Усилитель класса d для авто своими руками

Подборка плат усилителей класса D с хорошим звуком для сборки своего усилителя мощности

Хочется самому собрать усилитель мощности для домашней акустики с достойным звуком, но не знаете на каком варианте остановится? На современном, класса D с высокой эффективностью. Почти все известные HiFi бренды ставят такие модули в свои аппараты.

Класс D давно уже применялся в портативной и концертной технике, где нужна высокая эффективность и малое выделение тепла. Но теперь, усилители класса D активно внедряются в HiFi компоненты. Оно и понятно, аудиотехника становится меньше, огромные сетевые трансформаторы и радиаторы охлаждения уже не вписать в lifestyle корпуса усилителей.

И инженеры постоянно работают над совершенствованием технологии цифровых ШИМ усилителей. Качество звука современных решений очень высокое, от детских болячек класса D давно избавились.

А инновации и новые технологии постепенно попадают в Китай, а потом, мы можем их купить.

Рассмотрим известные варианты плат современных ШИМ усилителей на площадке AliExpress.

MERUS MA12070

Открывает подборку плата усилителя на высокоэффективном чипе MERUS MA12070 от Infineon Technologies. Его изюминка в запатентованной технологии многоуровневой коммутации и отсутствие выходных фильтров.

Максимальная мощность 2 × 80 Вт на 4 Ом, но ее легко сконфигурировать под свои нужды Power Mode Profile (1х80 Вт + 2х40 Вт), 4,0 (4х40 Вт), 1,0 (1х160 Вт)) встроенным переключателем. Питание платы: до 26 В DC. Размеры: 80х60 мм.

В этом лоте есть несколько вариантов подключения платы:

Можно гибко сконфигурировать свой DIY аудио проект.

Источник

Усилитель-моноблок своими руками.

Построение моноблока для саба.
Участников группы, 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 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 разводкой. В качестве усилителя был выбран мною уже проверенный «палник королькова» класса D. Мотаем трансформатор на кольце PC40 первичка 3+3 витка, вторичка 20+20.

Поверх мотаем вотричку:

Собираем преобразователь напряжения:

Собираем плату самого усилителя:

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

Рассчитываем в программе Microcap фильтр, получается вот что:

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

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

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!

Источник

Усилитель мощности класса D на базе IRS2092 [2021]

В данной статье речь пойдет об опыте автора в построении усилителя мощности класса D, на базе популярной микросхемы IRS2092 от Infineon. Подробно, принципы работы самой микросхемы в статье освящаться не будут, разобраны лишь основные, моменты которые необходимо знать при повторении.

1. VAA: Положительная шина плавающего питания аналоговой части микросхемы;
2. GND: Плавающая аналоговая земля;
3. IN-: Инвертирующий аналоговый вход;
4. COMP: Вход компаратора (вывод фазовой компенсации);
5. CSD: Вывод для подключения таймингового конденсатора для задания времени отключения;
6. VSS: Отрицательная шина плавающего питания аналоговой части микросхемы;
7. VREF: Вывод с опорным напряжением 5,1 В;
8. OCSET: Вывод для программирования порога токовой защиты нижнего ключа;
9. DT: Вывод для программирования значения мертвого времени;
10. COM: Земля микросхемы и драйвера нижнего уровня;
11. LO: Выход драйвера нижнего уровня;
12. VCC: Вывод питания микросхемы;
13. VS: Плавающая земля драйвера верхнего уровня;
14. HO: Выход драйвера верхнего уровня;
15. VB: Плавающее питание драйвера верхнего уровня;
16. CSH: Вывод для программирования порога токовой защиты верхнего ключа.

Типовая схема включения IRS2092 из официального даташита:

Правильно должно быть так:

Схема автора. Ввиду отсутствия позиционных обозначений на схеме из даташита, разбор схемы усилителя класса D на базе IRS2092, будет производить на примере авторской схемы.

Результирующее сопротивление гасящих резисторов питания аналоговой части рассчитывается по следующей формуле:

Теперь, чтобы найти необходимое значение сопротивления для каждого из резисторов, необходимо полученное результирующее значение умножить на 1,5 (для положительного плеча) или разделить на 1,5 (для отрицательного плеча).

В авторском варианте: I_d5 = 32/12000 = 0,002666 А = 2,6 мА.

Конденсаторы C18 и C13 сглаживают пульсации на входе и на выходе стабилизатора напряжения, соответственно.

Как выше уже упоминалось, IRS2092 имеет возможность ступенчатого задания необходимой продолжительности мертвого времени (оно задается с помощью резисторов R36 и R37). Всего ступеней четыре: 25, 40, 65 и 105 нс. Установленное значение мертвого времени зависит от напряжения на девятом выводе микросхемы DT.

Значение мертвого времени в авторском варианте усилителя выбрано равным 65 нс. Другие значения мертвого времени автор не использовал, хотя в теории, при использовании быстрых ключевых транзисторов IRFB5615, возможно как минимум на одну ступень снизить значение мертвого времени, что может положительно сказаться на уровне всех видов искажений.

Ниже приведена таблица, где указана максимальная выходная мощность, среднее и амплитудное значение выходного тока, в зависимости от напряжения питания усилителя и сопротивления нагрузки:

Указанные значения выходной мощности справедливы при использовании достаточно мощного, стабилизированного источника питания. При использовании не стабилизированного источника питания, фактическое значение выходной мощности будет ниже.

Говоря о выходном фильтре, невозможно не вспомнить об остатке несущей частоты на выходе усилителя. Остаточная величина несущей частоты зависит от номиналов выходного фильтра и от самого значения несущей частоты. В авторском варианте усилителя, с авторскими номиналами элементов выходного фильтра, зависимость остаточной величины несущей от ее частоты, выглядит следующим образом:

(Остаток несущей на выходе авторского варианта усилителя, несущая частота 350 кГц)

Некоторое спектрограммы нелинейных искажений:

(Спектрограмма нелинейных искажений, нагрузка 4 Ом, выходная мощность 16 Вт)

(Спектрограмма нелинейных искажений, нагрузка 8 Ом, выходная мощность 8 Вт)

Некоторые спектрограммы интермодуляционных искажений:

(Спектрограмма интермодуляционных искажений, нагрузка 4 Ом, выходная мощность 16 Вт)

(Спектрограмма интермодуляционных искажений, нагрузка 8 Ом, выходная мощность 8 Вт)

Максимальная выходная мощность на нагрузку 4 Ом (резистор) = 155 Вт;
(Напряжение питания при этом просело с +/- 46 до +/- 42 В).

Такой же эксперимент был проведен при большем значении выходной мощности усилителя (130 Вт), результат получился следующий:

Стоит уточнить, что искажения измерялись на частоте 1 кГц. Зависимость нелинейных и интермодуляционных искажений от значения несущей частоты, будет гораздо боле выражена на более высоких частотах.

Синусоидальный сигнала на выходе усилителя. Далее будут показаны осциллограммы синусоиды различной частоты на выходе усилителя.

(Частота 1 кГц, нагрузка 4 Ом)

(Частота 3 кГц, нагрузка 4 Ом)

(Частота 5 кГц, нагрузка 4 Ом)

(Частота 10 кГц, нагрузка 4 Ом)

(Частота 20 кГц, нагрузка 4 Ом)

Начиная с частоты 5 кГц, становится отчетливо видна дискретность выходного сигнала и некоторые паразитные выбросы. Однако, боятся этого не стоит, поскольку ни один динамик, в силу своей механической инерционности не сможет воспроизвести сигнал в том виде, в котором вы видите это на экране осциллографа. Из-за той же инерционности динамика, форма сигнала будет сглажена и вы услышите самый обычный, привычный синус или другой сигнал.

Немного фотографий авторского варианта усилителя.

И в завершении статьи, выражаю благодарность Антону Наймушину и Илье Симонюку, за безвозмездном предоставленные автору радиоэлементы!

Источник

Малыш класса D для шириков своими рукам из комплектующих с Алиэкспресс

Вот такой получился малыш класса D для шириков. Честные 50 Ватт на канал среднеквадратичной мощности

Есть у меня тяга к миниатюрным устройствам. Еще в школе увлекался паянием приемников в спичечном коробке.
В нынешней системе в машине изначально применил очень компактные и достаточно мощные усилители класса АВ марки ACV серии MX.
За последние годы появилась масса усилителей класса D по параметрам не уступающих и даже превосходящих АВ, при этом с высоким КПД и небольшими габаритами. Углубляться в сравнение классов не буду, ибо это тема отдельного холивара без победителей.
Короче, заклинило меня на классе D. Первым шагом было приобретение на вторичке очень мощного и миниатюрного SWAT PDA 4.175. Мостами пустил его на Вархеды URAL (Урал) AS-W165MB.
Результат был ощутимый. Тяжелые Вархеды заиграли быстрее и хлестче. Оно и понятно, демпинг-фактор (иными словами контроль) класса D на порядки выше, чем у АВ.
Возникла мысль попробовать и на шириках клас D.
Да и руки чесались попаять-покрутить.
Почитал обзоры, форумы, посмотрел даташиты и для начала выбрал TPA3118 или TPA3116. Заводской даташит легко гуглится. Цитировать его нет смысла.
Нашел реально за сущие копейки на Али такие платы

И повышающий преобразователь для питания

И что бы совсем все было красиво, корпус из аллюминия

Плюсом заказал кучу мелочевки: переменники на 50кОм, коннекторы, стоечки, винтики, гаечки.
Посылки пришли одновременно и очень бысторо.

Первые впечатления. Восторги и огорчения.
Подключил на столе. Плату DC-DC запитал от внешнего блока питания 12В 30А, на выходе для начала выставил 19В. Нагрузил на 4 Омный центральный канал от домашнего кинотеатра. Звук с компа, звуковая карта Acus Xonar D1. И офигел от звука. Реально кристально чистый. В записях проявились неведомые ранее мельчайшие детали. Однако, как и писали на форумах, усилитель шумел. Причем, уровень шума зависел от положения входного регулятора чувствительности. В средней части — особо шумно. Способ решения был уже известен: зашунтировать вход резистором около 10 кОм и уменьшить общий коэффициент усиления до 26 дБ. По умолчанию он выставлен максимальным — 32 дБ.
А пока решил поднять напряжение до 24В (максимальное 26В).
Иииии… Упсссс… Искры и дымок из одного смд конденсатора на одной плате и следом на второй. Красота… Восторг и шок…
Недолго музыка играла…
Ан, нет! Музыка продолжала играть))))
Короче пробило смд не электролиты шунтирующие питание. Заменил их простыми, припаяв к выводам электролитов, шунтирующих питание.
Заодно припаял 10 кОм параллельно входу, поменял резисторы определяющие коэффициент усиления и на точки Mute припаял конденсатор 10,0 мкФх25В для небольшой задержки включения после подачи питания.
Ниже все в картинках.

Включение от АСС сделал просто. Транзисторный ключ управляет реле по появлению-пропаданию АСС. На входе ключа RC цепь дает задержку включения примерно 1,5 сек при появлении АСС и задержку отключения менее 0,5 сек при пропадании АСС.

Пошла сборка в корпус.
Выбрал слишком тонкий по высоте корпус при покупке. Пришлось убрать радиаторы на плате DC-DC, а силовые элементы вынести на проводах и прикрутить на дно корпуса.
На входе цепи питания +12В поставил дроссель индуктивностью 0,2мГ. Выдрал из компового блока питания.
При сборке использовались особые аудиофильские секреты)))
Входные коннекторы RCA покрыты восточной позолотой из золота, полученного ускоглазыми алхимиками по секретной рецептуре. Соединения от входных коннекторов то входов плат выполнены витой парой из бескислородной медной моножилы.
Все на фото.

В итоге. Ничего не шумит. Играет кристально чисто и детально.
Я более, чем доволен.
Всем мира, добра!
Возможно мой опыт по самостоятельной сборке АЗ компонента даст кому то толчок для творчества.

Источник