Самодельный усилитель для сабвуфера в машину

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

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.

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.

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.

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

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.

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.

Это обычный Push-Pull преобразователь, двухтактный повышающий. Задающий генератор построен на микросхеме TL494.
Дальше стоит небольшой драйвер на транзисторах прямой проводимости. Эта часть разряжает емкость затворов полевых транзисторов после закрытия последних.

Как известно, если к затвору полевого транзистора приложить некоторое напряжение, в данном случае это управляющий импульс, то последний откроется. И если убрать напряжение на затворе, транзистор все равно останется открытым.

Поэтому некоторые схемы дополняются отдельным драйвером, который может вовремя закрыть транзистор. Хотя многие специализированные ШИМ–контроллеры имеют довольно мощный встроенный выходной каскад для этих целей, TL494 не в их числе.
В драйвере модно использовать буквально любые pnp-транзисторы. Отлично подходят и наши КТ3107.
Полевые транзисторы, как всегда, n-канальные – в данном случае IRFZ44, но можно и другие. При подборе транзисторов необходимо обратить внимание на документацию. Расчетное напряжение ключа должно быть не менее 40 В, а сила тока не менее 30 А. Идеальным вариантом станут ключи на 60 В с током на 50-60 А.

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

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.

Читайте также:  Размеры котла для бани из трубы

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.

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.

Усилитель работает в классе A-B, и радиатор нужен довольно большой с учетом мощности. Обязательно изолировать корпуса полевых транзисторов и микросхемы усилителя от радиатора, используя теплопроводящие прокладки и изолирующие шайбы.

Прикрепленные файлы: СКАЧАТЬ

Покупка хорошего усилителя и самого сабвуфера для авто может потянуть на несколько сотен долларов. С другой стороны, если вы имеете хотя бы начальные познания в электронике, можно сделать всё это своими руками. И самый простой вариант автомобильного усилителя для сабвуфера — многократно проверенная схема на УМЗЧ TDA1562.

Вот технические характеристики микросхемы TDA1562:
Напряжение питания – 8..18в;
Пиковое значение выходного тока – 10А;
Ток в режиме покоя – 0,15А;
Сопротивление нагрузки – 4 Ом;
Выходная мощность, при коэффициенте гармоник
-0,03% — 1 Вт
-0,06% — 20 Вт
-0,5% — 55 Вт
-10% — 70 Вт
Коэффициент усиления по напряжению – 26 дБ
Диапазон воспроизводимых частот – 16…20000 Гц
Входное сопротивление – 10 кОм
Цена TDA1562 — примерно 6уе.

Эта микросхема представляет собой УНЧ с вольтдобавкой, суть которой сводится к тому, что при воспроизведении звуковых сигналов, высокая выходная мощность требуется на короткий промежуток времени, а остальное время выходная мощность остается небольшой. Поэтому пока выходная мощность не превышает 18Вт, устройство функционирует как обычный УНЧ с питанием от источника 12В. При превышении выходной мощности 18Вт внутреннее напряжение питания кратковременно повышается при помощи преобразователя в состав которого входят конденсаторы вольтодобавки. Подобное решение позволяет получить на нагрузке большую пиковую мощность при стандартном питании бортовой сети авто — 12В.

Замыканием контактов осуществляется перевод микросхемы из дежурного режима в рабочий и наоборот. Усилитель не рекомендуется подключать к сабвуферам со встроенными фильтрами, содержащие значительные емкости. Микросхема TDA1562 довольно чувствительна к напряжению питания, поэтому не подавайте на неё больше 18В. Усилитель развивает выходную мощность 70Вт на нагрузке 4Ом при питании от однополярного источника напряжением 15В.

Для монтажа микросхемы используйте толстые провода, так как имеет место потребление тока до 10 ампер. Это относится и к проводам идущим к динамику сабвуфера, ведь даже небольшое увеличение сопротивления линии приведёт к потерям мощности.

Микросхему усилителя самодельного сабвуфера необходимо установить на теплоотвод площадью не менее 500 см2. В качестве радиатора можно использовать металлический корпус или шасси авто. Как вариант можно задействовать принудительный обдув микросхемы 12-ти вольтовым кулером от компьютерного БП.

Корпус сабвуфера делаем из ДВП достаточной толщины — чтоб не было дребезга и призвуков. Снаружи обклеиваем его мягкой тканью для вибропоглощения. В качестве разъёмов используем стандартные тюльпаны и пружинящие педальки.

Для индикации режимов сабвуфера служат два светодиода. Зелёный показывает подачу питающего напряжения 12В на схему, а красный сигнализирует о перегрузках и срабатывании защиты в TDA1562

Питание 12В нужно прикрутить винтами — для улучшения контакта и уменьшения потерь. Испытания готового сабвуфера показали, что звук не хуже фирменных сабов среднего ценового диапазона, и вполне возможно собрать своими руками хорошую бас — систему в авто всего за 35уе и два вечера. Материал прислал — in_sane

Обсудить статью САМОДЕЛЬНЫЙ САБВУФЕР

Простейшая схема радиожучка на одном транзисторе, для работы в паре с ФМ приёмником.

При создании акустической системы в автомобиле используются усилительные блоки, позволяющие повысить громкость звучания. Заводское оборудование отличается высокой стоимостью; владелец автомашины может собрать стандартный усилитель для сабвуфера своими руками. Для изготовления изделия необходимы знания в области радиоэлектроники; требуется специальное оборудование для пайки печатных плат и последующей регулировки усилительных блоков.

Требования к устройству

При создании автомобильного усилителя необходимо учитывать количество и назначение колонок, которые будут коммутироваться к устройству. Оборудование рассчитывается на подключение к бортовой сети постоянного тока напряжением 12-14 В. Усилительный блок должен выводить звук высокого качества, быть удобным в монтаже и настройке. Корпус устройства оснащается точками для крепления к декоративным обшивкам багажного отделения.

Пошаговая инструкция

При изготовлении усилительного устройства для авто своими руками необходимо придерживаться последовательности действий:

  1. Собрать блок для конвертации напряжения.
  2. Изготовить усилители для фронтальной акустики и низкочастотного динамика.
  3. Собрать дополнительные компоненты для усиления звука.
  4. Смонтировать устройства в автомобиль и произвести настройку.

Преобразователь напряжения

При сборке усилителя звука своими руками необходимо изготовить блок преобразования напряжения, построенный на основе микросхемы TL494, обеспечивающей частоту на уровне 150 кГц.

Ты водитель автомобиля?! Тогда ты сможешь пройти этот простейший тест и узнать . Перейти к тесту »

Поскольку частотный диапазон превышает рекомендуемое значение, то необходимо применять сердечник трансформатора Epcos N87. Обмотка трансформатора зависит от характеристики сердечника; устройство не должно давать просадки напряжения при коммутации нагрузки мощностью до 120-150 Вт.

Усилители для маломощных головок

Для подачи сигнала на маломощные громкоговорители, расположенные в панели приборов машины, используются устройства на базе микросхемы TDA2005. Чипы коммутируются по мостовой схеме; для каждого динамика применяется отдельный компонент; при одновременной работе в режиме стерео мощность составляет 12 Ватт на канал (при сопротивлении катушки 4 Ом). В конструкции модуля предусматривается радиатор для охлаждения компонентов; уровень звука настраивается при регулировке оборудования на стенде (с помощью резистора с переменным номиналом).

Усилители для фронтальной АС

Если в автомобиле используются мощные фронтальные динамики, то автоусилитель строится на базе микросхемы TDA7384, позволяющей отдавать нагрузку до 40 Вт на канал при сопротивлении катушки репродуктора 4 Ом. В конструкции устройства используются 2 микросхемы, что дает суммарную мощность 320 Вт (8-канальная схема). Каждый контур имеет индивидуальный фильтр; при использовании общего устройства наблюдается возникновение радиочастотных шумов, негативно влияющих на качество звука.

Из-за повышенной мощности увеличивается тепловыделение, поэтому на каждую микросхему необходимо установить алюминиевый или медный радиатор, а также обеспечить циркуляцию воздуха в корпусе устройства. Включение и выключение усилителя производится автоматически по сигналу от магнитолы. Допускается собрать устройство по схеме моноблока (с использованием единой печатной платы), но возможно применить отдельные платы, что позволит компактнее разместить электронные компоненты.

Усилитель сабвуфера

Усилитель для сабвуфера собирается на основе полупроводниковых транзисторов по схеме Ланзара, что позволяет достичь высокого качества звучания при сохранении повышенной мощности на выходе. В конструкции используется регулятор тока покоя, предназначенный для настройки оборудования. Устройство обладает мощностью до 300 Вт, что позволяет подключать 2 низкочастотных динамика, оснащенных катушками сопротивлением по 2 Ом, по параллельной схеме.

Для питания устройства требуется напряжение в пределах 60 В (обеспечивается преобразователем); при установке 2 динамиков параметр снижается до 45 В.

Для повышения мощности на выходе необходимо ввести дополнительные транзисторы в выходной цепи. Одновременно требуется повышать напряжение питания, поскольку от этого напрямую зависит мощность усилителя.

Блок стабилизации

Модуль стабилизации напряжения необходим для подачи питания к фильтрам звуковых частот и индикаторам звукового сигнала. От стабильности напряжения в цепи питания зависит качество обработки звукового сигнала. Устройство собирается на отдельной печатной плате; в конструкции предусматриваются стабилитроны, рассчитанные на поддержание напряжения на уровне 15 В (рекомендуется использовать компоненты мощностью 0,5 Вт).

Помимо стабилизатора, в схеме предусматривается защитный модуль, построенный на основе транзистора и контактного реле, рассчитанного на коммутацию тока силой 15-20 А. Устройство срабатывает в случае повреждения транзисторов в выходном каскаде, предотвращая подачу постоянного напряжения к катушке громкоговорителя. Защитный контур фиксирует момент выхода из строя транзистора; реле размыкается и разрывает цепь, соединяющую усилитель и громкоговорители.

Индикатор уровня звукового сигнала

Индикатор рассчитан на подключение к цепи питания напряжением 15 В; устройство построено на основе 2 микросхем LM324. В конструкции используются постоянные резисторы; для индикации состояния усилительного модуля использованы 8 светодиодов. Устройство устанавливается между преобразователем напряжения и усилительным блоком; в схеме предусмотрен подстроечный резистор, позволяющий скорректировать момент включения контрольной лампы.

Блок сумматора и ФНЧ

Сумматор предназначен для соединения сигналов, передаваемых по 2 каналам в единый поток, который выводится к низкочастотному динамику.

В конструкции устройства имеется фильтр низких частот ФНЧ, удаляющий диапазон ниже 16 Гц и выше 300 Гц.

Также вводятся дополнительные элементы, позволяющие ограничить частотный диапазон в соответствии с характеристиками используемого сабвуфера.

Сборка

Установка усилителя в машину своими руками предусматривает предварительную проверку работоспособности изготовленных блоков, которые затем монтируются в корпус из металла или пластика. Кожух изготавливается самостоятельно, допускается применение корпусов от вышедшей из строя электронной техники (например, старого видеомагнитофона или проигрывателя DVD-дисков). Фронтальная часть кожуха используется для установки контрольных светодиодов и регуляторов; рекомендуется наклеить бирки с указанием назначения органов управления и индикаторов.

Используемые в конструкции микросхемы и транзисторы располагаются в зоне притока холодного воздуха и оборудуются теплоотводами из алюминия или меди. Между электронными компонентами и радиаторами монтируются специальные прокладки; допускается применение кремний-органической теплопроводной пасты. Для улучшения условий охлаждения используется электрический вентилятор (от процессора или блока питания компьютера). Поток воздуха направляется на элементы с наиболее напряженным тепловым режимом работы (например, усилитель для фронтальной акустики).

Корпус сабвуфера

Низкочастотные динамики поставляются заказчикам в готовых корпусах, но существуют модели без внешней оболочки. Для изготовления кожуха потребуется древесностружечная плита или плита МДФ, обладающая повышенной прочностью и устойчивостью к воздействию влаги. Рекомендуется применять материал толщиной не менее 22 мм; для резки используется ножовка с мелкими зубьями, также потребуется инструмент для получения отверстий для корпуса динамика и канала фазоинвертора.

Для расчета параметров ящика используется приложение WinISD; вырезанные панели соединяются винтами длиной 50 мм; линии стыка обрабатываются герметиком на силиконовой основе (для устранения посторонних шумов и свиста при работе). Для обеспечения повышенной прочности необходимо предварительно просверлить отверстия для шурупов, а затем закрутить винты на место. Внешняя поверхность покрывается слоем ковролина, обеспечивающим дополнительную виброизоляцию.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

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

Adblock detector