К174УН14 - это легендарная микросхема УНЧ производства нерушимого союза. Я даже не знаю, зачем эта микросхема была так несправедливо забыта современными радиолюбителями, но должен признать,что многие (в том числе и я) делали свои первые усилители именно на базе этой микросхемы.
Микросхема TDA2005 является усилителем мощности низкой частоты стереофонического типа. Имеет два независимых канала с выходной мощностью 10-12 ватт (каждый канал). Имеется также мостовое подключение микросхемы, где мощность обеих каналов суммируется для получения более мощного выхода.
Можно ли собрать довольно мощный автомобильный усилитель за пару минут? можно, смотря сколько времени подразумеваем под словосочетанием »пара минут». Но можно ли действительно собрать скажем автомобильный усилитель, скажем за 5 минут.
TDA1557 - одна из самых популярных микросхем усилителей низкой частоты для радиолюбителей. Микросхема завоевала сердца многих, из-за довольно неплохой выходной мощности, простейшей схеме включения и низкой стоимости. Многие производители автомобильных магнитол стали использовать эту микросхему в качестве конечного выходного усилителя в автомагнитоле.
TDA2050 - монофонический усилитель низкой частоты с выходной мощностью 32 ватт на нагрузку 4 Ом. Микросхема стоит всего полтора доллара и выпускается в стандартных 5-выводных корпусах.
Простой, довольно мощный и дешевый автомобильный усилитель можно реализовать с минимальными затратами всего за один день. Этот проект призван доказать - на сколько маленьким и дешевым может быть полноценный усилитель для авто. 12- Вольтовые микросхемы с питанием от бортовой сети автомобильного аккумулятора не могут обеспечить нужную мощность для питания сабвуферных головок, следовательно, возникает необходимость применить более мощные усилители с двухполярным питанием.
TDA7294 - мощный монофонический усилитель разряда HI-FI с выходной мощностью в 100 ватт. Данная микросхема, пожалуй является самым дешевым вариантом для самодельного сабвуферного усилителя. На днях собрал один экземпляр именно для работы в качестве сабвуферного усилителя.
ТДА2822 - одна из любимых микросхем молодости. Микросхема очень, очень хорошая, универсальная и имеет широкую область применения.
Мы неоднократно приводили схемы мощных усилителей мощности низкой частоты для самостоятельной сборки, и сегодня речь пойдет о конструкции довольно простого, но высококачественного и до боли мощного усилителя по схеме ланзара.
Из той статьи вы узнаете о том, как сделать усилитель для автомобильного сабвуфера средней мощности.
В представленном усилителе, как и во многих усилителях промышленного производства, отсутствуют различные защиты. Но на надежность усилителя это никак не влияет. Этот прибор способен проработать очень долго, если никто ничего не замкнет.
Чтобы добиться среза порядка 100 Гц (все частоты выше отсутствуют), в схему внедрен фильтр второго порядка.
Это обычный Push-Pull преобразователь, двухтактный повышающий. Задающий генератор построен на микросхеме TL494.
Дальше стоит небольшой драйвер на транзисторах прямой проводимости. Эта часть разряжает емкость затворов полевых транзисторов после закрытия последних.
Как известно, если к затвору полевого транзистора приложить некоторое напряжение, в данном случае это управляющий импульс, то последний откроется. И если убрать напряжение на затворе, транзистор все равно останется открытым.
Поэтому некоторые схемы дополняются отдельным драйвером, который может вовремя закрыть транзистор. Хотя многие специализированные ШИМ–контроллеры имеют довольно мощный встроенный выходной каскад для этих целей, TL494 не в их числе.
В драйвере модно использовать буквально любые pnp-транзисторы. Отлично подходят и наши КТ3107.
Полевые транзисторы, как всегда, n-канальные – в данном случае IRFZ44, но можно и другие. При подборе транзисторов необходимо обратить внимание на документацию. Расчетное напряжение ключа должно быть не менее 40 В, а сила тока не менее 30 А. Идеальным вариантом станут ключи на 60 В с током на 50-60 А.
Первичная обмотка имеет 2 по пять витков намотана жгутом из 5 проводов по 0,7 мм. Вторичная обмотка 11 витков, 6 жил по 0,33 мм. Естественно, для каждого сердечника будут разные данные намотки, поэтому расчет необходимо производить самостоятельно.
Холостой ход инвертора получился не более 50 мА, а с подключенным фильтром и усилителем около 250 мА с учетом того, что на вход усилителя сигнал не подавался. Холостой ход минимален.
Усилитель работает в классе A-B, и радиатор нужен довольно большой с учетом мощности. Обязательно изолировать корпуса полевых транзисторов и микросхемы усилителя от радиатора, используя теплопроводящие прокладки и изолирующие шайбы.
Прикрепленные файлы:
Чтобы собрать , необходимо иметь желание и некоторое количество свободного времени, а также нужно всегда стремится к тому, чтобы получился качественный усилитель мощности, который возможно собрать своими руками. К тому же нужно обладать определенными знаниями и навыками, да и финансовые затраты тоже имеются.
Тем не менее конечный результат будет приятен, а усилитель порадует ваш слух чистым, прозрачным звучанием с достаточной выходной мощностью. В процессе конструирования автомобильного усилителя возможно будут возникать некоторые трудности с поиском необходимых электронных компонентов, в таких случаях можно будет воспользоваться их аналогами. Создание блочной конструкции усиления звука в аудиосистеме автотранспорта хотя процесс не быстрый но в итоге получается собрать пять компактных усилителя, мощность которых в сумме будет составлять 690 Вт. При желании есть возможность увеличить это значение до 760 Вт. p>
Необходимые требования к устройству
Вначале нужно определиться с техническими характеристиками, которые вы предполагаете получить в итоговом результате. Как правило это высокое качество звука, высокое значение мощности на выходе, технологически не сложная конструкция, при которой создается удобство в эксплуатации, невысокая себестоимость, возможность работы на двенадцать динамических излучателей и сабвуфер. Такие требования можно получить если изготовить автоусилитель своими руками в количестве пяти штук, в числе которых один должен работать на сабвуфер. Оптимальным решением этой задачи является изготовление отдельного усилителя мощности по принципиальной схеме Ланзара.
Для сборки такого аппарата потребуется четыре микросхемы, а именно две штуки TDA 7384 - 4x40W и две штуки TDA 2005 - 1x20W. Эти микросхемы предназначаются для питания фронтальной акустической системы. Такое схематическое решения является наиболее экономичным в плане денежных затрат.
Эффективный преобразователь напряжения
В автоусилителе звука наиболее важной и вместе с тем трудоемкой частью считается преобразователь напряжения. Поэтому именно с этого блока следует приступать к сборке всего комплекса усилителя звука. В качестве генератора импульсов преобразователя задействован известный двухтактный контроллер широтно-импульсной модуляции особой точности — TL494. В случае отсутствия в наличии такой микросхемы можно использовать ее аналог — 1114ЕУ3/4. В микросхеме отсутствует отдельный усилитель на выходе. В каждом плече каскада преобразователя установлены на тепло-отводных радиаторах по паре мощных полевых транзисторов IRF3205, которые закреплены через изолирующую прокладку с применением тепло-проводимой пасты. Радиаторы для этой цели можно использовать от компьютерных блоков питания.
В цепи выпрямителя применены диоды КД 213А с максимальным током 10 А, но в дополнительном охлаждении они не нуждаются. Кроме этого потребуются пара электромагнитных реле рассчитанных на рабочий ток 20 А, но для верности лучше поставить на 50-60 А. Преобразователь напряжения имеет функцию remote контроля, что несомненно является эффективным устройством, так как при управлении питанием и включении сабвуфера не требуется дополнительная установка мощных переключателей. При появлении положительного напряжения на ремоут контроль, моментально включается реле и питание поступает на преобразователь.
Собрать автоусилитель звука своими руками в принципе не очень трудно, но некоторые затруднения могут сложится при изготовлении трансформатора, то есть если в наличии нет ферритовых колец, тогда придется искать старые, подходящие источники питания. Отлично подходят для этих целей БП от компьютера. Там тоже придется немного поколдовать, так как две половинки ферритовых колец надежно склеены, то для их разъединения нужно немного подогреть стыки зажигалкой, а потом с осторожностью извлечь из каркаса и убрать штатные обмотки. Прежде чем приступать к намотке нужной нам обмотки, нужно удалить боковые стенки каркасов и затем соединить их друг с другом, что бы получился один длинный каркас, на который свободно уместятся все нужные витки обмоток.
Первичная обмотка наматывается из расчета десять витков со средней точкой (2 х 5 Вит.)пятью жилами эмаль-провода диаметром 0,8 мм. Проще делать так: намотал 5 витков по всей длине каркаса, сделал отвод, а обмотку изолировал лакотканью, затем поверх намотал еще пять витков. Далее нужно произвести фазировку, то есть соединить начало первой обмотки с концом второй. Место соединения концов это и есть тот отвод, на который будет подаваться положительное напряжение от общего питания. После того как сделали фазировку, можно приступать к намотке проверочной вторичной обмотки с любым количеством витков, с помощью которой определим правильность фазировки.
При включении преобразователя в сеть трансформатор не должен перегреваться на холостом ходу и не издавать посторонних звуков типа жужжания, транзисторы должны оставаться холодными. Далее подключаем в цепь вторичной обмотки лампу накаливания, при этом она должна засветится полным накалом, а транзистор не должен греться, только со временем он немного прогревается. Если после этого испытания никаких проблем нет, то убираем пробную обмотку и наматываем нормальную.
Сборка конструкции
В статье на сайте описана конструкция несложного автомобильного стереоусилителя с импульсным преобразователем напряжения.
Его добавление существенно увеличило мощность усилителя на популярных микросхемах TDA7293 или - до 78 Вт на нагрузке сопротивлением 4 Ом, а применение готового корпуса намного упростило его изготовление.
Как часто и справедливо утверждает звучание штатной магнитолы автомобиля может порадовать только неискушённого слушателя. На практике оказывается, что в большинстве случаев реальное значение выходной мощности УМ магнитолы не превышает 20 Вт на канал при нагрузке сопротивлением 4 Ом, а при работе от аккумулятора мощность падает до 16 Вт.
Собственно, даже при такой мощности можно качественно озвучить любой салон автомобиля, если бы не пик-фактор музыкальных сигналов, достигающий в отдельных композициях 20…25 дБ Так встроенный автомагнитолы без ограничения динамического диапазона может выдать до 5 Вт на канал.
Учитывая качественный рост параметров современных усилителей мощности, вопрос модернизации тракта воспроизведения упирается в физическое ограничение динамического диапазона максимальной выходной мощностью встроенных УМ, а возможности его расширения исчерпаны производителями аппаратуры.
Вследствие высокого уровня зашумления (в том числе и извне) в автомобиле динамический диапазон значительно сужается Шумоизоляция кузова и повышение уровня звукового давления АС помогают увеличить динамический диапазон прослушивания. Установка внешнего УМ на начальном этапе модернизации является, на мой взгляд, наименее трудозатратной.
Необходимо заметить, что доработку автомобильной аудиосистемы нужно начинать с установки более качественной фронтальной АС. Современные мультимедийные устройства для автомобилей оснащены линейными выходами для подключения внешних усилителей. Промышленность предлагает много высококачественных автомобильных УМ, однако их высокая стоимость является существенным ограничением при модернизации.
Подключать же УМ к выходам встроенного в магнитолу усилителя, на мой взгляд, нецелесообразно. Предлагаемый автомобильный обладает минимальным функционалом, однако имеет ряд положительных признаков: мощный не стабилизированный источник питания, хороший УМ, минимальный размер корпуса, отсутствие низкокачественных компонентов входного активного фильтра. Номинальное напряжение питания составляет +/-25 В, что даёт возможность повысить мощность на нагрузке 4 Ом до 78 Вт.
В отличие от многих конструкций, описанных в Интернете, этот двухканальный УМ собран в стандартном, доступном и недорогом алюминиевом корпусе фирмы Gainta, показанном на рис. 1 Ширина (размер L на рис 1) - 100 мм. Размеры основной платы 93.6×96 мм, что позволяет вставить ее в специальные пазы корпуса. Приоритет в проекте отдан компактности устройства, поэтому применены детали поверхностного монтажа УМ проектировался под конкретный проигрыватель компакт-дисков, для которого номинальная нагрузка линейного выхода 10 кОм.
Автомобильный усилитель своими руками состоит из не стабилизированного преобразователя напряжения (ПН) и УМ на двух микросхемах TDA7293 (или TDA7294 с учётом различий в цоколевке), а также узла управления по внешнему сигналу Remote сигналом STBY усилителя.
Схема автомобильного усилителя
Усилитель для авто схема показана на рис. 2 Преобразователь частоты lenze с функцией плавного пуска собран на микросхеме TL494 и полевых транзисторах. Габаритная мощность трансформатора около 300 Вт, и применение двух пар транзисторов в каждом плече преобразователя позволяет отдавать в нагрузку большую мощность.
Расчёт трансформатора и выбор магнитопровода проводился с использованием полезной бесплатной программы EXCELLENIT5000 (1). Существует мнение, что УМ с импульсным БП без стабилизации обеспечивают звучание лучше, чем со стабилизированным БП В цепях затвора мощных транзисторов преобразователя включены резисторы (47 Ом), что сужает спектр помех, создаваемых инвертором.
На меньшей плате размещены узел управления включением и контроллер ПН, на большей ПН и УМ. Выходные цепи ПН гальванически не связаны с первичным источником питания. Для включения УМ необходимо наличие напряжении питания 12 В и напряжения управления более 9 В на входе ДУ. Напряжение с входа ДУ через стабилитрон VD1 и резистор R7 поступает на базу транзистора VT2 и открывает его.
Конденсатор С5 служит для задержки включения УМ и фильтрации помех по входу ДУ. резистор R8 обеспечивает минимальный ток для работы стабилитрона VD1. Транзистор VT2 открывается, и на его коллекторе устанавливается напряжение около 0.7 В. загорается светодиод НИ и открывается транзистор VT1. который подает питание на микросхему DA1 и запускает ПН.
Резистор R5 необходим для поддержки закрывающего напряжения на базе VT1 в отсутствии сигнала управления, a R6 для ограничения максимального тока транзистора VT2. При наличии вторичного напряжения ПН напряжение с эмиттера VT1 через R1 поступает на излучающим диод оптопары U1, и он засвечивает фототранзистор оптопары.
При подаче напряжения на микросхему DAI на ее выходе (вывод 14) появляется напряжение 5 В, которое через конденсатор СЗ поступает на вывод 4 управления шириной импульсов TL494 По мере зарядки СЗ напряжение на выводе 4 уменьшается за счёт нагружающего резистора R2. а ширина импульсов на выводах 9. 10 увеличивается.
Так организован плавный пуск ПН. Резистор R2 необходим также для предотвращения зарядки конденсатора СЗ вытекающим током из микросхемы (от 2 до 10 мА). Встроенные усилители ошибки в TL494 не использованы, на не инвертирующие входы 2. 15 DA1 подано напряжение ИОН, равное 5 В. с вывода 14. а инвертирующие входы подключены к общему проводу ПН. Резисторы R3. R4 и конденсатор С4 задают частоту переключения ПН около 50 кГц.
Место под резистор R4 зарезервировано на плате для возможной коррекции частоты работы ПН. Конденсаторы С2 и С1 блокируют ВЧ помехи. С выводов 9. 10 DA1 сигналы управления полевыми транзисторами (ПТ) через разъем XP/XS1 (ZL201-10G. ZL262-10SG производства NINIGI) подаются на основную плату УМ на затворы ПТ На элементах R12. VD4. VT4(R13. VD5, VT5) собраны цепи перезарядки емкости затворов ПТ.
Резисторы R19 — R22 снижают скорость переключения ПТ и уменьшают коммутационные помехи. ПТ попарно подключены к первичной обмотке трансформатора Т1, на среднюю точку которой поступает напряжение бортовой сети автомобиля через плавкую вставку FU1 и П-образный фильтр C6C7L1C10C13C14C18. Конденсаторы С10, С13. С14, С18 подключены в непосредственной близости от средней точки обмотки I трансформатора Т1 для снижения помех.
Диод VD2 служит защитой от обратной полярности питания.
Переменное напряжение с вторичной обмотки Т1 выпрямляется диодными сборками VD7, VD8. фильтруется конденсаторами С20-С23 и далее поступает на микросхемы УМЗЧ.
Кроме того, напряжение +24 В через резистор R14 поступает на транзистор оптопары U1 и при наличии напряжения на входе ДУ устройства поступает на базу транзистора VT3. Элементы R9, VD3, VT3 необходимы для обеспечения быстрой разрядки конденсаторов в цепях STBY. MUTE микросхем DA2.
DA3 после пропадания сигнала ДУ. Связано это с тем, что при выключении магнитолы на ее линейных выходах появляются значительные всплески напряжения, которые приводят к щелчкам н АС. В большинстве самодельных устройств сигналы STBY. MUTE формируют через ограничительный резистор, подключённый к плюсовой цепи питания, поэтому при выключении магнитолы УМ не переходит в режим в ТВУ до разрядки конденсаторов в цепи питания.
В этой же конструкции УМ выключается фактически сразу после пропадания сигнала ДУ с магнитолы. Для обеспечения симметричности нагрузки на ИП и для возможности работы в мостовом режиме один канал УМ работает в инвертирующем режиме. Для минимизации помех, вносимых падением напряжения на «силовых» проводах, общие провода сигнальных и питающих цепей соединяются только в слаботочной части через резисторы R11, R15.
Элементы R16, С9, R23, СИ. R27 и R32 (R17, С8. R18, С12, R24 R29 и R31. R33) образуют фильтры, ограничивающие полосу, и задают коэффициент усиления каналов. Так как включение микросхем DA2, DA3 различно, для выравнивания усиления в каналах можно корректировать общее сопротивление резисторов ООС (R31 и R33). Места для резистора R31 на плате нет, в случае необходимости его устанавливают поверх R33.
В симуляции микросхем в виде ОУ в программном пакете Microcap 9 сопротивление этого резистора оказалось 80 кОм. Спад в области НЧ (-3 дБ на частоте 17 Гц) обусловлен областью применения УМ. Во-первых, фронтальные АС вследствие размера и свойств акустического оформления сильно снижают КПД на низких частотах; во-вторых, результирующая АЧХ в салоне автомобиля обычно имеет подъем в области НЧ на несколько децибел.
Трансформатор собран на торроидальном магнитопроводе Epcos 29,5x19x20 (B64290-L756-X87) из материала N87. Первичная обмотка имеет 8 витков провода диаметром 0,51 мм, сложенного в восемь жил, с отводом от середины. Исходные данные и результаты расчета приведены на рис. 3. Вторичная обмотка содержит 18 витков того же провода, сложенного в три жилы, с отводом от середины.
Витки равномерно распределены по периметру кольца. Дроссель L1 намотан на кольцевом магнитопроводе размерами 23x14x9.5 мм из порошкового железа Т90-52 Micrometals и содержит восемь витков провода ПЭВ 0,51. сложенного в восемь жил. Индуктивность дросселя может и отличаться, важно лишь помнить, что перегрев свыше 75С для такого дросселя недопустим.
Чтобы собрать усилитель для сабвуфера своими руками правильно, нужно запастись свободным временем и терпением. Больших затрат средств не потребуется. В первую очередь нужно приобрести усилитель мощности, выполненный на интегральной микросхеме. Далее, мы разберем, как собрать усилитель для сабвуфера своими руками на основе микросхемы TDA1562Q.
Ниже представлена принципиальная схема усилителя.
Данная схема, кроме усилителя мощности, имеет предусилитель, выполненный на сдвоенной микросхеме операционного усилителя, который так же играет роль фильтра частот.
При питании от автомобильного аккумулятора максимальная выходная мощность усилителя составит порядка 50 Вт, что вполне достаточно что бы «раскачать» средний сабвуфер.
Необходимое оборудование и компоненты
Итак, кроме вышеуказанной микросхемы нам понадобятся:
- операционный усилитель TL 072 (можно заменить на микросхемы TL 062, TL 082 или 4558);
- резисторы мощностью 0,25-0,5 Вт;
- электролитические конденсаторы (новые!);
- конденсаторы неполярные — плёночные;
- изолированные провода;
- термопаста;
- радиатор с площадью рассеивания не меньше 600 см²;
- лист одностороннего текстолита.
Конечно, мы не обойдемся без паяльника, припоя и некоторого умения со всем этим обращаться.
Монтаж
Основная плата усилителя
Схема печатной платы усилителя приведена ниже.
Печатную плату можно изготовить путем травления текстолита с медной подложкой раствором хлорного железа. Рисунок дорожек контактов проще перенести на плату с глянцевого листа бумаги, на котором этот рисунок напечатан с помощью лазерного принтера. Нюансы этого способа легко можно найти в интернете на соответствующих сайтах по электротехнике.
Пайку деталей производим аккуратно, удаляя излишки флюса. Особенно это касается микросхем. Микросхему операционного усилителя можно установить через восьмиконтактную панель.
Помните: перегрев полупроводниковых элементов, может привести к выходу их из строя!
Катушки индуктивности L1 и L2 в выходном фильтре усилителя, изготовляются из медной эмалированной проволоки диаметром 1 мм, путем накручивания на цилиндрический сердечник диаметром 5 мм. Количество витков катушки — 20.
Микросхему усилителя устанавливают на теплоотвод. Он должен быть площадью более 600 см². Роль радиатора может выполнить шасси авто.
После монтажа всех элементов подсоединяют провода.
Блок стабилизации и коммуникации питания
В вышеописанной схеме мы использовали самую простую схему питания усилителя через аккумулятор, однако для более стабильной работы усилителя можно подключить его через стабилизатор. Данное устройство можно собрать самому (схему на любой вкус в интернет можно найти очень легко), но самый простой способ — это использовать готовый блок стабилизации от старого усилителя или купить новый.
Кроме того, блок стабилизации позволяет сэкономить заряд аккумулятора автомобиля.
Предотвращению разрядки способствует реле с отдельной клеммой REM, работающую под напряжением в 12 В. Клемма устанавливается на выходе автомагнитолы, благодаря чему сабвуфер начинает работать вместе с музыкальным устройством.
Для контроль работы усилителя можно установить светодиод в схему питания устройства.
Окончательная сборка устройства
После монтажа платы, проводим окончательную сборку усилителя и помещаем его в корпус. Корпус можно изготовить самостоятельно из обычной фанеры с помощью лобзика. На фанере вычерчивается схема по нужным размерам, вырезается лобзиком и закрепляется герметиком.
Так же корпус можно приобрести в магазине или использовать алюминиевый короб, который одновременно будет выполянть роль радиатора.
Размещая все детали в корпусе, нужно обеспечить в нем свободную циркуляцию воздуха для лучшего охлаждения деталей.
Корпус усилителя необходимо надежно закрепить в салоне автомобиля.
Перед установкой важно убедиться в правильности полярности питания, иначе аппарат сразу сгорит.
Как сделать усилитель для сабвуфера мы разобрались, осталось проверить его работоспособность. Это можно сделать в домашних условиях, но ни в коем случае нельзя пренебрегать правилами безопасности, иначе можно получить удар током или испортить устройство. Тестирование проходит следующим образом: усилитель запитывают через аккумулятор и подключают колонку с сопротивлением в 20 Ом. На усилитель подается нагрузка и проверяется мощность.
