Усилитель мощности для сабвуфера 200 Вт
Усилитель мощности для сабвуфера 200 Вт HI-FI
Усилитель мощности для сабвуфера 200 Вт HI-FI высокого качества, собран на мощных полевых транзисторах с использованием симметричной топологии и чистым детализированным звуком на выходе.
Представленная здесь принципиальная схема усилителя является усовершенствованным, переработанным вариантом ранее используемой такой же схемы, только без установленных каких бы то ни было защит, имеющую низкий уровень температурной стабильности оконечного каскада. p>
Такие существенные недоработки привели к тому, что ток покоя в выходном тракте менял свои значения в широком диапазоне. На снимке показана принципиальная схема двухсот-ватного усилителя мощности, разработанная с применением MOSFIT транзисторов. Если возникнет желание увеличить выходную мощность аппарата до 400 Вт, тогда нужно будет добавить еще по два транзистора IRFP240 в каждое плечо. Подробнее будет написано ниже.
Усилитель мощности для сабвуфера 200 Вт
Усилитель мощности для сабвуфера с изначальной его схемой была еще одна недоработка, а именно не эффективная температурная стабильность, к тому же ток покоя очень зависел от разницы питающего напряжения. Для устранения этой проблемы был встроен узел выполненный на элементах Q3 постоянного резистора R11 и подстроечного R12, а рабочая точка предварительного тракта усиления теперь выполняется от 15-ти вольтового стабилизатора VD1 через цепь резисторов R5 и R6.
Установка нулевого напряжения и тока покоя на выходе усилителя, значение которого находится в пределах 18-45 мА на каждую пару транзисторов, выполняется переменными резисторами R3 и R12, а на всю схему ток покоя составит примерно 45-100 мА, это вместе с током потребления стабилитронов.
Подача во входную цепь усилителя сигнала слишком большого значения, при котором происходит клипование, то размах амплитуды напряжения на сопротивлении R19 в пиковых значениях может составить 1/2 питания каждого плеча, которое поступает на затворы выходного каскада. Если взять во внимание, что у полевых транзисторов пиковое значение затвор-исток не более 20V, то оконечный каскад скорее всего выйдет из строя. Для предотвращения такой возможности в конструкцию были внесены изменения в виде электронных цепочек R24-VD3 и R25-VD4 в обеих плечах, которые уменьшают напряжение на переходе затвор-исток примерно ~ 7,5v.
Теперь немного насчет того, чтобы усилитель мощности для сабвуфера 200 Вт имел большую мощность. Мы бы не советовали на представленной здесь схеме добавлять выходные транзисторы, самое нормальное количество это две пары, так как в таком варианте повышается емкостная нагрузка на каскад предварительного усиления. В процессе проектирования схемы были изготовлены две печатные платы с неодинаковыми размерами: 120×87мм и 99×80.5мм
Печатная плата усилителя. Размер платы 120 x 87 мм
Печатная плата усилителя. Размер платы 99 мм x 80.5 мм
Эти платы имеют отличие размерами установочных элементов и в незначительной степени есть отличие в схеме. Например, плата на снимке вверху выполнена без установки постоянных резисторов R23′, R26′ номиналом 1,5 кОм, поэтому нужно быть внимательным во время сборки, в первую очередь ориентируйтесь на монтажные схемы. В архиве запакованы все необходимые файлы двух плат в P-CAD 2006, и монтажные карты в превосходном качестве исполнения.
Скачать архив с печатными платами
Биполярные транзисторы Q3 – Q5 расположены на алюминиевом радиаторе в виде пластины толщиной 2 мм и высотой 22 мм. Мощные транзисторы оконечного каскада обязательно должны быть установлены на радиаторе с достаточной площадью рассеивания тепла, с использованием тепло-проводной пасты и прокладки изолирующей транзистор от радиатора.
Здесь представлена таблица с некоторыми цифрами, определяющими соотношения напряжения питания от сопротивления в акустической системе. Music Power (RMS) — это обозначение пиковой мощности на выходе, при коэффициенте искажений THD = 12%, RMS Continuous Output Power — это паспортная мощность на выходе с THD = 0,6%.
Перед первым запуском усилителя, желательно установить в цепи питания гасящие резисторы с номиналом от 47 Ом и мощностью 2 Вт, чтобы избежать негативных последствий в случае имеющихся каких либо ошибок в монтаже и если эти ошибки присутствуют то эти ограничительные сопротивления погасят большой ток, тем самым обезопасят устройство от выхода из строя. Если включение прошло нормально, то эти резисторы можно будет убрать.
Фильтр сабвуфера | AUDIO-CXEM.RU
Фильтр для сабвуфера или как его еще называют- фильтр НЧ предназначен для подавления высоких частот, которые не должны поступать на вход усилителя звука и далее на низкочастотную головку (НЧ динамик, сабвуфер).
У фильтра для сабвуфера есть частота среза. Сигнал, поступающий на вход фильтра, с частотой большей частоты среза, будет затухать. На выходе фильтра сигнал практически будет отсутствовать.
Фильтр сабвуфера, речь о котором пойдет ниже имеет регулируемую частоту среза, что позволяет более точно настроить его.
Кроме того в схеме есть регулировка угла сдвига фаз. Сам по себе фильтр (как и другие фильтры НЧ) сдвигает сигнал на некоторый угол, поэтому если включить сабвуфер и дополнительную акустику (минуя фильтр), тогда сигналы на выходах будут различаться на некоторый угол. Все это можно определить и на слух, НЧ головка и другая акустическая система будут играть асинхронно. Для настройки этой синхронности и нужен регулятор угла сдвига фаз.
Основные технические характеристики фильтра НЧ
Напряжение питания…………………………..+9…15В
Потребление тока……………………………….<10мА
Частота среза…………………………………….50…200Гц
Затухание сигнала (при частоте 1кГц)…….. 40дБ
Схема активного фильтра сабвуфера
Элементы схемы
U1,U2 — TL072, TL082, NE5532
R1-R4 — 47…51 кОм
R5,R6,R9 — 270 кОм
R7,R8 — 220 Ом
R10,R12,R13 — 10 кОм
R11 — 12..13 кОм
RV1 — 30-50 кОм (6 ног)
RV2 — 10 кОм (3 ноги)
C1,C2,C6 — 0.047 мкФ (пленочный)
C3,C4 — 0.022 мкФ (пленочный)
C5,C7 — 0.01 мкФ (пленочный)
C8 — 0.001 мкФ (пленочный)
C9,C10 — 0.1 мкФ (керамический)
C11-C14 — 22 мкФ 16В.
Все резисторы мощностью 0.25Вт.
у всех конденсаторов, за исключением полярных расстояние между выводов 5мм.
Все электролитические конденсаторы напряжением не менее 16В.
Немного слов…
На элементах U1.1 и U1.2 выполнен сумматор, который оптимизирует работу фильтра НЧ при подаче на его вход стерео сигнала.
Регулировка угла сдвига фаз, фильтра сабвуфера, производится при включенной дополнительной акустической системе, на слух. Если в наличии есть двухканальный осциллограф и генератор, то более точную настройку можно произвести с их помощью.
При изготовлении печатной платы с помощью ЛУТ технологии, распечатывать шаблон как есть (не в зеркальном отражении).
Описанный в данной статье фильтр для сабвуфера, может применяться в связке с усилителем НЧ на микросхеме TDA7294 или TDA7293, который также с легкостью может быть повторен начинающими электронщиками.
Печатная плата СКАЧАТЬ
Похожие статьи
УСИЛИТЕЛЬ ДЛЯ САБВУФЕРА В МАШИНУ
Здесь мы рассмотрим классический качественный 100-ваттный усилитель для сабвуфера для авто. Этот автомобильный усилитель для саба гораздо мощнее, чем всем известные на TDA1562, которые с трудом дают 50 ватт. Основа — проверенная многими очень достойная микросхема ТДА7294 плюс преобразователь 12 — 2х40 В. Имеется встроенный НЧ фильтр, причём все разместилось на одной односторонней печатной плате 75 х 125 мм. Вот рисунки. Схема состоит из трех блоков:
Преобразователь питания УМЗЧ сабвуфера
Этот конвертер на основе TL494 (KA7500) драйвера. Есть защита от перенапряжения — отключение, если напряжение превышает 15 вольт на вход. Защита от недонапряжения будет беречь от сильного разряда батареи — драйвер будет отключен, если напряжение упадает до 9 В. Токовая защита заботиться о транзисторах выхода и общей безопасности всей схемы. Зеленый диод означает нормальную работу, красный диод — одна из защит отключила драйвер. Схема плавного пуска позволяет медленно запустить преобразователь несмотря на большие емкости на выходе.
Трансформатор вы можете сделать свой собственный или взять один из блока ATX (в блоке питания компьютера). Используйте 5V и 12V линии, будет коэфициент трансформации — 2,4x. Это означает, что, если мы подадим 14 В аккумуляторного напряжения по 5 В линии, мы получаем в 2,4x больше напряжения на 12 В линии — примерно +/-33 В, чтобы питать микросхему усилителя. Это очень хорошее и простое решение. Частота переключения — 50 кГц. Изменить её можно путем установки конденсатора на pin5 TL494. Например 1nF даст частоту около 50 кГц, 1,5nF — 30 кГц.
Вы можете заменить полевые IRFZ44N на другие транзисторы, нужно только обеспечить более 100 Вт выходной мощности, а IRFZ44N до 300 ватт.
Предварительный усилитель и фильтр низких частот
Это простая схема с одним операционным усилителем TL072. Питается от симметричного двухполярного напряжения +12V/-12V, формируемых стабилитронами на 12 В из основных.
Усилитель мощности на микросхеме
Микросхема TDA7294 в типовом включении, ничего особенного. Контакты MUTE и ST-BY постоянно подключены к плюсу через нужные цепочки R-C.
Советы по сборке схемы
- Используйте толстые провода в силовых цепях. Входной конденсатор С4 должен иметь, по крайней мере, 4700uF ёмкости, от его эффективности зависит выходная мощность. Обязательно используйте 10 А предохранитель на аккумуляторной линии. Предупреждаем — схема не для начинающих, запуск инвертора требует некоторых знаний и оборудования. Когда делаете первый запуск, используйте питание с ограничением тока.
- Масса разведена удачно — опасались, что появится фон, шум, самовозбуждение, но оказалось, что всё нормально. В начале были проблемы с лёгким гулом в фильтре, но оказалось, что виновата была LM358 — эта микросхема совершенно не подходит для качественного аудио. Обычная TL072 или NE5532 гораздо лучше.
- Преобразователь устойчив к короткому замыканию во вторичной обмотке и выходных линиях питания — мгновенно отключается, так что не бойтесь его сжечь при случайных КЗ на плате УМЗЧ. Про корпус УНЧ для автомобильного сабвуфера сказать нечего — кто какой хочет, такой и применит — главное грамотно настроить саму схему, а дальше дело фантазии…
Форум по автосабвуферам
Схемы для автоУсилитель для сабвуфера 350 Ватт своими руками
В этой статье будет рассмотрена конструкция и схема простого и довольно бюджетного усилителя низкой частоты для Сабвуфера. Корпус хотел сделать компактным и без D-класса тут не обошлось. За основу была взята проверенная и надёжная схема усилителя Алексея Королькова «Палник». Схема простая, при отсутствии ошибок в монтаже заводится с первого раза.
Все необходимые компоненты для сборки усилителя были куплены на АлиЭкспресс, так как там они гораздо дешевле чем в радиомагазине. Посылка с деталями шла около месяца, после проверки содержимого я обнаружил что китайцы не доложили 2 транзистора, но это не страшно, так как в запасах были и транзисторы и другие необходимые детали, которых на Али не нашлось.
Первым делом был рассчитан силовой трансформатор.
Далее намотал необходимое количество витков первичной обмотки, за изолировал лейкопластырем, поверх намотал вторичные обмотки. В итоге у меня получилось 2 первичных и 6 вторичных обмоток (да, Карл, 6 штук, 4 из которых силовые и 2 слаботочные для питания блока фильтров). Затем зачистил все концы обмоток от лака ножиком и залудил. Проверил правильность намотки и фазировку обмоток с помощью компьютера путём измерения индуктивности каждой.
[ads1]
Намотка трансформатора
Далее намотал силовой дроссель и напоследок изготовил выходной дроссель, без которого усилитель не сможет работать. Его также рассчитывал в программе и мотал на Ш-образном сердечника с зазором.
В качестве прокладки между сердечниками был использован отрезок линолеума необходимой длины.
Сначала на деревянной оправе намотал витки, затем одел на сердечник, все просто!
Проектирование и сборка печатной платы заняли у меня больше всего времени, я решил все элементы усилителя расположить на одной плате, как в заводских усилителях. Сложные элементы замерил штангель-циркулем и нарисовал в программе Sprint-Layot, потом скомпоновал элементы на плате и развел дорожки.
На плате размером 130*200 мм удалось разместить преобразователь напряжения 12-2*55 В, усилитель, фильтр и блок защит.
Далее рисунок платы распечатал на лазерном принтере и перенес горячим утюгом на зачищенную медную поверхность текстолита. Смыл бумагу водой, плату вытравил в подогретом растворе хлорного железа, просверлил отверстия и все, плата готова.
[ads1]
Плата готоваДалее залудил, разместил детали согласно схемы и припаял — тут все просто
Со стороны дорожек силовые элементы, транзисторы и диоды ШотткиПервый раз блок питания запускал путем подачи 12 В не напрямую, а через Токоограничивающий резистор 2 Ома, чтобы ничего не спалить в случае короткого замыкания. ПН завелся не сразу, но непротравленный участок удалось быстро найти и устранить. Запустил, замерил напряжение на выходе: +-48в, -+12 в, все отлично.
Далее подал питание от преобразователя на усилитель, но тоже через резисторы 100 Ом в каждом плече, подключил динамик, включил. Ура! Завелся! Осталось только настроить защиту усилителя.
Система защит состоит из 3-х блоков:
- Защита от короткого замыкания в нагрузке, отключающая усилитель при превышении выходного тока.
- Защита от постоянного напряжения на выходе, отключающая динамик с помощью двух запараллеленных реле.
- Защита от клиппа на выходе. Это, наверное, самая необычная функция, придумал я её сам. Она заключается в следующем: в нормальном режиме усилитель работает как положено, но стоит на нагрузке при большой мощности появится малейшим искажениям сигнала, защита мгновенно глушит усилитель на несколько секунд, давая понять водителю, что нужно убавить немного громкость, и через 5 секунд усилитель снова входит в рабочий режим. Тем самым спалить динамик клиппом просто не удастся.
Фильтр построен на двух операционных усилителях NE5532, имеется фиксированный сабсоник, регулируемый фильтр низких частот 4-го порядка ну и регулировка чувствительности (Gain). Питается фильтр стабилизированными +-12В.
Для изготовления корпуса долго искал у нас в городе алюминий, и тут случайно заехал в пункт приёма цветного металлолома.
Выкупил у барыг подходящий алюминиевый профиль и дюралевый лист толщиной 2мм.
Кстати, дюралька пилится лучше алюминия с помощью обычного лобзика.
Переднюю и заднюю крышки тоже изготовил вручную с помощью сверел и различных напильников. В задней крышке сделал отверстия для больших клеммников и держателей предохранителей.
Для придания поверхности корпуса однотонного матового вида я прошёлся по нему обычной металлической щёткой. Стенки стянул с помощью саморезов со сверлом и пресс-шайбой.
В основании сделал отверстия со снятием фаски для утопления потай-винтов.
RCA разъемы эти мне очень нравятся, надёжные и с изолирующими втулками, что облегчает монтаж на алюминиевой крышке.
Держатели предохранителей с декоративными крышками.
В итоге получилась вот такая не сложная конструкция без особых дефицитных деталей и простая в повторении.
Ставим крышку на место.
Колодки не особо симпатичные, но за то надежные, залазит до 25кв.мм.
Вид фронтальной панели, все сделано своими руками!
Усилитель получился небольших размеров и достаточно компактный.
Тесты при напряжении 13В показали, что усилитель с легкостью отдает 240 Ватт на нагрузку в 4 Ом и 350 Ватт на 2 Ом чистого синуса без искажений. Мощность не выдающаяся, но для такого малыша вполне достойный результат. Я старался использовать только высокоэффективные полевые транзисторы и диоды Шоттки, КПД получился высокий, корпус почти не греется. Далее усилитель ждут продолжительные тесты на выживаемость и надёжность.
Для тех кто осилил и решил попробовать собрать вот тема по сбоорке усилителя на форуме Палник Королькова
[Скачать Архив со схемами и печатной платой в *lay формате.]
А вот видео, первое включение усилителя в машине: