4 канальный усилитель для авто своими руками
Автомобильный аудио усилитель 4 х100 Вт
Представлен 400Вт-ный усилитель мощности автомобиля на основе двухтактного преобразователя, собранного на ШИМ-контроллере TL494 (KA7500). Его мощности хватит для 4-х усилителей на TDA7294.
Три трехзначных индикатора на передней панели показывает фактическое напряжение батареи, температуру, а также предполагаемую мощность (эта часть не описана в данной статье).
Двухтактный преобразователь
Здесь использован очень хороший и проверенный набор-конструктор AVT2732, где включены все защиты по напряжению и току. Преобразователь основан на TL494 (KA7500), он работает на частоте 30 кГц, и управляет двумя полевыми транзисторами IRFP064N.
К сожалению, они имеют большую емкость затвора, поэтому необходимо использовать эмиттерный повторитель – в данном случае две пары BD139 и BD140. В качестве выпрямительных диодов использованы сверх быстрые FES16. Конденсаторы для сглаживания пульсаций 4x 4700 мкФ.
Защита от превышения напряжения заботится о безопасности усилителя мощности – ШИМ-контроллер отключится, если напряжение превысит 15В на входе (преобразователь не имеет стабилизации напряжения). Защита от понижения напряжения заботиться о разряде аккумулятора автомобиля – ШИМ-контроллер отключится, если напряжение упадет до 9В.
Токовая защита заботиться о ключевых транзисторах и общей безопасности всей цепи. Это очень хороший, простой и надежный способ – если транзисторы перегружены, то на входе компаратора IN + мы получим более высокое напряжение.
Это измеряется простой схемой, состоящей из диода 1N4148 и RC-фильтра (10K, 10n). На IN- мы можем настроить требуемое напряжение сравнения потенциометром PR1 и если напряжение на IN + превышает его то, ШИМ-контроллер отключится. Зеленый диод означает нормальную работу, красный диод означает, что одна из защит отключила контроллер.
Для перезапуска надо выключить, а затем включить питание схемы. Схема плавного включения позволяет медленно запускать конвертер и заряжать большую емкость на выходе. Преобразователь питается от цепи REMOTE, и потребляет не более 50 мА.
Намотан трансформатор на ферритовым сердечнике TX42 (TX42 / 13/26) с ом 3C90, намотан медным проводом 0,7 мм. Первичная обмотка: 4 витка по 20 проводов.
Вторичная: 11 витков по 6 проводов. Это конфигурация позволяет получить + /-40V из входного напряжения 14,5В.
Я не использовал стабилизацию напряжения для + /-40В т.к. это безопасное напряжение для работы TDA7294. Во время работы, это напряжение снизится до примерно +/-30V, которое идеально подходит для работы с 4 Ом нагрузкой.
Усилитель мощности
4 микросхемы TDA7294 включены по их типовой схеме в спецификации. Теоретически, выходная мощность каждого из них 100Вт …
Я сделал несколько измерений и получил мощность 85Вт от каждого канала усилителя с коэффициентом искажений 1%. Цепи по входам MUTE и ST-BY изменены – см рис.17
в спецификации – и постоянно подключены к + V через диод 1N1418.
Чипы соединены попарно по линиям ST-BY и MUTE, таким образом, они управляются тоже парами: каналы А + B и C + D. Это важно, потому что эти каналы могут работать по обычной или мостовой схеме – и это хорошо, если их можно включить / отключить одновременно.
Рядом со входными разъемами есть перемычки для выбора обычного или мостового включения. Для мостового включения А+ B и C + D, входной сигнал подключают только к А и С, а в каналах В и D надо вставить 2 перемычки, там где написано “bridge А+B ”или “bridge C+D ”- одну перемычку туда, где до этого был вход, а вторую на соседний контакт, который соединяет инвертированный сигнал от 1-го канала ко входу 2-го.
Теперь оба канала работают по мостовой схеме, не забудьте подключить динамики правильно.
На печатной плате конструкции предусмотрен дополнительный фильтр нижних частот, с частотой среза примерно 80 Гц.
Вы можете использовать его по своему желанию, например, подключить его, до мостовых каналов, чтобы получить хорошую мощность на выходе сабвуфера. Фильтр питается симметричным напряжением +/-12В, стабилизированным диодами Зенера.
Схема, печатки и всё остальное в архиве скачать…
И ещё хочу отметить один момент, если вы решили купить новый автомобиль, то хочу порекомендовать KIA. Заходите на официальный сайт KIA и выбирайте себе авто, весь ряд у вас перед глазами, комплектации и цены, тест-драйв и многое другое.
4-х канальный усилитель мощности своими руками
Переделка усилителя «ОДИССЕЙ»
Был у меня подходящий корпус от «вечно не работающего» усилителя «ОДИССЕЙ-У-010», постоянно сгорающие выходные транзисторы КТ819ГМ как в усилителе, так и в таком же капризном стабилизаторе напряжения, да ещё и ко всему прочему не малый вес усилителя!
Решил я его переделать и … п редставляю вам новый 4-х канальный усилитель 4 по 45 Ватт на выходе!
Подробнее о переделке усилителя
Удалил я из корпуса:
В это освободившееся место установил компьютерный БП на 350 Ватт.
Переднюю кнопку на корпусе усилителя задействовал родными проводами в трубке пхв, запараллелил с выключателем сзади.
Заменил передний светодиод на включение с красного (зачем КРАСНЫЙ не понятно?) на зеленый. Гасящий резистор (стоит около диода) МЛТ-1 Вт 4,7 кОм заменил на один из резисторов с нагрузки МЛТ-2 2,2кОм с конденсаторов фильтра 2-х по 15 000 мкф. Один из конденсаторов развернул, что бы соединить их параллельно получив на выходе 30 000 мкф.
Лишние провода с блока питания: +5,-12,+3,3 и другие обрезал, сигнал на включения БП (зеленый провод) закоротил на плате перемычкой на массу, что бы сразу включался при подаче питающей сети.
После сборки оказалось, что вентилятор БП засасывает воздух с шумом, как заправский пылесос. Так как БП всегда находится в холодном режиме смело переключил его на +5 вольт — и тише и больше проработает 🙂
Все соединения в усилителе — только пайка!
Сам усилитель — штатный автомобильный усилитель (который можно легко найти в гараже или купить на авто разборке), я использовал усилитель Matsushita 86280-44010 распиновка на фото, ниже:
Входную колодку под тюльпаны снял со старого dvd-плеера, в задней планке просверлил 6 отверстий, диаметром 10 мм под тюльпаны. Для разметки: чертишь прямоугольник со сторонами 14 мм х 28 мм, затем его делишь на два квадрата (со сторонами 14 х 14 мм).
В центре них просверлить по 1 отверстию, диаметром 4 мм под крепление планки с тюльпанами. По углам этих квадратов просверлить отверстия 10 мм под сами тюльпаны.
В итоге получился в 3-4 раза легче линейный усилитель на 4 канала, которому не нужны в принципе регулировки, так как я его использую с компьютером и все нужные настройки удобнее делать на расстоянии с компьютера.
Ко всему остался внешний «шарм» Советской электроники! 🙂
4 канальный усилитель для авто своими руками
Прежде, чем начну свою статью, хочу сказать, если у вас крепкие нервы, куча свободного времени, определенных навыков в электронике, любите слушать в машине очень громкую музыку, мощный бас и готовы потратить на такой проект немало денег, то эта статья именно для вас!
Идея о создании усилителя повышенной мощности была давно, но из-за отсутствия времени и финансов, проект откладывался. И вот лето. каникулы. Было решено воплотить идею в реальность и для этого было потрачено ровно 3 месяца, поскольку были большие проблемы с деталями но, не смотря на это, усилительный комплекс был с успехом собран и испытан.
Вышеуказанные микросхемы предназначены для питания фронтальной акустики.Данное решение самое экономичное, для создания усилителя такого рода, с денежными затратами можете ознакомится в конце статьи.
Самая трудная часть в любом усилителе такого рода это преобразователь напряжении, он предназначен для питания усилителя сабвуфера, пожалуй, с него и начнем.
Преобразователь напряжения
На создание у меня ушло ровно две недели.
Генератор импульсов преобразователя напряжения (отныне ПН) построен на традиционной микросхеме TL494. Это двухтактный ШИМ контроллер высокой точности, отечественный аналог 1114ЕУ3/4.
Микросхема в себе не содержит дополнительный усилитель на выходе. Дополнительный каскад построен на маломощных транзисторах, сигнал от них подается на затворы полевых ключей.
Схема известна под названием пуш-пулл или двухтактный преобразователь. Схема не новая, но пришлось изменить некоторые номиналы схемы под свои нужды. На каждом плече стоят два мощных полевика серии IRF3205. Через теплопроводимые прокладки они укреплены на теплоотводы, которые были сняты из компьютерных БП
В выпрямительной части использованы диоды КД213А, они как раз для таких целей, поскольку могут работать на частотах 70-100 кГц, а максимальный ток доходит до 10 ампер, в данной схеме диоды в дополнительных теплоотводах не нуждаются, перегрева не замечал.
Реле по питанию использовал 2 штуки по 20 ампер каждая, но желательно поставить реле на 50-60 ампер, поскольку преобразователь тянет немалый ток.В ПН реализована система ремоут контроль (REM), т.е. для включения сабвуфера не нужны мощные переключатели. Подавая плюс на ремоут контроль, мгновенно срабатывают реле, и подается питание преобразователя.
Особо мучился с намоткой трансформатора, поскольку трансформатор был собственной задумки. К сожалению ферритовых колец, я не смог найти, поэтому пришлось идти на альтернативное решение.
На халяву достались несколько компьютерных блоков питания, из них были выпаяны большие трансформаторы.
Половинки феррита приклеены друг к другу намертво, поэтому их нужно греть зажигалкой в течении 30 секунд, затем осторожно вынимать из каркаса. В итоге, с трансформаторов были отмотаны штатные обмотки, а выводы зачищены.
Далее боковая стенка каждого каркаса была отрезана.
В конце каркасы прикреплены друг к другу. В итоге получился один удлиненный каркас, на который можно свободно мотать нужные нам обмотки
Путем опытов было найдено нужное количество витков в первичной обмотке. В итоге первичная обмотка содержит 10 витков (2х5вит) с отводом от середины.
Намотка делалась сразу 5-ю жилами провода 0,8 мм. Сначала по всей длине каркаса мотаются 5 витков, затем обмотку изолируем и поверх мотаем еще 5 витков идентично первой. Обмотки мотаем В ОДИНАКОВОМ НАПРАВЛЕНИИ, например по часовой стрелке.
Включая схему трансформатор не должен издавать «жужжания», транзисторы не должны перегреваться, если преобразователь работает в холостую. На вторичную обмотку подключаем лампу накаливания 12 вольт пару ватт, которая должна загораться почти полным накалом, при этом транзисторы должны быть холодными и только через несколько минут работы можно почувствовать незначительное тепловыделение. Если все нормально, то снимаем пробную обмотку и мотаем на ее место нормальную, которая мотается по тому же принципу, что и первичная.
На сей раз обмотка намотана двумя жилами провода 0,8-1мм и содержит 30 витков ( 2х15вит). Мотаются две идентичные обмотки, каждая по 15 витков и растянута по длине всего каркаса. После намотки первой половины, изолируем обмотку, поверх мотаем вторую. Обмоткифазируются по тому же принципу, что и первичная.
После намотки вторичной обмотки, провода на концах скручиваются и залуживаются. В конечном этапе укрепляются половинки сердечника. На этом трансформатор готов!
ВАЖНО! В преобразователях такого рода (пуш-пулл) между половинками сердечника не должно быть зазора! Даже малейший зазор в доли миллиметра повлечет за собой резкое повышению тока покоя и перегрев полевых транзисторов! Именно из-за неуклюжести я спалил несколько полевых транзисторов. Следите за тем, чтобы половинки феррита как можно сильнее прижимались друг к другу.Такой трансформатор способен обеспечивать нужное напряжение и ток, для питания сабвуферного усилителя.
Запаиваем трансформатор на плату и приступаем к намотке дросселей.
Дросселя
В схеме использовано 3 дросселя. Они предназначены для фильтрации ВЧ шумов и помех, которые могут образоваться на линиях питания.Главный дроссель использован на плюсовой линиипитании преобразователя. Он намотан 4-я жилами провода 0,8 мм. Кольцо использовал те, что в компьютерных блоках питания. Количество витков дросселя 13.
Остальные два дросселя стоят после диодного выпрямителя в ПН, тоже намотаны на кольцах из компьютерных БП и содержат 8 витков 3-я жилами провода 0,8мм.
Честно говоря, не ожидал что получится такой качественный ПН, ток покоя схемы не превышает 200 мА, для такого монстра это нормально, на выходе напряжение +/-63 вольта, уклон незначительный, всего в пол вольта.Максимальная мощность преобразователя позволило бы питать два таких усилителя, но тут он работает с большим запасом.
Усилители на TDA2005, для маломощных головок
Сборка этого блока отняло всего 2 часа. За это время были собраны два идентичных усилителя мощности. Усилители были выбраны как самый дешевый вариант для маломощных АС, их можно использовать для питания АС расположенных на передней доске автомобиля. Каждая микросхема развивает 20-24 ватт мощности и обладает весьма недурным качеством звучания.
Каждая микросхема подключена по мостовой схеме, при стереофоническом подключении одна микросхема способна отдавать до 12 ватт на нагрузку 4 Ом
Микросхемы через изоляционную прокладку установлены на теплоотвод. Громкость настраивается заранее, при помощи регулятора.Сначала планировалась другая плата, по этой и были собраны усилители, затем была придумана общая плата, которая введена в архив проекта.
TDA 7384 для, фронтальной АС
Такие микросхемы используют в автомагнитолах, если лень купить, то можно достать из нерабочих магнитол.
Микросхемы имеют разные независимые друг от друга фильтры, если использовать общий фильтр, то возможны шумы и возбуждения.
Оба усилителя начинают работать при подаче +12вольт от аккумулятора на вывод REM. Усилители были собраны на одной плате, но позже пришлось переставлять блоки, поэтому каждый усилитель был реализован на отдельной плате.
Усилитель сабвуфера
Знаменитая схема Ланзара, полное описание, сборка, схема и настройка описана здесь, поэтому нет нужды рассказывать про этот усилитель. Усилитель полностью собран на транзисторах, обладает очень хорошим качеством звучания и повышенной выходной мощностью. В схеме я сделал некоторые замены и ниже представлена та схема, по которой я собирал, оригинал схемы в той же ветке форума.
Поскольку мне не удалось найти некоторые номиналы схемы, то пришлось делать некоторые замены, в частности эмиттерные резисторы были заменены на 0,39 Ом 5 ватт. Транзистор BD139 заменен на отечественный аналог KT815Г, кроме того заменены маломощные транзисторы дифференциальных каскадов и предвыходных каскадов схемы.
На входе можно убрать электролитические конденсаторы, если входной заменить на 2,2 мкф и более.
Первый запуск усилителя желательно делать с одной парой выходных транзисторов с закороченным на землю входом, чтобы при поломках не спалить транзисторы конечного каскада, они самое дорогое в этом усилителе.
Особое внимание обратите на монтаж схемы, следите за цоколевками транзисторов и правильностью подключения стабилитронов, последние при неправильном подключении работают как диод.Регулятор тока покоя я поставил обычный, никому не советую повторить мою ошибку, лучше поставить многооборотный, им можно точно настроить ток покоя схемы, также удобен для настройки.
Выходной каскад усилителя работает в режиме АВ, это по сути полностьюсимметричная схема, уровень нелинейных искажений сведен к минимуму. Благодаря своим высоким показателям, данный усилитель относится к усилителям категорииHi-Fi, получить 300 ватт на этом усилителе не проблема. Также есть возможность подключать на выходе нагрузку 2 Ом, т.е. можно питать целых два сабвуферные головки, подключая их параллельно.В этом случае нельзя поднимать напряжение усилителя выше 45-50 вольт.
Поднять мощность усилителя, можно добавлением еще одной или двух пар выходных транзисторов, но не забывайте о повышении питания, поскольку выходная мощность усилителя напрямую зависит от питания.
Защита АС
Защита имеет относительно простую схему, содержит 3 активных компонента (транзисторы), реле на 10-20 ампер, остальное мелочи. При включении УМ реле замыкается с небольшой задержкой. Питание на защиту подается от одного плеча преобразователя, через ограничительный резистор 1 килоом, резистор подобрать с мощностью 1-2 ватт.
Блок стабилизации
Двухполярный стабилизатор напряжения, обеспечивает нужное напряжение для питания блока фильтров и индикатора аудио сигнала. Стабилитроны стабилизируют напряжение до 15 вольт.
Этот блок собран на отдельной плате, стабилитроны желательно использовать с мощностью 0,5 ватт
Индикатор уровня звукового сигнала
Особо углубляться в работу схемы не стану, посколькусхема такого индикатора описана в одной из моих
Блок сумматора и ФНЧ
Сборка
После тщательной проверки всех блоков, можно приступить к монтажу.
Корпус от DVD проигрывателя, другого удобного, к сожалению не нашел. На переднюю панель, где раньше располагался дисплей, прикрепил светодиоды индикатора. Все платы прикреплены ко дну усилителя через изолирующие шайбы, которые в свою очередь были сняты с отечественной аппаратуры
Все микросхемы и транзисторы прикручены к теплоотводам через изоляционные прокладки. Желательно использование термопасты, к сожалению, она у нас не продается, но и без нее все не так уж и страшно.
Входныеразъемы усилителей были выпаяны из DVD, в качестве клемм выходов был использованразъем от автомагнитолы.
В моей конструкции использован всего один кулер, он предназначен для охлаждения теплоотводов силовых ключей ПН и TDA7384, сабвуферный усилитель в принудительном охлаждении не нуждается, поскольку для него я подобрал громадный теплоотвод, который практически не греется.
Провода питания каждого усилителей присоединены к общим клеммам питания.REM контроль позволяет в нужный момент отключить любой из усилителей (например, пару TDA 2005) Питание каждого усилителя осуществляется через реле, которые активируются при подаче плюса на вывод REM.
Каждый из усилителей имеет отдельную систему ремоут контроля, которые выведены на контактную платформу с боковой стороны корпуса.
Ящик сабвуфера
Поскольку в магазинах продавали только ламинированные ДСП, а МДФ у нас вообще не встречается, то пришлось выбирать из того, что было. К счастью с материалом повезло. ДСП еще со времен СССР отлично сохранилось на чердаке, толщина 22 мм.
Далее в магазине были приобретены саморезы с длиной 50мм (50 шт.) и белый силиконовый герметик (если есть, купите прозрачный). Ящик был рассчитан с помощью программыWinISD. Объем порядка 83 литра.
Я не могу передать это словами и даже роликом, поскольку это нужно чувствовать, а не слушать. Чувствуется весьобъем ящика, размах головки, мощь и качество Ланзара и все это воплощается в давление на груди. Это словами не описать и только потом начинаешь понимать, что все кругом рушится и разваливается, стакан двигается по столу сам по себе, стекла начинают «вздуваться» от давления. Одним словом в доме все было под «дозой» вибрации.
Далее ящик был покрыт ковролином. Ковролин 120х200мм, хватило для всего ящика.
Специальный клей для ковролина у нас продавался, но банка аэрозоли стоит 25$, поэтому пришлось использовать клей ПВА. Для начала наждачкой обработал ящик, этот процесс отнял у меня 4 часа. На уже надрезанный ковролин наносим клей ПВА. После этого ящик нужно «прокатить» по заранее надрезанному ковролину. Завернули ящик, теперь для того, чтобы клей нормально высох, набиваем по краям мелкие гвозди, затем после высыхания их можно снять или оставить.
После вырезаем отверстияголовкиифазоинвертора.Головка прикрепляется к ящику десяти саморезами, это обеспечивает плотный контакт, никаких добавочных прокладок не нужно.
Выходные контакты ящика, сделаны из разъема для сетевого кабеля компьютерного БП, процесс изготовления понятен из фотографий.
Это альтернативное решение, опять же вызвано дефицитом заводскихразъемов.
Получилось неплохо. Для него было вырезано отдельное отверстие.
С внутренней стороны, после запайки провода, отверстиеразъема было загерметизирована силиконовым герметиком, во избежание свистов и нежелательных шумов.
Итоговые затраты на конструкцию
Итоги
Вот собственно и все. Результатами доволен, очень доволен! Купить подобный усилитель не возможно, аналогичные по мощностью усилители стоят от 400$! Хотя китайские производители предлагают за значительно малые деньги, но качество и надежность. В общем, усилитель получился на трижды ура! Все работает отлично, осталось только купить машину и насладится рукотворным усилком, а усилитель пока будет работать дома, от мощного блока питания на 12 вольт.