Amplificator auto modern 2

Matrice "B" și matrice "C" arată posibilitatea a două tipuri de aranjamente pentru difuzoare, pentru amplificatoare de putere conectabile, unde ascultăm amplificatorul nostru pe două difuzoare în stereo sau în punte, sunăm difuzorul conectat între cele două ieșiri folosind metoda descrisă mai sus!

Ei bine, să vedem ce rezidă în amplificator:

Matrice "D", sursă de alimentare

Iată o schiță rapidă pe care am împărtășit-o deja cu mulți!

modern

Venind de la mufa de alimentare, întâlnim siguranța de pe ramura plus!

Rolul acestei siguranțe este de a deconecta amplificatorul potențial defect de la rețeaua de 12V!

Deoarece acestea sunt siguranțe pentru mașini cu cuțit, le putem considera destul de supradimensionate, deoarece un cuțit de 20A îl asigură, chiar și la vârfuri regulate (pe termen scurt) de 25-30A.!

La rândul său, această siguranță este dimensionată pentru a rezista curenților normali de vârf!

(Consumul maxim de curent al amplificatorului și din acesta consumul maxim de energie poate fi calculat și din valoarea acestuia, cu o bună aproximare!)

Mergând mai departe, putem vedea un element de filtrare a puterii (PI) format dintr-un elco, (pot exista mai multe în paralel, pe ambele părți!), Apoi o inductanță de serie (bobină de miez de ferită, un fir gros sau mai multe bobine subțiri în paralel) și în cele din urmă un elco.!

Rolul acestui membru de filtrare este de a preveni supratensiunile de tensiune și tranzitorii cauzate de conexiunile 50-100kHz din transformator (următorul!) Revenirea la sursa de alimentare, ceea ce ar interfera cu funcționarea corectă a altor posibile unități controlate de computer mașina.!

Pe partea transformatorului, condensatorii cu toleranțe de tensiune mai mari nu ating vârful accidental, tocmai pentru că aici poate apărea aproape dublu tensiunea de alimentare, sub formă de vârfuri.!

De la punctul de intrare a energiei, putem găsi până la 20-50 de bucăți de conducte, acestea servesc deja un tampon minim ca un Farados elco mare extern, dar acest lucru nu este comun ... În medie, unul sau două conducte de 2200µF ajung acolo, ceea ce este mai mult la curenți de zece amp nu ajută prea mult! Doar filtrează!

De aici, banda noastră de conductori a ajuns în cele din urmă la transformatorul nostru de putere cu nucleu înfășurat simetric, cu o frecvență de funcționare de zeci de kilohertz, care este conectat la ramura mijlocie a primarului său (Deși, în acest caz, tensiune mai mică, dar excitație, deci !) Bobină.!

Dimensiunea transformatorului este de așa natură încât, oricât de mică este, puteți arde prin el cu cât mai multă putere.!

Hard 1VA poate fi transmis pe o secțiune transversală a miezului de fier de 1cm2 ^ (10mmX10mm) la frecvența rețelei de 50Hz, 1Tesla cu excitație ...

La o frecvență de zece ori mai mare (500Hz) deja 10VA, la o frecvență de 100 ori mai mare (5kHz), deja 100VA și, în cele din urmă, la o frecvență de o mie de ori, adică 50kHz, puterea transferabilă ar fi de 1000VA, dar aceste nuclee nu pot rezista 1T excitație, doar în jur de un sfert, astfel încât 250VA pot fi transferate pe un fier de 1cm2 ^ cu excitație 0,25T!

Să ne uităm doar la un transformator de putere pentru computer, cu o secțiune transversală de 1,3cm2 ^ și capabil să ofere o putere de 250-350VA! Deoarece puterea transferabilă este pătrată proporțional cu secțiunea transversală, pe un miez de 2cm2 ^, tot cu 0,25T, 1000VA este cu siguranță disponibil!

Sursele de alimentare ale amplificatorului auto funcționează în cea mai mare parte la o frecvență de comutare de 50-100kHz, acest lucru nu ar fi posibil cu un miez de fier neted, transformator cu plăci, motiv pentru care este nevoie de miezul de ferită

În figurile de mai jos, vă prezint dispunerea înfășurării unui miez inelar!

Înfășurare primară, pas înalt al firului, aerisit, apoi la fel în paralel cu mai multe fire.

Aranjament primar și secundar, (acest lucru ar putea fi înfășurat cu mai multe fire)!

În prima figură putem vedea dispunerea primară înfășurată simetric, cu un pas înalt al firului, pentru a obține cea mai mică capacitate posibilă a filetului și pentru o cuplare mai strânsă később

(Cu toate acestea, așa că excităm nucleul de la centimetru la centimetru în același mod, nu doar la un moment dat, și nu avem încredere în el, ci doar fierul pentru a purta liniile de forță!)

Deci, de ce merită să realizăm secțiunea corectă a firului cu mai multe fire subțiri înfășurate în paralel? (Te-ai putea gândi la un efect de piele sau ceva de genul acesta, dar la 50-100kHz are un efect de piele?)

Nu! Nu din cauza efectului pielii!

1: O locație mecanică mai bună, fibrele subțiri paralele pot fi întinse pe fier ca și cum ar fi înfășurate cu bandă de cupru sau cu un profil plat! Deci, următoarea linie se potrivește mai bine!

2: înfășurare mai ușoară, 4 fire de 1,2 sârme se îndoaie mai ușor pe miez, cu o cantitate mai mică de îndoire, rupere decât un 3 "sârmă"!

3: Multe fibre mici au o suprafață exterioară mult mai mare decât un „fir” cu aceeași secțiune transversală, deci se răcește mai bine și se așează chiar mai bine la miez cu o suprafață mai mare, transferând căldură către acesta!

Aș observa că am văzut deja un transformator de putere din fabrică de amplificator auto german înfășurat cu un fir de 2,5 ... J

Ei bine, așa arată transformatorul nostru în majoritatea amplificatoarelor concepute pentru a fi foarte plate, deși KENWOOD a folosit inițial și fiare de munte EI montate pe set.!

Vom conecta o tensiune de alimentare de zeci de kiloherci de 12-14,4V la acest transformator, cu terminalul central conectat la terminalul pozitiv (baterie +) și cele două capete, care sunt capetele bobinelor înfășurate în direcții opuse, separat MOSFET- acestea sunt sigilate pe corp, alternativ, în sens invers acelor de ceasornic!

Sufletul acestei părți a sursei de alimentare, IC-ul de control al puterii, în cazul nostru de tip TL494 (KA7500 este pe deplin compatibil cu acesta), dar este destul de comun, SG3525 este, de asemenea,.

Esența ambelor circuite integrate este că putem regla frecvența de comutare cu elemente RC externe și la ieșirile sale, astfel încât să obținem un semnal pătrat de tensiune de alimentare alternativă, cu margini crescătoare și descendente foarte rapide. TL494 poate fi, de asemenea, utilizat în colectoare deschise și circuite de urmărire a emițătorului, iar SG are o ieșire de pereche de tranzistor cvasi-complementară care poate conduce până la 2 perechi de MOSFET-uri direct!

Tranzistorul de ieșire al TL494, îl folosesc de obicei într-un adept emițător, nu necesită un rezistor de lucru separat către sol, dar putem folosi o parte de 1 kohm dacă dorim.!

Astfel, ieșirea poate fi amplificată în continuare (pentru curentul de ieșire) cu un emițător comun, pereche de tranzistoare complementară (treapta BOOSTER), care o face adecvată pentru a controla până la 4-4 surse de alimentare.!

Iată conexiunea mea de bază pentru TL494:

În figura „ruptă” din dreapta, arăt un pornire ușoară care poate fi utilizat pentru tensiuni secundare mai mari sau capacități secundare mai mari care trebuie încărcate, care pornește alimentarea cu un factor de umplere crescând treptat. Pentru a preveni pornirea bruscă a curenților mari la pornire!

Cu acest circuit, acum puteți conduce 1 sau mai multe perechi de MOSFET-uri și de ce aveți nevoie de etapa BOOSTER?

Deoarece cu atât mai mult, tricot în paralel, făcând un total mai mare. Capacitățile Gate ale FET-ului nostru, care pot fi încărcate cu curent de comutare (de asemenea, valoarea de încărcare Gate!), Se adaugă, pe care trebuie să le descărcăm sau să le încărcăm la frecvența de comutare de câteva zeci de kiloherci.!

Această capacitate face foarte dificilă deschiderea și închiderea FET, deoarece încetinește procesul și, dacă etapa noastră de acționare nu este suficient de puternică (încărcabilă), semnalul nostru pătrat frumos cu margini crescătoare și descendente poate fi foarte distorsionat, trapezoidal, care nu este necesar din cauza tranzițiilor lente. forțează MOSFET-ul nostru de altfel cu proprietăți bune de comutare să se disipeze!

Iată circuitul, completat cu puterea nominală:

În circuitul superior, tehnologia de comutare, care este acum considerată o fosilă, dar apare mai întâi, unde tranzistoarele de putere bipolare încă funcționează, în locul MOSFET-urilor, care sunt acum mai avansate și au proprietăți de comutare mai bune.

Tensiunea reziduală a tranzistoarelor bipolare, (Uce min.) Și excesul de energie necesară pentru a le conduce, au redus doar eficiența acestor surse, nu e de mirare că au fost împinse din paletă.!

Un MOSFET bun are o rezistență tranzitorie scăzută în stare deschisă (Rdson) și, dacă capacitatea porții poate fi, încărcarea porții este, de asemenea, scăzută, toleranța la tensiune, în cazul nostru, este de patru ori mai mare decât tensiunea furnizată!

De ce? Prin utilizarea contracurentei, la capetele celor două bobine ale prelatei, în momentul comutării, (deoarece este și bobină și, în plus, conectată în serie cu grundul excitat în prezent), se afișează o tensiune de alimentare dublă ! Acesta este, acolo unde este, de asemenea, utilizat pentru dublarea tensiunii, acest aranjament auto-transformator ...

În dispozitivele din fabrică, sursele de alimentare sunt dimensionate pentru a dubla valoarea siguranțelor principale de alimentare. capacitate de încărcare curentă, pe pagină! (Exemplu: pentru seifurile 40A aparțin 4 IRFZ44, care în principiu are 45A pe bucată, deci 2x90A este capacitatea sa de încărcare curentă.

În următoarea diagramă bloc, putem urmări funcționarea sa:

Un impuls de tensiune alternativă de la controlul IC (494) deschide FET-urile, care inițiază un curent de magnetizare inversat în bobine. Ne putem imagina ca o mașină de jucărie care se rostogolea înainte și înapoi pe un balansoar (palet, cântare, îmi pare rău, sunt rural!) Pe măsură ce cele două capete sunt deprimate ...

Ei bine, deci, se creează o magnetizare înainte și înapoi în fier, ceea ce face ca tensiunea indusă să fie creată în bobina noastră secundară.!

Datorită schimbărilor rapide de polaritate, tensiunea secundară este rectificată de diode deschidere-închidere foarte rapide (chiar șocante) și încărcată prin elemente de filtru mici tăiate cu vârf în condensatori LR ESR adecvați cu proprietăți de descărcare rapidă a încărcării.

Astfel, am obținut o sursă de alimentare bine încărcată, (în cea mai mare parte sonoră), fără zgomot, cu o tensiune secundară de cât avem nevoie ...

Atunci când proiectați o sursă de alimentare, luați în considerare și protecția, în special pentru un sistem de 12-14,4V, protejați sursa de alimentare atât de tensiunile de alimentare cât și de cele mai mici.!

O tensiune de alimentare mai mare pe partea secundară poate provoca o problemă, poate chiar să depășească toleranța de tensiune a liniilor de filtrare, dar nu este neapărat tolerată de dispozitivul alimentat.!

Dacă realizăm o sursă de alimentare reglată (aceasta, deși nu este foarte obișnuită, dar se găsește în una sau două ieșiri auto!), Putem rezolva modificarea factorului de umplere (PWM), tensiunea secundară stabilă, dar tensiunea de alimentare scăzută nu trebuie jucat!

Și anume, aceste MOSFET-uri (cu excepția nivelurilor de comutare logică Lxxxx) necesită o tensiune a porții de 9-10V pentru a atinge valoarea optimă a rezistenței tranzitorii Rdson.!

Dacă ne uităm la circuit, trimitem dreptunghiul prin două dispozitive până când ajunge la final, toată lumea a scos puțin din el și abia a rămas din el! Un cuvânt ca o sută, 10V Ubatt. opriți alimentarea!

Amplificatoarele de putere auto pot funcționa de la 2x20V sau până la 2x80V, este o chestiune de performanță.

Pe de altă parte, amplificatoarele operaționale ale etapelor de preamplificator-filtru funcționează de la o tensiune de alimentare de maxim 2x18V, deci nu le putem oferi aceeași tensiune ca etapa de ieșire. Pe de altă parte, cu stabilizatorii pasivi mai mici, este posibilă reducerea tensiunii de alimentare a treptei de ieșire la valoarea dorită cu un stabilizator elementar (pereche de baterii R-ZD) cu un consum de curent de câteva zeci de miliamperi, care se poate spune că este constantă. 2x20-2x30V, chiar și cu rezistor de serie 1-2Wos, dar de la 2x45-50V deja cu ajutorul tranzistorului de putere montat pe radiator.

Dimensionarea lor este simplă, măsurăm numărul total de trepte de preamplificator de la tensiunea de alimentare dorită (de ex. 2x15V). consumul de curent, iar cu acest curent și tensiunea reziduală (tensiunea de alimentare-15V) poate fi calculat cu ușurință cu formula R = U/I, valoarea și puterea rezistenței de serie și cu formula U2 ^/R, sau I2 ^ xR. Dioda zener ne asigură că nu obținem mai multă tensiune pe amplificatoarele operaționale decât vrem să le dăm. Dacă tensiunea de alimentare este mai mică, ei vor primi, desigur, mai puțin.

Pe de altă parte, cu stabilizatorul tranzistorului, această problemă nu mai există, deoarece acolo rezistorul este deja folosit pentru a influența dioda zener, care asigură o tensiune de ieșire stabilă chiar și într-un interval de tensiune de intrare mult mai larg.!

(Desigur, este posibil să alimentați transformatorul de putere cu o bobină separată cu o tensiune secundară mai mică și să îl utilizați ca direcțional, tamponat pentru preamplificator, dar aceasta este o soluție mai rară)