Моноблок для сабвуфера своими руками

Собираем мощный моноблок D-класса

Есть у меня саб на двух 12ти дюймовых динамиках, и 300 ваттного усилителя ему явно не хватает для того, чтобы показать на что он способен. Решено было собрать новый усилитель с определенными характеристиками.
Требования:
1. Минимальные габариты, чтобы помещался под сиденьем.
2. Класс D – экономичность, малый нагрев.
3. 800w RMS 4 Ohm – для двух 8ми омных динамиков по 400w
4. Сабсоник 30Hz 12dB/oct – для исключения превышения x-max.
5. LPF 60-155Hz 24dB/oct, для исключение локализации саба.
6. Никаких бассбустов, переключения фаз и прочих ненужных функций.

Сначала ищем нужные схемы и печатные платы. Нашел плату преобразователя напряжения с самой грамотной разводкойhttps://drive.google.com/file/d/0B1A. ew?usp=sharing. В качестве усилителя был выбран мною уже проверенный “палник королькова” класса D. Кольцо обматываем лейкопластырем кольцо PC40

мотаем первичку 3+3 витка

Поверх мотаем вотричку 20+20 витков

Собираем преобразователь напряжения:

Обратная сторона, по два irf3205 в плечо

Тестируем: подключаемые 2 аккумулятора и зарядник, в качестве нагрузки- утюг и обогреватель в параллель общим сопротивление 20 Ом . При просадах 11.6в преобразователь на нагрузке выдал 128в
(-+64в), итого: 128*128/20=820ватт, довольно неплохо, холостой ход +-85в. Но больше нагрузку побоялся цеплять. так как идёт сильный просад аккумов, за 10 секунд просаживаются до 11 вольт.
Тест преобразователя

Собираем плату самого усилителя:http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=97582
Плата усилителя “Палник”

Раскачивают мощные полевики irfp250n

Первое включение через резисторы в питании, чтобы не бабахнуло, нагрузка – мощный про саб))
Проверка усилителя

Рассчитываем в программе Microcap фильтр, получается вот что:

У меня уже была китайская плата, пришлось только заменить номиналы деталей.

Собираем все вместе, проверяем еще раз, корпус сделан из алюминиевых профилей и барабана от старой стиральной машины.

Вот так выглядит после сборки, ничего лишнего.

Передняя панель gain и lpf 60-155Hz, RCA

клемники , залазит 16мм

Совсем кроха получился

Ставим в машину и даем просраться сабу), питание 16 кв.мм, масса с кузова,просады не сильные
Подключаем в машине, и кладем под сиденье

После старого уся разница ощутима теперь грудак пробивает не по-детски, из-за низкого внутреннего сопротивления преобразователя демпфирование отличное, импульсы отрабатывает хорошо. К сожалению номинальную мощность не стал замерять, так как нету мощного резистора 4 ом, а динамики жалко. Через получаса работы на большой громкости корпус нагрелся совсем немного.Для себя я понял одно, больше 500 ватт для машины это уже перебор, но запас мощности – это всегда хорошо. Усилитель почти готов, не хватает только защиты( от постоянки на выходе и перегрева).
На детали и алюминиевую трубу ушло чуть больше 2000р, терпение бесценно.

Для тех, кто заинтересовался, могу более подробно расписать процесс постройки, расчеты трансформатора и фильтра.

  • Вопрос по выбору мощного моноблока
  • Мощный моноблок- который ниже 12В арбает?
  • Ищется саб для повседневки под мощный моноблок

Если Вы впервые на нашем Форуме:

  1. Обратите внимание на список полезных тем в первом сообщении.
  2. Термины и наиболее популярные модели в сообщениях подсвечиваются быстрыми подсказками и ссылками на соответствующие статьи в МагВикипедии и Каталоге.
  3. Для изучения Форума не обязательно регистрироваться – практически весь профильный контент, включая файлы, картинки и видео, открыты для гостей.

Авторитет Начальник кадров

Репутация: 4049215 Регистрация 01.04.2006 Город/село Moscow Сообщений 19,688 Спасибо (Раздал) 40349 Спасибо (Получил) 42112

Ветеран форума

За профессионализм Лауреат 13-летия Форума За наставничество

Re: Собираем мощный моноблок D-класса

Сообщение от kitafonchik

Для тех, кто заинтересовался, могу более подробно расписать процесс постройки, расчеты трансформатора и фильтра.

Молодец!
Пиши, однозначно будет полезно.

Энтузиаст Стажер
Репутация: 74 Регистрация 25.07.2014 Город/село Обнинск Сообщений 37 Спасибо (Раздал) 24 Спасибо (Получил) 6

Читайте также:
Делаем сабвуфер стелс своими руками

Re: Собираем мощный моноблок D-класса

А предохранителя нет в блоке питания усилителя или я не увидел?

Энтузиаст Стажер
Репутация: 15238 Регистрация 04.03.2015 Город/село Йошкар-Ола Сообщений 75 Спасибо (Раздал) 51 Спасибо (Получил) 157

Re: Собираем мощный моноблок D-класса

Сообщение от DimoN 91

Он есть, реализован ввиде короткого участка из медной проволоки диаметром 0,91мм(примерно 70А), которая впаяна в разрыве плюсового питающего провода. Съёмные не стал городить, заняли бы место, да и лишний контакт ни к чему.

———- Сообщение добавлено 02.12.2015 в 13:01 ———-

Преобразователь напряжения.
Самым важным элементом усилителя является преобразователь напряжения, от него в большей степени зависит выходная мощность. Из 12-14 вольт бортовой сети больше 24 Вт на 4 ома получить нельзя, выше головы не перепрыгнешь. Для бо’льших мощностей в усилителях делают преобразователь напряжения, в основном двухполярный. В моем случае, чтобы получить 800вт, нужно на нагрузку 4ом подать 56в действующего напряжения. Чтобы усилитель мог выдать такое напряжение, нам необходим двухполярный блок питания +-80в(56*1,41=80), но это без учета потерь на транзисторах, и КПД. В реальности же под нагрузкой напряжение проседает, и нужен запас.

Плата.
Выбрана самая грамотная печатная плата “Старичка”, которую я встречал в интернете, отличается она от заводских тем, что силовые дорожки 12 в небольшой длины и имеют максимальную толщину. Также удачно расположены транзисторы и выпрямительные диоды, укорочены ножки, конденсаторы расположены максимально близко к ключам и зашунтированы керамикой.

Трансформатор.
Для трансформатора выбрано кольцо 56*30*20 марки PC40. Его габаритная мощность больше киловатта – с запасом. Мощность преобразователя будет зависеть и от намотки, т.е. насколько тесно связаны будут первичная и вторичная обмотки. Обмотки нужно мотать лакированным проводом в несколько жил как можно плотнее друг к другу, чтобы магнитная связь была сильнее. Сечение жил будет зависеть от тока и частоты преобразования ПН(преобразователь напряжения), так как на высоких частотах действует “скин эффект” – сопротивление толстого провода увеличивается с повышением частоты, поэтому лучше брать несколько жил меньшего сечения, да и мотать будет легче.

Расчёт.
Нужно скачать программу Старичка Exellent http://forum.cxem.net/?showtopic=70885. Я использую упрощенный расчёт трансформатора, в программе узнаю лишь габаритную мощность трансформатора и количество витков первичной обмотки. Но нужно помнить, что на кольце меньше 3х витков намотать не получится. Моё кольцо большое, минимальное число витков первички будет 3, частоту ПН зададим 37кГц.
1. Мощность 800Вт, находим ток в первичке:800вт/12в=66А, но у нас две первички, ток будет распределяются поровну:66/2=33А.
2. Сечение первички будет 33А/6А/мм²=5,5мм²(допустимый ток для медных проводов в трансфооматорах 5-6А/мм2).
Нашёл провод диаметром 0.8мм(по меди), его сечение 0,8*0,8*3,14/4=0,5мм². Нужно будет 11 жил чтобы набрать нужные 5,5мм².
3. Ток вторички будет 800вт/57в(при нагрузке 4ом)=14А.
Первички тоже две, ток будет распределен по 7 А. Минимальное сечение будет 7А/6Амм²=1,16мм². Я с запасом взял три жилы по 0,8 мм, что составит 1,5мм².
4. Теперь осталось узнать количество витков вторичной обмотки. Формула простая: нужно бортовое напряжение сети разделить на число витков первичной обмотки. 12в/3витка=4 витка*вольт.
Теперь зная эту величину, нужно необходимое напряжение вторички разделить 4. 80/4=20витков.
При напряжении 14,4 будет 14,4/3=4,8вольт/виток
Напряжение на вторичке при 20витках составит 20*4,8=96в -для 100вольтовых конденсаторов это нормально.

Намотка.
Самое сложное дело. Тут главное не торопиться, подготовить колечко, обмотав его неплавящимся изолирующим материалом, я применил обычный лейкопластырь. Подготавливаем провода, длину можно узнать намотав одной жилой 3 витка + небольшой запас. Режем одинаковые 11 проводов, с одной стороны счищаем лак, скручиваем плотно нитками в пучек и залуживаем, на трансформаторе это будет делать намного сложнее. Теперь фиксируем теми же нитками начало первичной обмотки, плотно приматываем залуженный конец пучка к колечку и начинаем аккуратно по 1-2 проводу намотку, это легче, чем мотать сразу все 11 жил. Намотав все жилы, конец первички также зачищаем, фиксируем нитками и залуживаем(запаиваем). Аналогично мотается вторая первичка.
Перед намоткой первички нужен слой изоляции. Вторичка мотается аналогично, но легче, главное не допускать перекосов жил, мотать нужно плотно.
Перед впаиванием на плату трансформатора желательно проверить правильность намотки. Для этого нужно замерить индуктивность обмоток, они должны быть одинаковыми. Также при соединении обмоток индуктивность должна значительно возрастать. При неправилной намотке или коротком зымыкании индуктивность будет разной.

Читайте также:
Хороший сабвуфер с недорогим динамиком

Сборка.
Намного удобнее сначала намотать трансформатор, а потом уже под него рисовать печатку. Силовые дорожки для надёжности усилил медным проводом 2,5мм². Ножки транзисторов и диодов максимально укоротил. Подача питания на плату осуществляется с двух сторон медным проводом 6мм². В качестве предохранителя в разрыв питающего провода +12в впаяна медная жила диаметром 0,91 мм, что соответствует плавкой вставке 70А. Ввжно. Нужно поставить шунтирующие резисторы на выходе преобразователя, так как без них на холостом ходу происходит накачка напряжения, и оно может превысить 100 вольт, что опасно для выходных конденсаторов. Достаточно поставить по одноватному резистору в плечо, номинал будет зависеть от напряжения питания 90²в/1вт=8100ом берем 10кОм.

Выходные дроссели также рассчитываются в программе, мотаются тем же проводом что и вторичка на трансформаторе, применил жёлтые кольца от блока питания компьютера.

Моноблок для сабвуфера своими руками

Здесь я расскажу как сделать усилитель моноблок для автомобильного сабвуфера.

Конструкция реализована на одной компактной плате. Моноблок состоит из 3-х частей:
усилитель НЧ, фильтр НЧ, преобразователь напряжения. Первые две части описаны в статье “Как сделать простой усилитель для домашнего сабвуфера”.

3843998297.JPG1784559609.JPG

В обвязке те же компоненты, только немного изменен рисунок печатной платы. В данной конструкции вместо сетевого блока питания стоит преобразователь напряжения, поскольку в бортовой сети автомобиля всего 12В, а усилитель нуждается в 2-хполярном источнике питания в 30-35В. Выше подавать не стоит, чтобы не спалить микросхему, хотя по документации допустимое напряжение до 40В.

2023897116.jpg

Мощность усилителя 100Вт. Этого достаточно, чтобы раскачать популярную у самодельщиков динамическую головку типа 75ГДН-1.
Разберем подробнее преобразователь напряжения, именно из-за него многие начинающие радиолюбители не рискуют собирать усилители высокой мощности.

288998806.png

Это 2-хтактный повышающий преобразователь типа push-pull. Задающий генератор построен на TL494. За ним идет драйвер на транзисторах прямой проводимости, который разряжает емкость затвора полевых транзисторов после их закрытия. Как известно, если к затвору полевого транзистора приложить некоторое напряжение(в данном случае это управляющий импульс), то он откроется. И если потом убрать напряжение на затворе, транзистор все равно останется открытым. Поэтому некоторые схемы дополняют отдельным драйвером, который должен вовремя закрыть транзистор.

167725304.JPG1306750717.JPG

Хотя многие специализированные ШИМ контроллеры имеют довольно мощный выходной каскад для этих целей, но TL494 не относится к их числу. В драйвере можно использовать любые p-n-p транзисторы, отлично подойдут наши КТ3107. Полевые транзисторы N- канальные IRFZ44, хотя можно и другие. Подбирать их надо так, чтобы расчетное напряжение ключа было не менее 40В, а ток не менее 30А (в идеале 60В и 50-60А). Мой трансформатор намотан на сердечнике “Epcos” марки N8. Расчет производился по программе.

2640138402.JPG

Первичная обмотка имеет 2 х 5 витков, намотанных жгутом из 5 проводов диаметром 0.7мм. Вторичная – 11 витков, 6 жил по 0.33мм. Конечно для каждого сердечника получатся разные данные намотки, поэтому расчет надо производить для своего феррита.
Ток холостого хода (ХХ) инвертора получился не более 50мА, с подключенным фильтром и усилителем около 250мА (без подачи сигнала на вход). Минимальный ток ХХ во многом зависит от рабочей частоты. Я настроил генератор на 168 кГц, сердечник хороший, поэтому никаких проблем не возникло. В случае советских сердечников марки 2000НМ и подобных не советую поднимать частоту выше 60 кГц.

Читайте также:
Выбор автомобильного усилителя мощности

1251727191.JPG2013003495.JPG

Выходные диоды UF5408 ультрабыстрые на 3А, греются, но не перегреваются. Дроссели на входе и выходе не критичны, сняты из компьютерного БП. Их можно заменить на перемычки. К сожалению, не нашел выходных сглаживающих конденсаторов нужной емкости, поэтому в опытном экземпляре в 2-х плечах они отличаются на пару сотен мкФ.

1475556998.jpg

Моноблочный усилитель такого типа можно встроить в любой пассивный сабвуфер. Только не забудьте о теплоотводе. Усилитель работает в классе АВ и радиатор нужен довольно большой. Обязательно следует изолировать корпуса полевых транзисторов и микросхемы усилителя от радиатора, используя теплопроводящие прокладки и изолирующие шайбы. Я установил микросхемы в DIP корпусах на панельки, но все же лучше припаять на плату, т.к. при постоянной вибрации в автомобиле они со временем могут потерять контакт с панелькой.

4121651510.JPG2344431171.JPG

Для проверки работоспособности сигнал подавался с мобильного телефона, т.е. задействовано около 30% от максимальной мощности усилителя. Для того чтобы снять больше, входной сигнал должен подаваться от автомагнитолы. Динамик от китайского сабвуфера на 50Вт сопротивлением 4 Ом. Кстати, силовые транзисторы инвертора при малой мощности не греются, поэтому рискнул запустить без радиатора.

Автомобильный усилитель сабвуфера с фильтром и преобразователем

Автомобильный усилитель сабвуфера состоит из трех схем, которые смонтированы на одной печатной плате. Тем самым, усилитель сабвуфера представляет собой моноблок, что очень удобно при встраивании в небольшой корпус.

Сигнал, поступающий на вход усилителя мощности необходимо отфильтровать таким образом, чтобы его частота не была выше 60-200Гц. Для этого в составе усилителя сабвуфера включен фильтр низких частот (ФНЧ). Помимо ФНЧ на плате есть усилитель мощности звуковой частоты и повышающий преобразователь напряжения.

Усилитель сабвуфера с фильтром низкой частоты и преобразователем напряжения

Сейчас я опишу немного подробнее каждый блок автомобильного усилителя сабвуфера.

Повышающий преобразователь

Преобразователь необходим данному усилителю для обеспечения развития мощности большей, чем развил бы усилитель с однополярным питанием от бортовой сети автомобиля +12В. Таким образом, преобразователь позволяет организовать двухполярное напряжение питания ±25В.

Схема примененного повышающего преобразователя была описана мною в статье «Автомобильный преобразователь на TL494 для усилителя НЧ».

Схема автомобильного повышающего преобразователя на TL494

Схема двухтактная, построенная на ШИМ-контроллере TL494. За частоту генерации отвечают элементы R3 и C4. С их номиналами, указанными на схеме, внутренний генератор TL494 работает на частоте 100кГц, частота на выходе контроллера делится на два и на трансформаторе присутствует прямоугольный импульс, образованный силовыми ключами VT3 и VT4 уже с частотой 50кГц. На частоту 50кГц и был рассчитан трансформатор Tr1.

Схема не имеет защиты от короткого замыкания и имеет постоянную ширину импульсов.

На печатной плате усилителя сабвуфера есть незначительные отличия: отсутствует предохранитель F1, предусматривается, что он будет установлен либо на корпусе устройства, либо в колодке автомобиля. Отсутствуют конденсаторы C5, C11 и C12. Присутствуют выходные дроссели. Вместо четырех отдельных диодов Шоттки VD3-VD6 применена диодная сборка и два отдельных диода.

Импульсный трансформатор

Наибольшее затруднение при сборке достается при намотке трансформатора. Попробую объяснить принцип его изготовления.

Я применил в качестве сердечника трансформатора ферритовое кольцо с маркировкой 2000HM и размерами 32?16?12мм.

Первым делом кладем несколько слоев изоляции.

Обматываем изоляцией ферритовый сердечник

Первичная обмотка

Первичная обмотка делится на две половинки. Каждая половинка содержит 5 витков. Так как токи в первичной цепи велики, то необходимо обеспечить хорошее сечение обмоточного провода. Для этого нужно мотать каждую половину 4 жилами провода ПЭТВ-2 диаметром 0.63мм. Я мотал 5 жилами (но это не обязательно и более трудно).

Читайте также:
Корпус для сабвуфера в авто своими руками

Да, кстати, если ваш сердечник имеет другие габариты и марку материала, то необходимо произвести пересчет минимального количества витков первичной обмотки в программе Lite-CalcIT.

Расчет импульсного трансформатора повышающего преобразователя

Есть два способа намотки. При первом способе мотается 5 витков в один слой, равномерно распределенных по всей длине кольца. Далее делается отвод (это будет средняя точка) и от него мотается еще аналогичный слой с 5 витками, в том же самом направлении. Стоит не забывать про изоляцию между слоями проводов. В итоге мы должны получить две половинки, у которых конец одной соединен с началом другой. Обратите внимание, что соединение средней точки выполняется на печатной плате.

Я воспользовался вторым способом. Он заключается в намотке 5 витков в один слой сразу всеми жилами, в моем случае 10 жилами. Дальше нужно разделить (расщепить, вызвонить) по 5 жил и соединить общую точку так, чтобы конец одной половины соединялся с началом другой половины. Ошибкой будет соединение начала одной половинки с ее же концом, то есть образование короткозамкнутого витка.

Первичная обмотка импульсного трансформатора преобразователя

Вторичная обмотка

Мотается аналогично первичной обмотке, одним из описанных выше способов. Число витков 10+10, двумя жилами провода ПЭТВ-2 диаметром 0.63мм. При таком количестве витков, на холостом ходу повышающего преобразователя, на его выходе присутствует напряжение ±25В, под нагрузкой усилителя сабвуфера оно будет немного проседать. Также выходное напряжение зависит от входного напряжения. При работающем генераторе автомобиля, в моем случае, напряжение на борту составляло +13.5В, а выходное напряжение преобразователя ±26В.

Трансформатор для TL494

Соединение выводов вторичной обмотки на плате.

Соединение выводов импульсного трансформатора на плате преобразователя

Соединение выводов первичной обмотки на плате.

Соединение выводов первичной обмотки трансформатора преобразователя

Дроссели

Через входной дроссель L1 протекает достаточно сильный ток, который может достигать 10 Ампер на пиках, поэтому диаметр провода должен быть не менее 1мм. Мотается дроссель на ферритовом стержне диаметром 5-6мм и имеет 10-20 витков. Также его можно выполнить на кольце из распыленного железа желтого цвета.

Выходные дроссели аналогичные, диаметр провода может быть меньше (0.7-0.8мм и более) из-за меньшего тока, протекающего через них.

Я применил стержневые дроссели, от старых импульсных блоков питания.

ФНЧ для сабвуфера

Компоненты и охлаждение

Все номиналы указаны в схеме.

Все резисторы мощностью 0.25Вт за исключением R4, R9 и R10, их мощность 2Вт.

Неполярные конденсаторы могут быть керамическими.

В качестве диодной сборки необходимо применить Шоттки с током 2?5А и напряжением 100В, например MBR10100CT.

VD4 и VD5 должны быть также диодами Шоттки, либо очень быстрыми импульсными диодами на ток не менее 3А и напряжение не менее 100В. Подойдут SR5100, SF56, UF5408 и им подобные.

На силовые ключи VT3 и VT4 необходимо установить небольшую алюминиевую пластинку через изоляционные втулки и прокладки. После установки теплоотвода нужно проверить сопротивление между фланцами ключей и радиатором, сопротивление должно быть бесконечным.

Фильтр низких частот

Активный фильтр НЧ собран на сдвоенном операционном усилителе (ОУ) широкого применения NJM4558D. Нет необходимости в автомобильном усилителе сабвуфера применять дорогостоящие малошумящие ОУ.

Фильтр низкой частоты (ФНЧ) для сабвуфера

Напряжение питания ФНЧ однополярное, поэтому он запитан от одного плеча преобразователя. Ограничительный резистор R8 и стабилитрон VD1 стабилизируют напряжение на уровне +15В. Резистор R8 может быть мощностью 0.25Вт, так как на нем рассеивается малое количество мощности (на плате я установил резистор 2Вт – ошибочно).

Канал U1.1 включен в инвертирующем режиме с ООС. На неинвертирующий вход подано напряжение смещения, равное половине напряжения питания (+15В), тем самым давая возможность работать, как с отрицательной полуволной, так и положительной полуволной.

Читайте также:
Переделываем или тюнингуем звук своего клаксона

Коэффициент усиления фильтра равен 3. Частота среза ФНЧ находится в районе 60Гц. Ток потребления NJM4558D всего 3.5мА.

Для увеличения частоты среза необходимо уменьшить одновременно емкости C4, C6 и C8.

Резистором R11 можно установить необходимую амплитуду сигнала, поступающего на вход усилителя мощности звуковой частоты. Также он частично изменяет частоту среза, так как совместно с конденсатором C8 образует ФНЧ.

Усилитель мощности звуковой частоты

В качестве УНЧ применена схема усилителя Дорофеева. Про его сборку я подробно писал в статье «Качественный усилитель класса B».

Усилитель Дорофеева для сабвуфера

Все номиналы компонентов представлены на схеме, дефицитных элементов в ней нет. Резистор R11 мощностью 1Вт, остальные резисторы мощностью 0.25Вт.

Неполярные конденсаторы могут быть керамическими, разницы в качестве звука при прослушивании вы не увидите, тем более в автомобиле и на низких частотах.

При замене транзисторов на аналоги, обязательно проверяйте расположение выводов, так например транзисторные пары TIP42-TIP41 и КТ818-КТ819 по параметрам могут заменять друг друга, но имеют разную цоколевку.

Транзисторы необходимо установить на радиатор через изоляционные прокладки и втулки. Площадь теплоотвода должна быть 600см 2 . Для проверки я использовал алюминиевую пластинку с площадью охлаждаемой поверхности 70см 2 .

Сабвуфер для машины

Сабвуфер для авто

Печатная плата

Печатная плата автомобильного сабвуфера разведена известным в сети радиолюбителем под ником DTS.

Печатная плата кому-то может показаться неудобной, но DTS разводил ее под свои нужды, параметры и габариты. В любом случае, можно развести свой вариант. Я лично использовал печатную плату от DTS, мне нравится ее компоновка и размеры.

Хочу заметить, что плата имеет множество перемычек, поэтому будьте внимательны при повторении схемы, не забывайте их впаять.

После монтажа обязательно нужно смыть остатки флюса (канифоли).

Печатная плата автомобильного усилителя сабвуфера

Рекомендации по сборке

Сборку автомобильного усилителя сабвуфера необходимо начинать с повышающего преобразователя. Выполнив монтаж компонентов, необходимо проверить его, нагрузив выход резистором с сопротивлением 50-70Ом.

Убедившись в исправной работе преобразователя, приступаем к сборке фильтра НЧ и усилителя мощности.

Наладка усилителя мощности осуществляется установкой напряжения постоянного тока на базах VT1 и VT2 относительно общей точки (GND) в районе 0.4-0.5В. Более подробно о наладке рассказано в указанной выше статье.

Высококачественный мощный усилитель моноблок

После покупки сабвуферной головки MAGNAT AD300, оказалось, что моего старого усилителя по схеме Чивильча ему явно мало. Поэтому появился замысел создать что-то новое. Новыми критериями стали соответственно высокая выходная мощность и возможность работы на низкоомную нагрузку.

Функционально усилитель состоит из четырех блоков, преобразователя напряжения, блока фильтров, блока защиты и соответственно самого усилителя мощности. Расскажу коротко о каждом из них.

Преобразователь напряжения

Главной частью любого усилителя мощности является источник питания. Понятно, что для получения высокой выходной мощности 12-ти вольт от аккумулятора явно не достаточно. Поэтому в первую очередь нужно создать преобразователь напряжения, который позволит получить двуполярное питание +-60В с мощностью не меньше 400Вт. Порывшись на форуме нашел достаточно простую и относительно хорошую схему.

Схема преобразователя напряжения для УМЗЧ

Мозгом данного преобразователя служит микросхема TL494NC, она создает импульсы заданной частоты. Частоту задают элементы R1 и С8. Дальше эти импульсы попадают на транзисторы VT1, VT2, которые являются управляющими ключами для выходных транзисторов. Поочередно открываясь, выходные транзисторы создают в первичной обмотке переменный ток высокой частоты. Трансформатор повышает напряжение до заданных 60В, дальше ток выпрямляется диодным мостом. Дроссели и конденсаторы сглаживают пульсацию и высокочастотные наводки. Трансформатор намотан на ферритовом кольце склеенному из двух колец размерами 45*28*8 марки НМ2000. Все грани кольца скругляются напильником, потом транс обматывается тряпочной изолентой.

Читайте также:
Твитеры в уголки зеркал – на примере Калина

Трансформатор

Первичная обмотка намотана 10 жилами диаметром 0,8 мм и содержит 2*5 витков. Витки распределяются равномерно по кольцу. На выводах все жилы скручиваются. После первичной обмотки опять слой изоленты. Вторичная обмотка намотана 3 жилами таким же проводом и содержит 2*19 витков.

Трансформатор

Трансформатор

Радиатором для выходных транзисторов служит дюралюминиевая пластинка, толщиною 3-4 мм, длиной около 10 см и высотой около 3см.

Для питания блока фильтров необходимо двуполярное питание +-15В. Реализуется оно при помощи стабилизатора напряжения собранного на транзисторах VT8, VT9 и кренках 7815, 7915. Транзисторы и кренки также имеют маленькие алюминиевые пластинки-радиаторы. Для питания блока защиты сделан отвод из положительного плеча питания усилителя. Падение напряжения реализует двухватный резистор R17.

Включается преобразователь как и сам усилитель с помощью клеммы REM, подавая на нее +12В от магнитолы, замка зажигания или например выключателя. При выключенном усилителе, ток потребления очень мал. На плате, также предусмотрен разъем для подключения вентиляторов охлаждения. Размеры печатной платы 140х105мм.

Усилитель мощности

Схема высококачественного усилителя мощности также взята из форума сайта cxem.net. Данный усилитель здесь зовут “Lanzar”. Схема выбрана за ее высокое качество звука, большую мощность, относительную простоту в настройке, высокий басовый потенциал.

Схема мощного высококачественного усилителя Lanzar

Правильно собранный усилитель работает сразу, настройка сводится к установке тока покоя. Выставляется он подстроечным резистором R15. Сначала выставляют минимальный ток покоя и дают усилителю поработать 15-20 минут на средней мощности. После этого закорачивают вход, отключают акустику и выставляют ток покоя в пределах 50-80 мА. Меряют его по спаду напряжения на резисторах R24 – R27, он должен лежать в пределах 0,22-0,36 В. Напряжение в правом и левом плече может немного отличаться. В схеме желательно использовать пленочные конденсаторы К73- 17 или импортные аналоги, С8, С12, С13 – можно керамику. Выходные и предвыходные транзисторы желательно подбирать попарно, ну хотя бы из одной партии, также попарно желательно отбирать и VT1, VT3 и VT2, VT4. На фото резисторы R1 и R2 на 0,25Вт, позже они были заменены на 2Вт, хотя достаточно резисторов и 0,5Вт. Для транзисторов VT5, VT7 сделан небольшой алюминиевый радиатор. Размеры печатной платы 140х80мм.

Фото собранного усилителя

Блок фильтров и защиты

Так как усилитель для сабвуфера, нужно выделить из общего широкополосного стереосигнала сумованый, узкополосный низкочастотный сигнал. Для этого собранный блок фильтров. Он содержит сумматор, который сумирует стерео сигнал в моно, сабсоник, который отбрасывает инфранизкие частоты, фильтр НЧ, который обрезает диапазон к 300Гц с крутизной 12дБ/окт, регулирующий фильтр НЧ с частотой среза в пределах 35-150Гц и регулятор фазы, который сдвигает фазу сигнала для лучшего согласования с акустикой.

Все конденсаторы в сигнальных цепях пленочные, за исключением С3, С4, С6, С8. В моем случае керамическими являются также шунты С5, С7. Если чувствительности усилителя окажется мало, резисторами R7, R8, R9, R10 можно изменить коэффициент усиления. Повысить его можно увеличением номиналов R9, R10 и уменьшением R7, R8. Схема наведена ниже.

Схема блока фильтров

Блок защиты сохранит сабвуфер при неполадках в усилителе и защитит АС от постоянного напряжения. Также он устраняет щелчки при включении, подключая нагрузку через несколько секунд после включения усилителя. Одним недостатком является то, что схема питается от того же источника питания, что и усилитель мощности, потому при выключении, реле не отключает громкоговоритель сразу, а через несколько секунд, за которые разряжаются конденсаторы блока питания.

Схема блока защиты

Блок защиты и блок фильтров смонтированы на одной печатной плате размерами 185х53мм. Места для стабилитронов VD2, VD3 не предусмотрено, у меня они запаяны в месте подключения питания на плату, хотя думаю можно обойтись и без них, возможно тогда реле будет срабатывать чуть быстрее при выключении.

Читайте также:
Автомобильный аудио усилитель 4 х100 Вт

Конструкция корпуса и монтаж

Усилитель

amp146-10.jpg

Все платы смонтированы на дюралюминиевой пластине толщиной 3мм. К ней также прикручивается радиатор выходных транзисторов. Между радиатором и основой, нанесен слой термопасты, таким образом пластина также играет роль радиатора. Выходные транзисторы прижимаются непосредственно к радиатору, между радиаторами и корпусами транзисторов изоляционная прокладка и слой термопасты.

amp146-11.jpg

amp146-12.jpg

amp146-13.jpg

Боковые стенки сделаны из дубовых планок размерами 230х47х15 мм. С внутренней стороны планок, внизу, сделаны фаски, в которые вставляется основа усилителя. С наружи планкам придался коричневый цвет и покрылись лаком. Передняя и задняя стенки также из дюралюминиевых пластин. На передней панели крепятся входные и выходные клеммы, регуляторы чувствительности, среза частоты и фазы, индикатор включения, а также куллер. На задней панели крепится еще один куллер, а также сделаны отверстия для циркуляции воздуха. Клеммы питания также на задней панели. Передний куллер работает на вдув холодного воздуха снаружи-внутрь корпуса, непосредственно на радиатор. Задний на вытяжку горячего воздуха из корпуса. Охлаждения в осеннюю пору хватает, летом испытания еще не проводились, все же перегрев на высокой мощности не исключаю. Поэтому при повторении конструкции советовал бы чуть увеличить размеры радиаторов.

amp146-14.jpg

amp146-15.jpg

Верхняя крышка сделана из ламинируемого МДФ, ее толщина 3-4мм, сверху черная краска и лак.

amp146-16.jpg

amp146-17.jpg

Звучит усилитель замечательно, мощно, напористо, чуствуется запас мощности, бас плотный и глубокий.

Ниже вы можете скачать печатные платы в формате LAY

Автор: Корчинский Александр
E-Mail: Sashakorch [собака] mail.ru
Последние дополнения: 19.03.2011

Моноблок для сабвуфера своими руками

Наверно, уже утомили многочисленные посты про стелсы, короба, подиумы и прочее, и я хочу вам рассказать как можно своими руками собрать усилитель для сабвуфера.

Есть у меня саб на двух 12-ти дюймовых динамиках, и 300 ваттного усилителя ему явно не хватает для того, чтобы показать на что он способен. Решено было собрать новый усилитель с определенными характеристиками.

Требования:

1. Минимальные габариты, чтобы помещался под сиденьем.
2. Класс D — экономичность, малый нагрев.
3. 800w RMS 4 Ohm — для двух 8ми омных динамиков по 400w
4. Сабсоник 30Hz 12dB/oct — для исключения превышения x-max.
5. LPF 60-155Hz 24dB/oct, для исключение локализации саба.
6. Никаких бассбустов, переключения фаз и прочих ненужных функций.

Сначала ищем нужные схемы и печатные платы. Нашел плату преобразователя напряжения с самой грамотной разводкой. В качестве усилителя был выбран мною уже проверенный “палник королькова” класса D.

Моноблок для сабвуфера своими руками

Мотаем трансформатор на кольце PC40 первичка 3+3 витка, вторичка 20+20.

Снимок21

ок22

Поверх мотаем вотричку:

Моноблок для сабвуфера

Собираем преобразователь напряжения:

преобразователь в сборе

24

Обратная сторона, по два irf3205 в плечо

Снимок25

Тестируем: подключаемые 2 аккумулятора и зарядник, в качестве нагрузки- утюг и обогреватель в параллель общим сопротивление 20 Ом . При просадах 11.6в преобразователь на нагрузке выдал 128в
(-+64в), итого: 128*128/20=820ватт, довольно неплохо, холостой ход +-85в. Но больше нагрузку побоялся цеплять. так как идёт сильный просад аккумов, за 10 секунд просаживаются до 11 вольт.

Снимок26

Собираем плату самого усилителя:

Моноблок для сабвуфера своими руками

Раскачивают мощные полевики irfp250n

Моноблок для саба

Первое включение через резисторы в питании, чтобы не бабахнуло, нагрузка — мощный про саб))

фильтр для усилителя

Рассчитываем в программе Microcap фильтр, получается вот что:

Моноблок для сабвуфера своими руками

У меня уже была китайская плата, пришлось только заменить номиналы деталей.

Снимок31

Собираем все вместе, проверяем еще раз, корпус сделан из алюминиевых профилей и барабана от старой стиральной машины. . Вот так выглядит после сборки, ничего лишнего.

Читайте также:
Подиумы под динамики СЧ/ВЧ на Лансер 9

ок32

Передняя панель gain и lpf 60-155Hz, RCA

к33

клемники, залазит 16мм

для сабвуфера

Совсем кроха получился)

35

Ставим в машину и даем просраться сабу), питание 16 кв.мм, масса с кузова, просады не сильные

Подключаем в машине, и кладем под сиденье,

После старого уся разница ощутима теперь грудак пробивает не по-детски, из-за низкого внутреннего сопротивления преобразователя демпфирование отличное, импульсы отрабатывает хорошо. К сожалению номинальную мощность не стал замерять, так как нету мощного резистора 4 ом, а динамики жалко. Но судя по пикам, напряжение на выходе поднимается выше 60в, а это уже больше 800 ватт. Через получаса работы на большой громкости корпус нагрелся совсем немного. Усилитель почти готов, не хватает только защиты( от постоянки на выходе и перегрева).
На детали и алюминиевую трубу ушло чуть больше 1500р, терпение бесценно. Всем добра!

Мощный сабвуферный усилитель своими руками

Усилители мощности

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. Вообще, схема ланзара нашла широкое распространение в сети, все чаще и чаще люди повторяют эту конструкцию, за высокие показатели и сравнительно простую и дешевую сборку, схему стали использовать в промышленной аудио аппаратуре.

Ланзар реализован на 13-и транзисторах, схема полностью симметрична.
Выходной каскад усилителя работает в классе АВ, минимальный коэффициент нелинейных искажений позволяет отнести усилитель к разряду хай-фай (Hi-Fi). Такой усилитель отлично подходит и для мощных широкополосных акустических систем, но из-за сравнительно простой схематической развязки и большой выходной мощности, усилитель часто повторяют именно для питания довольно мощных сабвуферных головок.

Пиковая выходная мощность этого усилителя составляет 390 ватт на нагрузку 4 Ом, но усилитель прекрасно работает и под низкоомные нагрузки вплоть до 2-х Ом.

Мощный сабвуферный усилитель своими руками Мощный сабвуферный усилитель своими руками фото

В архиве есть полностью рабочая печатная плата для этого усилителя.

Сборка начинается с травления печатной платы. Для травления я использую раствор перекиси водорода (3-х процентный раствор, который продают в аптеках, бутылки по 100мг), лимонной кислоты и поваренной соли. Плата травится максимум за час, после чего нужно смыть тонер и сверлить отверстия.

Монтаж начинают с установки мелких компонентов – резисторов, стабилитронов и керамических конденсаторов. Советую перед сборкой тщательно проверять все компоненты, даже если они полностью новые. После уже запаиваем маломощные транзисторы дифференциальных каскадов – где формируется начальный звук.

Переходим дальше, запаиваем на плату остальные транзисторы и пленочные конденсаторы.

Мощный сабвуферный усилитель сабвуферный усилитель своими руками

———————– Катушка мотается на оправе с диаметром 10-12 см проводом 0,8 мм и содержит 10-12 витков, катушку можно даже убрать, на звук это никак не повлияет.

Входной конденсатор обязательно пленочный, емкость можно подобрать в районах 1-4.7мкФ, поскольку усилитель изначально предназначен для сабвуфера, а увеличением емкости этого конденсатора можно добиться наилучшего воспроизведения низких частот (басс).

 усилитель своими руками

После полного монтажа всех компонентов смываем канифоль с обратной стороны платы. НЕЛЬЗЯ использовать всевозможные флюсы для пайки с неизвестным содержанием, поскольку они часто делают на кислотной основе, и именно из-за флюса можно спалить всю схему. Силовые дорожки усиливаем оловом, во избежания от их перегорания.

Все дорожки платы перед монтажом желательно залудить, поскольку медь рано или поздно окисляется, а слой олова образует дополнительную защиту.

Мощный усилитель своими руками

Тщательно проверяйте правильность подключения транзисторов, электролитов и стабилитронов, во избежания проблем следует использовать только те транзисторы, которые указаны в схеме, особенно если вы новичок или собираете схему ланзара в первый раз. Стабилитроны при неправильном подключении не будут стабилизировать напряжение, а станут работать как диод и начнутся неполадки, дым, взрыв…

Читайте также:
Фильтр для сабвуфера своими руками

После проверки правильности подключения всех компонентов усилитель можно запустить.
Ланзар, как и любая другая мощная схема УНЧ питается от двухполярного источника напряжения. Номинал входного напряжения может быть от двухполярного 25/30 до 75 Вольт, но запустить на максимуме не советую, поэтому питание +/-50 Вольт самый подходящий номинал входного питания.

Мощный сабвуферный усилитель своими руками схема

—————————- Для начального запуска схемы нужно иметь под рукой блок питания на указанное напряжение, мощность блока 100 ватт (хотя для запуска усилителя на полную мощность нужен блок питания с мощностью 300-400 ватт.

Трансформатор подключают в сеть 220 Вольт через лампу накаливания 220 Вольт 100-150 ватт. Лампа служит дополнительной страховкой, при неполадках спалите меньше компонентов. Следует учесть, что для нормальной работы усилителя мощности после диодного выпрямителя нужен хороший блок конденсаторов, суммарная емкость всех конденсаторов в одном плече должна быть 10000-30000мкФ, напряжение конденсаторов желательно 100 Вольт (с двойным запасом).

Ограничительные резисторы для запитки дифференциального каскада подбираем исходя от напряжения питания по таблице, приведенной ниже.

Питание ±70 В – 3,3 кОм…3,9 кОм
Питание ±60 В – 2,7 кОм…3,3 кОм
Питание ±50 В – 2,2 кОм…2,7 кОм
Питание ±40 В – 1,5 кОм…2,2 кОм
Питание ±30 В – 1,0 кОм…1,5 кОм

Ограничительные резисторы подобрать с мощностью 1-2 ватт.
Первый запуск усилителя делаем с ЗАКОРОЧЕННЫМ НА ЗЕМЛЮ ВХОДОМ, не путайте землю с минусом! – земля, это средняя точка от трансформатора.

Снимок9

Для начала нет необходимости теплоотводов для оконечников. Подключаем трансформатор в сеть 220 Вольт, если нет никаких хлопков и спецэффектов, то вырубаем питание и на ощупь проверяем тепловыделение на полевых ключах, если ничего не чувствуется, значит отпаиваем вход от земли и подаем музыку, для начала от мобильного телефона. Включаем усилитель снова, если музыка играет, значит все ок.
Для максимальной мощности на вход нужно подавать сигнал от более мощного источника звука, автомагнитола как раз является таким источником.

Снимок10

Дальше можно прикрутить теплоотвод. ВНИМАНИЕ теплоотвод не должен замыкаться с транзисторами выходного каскада!

Включаем усилитель под музыку на 10-25 минут при 40% громкости, затем пора настроить ток покоя выходного каскада, для этого прикреплена фотография.

Снимок11

Мощный сабвуферный усилитель своими руками плата

Снимок1

Таким образом, мы закончили сборку усилителя, можно радоваться, поскольку усилитель такого рода стоит немало денег, в конце концов купить одно дело, а сделать свой собственный усилитель своими руками – совсем другое.

Простой самодельный усилитель для сабвуфера

Моноблочный усилитель

Из той статьи вы узнаете о том, как сделать усилитель для автомобильного сабвуфера средней мощности.

Простой самодельный усилитель для сабвуфера

Вся конструкция реализована на одной компактной печатной плате. По своей сути это законченный моноблок, который состоит из трех отдельных частей:

  1. Усилитель мощности низкой частоты.
  2. Фильтр низких частот.
  3. Преобразователь напряжения.

Усилитель мощности является одноканальным. В его основе лежит ультралегендарная микросхема TDA7294.

TDA7294V

Обвязка для этой микросхемы

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.

Схема

В его основе лежит дешевая и популярная микросхема BA4558, которая представляет собой сдвоенный операционный усилитель. Этот компонент широко применяется в аудиотехнике.
Фильтр запитывается однополярным напряжением порядка 15 В. Для гашения тока установлен резистор мощностью 2 Вт.

 Резистор в цепи питания

Также задействован стабилизатор напряжения, состоящий из 15-вольтового стабилитрона и сглаживающего электролитического конденсатора.

электролитом

Микросхему можно установить на DIP-8, но следует помнить, что в условиях постоянной тряски и вибраций в автомобиле она может вылететь из посадочного места.
В схеме используется пассивный сумматор, который объединяет сигналы двух каналов перед входом в фильтр.

Читайте также:
Сумматор или активный фильтр для сабвуфера

пассивный сумматор

Преобразователь напряжения нужен обязательно, поскольку напряжение в бортовой сети автомобиля всего 12 В, а усилитель нуждается в двухполярном источнике повышенного напряжения, а точнее, двухполярные 30-35 В. Больше подавать не рекомендуется – это может плохо кончиться для микросхемы, хотя по документации верхний предел питающих напряжений до 40 В.
Мощность усилителя составляет 100 Вт. Для кого-то этого мало, а кому-то в самый раз. Но одно можно сказать точно – такой усилитель способен раскачать такие головки, как 70ГДН. Как правило, именно эту головку используют автолюбители для постройки самодельного сабвуфера.
Подробнее о преобразователе напряжения.
Именно по причине его наличия многие радиолюбители боятся собирать автомобильные усилители высокой мощности.

инвертор

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.

драйвер на транзисторах

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.

работа

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.

usilitel-dla-saba-10

Сердечник трансформатора фирмы Epcos (N87), с которого можно выкачивать около 200 Вт мощности. Расчет трансформатора производился по программе ExcellentIT.

Расчет трансформатора

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.

Холостой ход

Генератор был настроен на частоту около 168 кГц, поскольку сердечник очень хороший, и никаких проблем не возникло. Но в случае использования советских сердечников марки 2000НМ и т. п. не рекомендуется поднимать частоту выше 60 кГц.
Выходные диоды из серии UF5408. Это ультрабыстрые диоды на 3 А. При максимальной мощности греются, но не перегреваются.
Дроссели на входе и на выходе извлечены из БП компьютера, но можно и заменить перемычкой – это не критично.

Дроссели

К сожалению, сглаживающие конденсаторы для выходной части необходимой емкости найти не удалось. Поэтому емкости в плечах отличаются на пару сотен микрофарад.
Моноблочный усилитель такого типа можно встроить в любой пассивный сабвуфер. Только следует помнить о теплоотводе.

Моноблочный усилитель

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.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: