anillos o en varillas de ferrita de cualquier marca (el diámetro de las varillas no es crítico, longitud 2-4 cm ).
El convertidor se alimenta cuando el cable del Control Remoto (REM) se conecta al positivo de la fuente de alimentación, esto cierra el relé y el convertidor comienza a funcionar. Utilicé dos relés conectados en paralelo a 25 amperios cada uno.
Los refrigeradores están soldados al bloque convertidor y se encienden inmediatamente después de encender el cable REM. Uno de ellos está diseñado para enfriar el convertidor, el otro es para el amplificador; también puede instalar uno de los refrigeradores en la dirección opuesta. que este último elimina el aire caliente del caso común.
RESULTADOS Y COSTOS
Bueno, qué puedo decir, el convertidor justificó todas las esperanzas y costos, funciona como un reloj. Como resultado de los experimentos, pudo entregar unos honestos 500 vatios y habría podido hacer más si el puente de diodos de la unidad que alimentaba el convertidor no hubiera muerto.
Total gastado en el convertidor (los precios mostrados son para el número total de piezas, no para una)
IRF3205 4 piezas - 5$
TL494 1ud -0.5$
BC557 3 piezas - 1$
KD213A 4 piezas - 4$
Condensadores 35V 3300uF 4uds - $3
Resistencia 51 ohmios 1 pieza - $0,1
Resistencia 22 ohmios 2 piezas -0,15 $
Placa de desarrollo - $1
De esta lista saqué los diodos y condensadores gratis, creo que excepto los trabajadores de campo y el microcircuito, todo se puede encontrar en el ático, pedirlo a amigos o en talleres, por lo que el precio del convertidor no supera los 10 dólares. Se puede comprar un amplificador chino listo para subwoofer con todas las comodidades por 80-100 dólares, y los productos de empresas conocidas cuestan mucho, entre 300 y 1000 dólares. A cambio, se puede montar un amplificador de idéntica calidad por sólo. $ 50-60, incluso menos si sabes dónde conseguir las piezas, espero haber podido responder muchas preguntas.
La tensión de alimentación de la red de a bordo de un turismo es 12v. Si configuramos la impedancia del sistema de altavoces en 4 om , entonces la potencia máxima que se puede obtener con este voltaje de suministro será 36w. Este es el máximo más teórico, suponiendo una conexión en puente del amplificador y una resistencia cero de los transistores de la etapa de salida en estado abierto, es decir, prácticamente para un amplificador de pulso digital. Para un amplificador analógico, la potencia máxima no será más que 20w por canal cuando está puenteado. Para obtener más potencia, es necesario utilizar una etapa de salida de pulsos que genere una señal de audio mediante el método de modulación de ancho de pulso, o es necesario reducir la impedancia del sistema de altavoces. En el primer caso, el sonido contendrá un componente ultrasónico de PWM y se necesitarán medidas más complejas para combatir la distorsión de la señal. En el segundo caso, la resistencia de la bobina móvil ya será comparable a la resistencia de los cables que van a ella, lo que, en general, puede anular tales medidas. Hay otra forma: organizar un suplemento de voltaje en la etapa de salida rectificando la señal de salida y una gran capacitancia de almacenamiento. Pero esto tampoco es muy bueno, ya que es difícil obtener una respuesta de frecuencia suficientemente lineal y la dependencia del coeficiente de transmisión de potencia del valor de la señal de entrada puede ser desigual. Por supuesto, todas las medidas enumeradas anteriormente para aumentar la potencia de salida de un amplificador alimentado por una fuente de bajo voltaje tienen derecho a existir y, si se llevan a cabo con cuidado y competencia, dan buenos resultados. Pero existe una forma más tradicional de aumentar la potencia del ULF: simplemente aumentando su voltaje de suministro utilizando un convertidor de voltaje e incluso organizando un suministro de energía bipolar con él. Este método le permite utilizar en un automóvil no una versión de automóvil comprometida de ULF, sino casi cualquier circuito ULF utilizado en equipos estacionarios, capaz de proporcionar significativamentemejor calidad de sonido que los circuitos inteligentes de potentes auto-ULF, con amplificadores de voltaje en condensadores y sistemas de altavoces de baja impedancia, porque, como diría cualquier aficionado hl-end - el mejor sonido proviene de una simple cascada de un solo tubo sin circuitos de retroalimentación y con una salida de alta impedancia. Pero éste es, por supuesto, el otro extremo.
Cualquiera que sea el circuito del ULF “normal” que planee usar en un automóvil, requiere un convertidor de voltaje de suministro. Este convertidor debe producir un voltaje bipolar aumentado, en este caso±20v con corriente de salida de hasta 4A. Una fuente de energía de este tipo podrá alimentar ULF con una potencia de salida de hasta 60-70w, Realizado según el diseño tradicional.
El diagrama esquemático del convertidor se muestra en la figura. El esquema es en gran medida estándar. El oscilador maestro con un circuito PWM para estabilizar el voltaje de salida se fabrica en el microcircuito A1. La frecuencia de generación nominal es de aproximadamente 50 kHz (regulada por resistencia r 3). El voltaje de referencia de la salida se suministra a la entrada del comparador (pin 1) y, dependiendo del voltaje en el pin 1, el comparador cambia el ancho de los pulsos generados por el microcircuito para mantener estable el voltaje de salida. El valor del voltaje de salida se establece con precisión mediante una resistencia de recorte. r8, que forma esta tensión de medición. Cadena vd 1- c 3- r 4- r 5 forma un comienzo suave del circuito.
Los pulsos antifase de salida se eliminan de los pines 8 y 11 de A1 para ser suministrados a las etapas de salida, pero aquí primero van al controlador del transistor de salida en el chip A2. La tarea de este microcircuito es amplificar la potencia de estos pulsos, ya que utiliza potentes transistores de efecto de campo con baja resistencia de canal abierto. Estos transistores tienen una capacitancia de puerta significativa. Para garantizar una velocidad suficiente de apertura de los transistores, es necesario garantizar la carga y descarga más rápida posible de las capacitancias de sus puertas; para esto sirve el controlador en A2;Los condensadores grandes C6 y C7 se instalan a lo largo del circuito de potencia; deben soldarse con un cable grueso directamente en el punto de toma del devanado primario del transformador.
Para la opción dar bipolarvoltaje de suministro (como en el diagrama), el devanado secundario tiene un grifo desde el medio. Este grifo a través de inductancia. yo 2 conectado al cable común. En diodos vd 2-vd 5 (diodos Schottky) se fabrica un rectificador que da voltaje positivo y negativocasamiento. En un circuito de alimentación única, el devanado secundario no tiene derivación y el terminal negativo del puente rectificador debe conectarse a un negativo común. En este caso, si se requiere voltaje 40v valor de resistencia r 9 debe duplicarse respecto al indicado en el diagrama.
Como base para el transformador, se utiliza un transformador cuidadosamente desmontado y desenrollado de la fuente de alimentación de un antiguo televisor en color de los modelos de la línea 3-USTST. Cabe señalar que el núcleo del transformador está pegado allí con bastante firmeza y no todos los intentos de separar sus mitades terminan con éxito. En este sentido, en mi opinión, es mejor tener dos transformadores de este tipo (afortunadamente, ahora hay muchas fuentes de alimentación innecesarias MP-1, MP-3, etc.). Para un transformador, corte el marco junto con el devanado y retírelo. Lo que queda es el núcleo, que, sin marco ni bobinado, se puede dividir de forma mucho más fácil y eficiente. Para el segundo transformador, rompa y rompa con cuidado el núcleo para no dañar el marco. Como resultado de esta “barbarie” se obtiene un buen núcleo y una buena estructura.
Ahora sobre el bobinado. El devanado debe contener una gran corriente, por lo que requiere un cable grueso. Para enrollar el devanado primario se utiliza un cable PEV 0,61 doblado en tres. Para el secundario, el mismo cable, pero doblado por la mitad. Devanado primario - 5+5 vueltas, secundario - 10+10 vueltas.
Bobina l 1 - no una bobina, sino un tubo de ferrita colocado sobre un cable. yo 2 - 5 vueltas de PEV 0,61 plegadas en tres sobre un anillo de ferrita de 28 mm de diámetro.
transistores raros fdb 045an puede ser reemplazado por otros, y la elección es bastante grande, ya que un voltaje máximo de fuente de drenaje de al menos 50v La corriente de drenaje no es inferior a 70 A y la resistencia del canal en estado abierto no supera los 0,01 ohmios. Con estos parámetros, puede seleccionar una gran cantidad de candidatos de reemplazo, es decir, casi cualquier feto -transistor para interruptores de encendido de automóviles y otras cosas.
Condensadores C11 y C12 para tensión no inferior. 25v Otros condensadores para voltaje no inferior. 16v.
Gorchuk N.V.
Sección: [Fuentes de alimentación (conmutadas)]
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Si su automóvil no tiene espacio para un sistema de audio potente y su amplificador está fuera de uso, no lo regale ni lo deseche. Se puede utilizar en interiores o exteriores; puedes utilizar la fuente de alimentación de tu computadora para conectarlo.
¿SOBRE QUÉ ES EL ARTÍCULO?
Comportamiento
1. Encuentra el pin de encendido
- El paquete con la fuente de alimentación (al comprar una nueva) debe contener un diagrama de distribución de pines. Busque un pin que tenga la etiqueta "Encendido", "PS OK" u otras palabras clave que indiquen una señal. Estará en el conector más grande.
- En las fuentes de alimentación nuevas, el 99 % de las veces será un cable verde, pero en los modelos más antiguos (“más de 10 años”) el cable puede ser amarillo o morado. Si su fuente de alimentación no viene con un diagrama de pines, consulte el sitio web del fabricante para obtener un diagrama de pines.
2. Corte el cable de encendido del conector y pele el aislamiento del borde.
3. Corte el cable de tierra del conector y pele también el borde del aislamiento.
- Consulte el diagrama de pines para saber de qué color es el cable de tierra. 99,9% será un cable negro.
4. Conecte ambos extremos pelados y aísle
5. Conecte todos los cables de 12v
pelando sus extremos, habiéndolos previamente cortado del conector.
- Consulte el diagrama de distribución de pines para ver de qué color son los cables de 12 V. En el 99,9% de los casos serán cables amarillos.
6. Conecte todos los cables negativos, cortándolos del conector y pelando los extremos.
- Consulte el diagrama de distribución de pines para ver qué color es negativo. En el 99,9% de los casos serán cables negros.
7. Tome los cables amarillos retorcidos de 12 V y conéctelos al terminal “+” del amplificador.
- Algunos amplificadores pueden simplemente etiquetar "12v" en lugar de "+".
8. Tome los cables negros trenzados y conéctelos al terminal "-" del amplificador.
9. Para conectar “+” o “12v” a la fuente “REM” o “REMOTE” del amplificador, utilice un trozo de cable desechado.
10. Conecte la fuente de señal, los parlantes y nuestra fuente de alimentación al amplificador.
- ¡Ahora puedes enchufar la fuente de alimentación y disfrutar de la música!
- Puede agregar un interruptor en el paso 4. Simplemente conecte ambos extremos del cable al interruptor. Esto le permitirá apagar la alimentación con un botón en lugar de tener que desconectar y enchufar la fuente de alimentación.
Arroz. 1 amplificador de audio para automóvil monoplaca con convertidores de voltaje de potencia separados
Convertidor de voltaje en el circuito de alimentación de amplificadores de automóvil., como cualquier fuente de energía, tiene cierta resistencia de salida. Cuando se alimenta desde una fuente común, surge una relación entre los canales de los amplificadores de audio multicanal, que es mayor cuanto mayor es la impedancia de salida de la fuente de alimentación. Es inversamente proporcional a la potencia del convertidor.
Uno de los componentes de la resistencia de salida de la fuente de alimentación es la resistencia de los cables de alimentación. En los modelos de gama alta, se utilizan buses de cobre con una sección transversal de 3...5 mm para alimentar las etapas de salida del amplificador de potencia de audio. Esta es la solución más sencilla a los problemas con el suministro de energía a un amplificador de audio, mejorando la dinámica y la calidad del sonido.
Por supuesto, al aumentar la potencia de la fuente de energía, se puede reducir la influencia mutua de los canales, pero no se puede eliminar por completo. Si utiliza un convertidor separado para cada canal, el problema se elimina. En este caso se pueden reducir considerablemente las necesidades de fuentes de alimentación individuales. Normalmente, el nivel de atenuación cruzada de los amplificadores de automóvil con una fuente de alimentación común es de 40...55 dB para los modelos económicos y de 50...65 dB para los más caros. Para los amplificadores de audio para automóviles con fuentes de alimentación independientes, esta cifra supera los 70 dB.
Los convertidores de tensión de alimentación se dividen en dos grupos: estabilizados y no estabilizados.. Los no estabilizados son notablemente más sencillos y económicos, pero tienen graves desventajas. En los picos de potencia, la tensión de salida del convertidor disminuye, lo que conduce a una mayor distorsión. Si aumenta la potencia del inversor, reducirá la eficiencia a baja potencia de salida. Por lo tanto, los convertidores no estabilizados se utilizan, por regla general, en amplificadores económicos con una potencia total de canal de no más de 100... 120 W. A mayor potencia de salida del amplificador, se da preferencia a los convertidores estabilizados.
Como regla general, la fuente de alimentación se monta en la misma carcasa que el amplificador (la Fig. 1 muestra una monoplaca de un amplificador de audio para automóvil con convertidores de voltaje de suministro separados), pero en algunos diseños se puede fabricar como una unidad externa. o un módulo separado. Para poner el amplificador del automóvil en modo de funcionamiento de amplificador, se utiliza el voltaje de control de la unidad principal (salida remota). La corriente consumida por este pin es mínima (unos pocos miliamperios) y no tiene ninguna relación con la potencia del amplificador. Los amplificadores de automóviles deben utilizar protección contra cortocircuitos de carga y sobrecalentamiento. En algunos casos, también existe una protección para los sistemas acústicos contra la tensión continua en caso de fallo de la etapa de salida del amplificador. Esta parte del circuito de los amplificadores de automóviles modernos se ha vuelto casi estándar y puede diferir con cambios menores.
Arroz. 2 Esquema de una fuente de alimentación estabilizada para un amplificador de audio para automóvil "Monacor NRV 150"
En los primeros amplificadores de automóviles, las fuentes de alimentación utilizaban convertidores de voltaje hechos enteramente de elementos discretos. Un ejemplo de un circuito de este tipo para una fuente de alimentación estabilizada para un amplificador de audio para automóvil "Monacor HPB 150" (Fig. 2). El diagrama conserva la numeración de elementos de fábrica.
El oscilador maestro se fabrica mediante transistores VT106 y VT107 según un circuito multivibrador simétrico. El funcionamiento del oscilador maestro se controla mediante una tecla en el transistor VT101. Los transistores VT103, VT105 y VT102, VT104 son cascadas de búfer push-pull que mejoran la forma de los pulsos del oscilador maestro. La etapa de salida está formada por transistores bipolares conectados en paralelo VT111, VT113 y VT110, VT112. Los seguidores de emisor coincidentes en VT108 y VT109 se alimentan con voltaje reducido tomado de parte del devanado primario del transformador. Los diodos VD106 - VD111 limitan el grado de saturación de los transistores de salida. Para acelerar aún más el cierre de estos transistores, se introdujeron los diodos VD104, VD105. Los diodos VD102, VD103 garantizan un arranque sin problemas del convertidor. Desde un devanado separado del transformador, se suministra al rectificador un voltaje proporcional a la salida (diodo VD113, condensador C106). Este voltaje asegura un cierre rápido de los transistores de salida y ayuda a estabilizar el voltaje de salida.
La desventaja de los transistores bipolares es el alto voltaje de saturación con alta corriente. Con una corriente de 10... 15 A, este voltaje alcanza 1 V, lo que reduce significativamente la eficiencia del convertidor y su confiabilidad. La frecuencia de conversión no se puede elevar por encima de 25...30 kHz, como resultado, aumentan las dimensiones del transformador convertidor y las pérdidas en él.
El uso de transistores de efecto de campo en la fuente de alimentación aumenta la confiabilidad y la eficiencia. La frecuencia de conversión en muchos bloques supera los 100 kHz. La aparición de microcircuitos especializados que contienen un oscilador maestro y circuitos de control en un solo chip ha simplificado significativamente el diseño de fuentes de alimentación para potentes amplificadores de automóviles.
Arroz. 3 Circuito simplificado de un convertidor de voltaje de fuente de alimentación no estabilizada para un amplificador de automóvil Jensen
En la figura se muestra un diagrama simplificado de un convertidor de voltaje de fuente de alimentación no estabilizado para un amplificador de automóvil de cuatro canales "Jensen". 3 (la numeración de elementos en el diagrama es condicional).
El oscilador maestro del convertidor de voltaje está ensamblado en un microcircuito KIA494P o TL494 (análogo doméstico - KR1114EU4). Los circuitos de protección no se muestran en el diagrama. En la etapa de salida, además de los tipos de dispositivos indicados en el diagrama, se pueden utilizar potentes transistores de efecto de campo IRF150, IRFP044 e IRFP054 o KP812V, KP850 domésticos. El diseño utiliza conjuntos de diodos separados con un ánodo común y un cátodo común, montados a través de almohadillas aislantes conductoras de calor en un disipador de calor común junto con los transistores de salida del amplificador.
El transformador se puede enrollar sobre un anillo de ferrita de tamaño estándar K42x28x10 o K42x25x11 con permeabilidad magnética μ e = 2000. El devanado primario está enrollado con un haz de ocho alambres con un diámetro de 1,2 mm, el devanado secundario con un haz de cuatro alambres con un diámetro de 1 mm. Después del bobinado, cada uno de los paquetes se divide en dos partes iguales y el comienzo de una mitad del bobinado se conecta al final de la otra. El devanado primario contiene 2x7 vueltas, el devanado secundario contiene 2x15 vueltas, distribuidas uniformemente alrededor del anillo.
El estrangulador L1 está enrollado sobre una varilla de ferrita con un diámetro de 16 mm y contiene 10 vueltas de alambre esmaltado con un diámetro de 2 mm. Los chokes L2, L3 están enrollados en varillas de ferrita con un diámetro de 10 mm y contienen 10 vueltas de alambre con un diámetro de 1 mm. La longitud de cada varilla es de 20 mm.
Un circuito de alimentación similar con cambios menores se utiliza en amplificadores de automóviles con una potencia de salida total de hasta 100... 120 W. La cantidad de pares de transistores de salida, los parámetros del transformador y el diseño de los circuitos de protección varían. En los convertidores de voltaje de amplificadores más potentes, se introduce retroalimentación sobre el voltaje de salida y aumenta el número de transistores de salida.
Para distribuir la carga uniformemente y reducir la influencia de la dispersión en los parámetros de los transistores en el transformador, las corrientes de los potentes transistores se distribuyen entre varios devanados primarios. Por ejemplo, en el convertidor de fuente de alimentación del amplificador de automóvil Lanzar 5.200, ¡se utilizan 20! Potentes transistores de efecto de campo, 10 en cada brazo. El transformador elevador contiene 5 devanados primarios. Cada uno de ellos está conectado a 4 transistores (dos en paralelo en el hombro). Para filtrar mejor las interferencias de alta frecuencia, cerca de los transistores se instalan condensadores de filtrado individuales con una capacidad total de 22.000 μF. Los terminales de los devanados del transformador se conectan directamente a los transistores, sin el uso de conductores impresos.
Debido a que los amplificadores de audio para automóviles funcionan en condiciones de temperatura muy severas, algunos diseños utilizan ventiladores de refrigeración incorporados que soplan aire a través de conductos disipadores de calor para garantizar un funcionamiento confiable. Los ventiladores se controlan mediante un sensor de temperatura. Hay dispositivos tanto con control discreto ("on-off") como con ajuste suave de la velocidad del ventilador.
Además de esto, todos los amplificadores utilizan protección térmica de las unidades. La mayoría de las veces se implementa sobre la base de un termistor y un comparador. A veces se utilizan comparadores integrados estándar, pero en esta función la mayoría de las veces utilizan microcircuitos amplificadores operacionales de amplificador operacional convencionales. En la figura 1 se muestra un ejemplo de un circuito de dispositivo de protección térmica utilizado en el amplificador de automóvil de cuatro canales "Jensen" ya comentado. 4. En el diagrama, la numeración de piezas es condicional.
El termistor R t 1 tiene contacto térmico con la carcasa del amplificador cerca de los transistores de salida. El voltaje del termistor se aplica a la entrada inversora del amplificador operacional. Las resistencias R1 - R3 junto con el termistor forman un puente, el condensador C1 evita falsas alarmas de protección. Dado que la longitud de los cables con los que se conecta el termistor a la placa es de unos 20 cm, el nivel de interferencia de la fuente de alimentación es bastante alto. A través de la resistencia R4, se proporciona retroalimentación positiva desde la salida del amplificador operacional, convirtiendo el amplificador operacional en un elemento umbral con histéresis. Cuando la carcasa se calienta hasta 100 °C, la resistencia del termistor disminuye a 25 kOhm, el comparador se activa y el alto nivel de voltaje en la salida bloquea el funcionamiento del convertidor.
Los transistores de salida del amplificador y los transistores clave del convertidor de potencia se utilizan con mayor frecuencia en cajas de plástico TO-220. Se fijan al disipador de calor mediante tornillos o clips de resorte. Los transistores en cajas metálicas disipan el calor algo mejor, pero como deben instalarse mediante almohadillas disipadoras de calor especiales, su instalación es mucho más complicada, por lo que se utilizan con mucha menos frecuencia en amplificadores de automóviles, solo en los modelos más caros.
