Преобразователь для автомобильного усилителя на tl494. Схема и сборка автомобильного преобразователя напряжения на TL494 для усилителя НЧ

Ключевые элементы схемы:

• Микросхема TL494 — генератор ШИМ-сигнала
• Транзисторы VT1-VT4 — силовые ключи
• Трансформатор TR1 — для гальванической развязки и повышения напряжения
• Диоды VD3-VD6 — выпрямители
• Конденсаторы C9-C10 — сглаживающие фильтры

Расчет и намотка трансформатора

Трансформатор является ключевым элементом преобразователя. Для его расчета можно использовать специальные программы, например, Lite-CalcIT.

Основные параметры для расчета:

• Частота преобразования: 50-100 кГц
• Входное напряжение: 12 В
• Выходное напряжение: ±35 В
• Мощность: 150 Вт

Пример намотки трансформатора:

1. Первичная обмотка: 5+5 витков провода 0.8 мм
2. Вторичная обмотка: 15+15 витков провода 0.5 мм
3. Сердечник: кольцо 40x25x11 мм, марка 2000НМ

Сборка и настройка преобразователя

При сборке преобразователя следует обратить внимание на следующие моменты:

• Использовать качественные компоненты, особенно диоды Шоттки
• Обеспечить хорошее охлаждение силовых элементов
• Правильно намотать и подключить трансформатор
• Настроить частоту ШИМ подбором резистора R3 и конденсатора C4

Как проверить работу преобразователя:

1. Измерить выходное напряжение на холостом ходу
2. Проверить нагрев компонентов при работе
3. Измерить пульсации выходного напряжения
4. Протестировать работу под нагрузкой

Возможные проблемы и их решение

При сборке и настройке преобразователя могут возникнуть следующие проблемы:

• Сильный нагрев транзисторов на холостом ходу — увеличить частоту или добавить витки в первичную обмотку
• Низкое выходное напряжение — проверить намотку трансформатора и настройку ШИМ
• Большие пульсации — увеличить емкость выходных конденсаторов
• Выход из строя при нагрузке — проверить охлаждение и номиналы компонентов

Преимущества и недостатки данной схемы

Рассмотрим основные плюсы и минусы представленной схемы преобразователя:

Преимущества:

• Простота конструкции
• Доступность компонентов
• Возможность настройки выходного напряжения
• Достаточная мощность для большинства автомобильных усилителей

Недостатки:

• Отсутствие защиты от короткого замыкания
• Необходимость точного расчета и намотки трансформатора
• Возможные помехи в бортовую сеть автомобиля
• Невысокий КПД по сравнению с современными решениями

Альтернативные схемы автомобильных преобразователей

Помимо рассмотренной схемы на TL494, существуют и другие варианты построения автомобильных преобразователей напряжения:

• На специализированных микросхемах (например, LM3524)
• С использованием готовых модулей DC-DC преобразователей
• На основе микроконтроллеров с программной реализацией ШИМ
• С применением резонансных схем для повышения КПД

Выбор конкретной схемы зависит от требуемой мощности, сложности реализации и доступности компонентов.

Заключение

Рассмотренная схема автомобильного преобразователя напряжения на TL494 является хорошим выбором для питания усилителей НЧ средней мощности. Она обладает достаточной простотой для самостоятельной сборки и настройки. При правильном расчете и качественном монтаже такой преобразователь способен обеспечить стабильное питание усилителя мощностью до 150 Вт.

Однако следует учитывать, что данная схема не лишена недостатков, таких как отсутствие защиты от короткого замыкания и возможность создания помех в бортовую сеть автомобиля. Для более мощных или ответственных применений рекомендуется рассмотреть альтернативные схемы с улучшенными характеристиками и дополнительными функциями защиты.

Автомобильный преобразователь на TL494 для усилителя НЧ

Автомобильный преобразователь на TL494  для усилителя НЧ, схема которого приведена ниже, преобразует бортовое напряжение +12В в двухполярное +-35В.  На самом деле выходное напряжение зависит от параметров трансформатора.

Номиналы элементов и параметры трансформатора, которые будут указаны ниже, рассчитывались для мощности 150Вт, что позволяет запитать усилитель НЧ на TDA7293 или на TDA7294. Я же запитал данным преобразователем один канал TDA7293, поэтому мощности преобразователя в 150Вт мне было более чем достаточно.

Схема автомобильного преобразователя на TL494 для усилителя НЧ

Схема преобразования двухтактная. Применяется такая схема в основном в повышающих преобразователях. Дефицитных компонентов в ней нет, за исключением диодов Шоттки КД213, в своем городе я их не нашел. Поставил импульсные диоды FR607, но они слабые, на 6 ампер. Еще один минус этих диодов, тяжело прикрепить радиатор, но можно наклеить супер клеем алюминиевую пластинку. Для одного канала TDA7293 или TDA7294 диодов FR607 в принципе хватает.

Мозгом нашего автомобильного преобразователя является ШИМ контроллер TL494. Я использую китайские TL494, работают они у меня без нареканий.  Есть вариант сэкономить немного денег и выдернуть ШИМ из старого блока питания ПК, очень часто они построены на TL494. Параметры и характеристики контроллера можете прочесть в даташите.

Список Элементов.

ОБОЗНАЧЕНИЕ	ТИП	НОМИНАЛ	КОЛИЧЕСТВО	КОММЕНТАРИЙ
	ШИМ контроллер	TL494	1
VT1,VT2	Биполярный транзистор	BC557	2
VT3,VT4	MOSFET-транзистор	IRFZ44N	2
VD3-VD6	Диод Шоттки	КД213	4	FR607 и мощнее
VD1,VD2	Выпрямительный диод	1n4148	2
R1	Резистор 2Вт	1кОм	1
C1	Электролит	47мкФ 16В	1
С2,С11,С12	Конденсатор неполярный	0. 1 мкф	3	Керамика любое напряж.
С3	Электролит	470 мкФ 16В	1
C4	Конденсатор неполярный	1нФ	1	Керамика любое напряж.
C5,С6	Электролит	2200 мкФ 16В	2
C7,С8	Конденсатор неполярный	0,01 мкФ	2	Керамика любое напряж.
C9,С10	Электролит	2200мкФ 50В	2
R1	Резистор	1 кОм 0.25Вт	1
R2	Резистор	4.7 кОм 0.25Вт	1
R3	Резистор	11 кОм 0.25Вт	1
R4	Резистор	56 Ом 2Вт	1
R5,R6	Резистор	22 Ом 0.25Вт	2
R7,R8	Резистор	820 Ом 0. 25Вт	2
R9,R10	Резистор	22 Ом 2Вт	2
F1	Предохранитель	15А	1

Скачать список элементов в PDF формате.

Частота ШИМ задается элементами C4,R3. С помощью этого калькулятора вы сможете рассчитать эти элементы или частоту. Калькулятор вычисляет частоту генерации самой tl494, а частота преобразования (на трансформаторе) будет вдвое ниже (делится на два), необходимо это учесть при расчете трансформатора.

Элементы С4-1нф и R3-11кОм обеспечивают частоту преобразования равную 50кГц, именно на нее я рассчитывал трансформатор (читайте ниже).

Если после изготовления трансформатора и сборки преобразователя, греются на холостом ходу ключи, а также трансформатор, то следует повысить частоту ШИМ, либо добавить витки в первичной обмотке. Совсем забыл, это если во вторичке нет короткого замыкания и нет ошибок в выходном выпрямителе.

Если на холостом ходу ничего не греется, а на нагрузке происходит чрезмерное выделение тепла в трансформаторе, значит нужно понизить частоту элементами C4 или R3, либо уменьшить количество витков первичной обмотки.

Расчет и намотка трансформатора автомобильного преобразователя.

Теперь приступим к самой увлекательной части, намотке трансформатора!

Габариты моего кольцевого сердечника 40мм-25мм-11мм, марка 2000МН. Если ваше кольцо имеет другие размеры или проницаемость, то количество витков нужно рассчитывать, возможно оно будет отличаться от моего.

Скачиваем и запускаем программу Lite-CalcIT(2000).

Схему преобразования выбираем Пуш-пул, схема выпрямления двухполярная со средней точкой, тип контроллера TL494, частоту ставьте 50-100 кГц, в зависимости от частотозадающих элементов C4,R3, далее выбираем нужное нам на выходе и на входе напряжения, выбираем также диаметр провода.

Как видно по фото, программа считает равное количество витков первичной обмотки для 50кГц и для 70кГц.

Пару слов скажу про напряжение. При расчете я указал входное напряжение 10В-11В-13В, а после того как собрал преобразователь, при испытаниях замерил напряжение на клеммах аккумулятора 13,5 Вольт, в итоге на выходе получил не +-35В а +-46В на холостом ходу.  Поэтому номинальное ставьте не 11В, а 13,5В. Минимальное и максимальное соответственно 11В и 14,5В.

В ходе расчета, я получил количество витков первичной обмотки 5+5, провод диаметра 0.85мм сложенный в пять жил. И как же это понять, спросите меня вы! Но тут ничего сложного, итак, приступим…

Мотаем первичную обмотку.

Сначала, обмотаем наше колечко диэлектриком.

Все обмотки будем мотать в одну сторону, в какую, выбирать вам. Единственное правило, в одну сторону!

Мотаем одним куском проволоки 5 витков. Берем еще кусок проволоки, и виток к витку мотаем еще 5 витков, и так далее виточек к виточку, пока не получим 5 витков в 10 жил (5+5 жил).

Далее разделим по 5 жил и скрутим выводы.

Кладем изоляцию на первичную обмотку.

Сразу зачищаем хвосты, скручиваем и усаживаем в термоусадку.

Все, первичная обмотка у нас готова.

Объясню, что мы получили. Нам нужна первичная обмотка, имеющая 10 витков в 5 жил с отводом от середины (5+5 витков). Мы могли намотать так, сначала мотаем 5 витков 5 жилами, распределенными равномерно по всему кольцу, далее делаем отвод , кладем изоляцию, и сверху еще 5 витков 5 жилами. Получим тоже самое 5+5 витков проводом в 5 жил., ну или 10 витков с отводом от середины, кому как нравится называть. Минус данного способа в том, что обмотки могут быть не одинаковыми, а это плохо, так же чем больше слоев у трансформатора, тем ниже его КПД.

Поэтому, мы мотали сразу 10 жилами 5 витков, далее разделили, и получили две одинаковых обмотки имеющих по 5 витков из 5 жил. Давайте разберемся, как соединить данные обмотки. Тут ничего сложного, начало одной обмотки соединяем с концом другой. Главное не перепутать, и не соединить начало одной обмотки с её же концом. )))))

В статье “Расчет и намотка импульсного трансформатора” описан именно такой метод намотки вторичной обмотки понижающего преобразователя, предлагаю посмотреть.

Соединяются выводы первички на самой плате. Если все правильно соединили, то средняя точка должна прозвониться с верхним и нижним плечом , показав нулевое сопротивление на мультиметре.

Ну, вроде бы объяснил. Друзья простите если много воды!

Мотаем вторичные обмотки.

По расчетам я получил 16+16 витков, проводом диаметр, которого равен 0.72мм, сложенным в 2 жилы. То есть 32 витка с отводом от середины.  Запомните, если есть отвод от середины, то значит каждую половину нужно распределять по всему кольцу, а не на половине кольца.

Берем двойной провод и мотаем 16 витков в ту же сторону, что и первичную обмотку. У меня влезло 17 витков, я не стал перематывать и оставил 17 виточков. Далее выводы зачистил, скрутил и посадил в термоусадку.

Берем двойной провод и мотаем еще 16 витков (у меня 17 витков) между витками предыдущей обмотки, в том же направлении. Посадил в термоусадку другого цвета, чтобы не ошибиться при соединении.

Вторичная обмотка соединяется на плате, аналогично первичной обмотке (начало одной соединяется с концом другой).

Далее кладем изоляцию.

С трансформатором вроде бы закончили. Ура, Ура, Ура!

Дроссель мотается на желтом колечке, двумя жилами проводом, диаметр которого составляет 0,85мм, имеет 11 витков. Колечко выдернуто из БП ПК.

Если найдете диоды Шоттки КД213, ставьте их. Можно попробовать спаять по два штуки FR607. Либо переделать схему выпрямления и установить сборки из диодов Шоттки, которые можно поставить на радиатор.

Получился вот такой автомобильный преобразователь на TL494 для усилителя НЧ.

В итоге после испытаний, пришлось по два виточка с каждой вторичной обмотки убрать.

В итоге после испытаний, пришлось по два виточка с каждой вторичной обмотки убрать. Данное действие вызвано большим выходным напряжением. В результате получил 15+15 витков во вторичной обмотке.

В архиве под статьей две печатные платы, одна под КД213, вторая под FR607. Изначально плата под КД213 была взята из интернета, переработана и адаптирована мной под FR607. При желании вы можете сами развести печатную плату под ваши типоразмеры элементов, трансформатора и внутренние размеры корпуса.

Про ток потребления…

Чтобы вы задавали меньше вопросов в комментариях, которые я постоянно чищу, хочу объяснить одну простую вещь. При воспроизведении 100Вт мощности на акустическую систему с помощью усилителя класса AB, повышающий преобразователь будет потреблять ток 17 Ампер! Это очень большой ток, который должен обеспечить ваш аккумулятор или генератор, а также провода большого сечения, соединяющие аккумулятор и преобразователь. Поэтому комментарии типа:«Я нагрузил преобразователь усилителем 100Вт и у меня упало напряжение на выходе до 0В, схема не рабочая!» будут сразу удаляться без ответа. Обеспечьте схему мощным источником и хорошими проводами, а также считайте ток потребления.

Как считать ток потребления?

Если мы нагрузим схему усилителем класса AB мощностью 100Вт (с синусоидальным сигналом), то усилитель будет потреблять примерно 180Вт, так как КПД класса AB примерно равен 50-55%. КПД преобразователя будет зависеть от многих параметров, в том числе от намотки и материалов трансформатора, частоты и ширины импульсов ШИМ. Если представить, что КПД нашего устройства и достигнет 85%(что маловероятно), то нагрузив схему усилителем потребляющим 180Вт, преобразователь будет потреблять уже 212Вт, это в лучшем случае, а то и больше. Теперь мощность 212Вт разделим на напряжение борта 12В (под нагрузкой) и получим ток 17Ампер. Это в самом лучшем случае. Конечно, мы не слушаем синусоидальный сигнал, но картина от этого красивее не становится.

Поэтому, нагружайте схему разумными мощностями и обеспечьте ее хорошим источником и проводами нужного сечения.

Калькулятор расчета частоты TL494 СКАЧАТЬ

Список элементов в PDF СКАЧАТЬ

Даташит на TL494 СКАЧАТЬ

Печатная плата СКАЧАТЬ

Tl494 преобразователь для усилителя

Войти на сайт Логин:. Сделать стартовой Добавить в закладки. Мы рады приветствовать Вас на нашем сайте! Мы уверены, что у нас Вы найдете много полезной информации для себя, читайте, скачивайте, все абсолютно бесплатно и без паролей. Периодически материал сайта пополняется, поэтому добавьте Komitart в закладки или подпишитесь на новостную рассылку RSS, так будет проще узнавать о публикуемых новинках. Друзья сайта.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

Содержание:

• СХЕМА МОЩНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ УСИЛИТЕЛЯ
• Автомобильный преобразователь напряжения
• Мощный преобразователь для питания сабвуфера от бортовой сети 12 вольт
• Простой автомобильный усилитель
• АВТОМОБИЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ на TIP142 TIP147 200W и преобразователь DC DC на TL494
• Автомобильный преобразователь напряжения
• Автомобильный преобразователь ±20 В для аудио усилителя
• Please turn JavaScript on and reload the page.
• Мощный преобразователь напряжения для автомобильного усилителя
• Устройство автомобильного усилителя

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Дешевый преобразователь для автомобильного усилителя

СХЕМА МОЩНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ УСИЛИТЕЛЯ

Его мощности хватит для 4-х усилителей на TDA 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 AVT, где включены все защиты по напряжению и току. К сожалению, они имеют большую емкость затвора, поэтому необходимо использовать эмиттерный повторитель — в данном случае две пары BD и BD В качестве выпрямительных диодов использованы сверх быстрые FES Конденсаторы для сглаживания пульсаций 4x 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 измеряется простой схемой, состоящей из диода 1N и RC-фильтра 10K, 10n.

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. Первичная обмотка: 4 витка по 20 проводов. Вторичная: 11 витков по 6 проводов. Теоретически, выходная мощность каждого из них Вт …. Рядом со входными разъемами есть перемычки для выбора обычного или мостового включения.

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. Схема, печатки и всё остальное в архиве скачать…. Заходите на официальный сайт KIA и выбирайте себе авто, весь ряд у вас перед глазами, комплектации и цены, тест-драйв и многое другое.

Ваш e-mail не будет опубликован. Автомобильный аудио усилитель 4 х Вт. Двухтактный преобразователь Здесь использован очень хороший и проверенный набор-конструктор AVT, где включены все защиты по напряжению и току. Усилитель мощности 4 микросхемы TDA включены по их типовой схеме в спецификации. Теперь оба канала работают по мостовой схеме, не забудьте подключить динамики правильно. Оставить комментарий Отменить ответ Ваш e-mail не будет опубликован.

Автомобильный преобразователь напряжения

Весь преобразователь питания собран на небольшой печатной плате из фольгированного стелотекстолита, транзисторы и мощные диоды припаяны металлическими фланцами наружу — к ним прикручивается массивный алюминиевый радиатор. Его размеры зависят от нагрузки, подключенной к устройству. На следующей фотографии показан вид преобразователя со стороны монтажа. Разрисовка платы и схемы в Layout — на форуме.

Функциональная схема ИМС TL приведена на рис «мертвой зоны», компаратор ШИМ, усилитель ошибки по напряжению, усилитель ошибки по.

Мощный преобразователь для питания сабвуфера от бортовой сети 12 вольт

TL по сути уже легендарная микросхема для импульсных блоков питания. Некоторые могут конечно возразить, что мол сейчас уже есть более новые, более продвинутые ШИМ контроллеры и какой смысл возится с этим старьем. Лично я на это могу сказать только одно — Лев Толстой писал вообще от руки и как писал! А вот наличие на Вашем компе две тысячи тринадцатого Ворда чет ни кого не сподвигло на написание хотя бы нормального рассказа. Ну да ладно, кому интересно смотрим дальше, кому нет — всего наилучшего! Сразу хочу оговориться — речь будет идти о TL производства Техас Инструментс. Дело в том, что данный контроллер имеет огромное количество аналогов, производимых разными заводами и хотя структурная схема у них ОЧЕНЬ похожа, но это все равно не совсем одинаковые микросхемы — даже усилители ошибки на разных микросхемах имеют разный коф усиления при одной и той же пассивной обвязке. Ну это была присказка, а вот и сказка начинается.

Простой автомобильный усилитель

Преобразователь напряжения — одна из основных частей автомобильных усилителей высокой мощности. Преобразователь напряжения обеспечивает нужные параметры питания для автомобильных усилителей высокой мощности. Преобразователь напряжения является блоком питания для усилителя и последующих частей фильтр, сумматор, блоки предварительных усилителей и стабилизаторов. Для строения автомобильных усилителей малой мощности ватт можно использовать схему довольно простого, но хорошего двухтактного преобразователя, построенной на микросхеме TL

Пользователь интересуется товаром MPC2 — Конфигуратор для построения мощного двухканального усилителя НЧ.

АВТОМОБИЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ на TIP142 TIP147 200W и преобразователь DC DC на TL494

По просьбам наших уважаемых радиолюбителей, а именно в статье Саб с усилителем на TDAQ открываем новую довольно интересную тему про преобразователи напряжения, в частности автомобильные. Преобразователи напряжения — это довольно актуальная тема для радиолюбителей автомобилистов, которые задаются целью установить в машине качественную акустическую систему с мощным бомбовым сабом и сателлитами, получив тем самым отличное качественное звучание, радующее слух не только владельца, но и окружающих. Уж не знаю, конечно, насколько окружающим это нравится. Особенно в ночное время во дворе многоквартирного дома прим. Но непосредственно для радиолюбителя важен сам факт качества звучания.

Автомобильный преобразователь напряжения

Начал искать ответы на свой вопрос и наткнулся на обсуждение по ремонту этих усилителей. Оказалось, что сигнал с ШИМ-контроллера шел напрямую к полевым транзисторам, поэтому он и сгорал, не хватало буферного каскада между ними, и вот что самое интересное, на плате были обозначены два транзистора и два диода, но в вместо них стояли перемычки. Думаю специально они это сделали, что бы в ремонт приносили чаще:. Так вот, решил собрать питание, из деталей этого усилителя, дело было 31 декабря г, не очень рабочее настроение, но кружка кофе несколько взбодрила, и начал я процесс рисования печатной платы в sprint-layout. Скажу сразу, сделал не идеально — размеры получились большие, так что если кто нибудь подправит ее и выложит, то скажу спасибо: А сама схема преобразователя напряжения для УНЧ показана ниже — кликните для увеличения. Единственное, что не могу сказать — это моточные данные на трансформатор и его сердечник, может кто знает как изготовить самодельный трансформатор для этого преобразователя к УМЗЧ, а то я использовал заводской. Качество фото не айс, снимал на сотовый телефон, за неимением нормального фотоаппарата.

Пожалуй, самая трудная часть конструкции усилителей для питания была построить преобразователь на ватт для питания усилителя по . импульсов, построенный на интегральной микросхеме TL

Автомобильный преобразователь ±20 В для аудио усилителя

Источники питания. На самом деле выходное напряжение зависит от параметров трансформатора. Номиналы элементов и параметры трансформатора, которые будут указаны ниже, рассчитывались для мощности в Вт, что позволяет запитать усилитель НЧ на TDA или на TDA

Please turn JavaScript on and reload the page.

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Лучший автомобильный преобразователь напряжения из мною собранных

Его мощности хватит для 4-х усилителей на TDA 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 AVT, где включены все защиты по напряжению и току.

Простой ватный автомобильный усилитель, который не нуждается в расчетах, намотках повышающих трансформаторов, состоит из доступных деталей, не требующий сложной настройки, при правильной сборке начинает работать сразу.

Мощный преобразователь напряжения для автомобильного усилителя

Для того чтобы питать мощный усилитель в автомобиле, нужен соответствующий преобразователь напряжения. Конструкции таких преобразователей остаются неизменны вот уже на протяжении нескольких десятков лет. В данной статье вы узнаете, как собрать преобразователь напряжения для автомобильного усилителя, мощность которого равна Ватт. ПН должен состоять из генератора импульсов, силовых ключей которые работают как усилитель по току и трансформатора, повышающего или понижающего номинал входного напряжения. Почти любой современный преобразователь напряжения имеет генератор импульсов на специализированных ШИМ контроллерах. Обычно применяются двухканальные генераторы типа TL микросхема чаще других применяется в конструкциях самодельных и промышленных преобразователей напряжения.

Устройство автомобильного усилителя

Очень часто, именно из-за сложности этого блока, начинающие радиолюбители отказываются от схем двухполярных усилителей дял питания в автомобиле. Соглашусь, этот блок действительно является самой трудной частью усилителя мощности звуковой частоты, хотя не все так сложно, поэтому попробуем детально разобраться с конструкцией и схемой ПН. Основой схемы преобразователя является генератор, построенный на знаменитой микросхеме TL Рабочая частота преобразователя изменяется подбором номинала резистора R3.

Преобразователь напряжения 24 на 12 схема на tl494

Автомобильный преобразователь на TL494 для усилителя НЧ, схема которого приведена ниже, преобразует бортовое напряжение +12В в двухполярное +-35В. На самом деле выходное напряжение зависит от параметров трансформатора.

Номиналы элементов и параметры трансформатора, которые будут указаны ниже, рассчитывались для мощности в 150Вт, что позволяет запитать усилитель НЧ на TDA7293 или на TDA7294. Я же запитал данным преобразователем один канал TDA7293, поэтому мощности преобразователя в 150Вт мне было достаточным.

Схема автомобильного преобразователя на TL494 для усилителя НЧ

Схема преобразования двухтактная. Применяется такая схема в основном в повышающих преобразователях. Дефицитных компонентов в ней нет, за исключением диодов Шоттки КД213, в своем городе я их не нашел. Поставил импульсные диоды FR607, но они слабые, на 6 ампер. Еще один минус этих диодов, у них нет охлаждения, как у сборок. Для одного канала TDA7293 или TDA7294 диодов FR607 в принципе хватает.

Мозгом нашего автомобильного преобразователя является ШИМ контроллер TL494. Я использую китайские TL494, работают они у меня без нареканий. Есть вариант сэкономить немного денег и выдернуть ШИМ из старого блока питания ПК, очень часто они построены на TL494. Параметры и характеристики контроллера можете прочесть в даташите.

Список Элементов.

ОБОЗНАЧЕНИЕ	ТИП	НОМИНАЛ	КОЛИЧЕСТВО	КОММЕНТАРИЙ
ШИМ контроллер	TL494	1
VT1,VT2	Биполярный транзистор	BC557	2
VT3,VT4	MOSFET-транзистор	IRFZ44N	2
VD3-VD6	Диод Шоттки	КД213	4	FR607 и мощнее
VD1,VD2	Выпрямительный диод	1n4148	2
R1	Резистор 2Вт	18кОм	1
C1	Электролит	47мкФ 16В	1
С2,С11,С12	Конденсатор неполярный	0. 1 мкф	3	Керамика любое напряж.
С3	Электролит	470 мкФ 16В	1
C4	Конденсатор неполярный	1нФ	1	Керамика любое напряж.
C5,С6	Электролит	2200 мкФ 16В	2
C7,С8	Конденсатор неполярный	0,01 мкФ	2	Керамика любое напряж.
C9,С10	Электролит	2200мкФ 50В	2
R1	Резистор	1 кОм 0.25Вт	1
R2	Резистор	4.7 кОм 0.25Вт	1
R3	Резистор	11 кОм 0.25Вт	1
R4	Резистор	56 Ом 2Вт	1
R5,R6	Резистор	22 Ом 0.25Вт	2
R7,R8	Резистор	820 Ом 0.25Вт	2
R9,R10	Резистор	22 Ом 2Вт	2
F1	Предохранитель	15А	1

Скачать список элементов в PDF формате.

Частота ШИМ задается элементами C4,R3. С помощью этого калькулятора вы сможете рассчитать приближенную частоту. На выходах она делится на два, но трансформатор работает именно на той частоте, которую мы рассчитываем и задаем.

Изначально я рассчитывал ШИМ и трансформатор под частоту 50кГц (С4-1нф, R3-22кОм), но видимо марка сердечника трансформатора, фактически отличалась от заявленной марки продавцом, плюс погрешности в расчете. В итоге, количество витков первичной обмотки было недостаточным, вследствие чего, в обмотке протекал очень большой ток холостого хода, ключи ужасно грелись, и был слышен писк. Пришлось повысить частоту до 100 кГц, симптомы болезни исчезли.

Если у вас случится подобная ситуация с неточным расчетом, то необходимо увеличить, либо уменьшить частоту элементами C4,R3. Если на холостом ходу горячие ключи и горячий трансформатор, то следует повысить частоту, либо добавить витки в первичной обмотке. Совсем забыл, это если во вторичке нет короткого замыкания и нет ошибок в выходном выпрямителе, а то если есть КЗ на выходе, то естественно все будет греться и сгорит, так как в данной схеме нет защиты от КЗ.

Если на холостом ходу ничего не греется, а при нагрузке происходит чрезмерное выделение тепла в трансформаторе, значит нужно понизить частоту элементами C4,R3, либо уменьшить количество витков первичной обмотки.

Расчет и намотка трансформатора автомобильного преобразователя.

Теперь приступим к самой увлекательной части, намотке трансформатора!

Габариты моего кольцевого сердечника 40мм-25мм-11мм, марка 2000МН.

Скачиваем и запускаем программу Lite-CalcIT(2000).

Схему преобразования выбираем Пуш-пул, схема выпрямления двухполярная со средней точкой, тип контроллера TL494, частоту ставьте 50-100 кГц, в зависимости от частотозадающих элементов C4,R3, далее выбираем нужное нам на выходе и на входе напряжения, выбираем также диаметр провода.

Пару слов скажу про напряжение. При расчете я указал входное напряжение 10В-11В-13В, а после того как собрал преобразователь, при испытаниях замерил напряжение на клеммах аккумулятора 13,5 Вольт, в итоге на выходе получил не +-35В а +-46В на холостом ходу. Поэтому номинальное ставьте не 11В, а 13,5В. Минимальное и максимальное соответственно 11В и 14,5В.

В ходе расчета, я получил количество витков первичной обмотки 5+5, провод диаметра 0.85мм сложенный в пять жил. И как же это понять, спросите меня вы! Но тут ничего сложного, итак, приступим…

Мотаем первичную обмотку.

Сначала, обмотаем наше колечко диэлектриком.

Все обмотки будем мотать в одну сторону, в какую, выбирать вам. Единственное правило, в одну сторону!

Мотаем одним куском проволоки 5 витков. Берем еще кусок проволоки, и виток к витку мотаем еще 5 витков, и так далее виточек к виточку, пока не получим 5 витков в 10 жил (5+5 жил).

Далее разделим по 5 жил и скрутим выводы.

Кладем изоляцию на первичную обмотку.

Сразу зачищаем хвосты, скручиваем и усаживаем в термоусадку.

Все, первичная обмотка у нас готова.

Объясню, что мы получили. Нам нужна первичная обмотка, имеющая 10 витков в 5 жил с отводом от середины (5+5 витков). Мы могли намотать так, сначала мотаем 5 витков 5 жилами, распределенными равномерно по всему кольцу, далее делаем отвод , кладем изоляцию, и сверху еще 5 витков 5 жилами. Получим тоже самое 5+5 витков проводом в 5 жил., ну или 10 витков с отводом от середины, кому как нравится называть. Минус данного способа в том, что обмотки могут быть не одинаковыми, а это плохо, так же чем больше слоев у трансформатора, тем ниже его КПД.

Поэтому, мы мотали сразу 10 жилами 5 витков, далее разделили, и получили две одинаковых обмотки имеющих по 5 витков из 5 жил. Давайте разберемся, как соединить данные обмотки. Тут ничего сложного, начало одной обмотки соединяем с концом другой. Главное не перепутать, и не соединить начало одной обмотки с её же концом.)))))

В статье “Расчет и намотка импульсного трансформатора” описан именно такой метод намотки вторичной обмотки понижающего преобразователя, предлагаю посмотреть.

Соединяются выводы первички на самой плате. Если все правильно соединили, то средняя точка должна прозвониться с верхним и нижним плечом , показав нулевое сопротивление на мультиметре.

Ну, вроде бы объяснил. Друзья простите если много воды!

Мотаем вторичные обмотки.

По расчетам я получил 16+16 витков, проводом диаметр, которого равен 0.72мм, сложенным в 2 жилы. То есть 32 витка с отводом от середины. Запомните, если есть отвод от середины, то значит каждую половину нужно распределять по всему кольцу, а не на половине кольца.

Берем двойной провод и мотаем 16 витков в ту же сторону, что и первичную обмотку. У меня влезло 17 витков, я не стал перематывать и оставил 17 виточков. Далее выводы зачистил, скрутил и посадил в термоусадку.

Берем двойной провод и мотаем еще 16 витков (у меня 17 витков) между витками предыдущей обмотки, в том же направлении. Посадил в термоусадку другого цвета, чтобы не ошибиться при соединении.

Вторичная обмотка соединяется на плате, аналогично первичной обмотке (начало одной соединяется с концом другой).

Далее кладем изоляцию.

С трансформатором вроде бы закончили. Ура, Ура, Ура!

Дроссель мотается на желтом колечке, двумя жилами проводом, диаметр которого составляет 0,85мм, имеет 11 витков. Колечко выдернуто из БП ПК.

Если найдете диоды Шоттки КД213, ставьте их. Можно попробовать спаять по два штуки FR607. Либо переделать схему выпрямления и установить сборки из диодов Шоттки, которые можно поставить на радиатор.

Получился вот такой автомобильный преобразователь на TL494 для усилителя НЧ.

В итоге после испытаний, пришлось по два виточка с каждой вторичной обмотки убрать.

В итоге после испытаний, пришлось по два виточка с каждой вторичной обмотки убрать. Данное действие вызвано большим выходным напряжением. В результате получил 15+15 витков во вторичной обмотке.

В архиве под статьей две печатные платы, одна под КД213, вторая под FR607. Изначально плата под КД213 была взята из интернета, переработана и адаптирована мной под FR607. При желании вы можете сами развести печатную плату под ваши типоразмеры элементов, трансформатора и внутренние размеры корпуса.

Калькулятор расчета частоты TL494 СКАЧАТЬ

Список элементов в PDF СКАЧАТЬ

Даташит на TL494 СКАЧАТЬ

Печатная плата СКАЧАТЬ

Добрый день, друзья!

Прошу Ваших советов по переделке заводского импульсного преобразователя AC-DC. У меня есть клон преобразователя Meanwell S-350-12, основанного на TL494. Заявленная мощность 350Вт. Я приложил его фотографию и схему. Схема от преобразователя на 24В выходного напряжения, но она не отличается от схемы 12В.

Задача минимум — сделать источник напряжения 30В с минимальными переделками.

Задача максимум — сделать регулируемый источник напряжения 0В-30В, с возможностью регулировки тока в цепи. Задача максимум подразумевает возможные серьезные переделки для улучшения всей схемы.

Для начала хотелось бы разобраться с задачей минимум, сделать выходное напряжение 30В. У меня есть следующие мысли.

Так как выходной трансформатор имеет две обмотки по 12В со средней точкой, то отказаться от средней точки, и поставить мостовой выпрямитель — получится 24В.

Далее. Так как имеется возможность регулировки выходного напряжения в небольших пределах, то общее выходное напряжения с мостового выпрямителя можно будет подрегулировать до 27В примерно.

Где взять еще 3В? Dead Time, похоже, установлен на самый минимум, значит тут нечего регулировать. Поиграться с резисторами в обратной связи по напряжению (R32, R31, R25)?

В правильном ли направлении я двигаюсь?

Преобразователь напряжения мощностью 100-150 ватт представлен на схеме выше. Достаточно простая схема, всего одна микросхема и два транзистора. Микросхема

ШИМ контроллер, то есть содержит в себе генератор импульсов, узел контроля выходного тока и напряжения и есть наличие паузы в выходных импульсов. Пауза между импульсами нужна для того, чтобы исключить одновременное открытое состояние выходных полевых ключей.

Рабочая частота преобразователя около 20 кГц и задаётся элементами подключёнными к ногам микросхемы 5 и 6. Трансформатор выполнен на двух вместе склеенных ферритовых кольцах типоразмера К32х20хб марки М2000НМ и имеет в первичной обмотке 2х8 витков проводом диаметра 1 мм. Вторичная обмотка содержит 200 витков провода диаметром 0,25 мм. Третья обмотка содержит 10 витков 0,25 мм провода и нужна для стабилизации выходного напряжения, с неё снимается сигнал для управления

TL494 . Схема не имеет защиты от перегрузки на выходе. Выходное напряжение подбираем резистором R12, с его помощью регулируется выходное напряжение. Перед включением проверить монтаж на наличие ошибок и отсутствие криворукости. Транзисторы необходимо установить на теплоотвод, если указанных нет в наличии, можно заменить их на

IRF3205 или любой другой аналогичной мощности. При желании, можно легко увеличить мощность, включив попарно транзисторы

IRF3205, при этом надо будет включить драйверы управления затворов полевых транзисторов

ШИМ уже не будет справляться с ними. Надо сказать, без драйверов крайне ненадёжная схема получается, было бы всё таки лучше не полениться и поставить драйверы, это всего лишь пара транзисторов с диодами, места много не займёт, но улучшится работа преобразователя, да и надёжность возрастёт, исчезнут сквозные токи через полевые транзисторы, что крайне губительно для них. Если нету под рукой микросхемы

TL494 , не беда, её аналог

KA7500 , совпадает всё, выводы те же. Если и её не оказалось, ищите

SG3525 , она не аналог, а гораздо лучше, правда схема включения другая у неё. К тому же, к неё можно напрямую подключать полевые транзисторы, без драйверов. Обратная связь в неё тоже присутствует, встроенный генератор с паузами между импульсов тоже есть, так что сами выбирайте из чего делать преобразователь, на сайте много схем как на этой микросхеме, так и на другой, выбирай чего душа пожелает, да и возможности позволяют:).

Преобразователь напряжения для питания автомобильного усилителя

Эта статья содержит описание схемы простейшего импульсного повышающего преобразователя для авто усилителей (например на TDA7294 или любой другой микросхеме с двухполярным питанием), без лишних расчетов или теорий только необходимый минимум. Это действительно самый простой способ на сегодня запустить усилитель достаточно высокой мощности в автомобиле, с бортовым питанием 12 В. Представленный инвертор может выдавать постоянную мощность около 100 Вт, а при небольшой доработке схемы ещё больше.

Схема и описание преобразователя

Схема была разделена на несколько частей для облегчения описания и понимания сути работы деталей.

Зеленая часть представляет собой генератор, использующий популярную микросхему TL494. Чтобы сделать структуру максимально простой, использовалась только часть м/с, а именно только генератор. Частота его работы определяется элементами R4 и C4. Для текущих значений (10 кОм и 1 нФ) она составляет около 30 кГц. Увеличив частоту также можно повысить эффективность, но для этого необходимо намотать трансформатор более тонкими проводами (из-за скин-эффекта).

Желтая часть — усилители тока. Они используются только для облегчения повторной загрузки затворных мощностей мосфетов, которые разгружают внутренние выходные транзисторы в TL494. Фактически, схема в текущей конфигурации будет работать и без них, потому что внутренние транзисторы TL494 в принципе могут управлять одним затвором без особых проблем, но в случае падения напряжения в источнике питания инвертор может работать нестабильно. Вот почему рекомендуется установить их. В этой роли практически любой транзистор может быть использован для создания комплементарной пары. Схема также хорошо работает например с парой BC547 / BC557 и т.п.

Оранжевая часть — это ключевые выходные элементы. Мосфет включается при получении импульса от предыдущего каскада. Преобразователь включает мосфеты попеременно с так называемым мертвым временем (когда оба выключены). Особое внимание следует уделить C8 (10 нФ) и R12 (4,7 Ом), потому что от них зависит безопасность транзисторов. Они используются для подавления перенапряжений, возникающих в индуктивности во время переходных процессов. Используйте конденсатор 10 нФ на минимальное напряжение 250 В и резистор 3,3 … 4,7 Ома с минимальной мощностью 0,5 Вт.

Для преобразователя могут быть выбраны разные типы мосфетов, в значительной степени от них зависит, какой мощности и эффективности удастся достичь. Важно выбирать с низким сопротивлением и большим рабочим током. Тут использовались IRF3205, но одинаково хорошо заработают IRFZ44n, BUZ11 или IRFP064n для немного большей мощности.

Красная часть — трансформатор с выпрямителем. Про трансформатор и его перемотатку будет чуть ниже. Сейчас остановимся на схеме выпрямления и фильтрации. Это классический симметричный источник питания, в котором используются ультрабыстрые выпрямительные диоды или диоды Шоттки. В данном случае использовался диод MBR10100CT. Ещё нужен выходной дроссель и конденсаторы фильтра. Для одной микросхемы TDA7294 просто используйте 2200 мкФ + 100 нФ на каждое плечо. Ставьте нормальный электролитический конденсатор, нет необходимости использовать конденсаторы с низким ЭПР.

Усилитель звука в авто своими руками

Автомобильные конструкции используются для работы с различными источниками звука. Это может быть магнитола, мобильный телефон или FM тюнер. Обычно уровня сигнала с выхода этих устройств достаточно для того чтобы раскачать выходной каскад, поэтому предварительный каскад в такой конструкции не требуется, тем не менее, регуляторы тембра в схеме должны присутствовать. Они могут быть пассивными или активными. Большой популярностью пользуются узлы регулировки тембра, собранные на операционных усилителях. Их недостатком является необходимость использования двухполярного питания. Пассивные регуляторы на дискретных элементах просты в изготовлении и не требуют настройки.

Мощный автомобильный усилитель звука, сделанный своими руками, должен обеспечивать такой уровень выходного сигнала, чтобы шум мотора не мешал нормальному прослушиванию. Все автомобильные электронные устройства получают питание от бортовой сети, поэтому схемы рассчитаны именно на это напряжение. Выходная мощность автомобильных систем обычно ограничивается 15-25 ваттами. Это связано с определённым напряжением, которое обеспечивается бортовой сетью автомобиля. Следует учитывать, что система зажигания создаёт импульсные помехи, поэтому входные цепи нужно хорошо экранировать, а по цепям питания ставить LC фильтры.

Существуют автомобильные системы, обеспечивающие выходную мощность 100-300 W и более. Для них требуется двухполярное питание 40-60 В, поэтому в схеме имеется импульсный преобразователь напряжения. Такие устройства содержат большое количество деталей, и они сложны в изготовлении и настройке. Мощный усилитель звука для авто своими рукам можно сделать на комплементарных парах кремниевых транзисторов. Сложные транзисторные схемы, питающиеся от импульсного преобразователя напряжения, обеспечивают выходную мощность 40-50 ватт на канал, линейную частотную характеристику в диапазоне 20 Гц-20 кГц и коэффициент нелинейных искажений порядка 0,05%.

Предохранители инвертора

Схему контроля выходного тока будет лучше заменить на так называемый электронный предохранитель, который в случае короткого замыкания будет отключать преобразователи (потребуется перезапуск). Схема управления током в инверторе с питанием, сделанным для конкретной системы (в данном случае стерео TDA7294 для громкоговорителя 8 Ом), может отключить преобразователь только во время басов, когда усилитель потребляет больше энергии.

Модуль управления имеет предохранитель в виде резистора R11. Используем стандартный 4.7R 0.25W резистор — в случае короткого замыкания в TL494 или усилителях тока, резистор немедленно перегорает. Силовая часть защищена предохранителем на 10 А. В вышеуказанной схеме короткое замыкание на выходе вызывает его немедленное сгорание.

↑ Упомянутые источники

1. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. – М.: Мир 2. Гальперин М.В. Практическая схемотехника в промышленной автоматике. – М.: Энергоатомиздат 3. Мосягин В.В. Секреты радиолюбительского мастерства. – М.: СОЛОН – Пресс 4. Рогов И.Е. Конструирование источников питания звуковых усилителей. – М.: Инфра — Инженерия 5. electroclub.info: «Расчет источника питания УМЗЧ» 6. Датагорская статья «Сделай сам блок выпрямителя и фильтра для УМЗЧ»

Сборка преобразователя питания

Можно вытравить полноценную печатную плату, а можно использовать универсальную макетку. Важно, чтобы пути тока были максимально короткими и толстыми.

Полезное: Искусственная нагрузка с регулируемым током

Сначала собираем зеленую, желтую и оранжевую части. При этом схема питается через маленькую лампочку (например, 10 Вт) или установите ограничение тока 200 мА на блоке питания. Подключите один щуп осциллографа к источнику питания плюс, а другой — к усилителям УТ. Должны увидеть прямоугольную осциллограмму с амплитудой около напряжения питания. Форма волны должна быть очень похожей на фото.

Если сигнал не отображается, проверьте правильность сборки и работоспособность зеленой и желтой секций ИБП.

Затем подключаем осциллограф параллельно мосфетам и наблюдаем форму сигнала там. Это должен быть прямоугольник с амплитудой, аналогичной напряжению питания. Если он не просматривается, это означает, что установили поврежденный mosfet (или неправильно впаяли его).

Если все в порядке, можем начать наматывать трансформатор.

Содержание / Contents

• 1 Общие замечания
• 2 Танцуем от питания
• 3 Выбор емкости накопительного конденсатора и ее влияние на передачу низких частот
• 4 Параллельное включение накопительных конденсаторов
• 5 Выбор номинального напряжения конденсатора
• 6 Применение «аудиофильских» конденсаторов Black Gate
• 7 Качество звучания УЗЧ в зависимости от его стоимости
• 8 Обжимные наконечники и клеммники в УМЗЧ
• 9 Монтаж и детали улучшенной схемы блока питания
• 10 Налаживание
• 11 Что дала установка модернизированного блока питания в усилителе?
• 12 Файлы
• 13 Упомянутые источники

Намотка трансформатора

Трансформатор — самый важный элемент и самый сложный. Во-первых, нужно достать ферритовый сердечник. Можно добыть его из блока питания ATX или другого импульсного преобразователя. Крайне важно, чтобы это был сердечник без зазора, иначе инерционный ток преобразователя будет выше, а КПД будет значительно ниже. В худшем случае может вообще не работать. Чтобы разобрать такой трансформатор, нагрейте его в кипящей воде, потому что тогда смола размягчится. Затем, используя тряпку, разломите горячий трансформатор. Важно не повредить сердечник. Затем снимаем заводские обмотки и наматываем новые в соответствии с инструкциями далее.

Начнем с первичной обмотки. В ней две обмотки должны быть намотаны по 3 витка одновременно, где начало второй является концом первой. Обе обмотки намотаны в одном и том же направлении. Из-за того что инвертор работает на высокой частоте, возникает скин-эффект. Поэтому не стоит намотать трансформатор одним толстым проводом, как в случае классических трансформаторов. Для данного инвертора намотаем 4 провода по 0,3 мм. Обмотка должна выглядеть примерно так:

Теперь изолируйте первичку от вторички. Например слоями скотча. Пришло время намотать вторичную обмотку. Намотайте две обмотки по 7 витков. Трансформатор готов.

Вместо основного предохранителя вставляем лампу значительной мощности (предпочтительно 50 Вт, чтобы при малом токе она не вызывала значительного падения напряжения). Измеряем ток, потребляемый преобразователем, должно составлять 100-250 мА. Форма сигнала на осциллографе должна быть прямоугольной с требуемой амплитудой.

Инвертор практически закончен. Осталось смонтировать схему выпрямителя со сверхбыстрыми диодами или диодами Шоттки. Далее устанавливаем дроссель и фильтрующие конденсаторы.

Выходной дроссель в этом инверторе будет необходим. С натяжкой он может работать и без него, но его эффективность станет меньше и может быть слышен писк под нагрузкой. Дроссель наматывается на порошковое кольцо. Вы можете также выпаять его от источника питания ATX. Обмотка двойная по 17 витков (значение выбрано методом проб и ошибок).

Выходное напряжение инвертора должно быть примерно +/- 36 В. Это оптимальное значение для микросхем TDA7294.

Инвертор должен быть нагружен для испытаний электронной нагрузкой или мощным резистором с сопротивлением 50 Ом. Резистор будет выдавать около 100 Вт мощности в виде тепла. Выходное напряжение преобразователя под этой нагрузкой не должно падать ниже 32 В. Наиболее теплым элементом должны быть выпрямительные диоды. Трансформатор должен слегка нагреваться, как и мосфеты. Тест 100 Вт должен занять 10 минут.

Мощный автомобильный усилитель своими руками

Современная элементная база позволяет самостоятельно изготовить звуковую систему достаточно большой мощности при минимальном количестве радиоэлементов. Для этой цели используются интегральные компоненты. Мощный усилитель в авто своими руками можно выполнить на микросхеме TDA1562Q. В этой интегральной схеме предусмотрена функция удвоения напряжения, что позволяет усилителю при питании от бортовой сети автомобиля развивать высокую выходную мощность. Конструкция позволяет получить до 70 ватт на нагрузку 4 Ом. В схеме имеется защита от короткого замыкания выхода и замыкания любого из выходных проводов на плюс или корпус. При нагреве корпуса свыше 1200С, устройство автоматически перейдёт в режим пониженной мощности, которая не превысит 20 ватт. Микросхема TDA1562Q имеет следующие характеристики:

• Напряжение питания – 8-18 В
• Частотный диапазон – 18-40 000 Гц
• Входное сопротивление – 100-120 кОм
• Выходная мощность – 55-70 W
• Коэффициент нелинейных искажений при мощности 20 W – 0,06%

В цепь вывода 8 включается светодиод, который загорается при превышении температуры сверх нормы, обрыве или коротком замыкании в нагрузке или другой аварийной ситуации. Конденсаторы С7 и С8 состоят из двух, включенных параллельно ёмкостей по 3 300 мкф. Через контактную колодку, включенную между 4 выводом и плюсом питания можно управлять включением устройства. Для этого к контактам колодки нужно подключить любой выключатель с фиксацией. Конденсаторы С3, С4 и С6 должны быть плёночные. Микросхема монтируется на радиаторе площадью не менее 600 см2. Поверхность микросхемы следует смазать теплопроводящей пастой КПТ. Между «+» аккумулятора и шиной питания усилителя ставится предохранитель на 15 А. Входной сигнал, через конденсатор С3, поступает на вход микросхемы 1 (IN+), а динамики подключаются к контактам 7 и 11 (OUT+, OUT-).

Эта несложная схема стереофонического комплекса содержит минимум деталей и обеспечивает до 40 ватт в канале на нагрузку 4 Ом. Устройство собрано на микросхеме TDA8560Q, которая работоспособна при напряжении питания от 8 до 18 вольт. Она обеспечивает усиление сигнала на 46 dB в диапазоне от 10 Гц до 40 кГц. Коэффициент искажений на частоте 1 кГц и выходной мощности 20 ватт не превышает 0,1%. Если сигнал будет сниматься с входа, встроенного в магнитолу оконечного каскада, то его следует подавать через резисторы сопротивлением 20-50 кОм. Если сигнал будет подаваться с динамика, то величина резисторов должна составлять 150-200 кОм.

Нужен ли стабилизатор напряжения

Стабилизация выходного напряжения на БП усилителя звука — плохая идея. Усилитель имеет очень нелинейное энергопотребление, кроме того, когда проходит бас, он может потреблять много энергии (в импульсе). Обратная связь для управления выходным напряжением может мешать реакции на повышенное энергопотребление.

Для тестирования блок питался от адаптера 12 В 60 A. Кроме того, предохранители желательно установить на линиях +36 В и -36 В. Плата имеет размеры, подходящие для установки в корпуса автомобильного радио, и все элементы можно легко охладить одним вентилятором при необходимости.

Как сделать усилитель звука для авто

Сначала выбирается схема, которая должна отвечать требуемым параметрам. Сделать своими руками простой усилитель звука для автомагнитолы можно буквально за один вечер. Потребуется интегральная микросхема, минимум дискретных элементов, простой источник питания и тестер. Для сложного транзисторного блока высокого качества обязательно потребуется измерительная аппаратура. Кроме тестера понадобится осциллограф, генератор звуковой частоты, милливольтметр и измеритель коэффициента нелинейных искажений. Для наладки готового устройства вместо акустических систем обычно подключается эквивалент нагрузки. Аудио усилитель для авто своими руками можно сделать обходясь только тестером, но получить хорошую амплитудно-частотную характеристику в этом случае не удастся.

Лабораторный бп на tl494 схема. Автомобильный преобразователь на TL494 для усилителя НЧ

[+] Дополнено файлами шкал и фотографиями.

Схема и описание переделок

Рис. 1

В качестве ШИМ-регулятора управления D1 используется микросхема типа TL494. Она выпускается рядом зарубежных фирм под разными наименованиями. Например, IR3M02 (SHARP, Япония), µА494 (FAIRCHILD, США), КА7500 (SAMSUNG, Корея), МВ3759 (FUJITSU, Япония) — и т.д. Все эти микросхемы являются аналогами микросхемы КР1114ЕУ4.

Перед модернизацией надо проверить ИБП на работоспособность, иначе ничего путного не выйдет.

Снимаем переключатель 115/230V и гнезда для подсоединения шнуров. На месте верхнего гнезда устанавливаем микроамперметр РА1 на 150 – 200 мкА от кассетных магнитофонов, родная шкала снята, вместо нее установлена самодельная шкала изготовленная с помощью программы FrontDesigner, файлы шкал прилагаются.

Место нижнего гнезда закрываем жестью и сверлим отверстия для резисторов R4 и R10. На задней панели корпуса устанавливаем клеммы Кл1 и Кл2. На плате ИБП оставляем провода идущие от шин GND и +12В, их мы припаяем к клеммам Кл1 и Кл2. Провод PS-ON (если он есть) соединяем на корпус (GND).

Металлическим резаком перерезаем дорожки на печатной плате ИБП идущие к выводам №№1, 2, 3, 4, 13, 14, 15, 16 микросхемы DA1 и подпаиваем детали согласно схеме (Рис. 1).

Все электролитические конденсаторы на шине +12В заменяем на 25-ти Вольтовые. Штатный вентилятор М1 подключаем через стабилизатор напряжения DA2.
При монтаже также надо учесть, что резисторы R12 и R13 в процессе работы блока нагреваются, их надо расположить поближе к вентилятору.

Правильно собранное, без ошибок, устройство запускается сразу. Изменяя сопротивление резистора R10, проверяем пределы регулировки выходного напряжения, примерно от 3 – 6 до 18 – 25 В (в зависимости от конкретного экземпляра). Подбираем последовательно с R10 постоянный резистор, ограничив верхний предел регулировки на нужном нам уровне (ну скажем 14 В). Подключаем к клеммам нагрузку (сопротивлением 2 – 3 Ома) и изменяя сопротивление резистора R4 регулируем ток в нагрузке.

Если на наклеечке ИБП было написано +12 V 8 A, то не следует пытаться снять с него 15 Ампер.

Итого

Вот и все можно закрывать крышу. Данное устройство можно использовать как лабораторный блок питания, так и зарядное устройство для аккумуляторов. В последнем случае резистором R10 надо выставить конечное напряжение для заряженного аккумулятора (например 14,2 В для автомобильного кислотного аккумулятора), подключить нагрузку и выставить резистором R4 ток зарядки. В случае зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов резистор R10 можно заменить на постоянный.

Этот проект является одним из самых долгих, который делал. Заказал блок питания один человек для усилителя мощности.
Ранее никогда не довелось делать такие мощные импульсники стабилизированного типа, хотя опыт в сборке ИИП довольно большой. Проблем во время сборки было много. Изначально хочу сказать, что схема часто встречается в сети, а если точнее, то на сайте интервалка, но…. схема изначально не идеальна, с ошибками и скорее всего ничего не заработает, если собрать точно по схеме с сайта.

В частности изменил схему подключения генератора, взял схему с даташита. Переделал узел питания управляющей цепи, вместо параллельно соединенных 2-х ваттных резисторов, задействовал отдельный ИИП 15 Вольт 2 Ампер, что дало возможность избавиться от многих хлопот.
Заменил некоторые компоненты под свои удобства и все запустил по частям, настроив каждый узел отдельно.
Несколько слов о конструкции блока питания. Это мощный импульсный сетевой блок питания по мостовой топологии, имеет стабилизацию выходного напряжения, защиту от кз и перегруза, все эти функции подлежат регулировке.
Мощность в моем случае 2000 ватт, но схема без проблем позволит снять до 4000 ватт, если заменить ключи, мост и напичкать электролитов на 4000 мкФ. На счет электролитов — емкость подбирается исходя из расчета 1 ватт — 1мкФ.
Диодный мост — 30 Ампер 1000 Вольт — готовая сборка, имеет свой отдельный обдув (кулер)
Сетевой предохранитель 25-30 Ампер.
Транзисторы — IRFP460 , старайтесь подобрать транзисторы с напряжением 450-700 Вольт, с наименьшей емкостью затвора и с наименьшим сопротивлением открытого канала ключа. В моем случае эти ключи были единственным вариантом, хотя в мостовой схеме обеспечить заданную мощность они могут. Устанавливаются на общий теплоотвод, обязательно нужно изолировать их друг от друга, теплоотвод нуждается в интенсивном охлаждении.
Реле режима плавного пуска — 30 Ампер с катушкой 12 Вольт. Изначально, когда блок подключается в сеть 220 Вольт пусковой ток на столь велик, что может спалить мост и еще много чего, поэтому режим плавного пуска для блоков питания такого ранга необходим. При подключении в сеть через ограничительный резистор (цепочка последовательно соединенных резисторов 3х22Ом 5 Ватт в моем случае) заряжаются электролиты. Когда напряжение на них достаточно велико, срабатывает блок питания управляющей цепи (15 Вольт 2 Ампер), который и замыкает реле и через последний подается основное (силовое) питание на схему.
Трансформатор — в моем случае на 4-х кольцах 45х28х8 2000НМ, сердечник не критичен и все, что с ним связано придется рассчитать по специализированным программам, тоже самое с выходными дросселями групповой стабилизации.

Мой блок имеет 3 обмотки, все они обеспечивают двухполярное напряжение. Первая (основная, силовая) обмотка на +/-45 Вольт с током 20 Ампер — для запитки основных выходных каскадов (усилителя по току) УМЗЧ, вторая +/-55 вольт 1,5Ампер — для запитки дифф каскадов усилителя, третья +/-15 для запитки блока фильтров.

Генератор построен на TL494 , настроен на частоту 80 кГц, дальше драйвера IR2110 для управления ключей.
Трансформатор тока намотан на кольце 2000НМ 20х12х6 — вторичная обмотка намотана проводом МГТФ 0,3мм и состоит из 2х45витковв.
В выходной части все стандартно, в качестве выпрямителя для основной силовой обмотки задействован мост из диодов KD2997 — с током 30 ампер. Мостом для обмотки 55 вольт стоят диоды UF5408, а для маломощной обмотки 15 Вольт — UF4007. Использовать только быстрые или ультрабыстрые диоды, хотя и можно обычные импульсные диоды с обратным напряжением не менее 150-200 Вольт (напряжение и ток диодов зависит от параметров обмотки).
Конденсаторы после выпрямителя стоят на 100 Вольт (с запасом), емкость 1000мкФ, но разумеется на самой плате усилителей будут еще.

Устранение неполадок начальной схемы.
Приводить свою схему не буду, поскольку она мало чем отличается от указанной. Скажу только, что в схеме 15 вывод ТЛ отцепляем от 16 и припаиваем к 13/14 выводам. Дальше убираем резисторы R16/19/20/22 2 ватт, и питаем узел управления отдельным блоком питания 16-18 Вольт 1-2 ампер.
Резистор R29 заменяем на 6,8-10кОм. Исключаем из схемы кнопки SA3/SA4 (ни в коем случае не замкнуть их! будет бум!). R8/R9 заменяем — при первом же подключении они выгорят, поэтому заменяем на резистор 5 ватт 47-68Ом, можно использовать несколько последовательно соединенных резисторов с указанной мощностью.
R42 — заменяем на стабилитрон с нужным напряжением стабилизации. Все переменные резисторы в схеме очень советую использовать многооборотного типа, для наиболее точной настройки.
Минимальная грань стабилизации напряжения 18-25 Вольт, дальше уже пойдет срыв генерации.

Полазив по интернету, я не нашел ни одной схемы регулятора напряжения и самое главное тока — на современной элементной базе. Все они

были либо аналоговыми, либо с биполярными транзисторами, в ключевом включении. Я опробовал одну из них.

Тока более 2,5 ампер, без значительного нагрева транзистора КТ818, я не получил. При попытке снять около 4 ампер — сгорел транзистор и диод шотки. Надо уточнить — они были без радиаторов. Что, впрочем, не меняет ситуации. Задумавшись, как применить в этом включении P -канальный полевик — наткнулся на описание его работы. Тепловыделение, за счет большого сопротивления на открытом переходе, слишком большое — о хорошем кпд можно было забыть. Решено было использовать N -канальные полевики управляемые драйвером верхнего ключа .

Схема хоть и рабочая и обладает хорошим КПД все же не лишена была недостатков. Он касался использования ее в зарядке аккумуляторов. Связаны они были с тем что нижний ключ всегда открыт когда закрыт верхний. Если энергия дросселя иссякнет — ток от аккумулятора пойдет через дроссель в обратном направлении и сожжет нижний ключ. Верхний же сгорит при открытии на короткозамкнутый нижний.

Решено было отказаться от синхронного ключа и использовать по старинке мощный диод шотки.

В результате долгих поисков, проб и ошибок, горелых микросхем и полевиков была рождена вот такя схема

Основные характеристики.

1. Работает стабильно.

2. Отлично держит ток и напряжение.

3. Имеет КПД около 90 процентов. Иногда до 94!

4. Все детали валяются на свалке.

5. Практически не нуждается в настройке.

6. Очень простая и повторяемая.

7. Ток регулируется от нуля до сколько захочет пользователь.

8. Напряжение регулируется от 2.5В.

Из особенностей.

Контроль выходного тока осуществляется шунтом.

Его сопротивление около 0,01 ома. Тепловыделение на нем относительно не большое. Ток регулируется в широких пределах. От 0 ампер…. до сколько позволят ключ диод и дроссель. Максимальный предел регулировки тока (и короткого замыкания) задается резистором R6. Сразу оговорюсь ниже 4 ампер устанавливать не советую. Особенностью контроля тока является использование «вольтодобавки шунта» реализованное на диоде D4. Это позволяет TLке корректно работать околонулевыми токами и выставлять(резистором R9) ток короткого замыкания…. скажем в 1мА. Диод D5 служит для термостабилизации цепи контроля тока.

Шунтом изначально являлся отрезок медной проволоки длиной около 4,5см и диаметром 0,4мм. Так как медь очень нетермостабильна и при нагреве ток уплывал решено было расковырять китайский мультиметр. Шунт вытащеный оттуда был укорочен вполовину и впаян в плату.

Дроссель

был намотан на желто-белом колечке из компьютерного БП. Содержит около 24 витков провода диаметром 2 мм. Провод был смотан из трансформатора компьютерного UPS.

Только с таким проводом удалось избавиться от излишнего нагрева дросселя на токах свыше 5А.

Изюминкой является трансформаторный драйвер ключа. За него спасибо LiveMaker с сайта Микросмарт . Изготавливается из почти любого ферритового колечка. В идеале — марки 2000 от 2 см в диаметре. Колечко снятое с провода импульсного фильтра тоже работает (хотя и наблюдается почти неуловимый его нагрев). У меня уже две платы работают на колечках которые были сняты со жгутов проводов соединяющих платы копировальной техники. Единственный и пока не приведший к негативным последствиям минус — выбросы на границах трапеций переключающих сигналов. Они не большие(2-3В) и не влияют на работоспособность устройства. Ничего сложного в намотке нет. Мотается на глазок виток к витку. Постараться равномерно распределить витки двух катушек по кольцу. Первичная обмотка содержит 9 витков провода. Вторичная — 27 витков провода. Мотаю одной жилой обычной витой пары. Напряжение на затворе ограничивается двумя стабилитронами на 12-15 вольт. Драйвер без труда качает полевик IRF3205. Фронт у импульсов на затворе — около 168nS.

В качестве обратного диода использован мощный диод шотки из компьютерного БП. Он вместе с полевым транзистором через изолирующие прокладки сидит на радиаторе от CPU компьютера.

Вытравил и потестировал ее. Обратите внимание — резисторы R14 и R12 — на самом деле состоят из резистора и конденсатора. Просто переразводить лень.

Из — за того что на режимы регулировки тока очень влияет сопротивление шунта — блок нуждается в первичной подстройке. Заключается она в установке нужного сопротивления R6. Необходимо подобрать такое сопротивление чтобы при повороте ручки регулировки тока (R9) схема выдавала нужный вам максимальный ток (4-20А). Если максимально выдаваемый ток необходимо часто изменять то можно поставить вместо постоянного переменный резистор. Место и контакты на плате для этого есть.

В планах поменять линейный стабилизатор LM7815 на импульсный MC34063 потому что LM7815 очень греется при питающих напряжениях выше 24В, снижая КПД.

Фотографии. Уж очень побита паяльными испытаниями.

Собрал себе для зарядки и тестирования щелочных аккумуляторов блок питания. Из дохлых блоков питания PC. Максимальный ток (я решил что пока мне такого тока хватит) — 20А. Использую как правило до 10А, 18В. Итого — 180 Ватт. С средненьким обдувом. Работает уже неделю круглосуточно.

• Вперёд >

Комментарии

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 »

0 #203 Михаил 19. 04.2017 22:46

Вобщем, заметил что даже при рабочей lm-ке при максимальном заполнении стабилитроны немного грелись (градусов до 50). Перемотал трансформатор затвора (витки 15 к 35) нагрев ушел, стабилизатор работает, пока полет нормальный) Автору спасибо за схему и за советы!
Колечко которое я использовал снято то ли с монитора то ли с принтера (со жгута проводов) уже не помню, но по размеру побольше чем то что в статье на фотографии.

0 #202 Super User 17.04.2017 22:45

Ну если думать логически — то 7815 может убить либо превышение входного напряжения, либо превышение выходного тока. Превысить входное напряжение при питающем в 27 вольт нам никак не получится(если печать строго по моей схеме). Остается превышение выходного тока. Вы сами указали что пробой наблюдался при максимальных напряжениях или токах. Это значит, что заполнение импульсов было максимальным. Может сердечник(неподходящих габаритов или материала) на малых Кзап чувствует себя нормально а когда заполнение увеличивается — происходит насыщение сердечника и резкое увеличение тока. Хотя мне такое не доводилось наблюдать. Выкладывайте фото печаток в хорошем качестве.На форуме можно загружать фотографии.

0 #201 Михаил 15.04.2017 09:24

Уже четвертый раз пробивается линейный стабилизатор. Не могу понять в чем причина, убил уже две lm7815, и две lm317t, симптомы всегда одни и теже, сначала все работает нормально, через время замечаю что когда выставляю макс напряжение или ток начинают дымиться стабилитроны в цепи затвора. Меряю напряжение питания tl494 и вижу что оно равно входному 25вольт, а стабилизатор пробит насквозь, меняю его и через время все по новой.
Входное напряжение 25-27 вольт, lm-ка не перегревается, стоит на радиаторе.

Сегодня можно в любой компьютерной фирме, занимающейся апгрейдом, купить за 100-200 руб неисправный блок питания ATX мощностью 300-400 Вт. В большинстве случаев неисправности этих БП, связаны со вздувшимися(высохшими) конденсаторами вторичных цепей питания. Вот на базе такого «бросового» блока можно сделать универсальный мощный блок питания для различной аппаратуры…

Схема предоставлена итальянским специалистом и повторялась многими радиолюбителями в сети интернет, и нашей лаборатории.

Преимущество этой реализации простота и великолепная повторяемость, из тех же отпаянных и ненужных более деталей. Главной изюминкой этой схемотехники является отсутствие необходимости перемотки трансформаторов.

Обычные дешевые ATX БП схемотехникой отличаются мало, с ШИМ-контроллером на микросхеме TL494 . Это очень простой ШИМ-контроллер, тем не менее, обладающий всеми необходимыми характеристиками. Полные аналоги TL494: KA7500, DBL494, M5T494P и подобные. Улучшенные аналоги — TL594 (содержит усиленные выходные ключи) и TL598 (уже содержит внутри кристалла двухтактные выходные каскады).

Автомобильный усилитель мощности 70-150Вт с преобразователем напряжения (TDA7294, КР1114ЕУ4)

Эта статья содержит описание схемы простейшего импульсного повышающего преобразователя для авто усилителей (например на TDA7294 или любой другой микросхеме с двухполярным питанием), без лишних расчетов или теорий только необходимый минимум. Это действительно самый простой способ на сегодня запустить усилитель достаточно высокой мощности в автомобиле, с бортовым питанием 12 В. Представленный инвертор может выдавать постоянную мощность около 100 Вт, а при небольшой доработке схемы ещё больше.

Схема и описание преобразователя

Схема была разделена на несколько частей для облегчения описания и понимания сути работы деталей.

Зеленая часть представляет собой генератор, использующий популярную микросхему TL494. Чтобы сделать структуру максимально простой, использовалась только часть м/с, а именно только генератор. Частота его работы определяется элементами R4 и C4. Для текущих значений (10 кОм и 1 нФ) она составляет около 30 кГц. Увеличив частоту также можно повысить эффективность, но для этого необходимо намотать трансформатор более тонкими проводами (из-за скин-эффекта).

Желтая часть — усилители тока. Они используются только для облегчения повторной загрузки затворных мощностей мосфетов, которые разгружают внутренние выходные транзисторы в TL494. Фактически, схема в текущей конфигурации будет работать и без них, потому что внутренние транзисторы TL494 в принципе могут управлять одним затвором без особых проблем, но в случае падения напряжения в источнике питания инвертор может работать нестабильно. Вот почему рекомендуется установить их. В этой роли практически любой транзистор может быть использован для создания комплементарной пары. Схема также хорошо работает например с парой BC547 / BC557 и т.п.

Оранжевая часть — это ключевые выходные элементы. Мосфет включается при получении импульса от предыдущего каскада. Преобразователь включает мосфеты попеременно с так называемым мертвым временем (когда оба выключены). Особое внимание следует уделить C8 (10 нФ) и R12 (4,7 Ом), потому что от них зависит безопасность транзисторов. Они используются для подавления перенапряжений, возникающих в индуктивности во время переходных процессов. Используйте конденсатор 10 нФ на минимальное напряжение 250 В и резистор 3,3 … 4,7 Ома с минимальной мощностью 0,5 Вт.

Для преобразователя могут быть выбраны разные типы мосфетов, в значительной степени от них зависит, какой мощности и эффективности удастся достичь. Важно выбирать с низким сопротивлением и большим рабочим током. Тут использовались IRF3205, но одинаково хорошо заработают IRFZ44n, BUZ11 или IRFP064n для немного большей мощности.

Красная часть — трансформатор с выпрямителем. Про трансформатор и его перемотатку будет чуть ниже. Сейчас остановимся на схеме выпрямления и фильтрации. Это классический симметричный источник питания, в котором используются ультрабыстрые выпрямительные диоды или диоды Шоттки. В данном случае использовался диод MBR10100CT. Ещё нужен выходной дроссель и конденсаторы фильтра. Для одной микросхемы TDA7294 просто используйте 2200 мкФ + 100 нФ на каждое плечо. Ставьте нормальный электролитический конденсатор, нет необходимости использовать конденсаторы с низким ЭПР.

Мощный преобразователь напряжения для автомобильного усилителя

В настоящее время на рынке автомобильной аппаратуры представлен огромный ряд магнитол разной ценовой категории.Современные автомагнитолы обычно имеют 4 линейных выхода (в некоторых ещё есть отдельный выход на сабвуфер). Они предназначены для использования «головы» с внешними усилителями мощности.

Многие радиолюбители изготавливают усилители мощности своими руками. Самая сложная часть в автомобильном усилителе — это преобразователь напряжения (ПН). В данной статье мы рассмотрим принцип построения стабилизированных ПНов на основе ставшей уже «народной» микросхемы TL494 (наш аналог КР1114ЕУ4).

Узел управления

Здесь мы очень подробно рассмотрим работу TL494 в режиме стабилизации.

Генератор пилообразного напряжения G1 служит задающим. Его частота зависит от внешних элементов C3R8 и определяется по формуле: F=1/(C3R8), где F-частота в Гц; C3- в Фарадах; R8- в Омах. При работе в двухтактном режиме (наш ПН как раз и будет работать в таком режиме) частота автогенератора микросхемы должна быть в двое выше частоты на выходе ПНа. Для указанных на схеме номиналах времязадающей цепи частота генератора F=1/(0,000000001*15000)=66,6кГц. Частота импульсов на выходе , грубо говоря, 33 кГц. Генерируемое напряжение поступает на 2 компаратора (А3 и А4), выходные импульсы которых суммирует элемент ИЛИ D1. Далее импульсы через элементы ИЛИ – НЕ D5 и D6 подают на выходные транзисторы микросхемы (VT1и VT2). Импульсы с выхода элемента D1 поступают также на счетный вход триггера D2, и каждый из них изменяет состояние триггера. Таким образом, если на вывод 13 микросхемы подана логическая «1» (как в нашем случае – на вывод 13 подан + с вывода 14), то импульсы на выходах элементов D5 и D6 чередуются, что и необходимо для управления двухтактным инвертором. Если микросхему применяют в однотактном Пне, вывод 13 соединяют с общим проводом, в результате триггер D2 больше не участвует в работе, а импульсы на всех выходах появляются одновременно.

Элемент А1- это усилитель сигнала ошибки в контуре стабилизации выходного напряжения ПНа. Это напряжение поступает на вывод 1 узла А1. На втором выводе- образцовое напряжение, полученное от встроенного в микросхему стабилизатора А5 с помощью резистивного делителя R2R3. Напряжение на выходе А1, пропорциональное разности входных, задает порог срабатывания компаратора А4 и, следовательно, скважность импульсов на его выходе. Цепь R4C1 необходима для устойчивости стабилизатора.

Транзисторный оптрон U1 обеспечивает гальваническую развязку в цепи отрицательной обратной связи по напряжению. Он относится к цепи стабилизации выходного напряжения. Так- же за стабилизацию отвечает стабилизатор параллельного типа DD1 (TL431 или наш аналог КР142ЕН19А).

Падение напряжения на резисторе R13 приблизительно равно 2,5 вольт. Сопротивление этого резистора рассчитывают, задавшись током через резистивный делитель R12R13. Сопротивление резистора R12 вычисляют по формуле: R12=(Uвых-2,5)/I» где Uвых- выходное напряжение ПНа; I»- ток через резистивный делитель R12R13. Нагрузкой DD1 являются параллельно соединённые балластный резистор R11 и излучающий диод (выв. 1,2 оптрона U1) с токоограничивающим резистором R10. Балластный резистор создаёт минимальную нагрузку, необходимую для нормального функционирования микросхемы.

ВАЖНО. Нужно учитывать то, что рабочее напряжение TL431 не должно превышать 36 вольт (см. даташит на TL431). Если планируется изготавливать ПН с Uвых.>35 вольт, то схему стабилизации нужно будет не много изменить, о чём будет сказано ниже.

Предположим, что ПН рассчитан на выходное напряжение +-35 Вольт. При достижении этого напряжения (на выв. 1 DD1 напряжение достигнет порогового 2,5 Вольт) , «откроется» стабилизатор DD1, загорится светодиод оптрона U1, что приведет к открыванию его транзисторного перехода. На выводе 1 микросхемы TL494 появится уровень «1». Подача выходных импульсов прекратится, выходное напряжение начнет падать до тех пор, пока напряжение на выводе 1 TL431 не станет ниже пороговых 2,5 Вольт. Как только это произойдет, DD1 «закроется», светодиод оптрона U1 погаснет, на выводе 1 TL494 появится низкий уровень и узел А1 разрешит подачу выходных импульсов. Напряжение на выходе вновь достигнет +35 Вольт. Опять «откроется» DD1, загорится светодиод оптрона U1 и так далее. Это называется «скважностью»- когда частота импульсов неизменна, а регулировка осуществляется паузами между импульсами.

Второй усилитель сигнала ошибки (А2) в данном случае использован как вход аварийной защиты. Это может быть узел контроля максимальной температуры теплоотвода выходных транзисторов, блок защиты УМЗЧ от токовой перегрузки и так далее. Как и в А1 через резистивный делитель R6R7 образцовое напряжение подается на вывод 15. На выводе 16 будет уровень «0», так как он соединен с общим проводом через резистор R9. Если подать на вывод 16 уровень «1», то узел А2 мгновенно запретит подачу выходных импульсов. ПН «остановится» и запустится только тогда, когда на 16 выводе вновь появится уровень «0».

Функция компаратора А3 – гарантировать наличие паузы между импульсами на выходе элемента D1., даже если выходное напряжение усилителя А1 вышло за допустимые пределы. Минимальный порог срабатывания А3 (при соединении вывода 4 с общим проводом) задан внутренним источником напряжения GI1. С увеличением напряжения на выводе 4 минимальная длительность паузы растет, следовательно, максимальное выходное напряжение ПНа падает.

Этим свойством пользуются для плавного пуска ПНа. Дело в том, что в начальный момент работы ПНа конденсаторы фильтров его выпрямителя полностью разряжены, что эквивалентно замыканию выходов на общий провод. Пуск ПНа сразу же на полную мощность приведет к огромной перегрузке транзисторов мощного каскада и возможному выходу их из строя. Цепь C2R5 обеспечивает плавный, без перегрузок, пуск ПНа.

В первый после включения момент С2 разряжен., а напряжение на выводе 4 TL494 близко к +5 Вольт, получаемым от стабилизатора А5. Это гарантирует паузу максимально возможной длительности, вплоть до полного отсутствия импульсов на выходе микросхемы. По мере зарядки конденсатора С2 через резистор R5 напряжение на выводе 4 уменьшается, а с ним и длительность паузы. Одновременно растет выходное напряжение ПНа. Так продолжается, пока оно не приблизится к образцовому и не вступит в действие стабилизирующая обратная связь, о принципе работы которой было рассказано выше. Дальнейшая зарядка конденсатора С2 на процессы в Пне не влияет.

Как здесь уже было сказано,рабочее напряжение TL431 не должно превышать 36 вольт. А как быть, если от ПНа требуется получить, на пример, 50 Вольт? Сделать это просто. Достаточно в разрыв контролируемого плюсового провода поставить стабилитрон на 15…20 Вольт (показан красным цветом). В результате этого он «отсечёт» лишнее напряжение (если 15-ти вольтовый стабилитрон, то он срежет 15 Вольт, если двадцативольтовый- то соответственно уберет 20 Вольт) и TL431 будет работать в допустимом режиме напряжения.

На основании вышеизложенного был построен ПН, схема которого изображена на рисунке ниже.

На VT1-VT4R18-R21 собран промежуточный каскад. Задача этого узла- усиление импульсов перед их подачей на мощные полевые транзисторы VT5-VT8. Блок управления REM выполнен на VT11VT12R28R33-R36VD2C24. При подаче на «REM IN» управляющего сигнала с магнитолы +12 Вольт, открывается транзистор VT12 , который в свою очередь откроет VT11. На диоде VD2 появляется напряжение, которое будет питать микросхему TL494. Пн запускается. Если магнитолу выключить, то эти транзисторы закроются, преобразователь напряжения «остановится».

На элементах VT9VT10R29-R32R39VD5C22C23 выполнен узел аварийной защиты. При подаче на вход «PROTECT IN» отрицательного импульса, ПН отключится. Запустить его можно будет только повторным отключением и включением REM. Если данный узел не планируется использовать, то элементы,относящиеся к нему, нужно будет исключить из схемы, а вывод 16 микросхемы TL494 соединить с общим проводом. В нашем случае ПН двухполярный. Стабилизация в нем осуществляется по плюсовому выходному напряжению. Чтобы не было разницы выходных напряжений, применяют так называемый «ДГС»- дроссель групповой стабилизации (L3). Обе его обмотки наматываются одновременно на один общий магнитопровод. Получится дроссель- трансформатор. Подключение его обмоток имеют определенное правило — они должны быть включены встречно. На схеме начала этих обмоток показаны точками. В результате этого дросселя выходные напряжения обоих плеч уравниваются.

Не малую роль в Пне играют снабберы- RC цепочка, которая служит для шунтирования паразитных ВЧ/СВЧ колебаний. Их применение благоприятно сказывается на общей работе преобразователя, а именно: форма выходного сигнала имеет меньше паразитных ВЧ- выбросов, которые проникают по питанию в УМЗЧ и могут вызвать его возбуждение; легче работают выходные ключи (меньше греются), это относится и к трансформатору. Польза от них очевидна, так, что не нужно ими пренебрегать. На схеме- это C12R26; C13R27; C25R37.

Налаживание

Перед включением необходимо проверить качество монтажа. Для налаживания ПНа необходим трансформаторный блок питания мощностью около 20 Ампер и с пределом регулирования выходного напряжения 10…16 Вольт. Не рекомендуется питать ПН от компьютерного блока питания.

Перед включением нужно установить выходное напряжение блока питания 12 Вольт. Параллельно выходу ПНа подключить резисторы на 2 ВТ 3,3кОм как на плюсовое плечо, так и на минусовое. Резистор ПНа R3 отпаять. Подать напряжение питания с БП на ПН (12 Вольт). Пн не должен запуститься. Далее следует подать плюс на вход REM (поставить временную перемычку на клемме + и REM). Если детали исправны и монтаж выполнен правильно, то ПН должен запуститься. Далее нужно замерить ток потребления (амперметр в разрыв плюсового провода). Ток должен быть в пределах 300…400 мА. Если он очень сильно отличается в большую сторону, то это указывает на не корректную работу схемы. Причин много, одна из основных- не правильно намотан трансформатор. Если же все в допустимых пределах, то нужно замерить выходное напряжение как по плюсу, так и по минусу. Они должны быть практически одинаковыми. Полученный результат запоминаем или записываем. Далее на место R3 нужно подпаять последовательную цепочку из постоянного резистора 27 кОм и подстроечного (можно переменного) на10 кОм, не забыв сперва отключить питание от ПНа. Вновь запускаем ПН. После запуска увеличиваем напряжение на блоке питания до 14,4 Вольт. Производим замер выходного напряжения ПНа так же, как и при первоначальном включении. Вращая ось подстроечного резистора нужно установить такое выходное напряжение, какое было при питании ПНа от 12 Вольт. Отключив БП, выпаять последовательную резисторную цепь и замерить общее сопротивление. На место R3 впаять постоянный резистор такого же номинала. Производим контрольную проверку.

Второй вариант построения стабилизации

На рисунке ниже приведен еще один вариант построения стабилизации. В этой схеме в качестве опорного напряжения для вывода 1 TL494 использован не ее внутренний стабилизатор, а внешний, выполненный на стабилизаторе параллельного типа TL431. Микросхема DD1 стабилизирует напряжение 8 вольт для питания делителя, состоящего из фототранзисторного оптрона U1.1 и резистора R7. Напряжение от средней точки делителя поступает на не инвертирующий вход первого усилителя сигнала ошибки ШИ- контроллера TL494. Так- же от резистора R7 зависит выходное напряжение ПНа- чем меньше сопротивление, тем меньше выходное напряжение.Настройка ПНа по этой схеме не отличается от той, что на рисунке №1. Единственное отличие- это первоначально нужно выставить 8 вольт на выводе 3 DD1 с помощью подбора резистора R1.

Схема преобразователя напряжения по рисунку ниже отличается упрощенной реализацией узла REM. Такое схемотехническое решение менее надежно, чем в предыдущих вариантах.

Детали

В качестве дросселя L1 можно использовать Советские дроссели ДМ. L2- самодельный. Его можно намотать на ферритовом стержне диаметром 12…15мм. Феррит можно отломить от строчного трансформатора ТВС, сточив его на карбороне до требуемого диаметра. Это долго, но эффективно. Наматывается проводом ПЭВ-2 диаметром 2 мм и содержит 12 витков.

В качестве ДГС можно применить желтое кольцо от компьютерного блока питания.

Провод можно взять ПЭВ-2 диаметром 1 мм. Нужно мотать одновременно двумя проводами, разместив их равномерно по всему кольцу виток к витку. Подключить соответственно со схемой (начала указаны точками). Трансформатор. Это самая ответственная деталь ПНа, от его изготовления зависит успех всего предприятия. В качестве феррита желательно использовать 2500НМС1 и 2500НМС2. Они имеют отрицательную температурную зависимость и предназначены для использования в сильных магнитных полях. В крайнем случае можно применить кольца М2000НМ-1. Результат будет не много хуже. Кольца нужно брать старые, то есть те, которые были изготовлены до 90-х годов. Да и то, одна партия может сильно отличаться от другой. Так, что ПН, трансформатор которого намотан на одном кольце может показать прекрасные результаты, а ПН, трансформатор которого намотан тем же проводом, на таком же по габаритам и маркировке кольце, но из другой партии, может показать отвратительный результат. Тут как попадешь. Для этого в интернете есть статья «Калькулятор Лысого». С помощью него можно подобрать кольца, частоту ЗГ и количество витков первички.

Если применяется ферритовое кольцо 2000НМ-1 40/25/11, то первичная обмотка должна содержать 2*6 витков. Если кольцо 45/28/12, то соответственно 2*4 витка. Количество витков зависит от частоты задающего генератора. Сейчас есть много программ, которые по введенным данным мгновенно рассчитают все необходимые параметры.

Я использую кольца 45/28/12. В качестве первички применяю провод ПЭВ-2 диаметром 1 мм. Обмотка содержит 2*5 витков, каждая полуобмотка состоит из 8 проводов, то есть наматывается «шина» из 16 проводов, о чем будет сказано ниже (раньше мотал 2*4 витка, но с некоторыми ферритами приходилось поднимать частоту- кстати это можно сделать путем уменьшения резистора R14). Но сперва остановимся на кольце. Изначально ферритовое кольцо имеет острые края. Их нужно сточить (закруглить) крупным наждаком или напильником- кому как удобнее. Далее обматываем кольцо малярным белым бумажным скотчем в два слоя. Для этого отматываем кусок скотча длиной сантиметров 40, приклеиваем его на ровную поверхность и по линейке нарезаем лезвием полоски шириной 10…15 мм. Вот этими полосками мы и будем его изолировать. В идеале, конечно, лучше кольцо ничем не обматывать, а уложить обмотки непосредственно на феррит. Это благоприятно скажется на температурном режиме трансформатора. Но как говорится, береженого Бог бережет, по этому и изолируем.

На полученной «заготовке» мотаем первичную обмотку. Некоторые радиолюбители сначала мотают вторичку, а уже потом на нее первичку. Я так не пробовал и по этому ничего положительного или отрицательного сказать не могу. Для этого на кольцо наматываем обычную нитку, равномерно разместив расчетное количество витков по всему сердечнику. Концы фиксируем клеем или же маленькими кусочками малярного скотча. Теперь берем один кусок нашего эмалированного провода и наматываем его по этой нитке. Далее берем второй кусок и равномерно мотаем его рядом с первым проводом. Так поступаем со всеми проводами первичной обмотки. В итоге должен получиться ровный шлейф. После намотки вызваниваем все эти провода и делим на 2 части- одна из них будет одной полуобмоткой, а другая- второй. Начало одной соединяем с концом другой. Это будет средний вывод трансформатора. Теперь мотаем вторичку. Бывает так, что вторичная обмотка в связи с относительно большим количеством витков не может уместиться в один слой. На пример нам нужно намотать 21 виток. Тогда поступаем следующим образом: в первый слой мы разместим 11 витков, а во второй- 10. Мотать мы будем уже не по одному проводу, как было в случае с первичкой, а сразу «шиной». Провода нужно стараться укладывать так, чтобы они плотно прилегали и не было разного рода петель и «барашков». После намотки также вызваниваем полуобмотки и соединяем начало одной с концом другой. В заключении окунаем готовый трансформатор в лак, сушим, окунаем, сушим и так несколько раз. Как писалось выше, от качества изготовления трансформатора зависит очень многое.

Программа расчета импульсных трансформаторов (Автор Starichok): ExcellentIT. Я этой программой не пользовался, но многие отзываются о ней хорошо.

Почти каждый человек, который делает автомобильный усилитель с ПНом, расчитывает платы под строго определенные размеры. Чтобы облегчить ему задачу, привожу печатные платы задающих генераторов в формате Sprint Layout-4

Привожу некоторые фотки ПНов, которые сделаны по этим схемам:

По материалам статьи: FAQ по преобразователям 12 Вольт=>+-40Вольт

qwert390

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
Узел управления
ШИМ контроллер	TL494	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
DD1	ИС источника опорного напряжения	TL431	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VDS1	Диодный мост	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VD3	Стабилитрон	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С1	Конденсатор	100 нФ	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С2	Электролитический конденсатор	4. 7 мкФ	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С3	Конденсатор	1000 пФ	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С4, С9	Конденсатор	2200 пФ	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С5, С6	Конденсатор	220 нФ	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С7, С8	Электролитический конденсатор	4700 мкФ	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R1, R13	Резистор	2.2 кОм	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R2, R3, R9, R11	Резистор	10 кОм	4	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R4	Резистор	33 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R5	Резистор	4.7 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R6, R7	Резистор	2 кОм	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R8	Резистор	15 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R10	Резистор	3 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R12	Резистор	33 кОм	1	подбор	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R14	Резистор	10 Ом	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
U1	Оптопара	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
T1	Трансформатор	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
L1	Катушка индуктивности	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
DD2	ИС источника опорного напряжения	TL431	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
DD3	ШИМ контроллер	TL494	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VT1, VT4	Биполярный транзистор	КТ639А	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VT2, VT3	Биполярный транзистор	КТ961А	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VT5-VT8	MOSFET-транзистор	IRFZ44N	4	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VT9	Биполярный транзистор	2SA733	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VT10, VT12	Биполярный транзистор	2SC945	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VT11	Биполярный транзистор	КТ814А	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VD1-VD4	Диод	4	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VD2	Выпрямительный диод	1N4001	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VD5	Выпрямительный диод	1N4148	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VD6	Диод	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С1, С25	Конденсатор	2200 пФ	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С2, С21, С23, С24	Конденсатор	0. 1 мкФ	4	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С3	Электролитический конденсатор	4.7 мкФ	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С5	Конденсатор	1000 пФ	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С6, С7	Электролитический конденсатор	47 мкФ	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С8	Конденсатор	0.68 мкФ	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С9	Конденсатор	0.33 мкФ	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С10, С17, С18	Конденсатор	0.22 мкФ	3	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С11, С19, С20	Электролитический конденсатор	4700 мкФ	3	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С12, С13	Конденсатор	0. 01 мкФ	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С14, С15	Электролитический конденсатор	2200 мкФ	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С16	Электролитический конденсатор	470 мкФ	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С22	Электролитический конденсатор	10 мкФ 25 В	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R3	Резистор	33 кОм	1	подбор	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R4	Резистор	2.2 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R5, R9, R15, R30, R31, R36, R39	Резистор	10 кОм	7	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R6	Резистор	3 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R7	Резистор	2. 2 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R8	Резистор	1 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R10	Резистор	33 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R12, R28	Резистор	4.7 кОм	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R13, R16	Резистор	2 кОм	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R14	Резистор	15 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R18, R19	Резистор	100 Ом	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R20, R21	Резистор	470 Ом	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R22-R25	Резистор	51 Ом	4	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R26, R27	Резистор	24 Ом	2	1 Вт	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R29, R32-R34	Резистор	5. 1 кОм	4	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R35	Резистор	3.3 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R37	Резистор	10 Ом	1	2 Вт	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R38	Резистор	680 Ом	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
U1	Оптопара	PC817	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
HL1	Светодиод	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
L1	Катушка индуктивности	20 мкГн	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
L2	Катушка индуктивности	10 мкГн	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
L3	Катушка индуктивности	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
T1	Трансформатор	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
FU1	Предохранитель	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
Второй вариант построения стабилизации
DD1, DD2	ИС источника опорного напряжения	TL431	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
DD3	ШИМ контроллер	TL494	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
Конденсатор	220 нФ	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VT1, VT4	Биполярный транзистор	КТ639А	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VT2, VT3	Биполярный транзистор	КТ961А	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VT5-VT8	MOSFET-транзистор	IRFZ44N	4	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VT9	Биполярный транзистор	2SA733	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VT10, VT12	Биполярный транзистор	2SC945	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VT11	Биполярный транзистор	КТ814А	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VD1-VD4	Диод	4	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VD2	Выпрямительный диод	1N4001	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VD5	Выпрямительный диод	1N4148	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VD6	Диод	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
C1, C25	Конденсатор	2200 пФ	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
C2, C4, C12, C13	Конденсатор	0. 01 мкФ	4	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
C3, C8	Конденсатор	0.68 мкФ	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
C5	Конденсатор	1000 пФ	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
C6, C7	Электролитический конденсатор	47 мкФ	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
C9	Конденсатор	0.33 мкФ	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
C10, C17, C18	Конденсатор	0.22 мкФ	3	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
C11, C19, C20	Электролитический конденсатор	4700 мкФ	3	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
C14, C15	Электролитический конденсатор	2200 мкФ	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
C16	Электролитический конденсатор	470 мкФ	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
C21, C23, C24	Конденсатор	0. 1 мкФ	3	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
C22	Электролитический конденсатор	10 мкФ 25 В	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R1	Резистор	6.2 кОм	1	подбор	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R2	Резистор	2.7 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R3	Резистор	33 кОм	2	подбор	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R4	Резистор	2.2 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R5, R30, R31, R36, R39	Резистор	10 кОм	5	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R6	Резистор	3 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R7	Резистор	690 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R8	Резистор	1 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R9	Резистор	1 МОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R10	Резистор	33 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R12, R14	Резистор	15 кОм	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R13, R16	Резистор	2 кОм	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R15, R28	Резистор	4. 7 кОм	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R17	Резистор	1.3 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R18, R19	Резистор	100 Ом	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R20, R21	Резистор	470 Ом	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R22-R25	Резистор	51 Ом	4	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R26, R27	Резистор	24 Ом	2	1 Вт	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R29, R32-R34	Резистор	5.1 кОм	4	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R35	Резистор	3.3 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R37	Резистор	10 Ом	1	2Вт	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R38	Резистор	680 Ом	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
U1	Оптопара	PC817	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
HL1	Светодиод	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
L1	Катушка индуктивности	20 мкГн	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
L2	Катушка индуктивности	10 мкГн	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
L3	Катушка индуктивности	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
T1	Трансформатор	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
FU1	Предохранитель	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
DD1, DD2	ИС источника опорного напряжения	TL431	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
DD3	ШИМ контроллер	TL494	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VT1, VT4	Биполярный транзистор	КТ639А	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VT2, VT3	Биполярный транзистор	КТ961А	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VT5-VT8	MOSFET-транзистор	IRFZ44N	4	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VT9	Биполярный транзистор	КТ972А	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VD1-VD4	Диод	4	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VD5	Выпрямительный диод	1N4001	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VD6	Выпрямительный диод	1N5402	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С1	Конденсатор	2200 пФ	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С2, С4, С12, С13	Конденсатор	0. 01 мкФ	4	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С3, С8	Конденсатор	0.68 мкФ	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С5	Конденсатор	1000 пФ	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С6, С7	Электролитический конденсатор	47 мкФ	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С9	Конденсатор	0.33 мкФ	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С10, С17, С18	Конденсатор	0.22 мкФ	3	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С11, С15, С19, С20	Электролитический конденсатор	4700 мкФ	4	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С14	Конденсатор	0.47 мкФ	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С16	Электролитический конденсатор	10 мкФ	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С21	Конденсатор	0. 1 мкФ	1	доп.	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R1*	Резистор	6.2 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R2	Резистор	2.7 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R3*	Резистор	33 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R4	Резистор	2.2 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R5, R29	Резистор	10 кОм	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R6	Резистор	3 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R7	Резистор	680 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R8	Резистор	1 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R9	Резистор	1 МОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R10	Резистор	33 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R11, R12, R14	Резистор	15 кОм	3	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R13, R16	Резистор	2 кОм	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R15	Резистор	4. 7 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R17	Резистор	1.3 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R18, R19	Резистор	100 Ом	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R20, R21	Резистор	470 Ом	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R22-R25	Резистор	51 Ом	4	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R26, R27	Резистор	24 Ом	2	1 Вт	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R28	Резистор	1.5 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R38	Резистор	680 Ом	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
U1	Оптопара	PC817	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
HL1	Светодиод	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
K1	Реле	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
L1	Катушка индуктивности	20 мкГн	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
L2	Катушка индуктивности	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
L3	Катушка индуктивности	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
T1	Трансформатор	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
FU1	Предохранитель	30 A	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
						Добавить все

Прикрепленные файлы:

• avto_pn. rar (29 Кб)

Теги:

• Преобразователь напряжения
• Sprint-Layout

Предохранители инвертора

Схему контроля выходного тока будет лучше заменить на так называемый электронный предохранитель, который в случае короткого замыкания будет отключать преобразователи (потребуется перезапуск). Схема управления током в инверторе с питанием, сделанным для конкретной системы (в данном случае стерео TDA7294 для громкоговорителя 8 Ом), может отключить преобразователь только во время басов, когда усилитель потребляет больше энергии.

Модуль управления имеет предохранитель в виде резистора R11. Используем стандартный 4.7R 0.25W резистор — в случае короткого замыкания в TL494 или усилителях тока, резистор немедленно перегорает. Силовая часть защищена предохранителем на 10 А. В вышеуказанной схеме короткое замыкание на выходе вызывает его немедленное сгорание.

Сборка преобразователя питания

Можно вытравить полноценную печатную плату, а можно использовать универсальную макетку. Важно, чтобы пути тока были максимально короткими и толстыми.

Полезное: Предусилитель для проигрывателей виниловых дисков

Сначала собираем зеленую, желтую и оранжевую части. При этом схема питается через маленькую лампочку (например, 10 Вт) или установите ограничение тока 200 мА на блоке питания. Подключите один щуп осциллографа к источнику питания плюс, а другой — к усилителям УТ. Должны увидеть прямоугольную осциллограмму с амплитудой около напряжения питания. Форма волны должна быть очень похожей на фото.

Если сигнал не отображается, проверьте правильность сборки и работоспособность зеленой и желтой секций ИБП.

Затем подключаем осциллограф параллельно мосфетам и наблюдаем форму сигнала там. Это должен быть прямоугольник с амплитудой, аналогичной напряжению питания. Если он не просматривается, это означает, что установили поврежденный mosfet (или неправильно впаяли его).

Если все в порядке, можем начать наматывать трансформатор.

Принципиальная схема преобразователя напряжения

Преобразователь блока питания усилителя (рис. 2) построен в основном на микросхеме КР1114ЕУ4 — импортный аналог TL494CN фирмы Texas Instruments. Подробное описание микросхемы можно найти в [3], ее блок-схема показана на рис. 3.

Рис. 2. Принципиальная схема мощного преобразователя напряжения для автомобильного УМЗЧ.

Она включает в себя широтно-импульсный модулятор (ШИМ) и цепи управления им. Микросхема предоставляет широкие возможности по управлению длительностью выходных импульсов. Так как микросхемы TDA7294 имеют собственные узлы защиты, отпадает необходимость их использования в самом блоке питания.

Микросхема КР1114ЕУ4 может работать как в двухтактных, так и в однотактных преобразователях; режим работы задается по входу OTC (вывод 13). В этом блоке питания вывод 13 подключен к источнику образцового напряжения +5 В и преобразователь работает в двухтактном режиме. Скважность импульсов может меняться в широких пределах.

Рис. 3. Блок-схема микросхемы КР1114ЕУ4 (TL494CN).

Выходы микросхемы можно подключить непосредственно через резисторы R16, R17 к базам мощных биполярных транзисторов VT1 и VT2 преобразователя благодаря большому предельному значению выходного тока (до 200 мА).

Поскольку у микросхемы преобразователя имеются выводы коллекторов и эмиттеров выходных транзисторов (выводы 8-11), их возможно включить по схеме с общим эмиттером либо с общим коллектором, в зависимости от структуры транзисторов VT1 и VT2. В описываемом блоке с транзисторами структуры n-p-n применен второй вариант. При использовании в качестве ключей полевых транзисторов (n-канальных ПТ) следует удалить резисторы R18 и R19.

В микросхему КР1114ЕУ4 встроен собственный генератор пилообразных импульсов. Элементы R8, С8 являются времязадающими, и частоту генерации можно определить по формуле 1 = 1/(R8С8). При работе в двухтактном режиме частота автогенератора микросхемы должна быть вдвое выше частоты на выходе преобразователя. Для указанных на схеме номиналах времязадающей цепи частота генератора — около 160 кГц, а частота импульсов на выходе — примерно 80 кГц

Стабильность работы преобразователя в широком диапазоне напряжения питания обеспечивает встроенный источник образцового напряжения (вывод 14) +5 В. Цепь R9С7 обеспечивает после включения питания плавное увеличение ширины выходных импульсов блока и мощности в нагрузке.

Диод VD1 предотвращает выход из строя блока при обратной полярности напряжения питания; в этом случае перегорит лишь предохранитель FU1.

Блок питания имеет стабилизацию напряжения на нагрузке благодаря обратной связи. Она осуществляется через резисторы R10-R15 с каждого плеча выпрямителя.

Эти резисторы образуют два делителя напряжения, через которые часть напряжения с выхода блока питания поступает на усилители ошибки (выводы 1,15) В качестве эталона напряжения, с которым сравниваются выходные напряжения блока питания, используется источник образцового напряжения (ИОН). Выходы усилителей ошибки внутри DA1 соединены вместе через диоды.

Вывод 3 предназначен для местной обратной связи, ограничивающей коэффициент усиления усилителей. В этом блоке вывод 3 использован для запуска преобразователя, а усилители работают как компараторы. С импульсного трансформатора Т1 напряжение выпрямляется диодами VD2-VD5 и сглаживается конденсаторами С11- С14.

Для уменьшения мощности рассеивания на микросхемах УМЗЧ DA1 и DA2 и увеличения максимальной выходной мощности усилителя нужно правильно выбрать выходное напряжение преобразователя, исходя из сопротивления нагрузки.

Данный УМЗЧ рассчитан на работу совместно с нагрузкой 4 Ом в режиме “Стерео” и с нагрузкой 8 Ом в мостовом режиме. Рекомендуемое фирмой-изготовителем значение напряжения питания DA1, DA2 при заданном сопротивлении нагрузки составляет ±25…27 В, на это напряжение и рассчитан импульсный преобразователь.

Намотка трансформатора

Трансформатор — самый важный элемент и самый сложный. Во-первых, нужно достать ферритовый сердечник. Можно добыть его из блока питания ATX или другого импульсного преобразователя. Крайне важно, чтобы это был сердечник без зазора, иначе инерционный ток преобразователя будет выше, а КПД будет значительно ниже. В худшем случае может вообще не работать. Чтобы разобрать такой трансформатор, нагрейте его в кипящей воде, потому что тогда смола размягчится. Затем, используя тряпку, разломите горячий трансформатор. Важно не повредить сердечник. Затем снимаем заводские обмотки и наматываем новые в соответствии с инструкциями далее.

Начнем с первичной обмотки. В ней две обмотки должны быть намотаны по 3 витка одновременно, где начало второй является концом первой. Обе обмотки намотаны в одном и том же направлении. Из-за того что инвертор работает на высокой частоте, возникает скин-эффект. Поэтому не стоит намотать трансформатор одним толстым проводом, как в случае классических трансформаторов. Для данного инвертора намотаем 4 провода по 0,3 мм. Обмотка должна выглядеть примерно так:

Теперь изолируйте первичку от вторички. Например слоями скотча. Пришло время намотать вторичную обмотку. Намотайте две обмотки по 7 витков. Трансформатор готов.

Вместо основного предохранителя вставляем лампу значительной мощности (предпочтительно 50 Вт, чтобы при малом токе она не вызывала значительного падения напряжения). Измеряем ток, потребляемый преобразователем, должно составлять 100-250 мА. Форма сигнала на осциллографе должна быть прямоугольной с требуемой амплитудой.

Инвертор практически закончен. Осталось смонтировать схему выпрямителя со сверхбыстрыми диодами или диодами Шоттки. Далее устанавливаем дроссель и фильтрующие конденсаторы.

Выходной дроссель в этом инверторе будет необходим. С натяжкой он может работать и без него, но его эффективность станет меньше и может быть слышен писк под нагрузкой. Дроссель наматывается на порошковое кольцо. Вы можете также выпаять его от источника питания ATX. Обмотка двойная по 17 витков (значение выбрано методом проб и ошибок).

Выходное напряжение инвертора должно быть примерно +/- 36 В. Это оптимальное значение для микросхем TDA7294.

Инвертор должен быть нагружен для испытаний электронной нагрузкой или мощным резистором с сопротивлением 50 Ом. Резистор будет выдавать около 100 Вт мощности в виде тепла. Выходное напряжение преобразователя под этой нагрузкой не должно падать ниже 32 В. Наиболее теплым элементом должны быть выпрямительные диоды. Трансформатор должен слегка нагреваться, как и мосфеты. Тест 100 Вт должен занять 10 минут.

Автомобильный преобразователь на TL494 для усилителя НЧ

Приветствую, автомобилисты-самоделкины!

Послушать музыку громко — удовольствие, а уж послушать громко в машине — вдвойне удовольствие (но только если это не мешает безопасности дорожного движения и другим автомобилистам!). Штатная бортовая сеть автомобиля имеет напряжение около 12-14В, этого достаточно для подключения скромных по мощности усилителей, но слишком мало для мощных. Кроме того, для их подключения часто требуется двухполярное напряжение, например, популярные TDA7293, TDA7294 требуют двухполярного 25-30В, то есть относительно земли одно плечо питания в плюс, и одно в минус, общий размах 50-60В. Для того, чтобы питать такие микросхемы от бортовой сети автомобиля нужны специальные преобразователи, которые из 12В могут сделать требующиеся двухполярные 25-30В. Одна из таких схем представлена ниже. Хочу обратить внимание, что она является полностью универсальной, может быть пересчитана на другие напряжения и использоваться не только для питания усилителей. Так как мощные усилители не только питаются довольно высоким напряжением, но и потребляют от источника приличный ток, поэтому преобразователь должен выдавать мощность как минимум 100Вт. Этого с запасом достаточно для питания одного канала усилителя на TDA7294.

Также во входной цепи обязательно должен стоять предохранитель, ведь автомобильный аккумулятор в случае короткого замыкания может выдавать огромные токи, которые в считанные минуты расплавят провода. На схеме он обозначен как F1, оптимально взять на 15А. Принцип работы заключается в следующем — на вход поступает постоянное напряжение, TL494 формирует ШИМ-сигнал, который буквально «нарезает» входное постоянное напряжение, делая из него импульсы (с помощью мощных полевых транзисторов VT3, VT4). Затем эти высокочастотные импульсы поступают на трансформатор Tr1, его нам ещё предстоит намотать, это самая ответственная часть схемы. От правильного выбора количества витков, диаметра провода и марки феррита будет зависеть напряжение на выходе и максимальная мощность, но об этом позже. Напряжение на вторичной обмотке больше по амплитуде, чем подаваемое на первичную, но оно всё ещё представляет собой высокочастотные импульсы. Для того, чтобы его выпрямить, служат диоды VD3-VD6. Так как они выпрямляют высокочастотное напряжение, а не привычные 50 герц, как в розетке, то сюда подойдут далеко не всякие диоды. Нужны мощные импульсные диоды, в идеальном случае рассчитанные на ток в 10 ампер, например, хорошо подойдут отечественные Шоттки КД213, с натяжкой FR607, идеальным вариантом будут сдвоенные сборки STPS20h200CT, они почти не греются при работе даже с мощной нагрузкой.

Самые сложный этап сборки преобразователя — намотка самодельного импульсного трансформатора на ферритовом кольце. К счастью, для расчёта таких трансформаторов созданы специальные программы, например, Lite-CalcIT, скачать её можно бесплатно в интернете. Ниже представлен скриншот программы с выбранными параметрами для нашего случая.

Программа может исходя из частоты (её нужно взять 50-70 кГц), используемой марки феррита, его размеров, а также входного напряжения рассчитать количество витков в первичной и вторичной обмотках, и максимальную мощность, которую будет развивать преобразователь. Обратите внимание, что при задании входного напряжения программа просит три значения (мин., номинальное, макс.), в случае с использованием преобразователя в автомобильной бортовой сети, номинальным будет являться напряжение 13-14В. Очень важно точно задать это значение, ведь от напряжение на входе будет также зависеть и напряжение на выходе. После того, как программа рассчитает все необходимые параметры, можно приступать к изготовлению самого трансформатора. Он будет намотан на ферритовом кольце размерами 40мм-25мм-11мм, марка феррита 2000МН. Если посмотреть на схему, то можно увидеть, что и первичная, и вторичная обмотки содержат отвод от середины, то есть состоят из двух половинок. Эти половинки должны быть одинаковыми, поэтому важно соблюсти в точности описанную ниже технологию изготовления трансформатора.

Сперва изолируем ферритовый сердечник, для этого можно использовать и обычную изоленту, отрезая небольшие куски и продевая их через центр кольца.

После этого можно приступать к намотке первичной обмотки трансформатора. Если марка вашего феррита отличается не сильно, скорее всего программа выдаст близкое количество витков, 5 или 6. Автор наматывает 5 витков, при этом нужно учитывать, что 5 витков — это только половина первичной обмотки, вторая половина должна содержать такие же 5 витков (обозначение 5+5 в программе). Берём медный провод, диаметр которого рассчитала программа (либо можно просто взять 0,85 мм, как самый оптимальный по гибкости), и начинаем равномерно наматывать его на колечко. Намотали один раз, и затем намотали ещё 5 раз, виток к витку. Получилась обмотка в 5 витков жилой из 5-ти проводов, это половина первичной обмотки. Мотать всегда необходимо строго в одну сторону, и первичную, и вторичную обмотку.

Теперь наматываем ещё 5 витков в 5 жил, оголяя и скручивая выводы первой и второй части первичной обмотки отдельно. Так, чтобы в итоге получилось 4 отвода, каждый в 5 жил. Важно наматывать аккуратно, виток к витку, равномерно распределяя витки по всему кольцу.

Доводим первичную обмотку до ума, аккуратно укладываем выводы на одну сторону, зачищаем, залуживаем, укладываем в термоусадку. После этого изолируем сами витки на кольце, в дальнейшем сверху будет наматывать вторичную обмотку.

Вторичная обмотка мотается полностью аналогичным образом, но она уже содержит две части, каждая по 16 витков (либо другое значение, в зависимости от расчётов программы в вашем конкретном случае), мотать нужно уже не в 5 жил, как в первичной, а всего в 2, что упрощает задачу. Вторичная обмотка также будет содержать четыре отвода, каждый из которых в две жилы.

На фото выше вид готового импульсного трансформатора, если всё делать качественно, он будет таким же красивым. Всего у него 8 отводов, по 4 с каждой обмотки. При намотке нужно запоминать, где начало, а где концы обмотки — потому что при установке трансформатора на плату нужно соединить начало одной части первичной (во вторичной тоже, аналогично), с концов другой. Очень важно не перепутать и не подключить начало с началом, а конец с концом. Получившийся трансформатор имеет не маленькие габариты, но на плате под него предусмотрено место.

Сам преобразователь собирается на печатной плате, файл которой прилагается к статье. Сборка самая стандартная — переносим рисунок, травим, сверлим, залуживаем. Следует пролудить силовые дорожки тщательно. После сборки в последнюю очередь на плату устанавливается сделанный ранее трансформатор.

Когда плата собрана, флюс смыт, подаём питание и замеряем напряжение на выходе в обоих плечах. Если всё верно, оно будет соответствовать рассчитанному. При необходимости можно подстроить частоту работы преобразователя с помощью элементов C4, R3, это может понадобится в том случае, если преобразователь греется на холостом ходу, либо не отдаёт в нагрузку всей заявленной мощности. Данная схема не имеет защиты от КЗ по выходу, поэтому нужно быть аккуратным при её использовании. Удачной сборки!

Источник (Source)

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Нужен ли стабилизатор напряжения

Стабилизация выходного напряжения на БП усилителя звука — плохая идея. Усилитель имеет очень нелинейное энергопотребление, кроме того, когда проходит бас, он может потреблять много энергии (в импульсе). Обратная связь для управления выходным напряжением может мешать реакции на повышенное энергопотребление.

Для тестирования блок питался от адаптера 12 В 60 A. Кроме того, предохранители желательно установить на линиях +36 В и -36 В. Плата имеет размеры, подходящие для установки в корпуса автомобильного радио, и все элементы можно легко охладить одним вентилятором при необходимости.

SURE ELECTRONICS TL494 РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ Скачать Pdf

Содержание

• страница из 11

• Содержание
• Оглавление
• Закладки

Объявление

Содержание

• 5

  Глава 1. Обзор

• 8

  Глава 2. Детали аппаратного обеспечения

• 9

  Глава 3. Электрические характеристики

• 10

  Глава 4. Механический чертеж

• 11

  Глава 5. Свяжитесь с нами

Повышающий преобразователь мощностью 300 Вт для автомобильной аудиосистемы

– TL494

Руководство пользователя

© Sure Electronics Inc., 2004-2013 гг. Содержание

Предыдущая страница

Следующая страница

Содержание

• 5

  Глава 1. Обзор

• 8

  Глава 2. Детали аппаратного обеспечения

• 9

  Глава 3. Электрические характеристики

• 10

  Глава 4. Механический чертеж

• 11

  Глава 5. Свяжитесь с нами

  См. также Sure Electronics TL494

Sure Electronics TL494 Руководство пользователя 11 страниц

  Связанные руководства для Sure Electronics TL494

  Краткое содержание для Sure Electronics TL494

• 5

  Глава 1. Обзор

• 8

  Глава 2. Детали аппаратного обеспечения

• 9

  Глава 3. Электрические характеристики

• 10

  Глава 4. Механический чертеж

• 11

  Глава 5. Свяжитесь с нами

Импульсный источник питания для автомобильной аудиосистемы

© Апрель 2002 г., Серхио Санчес Морено и Род Эллиотт

Этот представленный проект является результатом тесного сотрудничества Серджио и меня, и его не обязательно следует рассматривать как завершенный проект сам по себе, но как ступеньку к пониманию импульсных источников питания, того, как они работают и что вы можете с ними делать.

Будьте осторожны — существует значительный риск. Из-за чрезвычайно высокого тока, выдаваемого автомобильным аккумулятором, небольшая ошибка может легко привести к катастрофическому отказу. Говорят, что все электронные компоненты содержат дым (проволока содержит огромное количество дыма), и паяльник может выделить невероятное количество дыма. А если серьезно, риск серьезных ожогов и возможность возникновения пожара в автомобиле очень реальны, и их не следует недооценивать. 300 А от автомобильного аккумулятора могут нанести огромный ущерб за несколько миллисекунд — если предохранитель не перегорит (вам будет ли использовать предохранитель, не так ли?), тогда ущерб может быть значительным.

В разных местах статьи Серджио я добавлял дополнительную информацию.

Важная информация о проекте содержится в специальном примечании в конце этой статьи.

Сложностей установки Hi-Fi системы в автомобиле много, хотя несомненно, что наиболее важным является ограничение напряжения питания автомобиля. Как уже известно большинству читателей, номинальное напряжение автомобильного аккумулятора составляет 12 В, достигая при зарядке (т.е. работающем двигателе) около 13,8 В.

Максимальная среднеквадратичная мощность звука при заданном напряжении V несколько меньше:

Pmax = ( В / ( 2 x √2 ) )² / R L

. .. где R _L — номинальный импеданс динамика.

Таким образом, для системы 13,8 В эта мощность ограничена примерно 6 Вт на нагрузке 4 Ом. Обратите внимание, что чем ниже сопротивление динамика, тем выше максимальная мощность (по этой причине большинство аудиодинамиков имеют номинальный импеданс 4 Ом вместо более распространенных 8 Ом в домашних системах).

Это можно несколько упростить…

P = (V / 3)² / R L

, а типовой расчет для питания 13,8 В дает …

P = (13,8/3)²/4
P = 4,6²/4 = 5,29 Вт

Это учитывает стандартные потери и является приемлемо точным при этом напряжении — единственный реальный способ узнать это — измерить силу тока, поскольку потери варьируются в зависимости от топологии выходного каскада.

Выходная мощность может быть увеличена почти в 4 раза с помощью методов мостового соединения, более подробно описанных в проекте ESP 14, поэтому мы можем получить примерно до 24 Вт на 4-омном динамике. Этого может быть достаточно для средних и высоких частот, но, очевидно, оно очень ограничено, например, для сабвуфера. (Мораль: недоверие к головным устройствам «4 x 45 Вт» рекомендуется, потому что они, конечно, не говорят о среднеквадратичной мощности).

Итак, что можно сделать, чтобы увеличить доступную мощность звука? Ответ — простой вывод из приведенной выше формулы — либо уменьшите импеданс нагрузки, либо увеличьте напряжение питания. Чем ниже импеданс, тем больше требуется ток, что усложняет конструкцию выходных каскадов с низким импедансом (есть и другие практические ограничения), поэтому давайте увеличим напряжение питания.

Подавляющее большинство мощных аудиоусилителей используют SMPS (импульсные источники питания) для создания более высокого напряжения из доступных 12 (13,8) вольт. Подробное теоретическое объяснение того, как все это работает, выходит за рамки этой статьи, но вот некоторые основные идеи, которые вы должны знать об импульсных источниках питания (SMPS) для автомобильных усилителей:

• Напряжение постоянного тока на аккумуляторе должно быть переключено в той или иной форме для создания формы волны переменного тока, подходящей для трансформатора. Как вы уже знаете, трансформер в основном преобразует напряжение переменного тока в первичной обмотке в его масштабированную версию во вторичной обмотке, при этом коэффициент масштабирования представляет собой отношение витков первичной обмотки к вторичной. (Опять таки, воспринимайте это как крайнее упрощение). Трансформатор не пропускает постоянное напряжение, и между обеими обмотками имеется электрическая (гальваническая) изоляция.
• Форма волны переменного тока обычно представляет собой прямоугольную волну, которую относительно легко и эффективно генерировать. Частоты обычно находятся между 25 кГц и 100 кГц или более, поэтому позволяет использовать трансформаторы меньшего размера, чем используемые в основных приборах (его конструкция также отличается, их сердечники не ламинированы, а сделаны из ферритов или железа). пудра). Переключающие элементы должны быть рассчитаны на большие токи, а также должны быть быстродействующими и иметь низкие коммутационные потери. Обычно это силовые полевые МОП-транзисторы или быстродействующие биполярные транзисторы. используются транзисторы (в некоторых конструкциях SMPS используются SCR, но их меньшинство).
• После того как этот сигнал усиливается трансформатором, его необходимо снова выпрямить и отфильтровать обратно до постоянного тока, так как это то, что нам нужно. Для аудиоприложений мы обычно нужно симметричное питание, +/-35В, например. Выпрямление выполняется с помощью диодного моста, как при использовании обычного трансформатора на 50 или 60 Гц. Обратите внимание, что для тех частот, о которых мы говорим, нужны быстрые или сверхбыстрые диоды.
• Если нам нужен регулируемый источник питания, то должна быть обеспечена какая-то обратная связь от выходных шин к контроллеру, который может изменять некоторые параметры формы сигнала переменного тока. на первичной обмотке трансформатора. Обычно это достигается с помощью ШИМ (широтно-импульсной модуляции). Мы объясним это позже, в разделе «Регламент».
• Всегда имейте в виду, что энергия не вырабатывается — учитывая (общее) отношение напряжения питания к напряжению батареи, ток, потребляемый с выхода, будет (как минимум) умножен. на входе 12 В с тем же соотношением, поэтому общая мощность остается неизменной (при условии 100% эффективности, а это никогда не бывает). Обычный трансформатор «трансформируется» напряжение на коэффициент Tr, ток на коэффициент 1/Tr и импеданс на вторичной обмотке на коэффициент 1/√(Tr), где Tr представляет собой коэффициент витков. Импеданс мало значения в данном контексте.
• Эффективность хорошо построенного SMPS может достигать 90%. Итак, если вы ожидаете получить ±35 В при токе 6 А (на шину) (предполагается, что 35×6 + 35×6=360 Вт), то будьте готовы к потреблять более 30А от аккумулятора! К счастью, когда речь идет об аудиоусилителях, воспроизводящих музыку, требования к мощности всегда намного ниже, чем с чистыми синусоидальными волнами.

К этому моменту читатель должен понимать величину токов, используемых в высокомощном импульсном питании для автомобильного усилителя, и что следует проявлять особую осторожность при подключении «существа» к электрической системе автомобиля.

Настоящий проект описывает конструкцию гибкого SMPS, способного непрерывно обеспечивать мощность порядка 350 Вт, в зависимости от используемого трансформатора. Выходное напряжение зависит в основном от соотношения витков первичной и вторичной обмоток, но может быть отрегулировано до несколько более низкого значения с помощью регулирования. Этого должно быть достаточно для питания усилителя сабвуфера мощностью 200 Вт плюс, возможно, 2 стереоусилителя для средних и высоких частот.

Это часть полностью собранного мной автомобильного усилителя с 6 каскадами мощности на основе усилителя National LM3886 Overture Amplifier. Они могут быть объединены в один канал сабвуфера >250 Вт/4 Ом плюс 2 канала средних и высоких частот по 65 Вт/4 Ом, либо в 2 канала по 120 Вт/4 Ом + 2 канала по 65 Вт или даже в многоканальный усилитель 6 x 65 Вт/4 Ом. , так что это чрезвычайно гибкая и мощная система без ущерба для качества звука. Методы параллельного соединения, необходимые для этого, возможно, будут описаны в другом проекте.

Полная схема SMPS показана ниже.

Примечание. Это исходная версия поставки Sergio. Та, что показана на рис. 9, вероятно, будет наиболее часто используемой, поскольку она несколько проще, но имеет практически идентичные характеристики. [исп]

Рис. 1. Схема контроллера переключения режимов

Ниже описаны три основных блока…

A — Переключающие МОП-транзисторы и трансформаторы
B — Ректификация и фильтрация
C — Схема управления

A — Переключающие полевые МОП-транзисторы и трансформатор

Выбранная коммутационная топология называется двухтактным преобразователем, поскольку трансформатор имеет двойную первичную обмотку (или, если хотите, с отводом от середины). Центральный ответвитель постоянно подключен к автомобильному аккумулятору (через LC-фильтр, чтобы избежать возникновения пиков на линиях аккумулятора, которые могут повлиять на другое электронное оборудование в автомобиле). Два конца первичной обмотки подключены к паре параллельных полевых МОП-транзисторов, каждый из которых соединяет их с землей в каждом цикле проводимости (высокий уровень Vgs соответствующего полевого МОП-транзистора).

Эти полевые МОП-транзисторы должны быть быстрыми, способными выдерживать высокие токи (более 30 А каждый, если это возможно) и иметь минимально возможное значение Rds(on). Предлагаемый On-Semiconductor MTP75N06 может выдерживать 75 ампер и имеет Rds(on) ниже 10 мОм. Это важно, потому что чем ниже это сопротивление, тем меньше мощности они будут рассеивать при переключении с прямоугольной формой сигнала. Другими альтернативами являются MTP60N06 или более популярные BUZ11 и IRF540.

Хотя на схемах показана предыдущая биполярная двухтактная ступень, вы также можете подключить резистор затвора непосредственно к выходу управляющей ИС, минуя транзисторы, поскольку SG3525 способен управлять током до 500 мА (теоретически), более чем достаточно для быстрого переключения МОП-транзисторов.

B — Ректификация и фильтрация

Если посмотреть на вторичную сторону ИИП, то она в точности напоминает схему типичного сетевого БП, с одним принципиальным отличием — переключающие диоды должны быть БЫСТРЫЕ или СВЕРХБЫСТРЫЕ, если использовать стандартный диодный мост, то система просто взорвать (и это может быть очень эффектно, поверьте!) Хотя диодный мост и представлен, его можно сделать и на дискретных диодах. Используйте сильноточные диоды (минимум 10 А и подходящее номинальное напряжение). Я рекомендую использовать 4 двойных высокоскоростных диода TO220, которые можно соединить параллельно, чтобы сформировать один в каждом корпусе.

Возможно, вас удивит, что конденсаторы не слишком большие. Это связано с высокой частотой переключения. Важно, чтобы они были хорошего качества и должны быть рассчитаны на работу при 105 градусах. Номинальный пульсирующий ток и низкое ESR (эквивалентное последовательное сопротивление) очень важны для любого импульсного источника питания. На мой взгляд, достаточно 5000 мкФ на шину.

C — Схема управления

ИС контроллера представляет собой SG3525. Он включает в себя все необходимые подсистемы для генерации фиксированной частоты, сравнения с эталоном для модуляции его ширины импульса и управления двумя выходами без перекрытия. Он работает от 8 до 35 В, рекомендуется фильтрация питания, как показано на рисунке. Реле переключает только малый ток (питание контроллера) и должно быть рассчитано только на пару ампер. Как указано выше, вы можете подключить выходы напрямую к резисторам затвора полевых МОП-транзисторов, если вы не хотите включать биполярные каскады.

Резистор RT и конденсатор CT фиксируют частоту колебаний. Эксперименты показали мне, что около 35 кГц дают хорошие результаты с моим трансформатором. Другой конденсатор, Css, фиксирует время «мягкого пуска» — при включении системы ширина импульса увеличивается от 0 до постоянного значения, таким образом ограничивая пусковой ток, что является очень хорошей функцией для предотвращения ударов в динамике и защиты электрическая инсталяция. Он также имеет контакт отключения, который позволяет управлять SMPS от внешнего сигнала (например, УДАЛЕННОГО от головного устройства).

В этом проекте компоновка имеет решающее значение, неправильная ширина дорожек или чрезмерно длинные дорожки могут иметь высокую индуктивность и создавать пики, которые могут привести к взрыву полевых МОП-транзисторов.

Это наиболее важная часть конструкции, и у вас есть два варианта: купить коммерческий блок с требуемой мощностью и коэффициентом трансформации (трудно найти, на момент написания статьи найден только один поставщик) или намотать свой собственный. .

Если вы решите намотать свой собственный трансформатор (как если бы у вас был большой выбор), вы должны решить, какую форму сердечника использовать. Предпочтительным материалом является феррит с высокой проницаемостью (способность «проводить» магнитный поток) или железный порошок с меньшей проницаемостью, но с меньшей вероятностью насыщения. В большинстве коммерческих трансформаторов используется феррит, а железный порошок, как правило, является лучшим материалом для фильтрующих дросселей (катушек индуктивности), передающих значительный постоянный ток.

Например, со стандартным ядром ETD39 теоретически можно создать источник питания мощностью > 350 Вт. Намотать этот тип сердечников не очень сложно, но вам придется следовать некоторым рекомендациям, которые я привожу ниже, чтобы получить хорошие результаты.

Другая возможность — использование тороида. Вы можете извлечь его из индуктора БОЛЬШОЙ мощности. В качестве ориентира можно использовать тороид диаметром 40 мм и сечением примерно 10 x 10 мм (100 мм ² ) для импульсных источников питания > 250 Вт. Намотка немного сложнее, чем с сердечниками ETD, но при небольшой практике это тоже не так уж сложно.

Тороидальные сердечники

Сердечники типа ETD

Тороид от индуктора ITL 100 (Wilco Corp. ).
(Удалите толстый провод перед намоткой!)

Вот несколько общих рекомендаций по намотке для всех типов сердечников:

• Для всех обмоток НЕОБХОДИМО использовать эмалированный медный провод. Имейте также в виду, что при работе с высокими частотами эффективное сечение провода значительно меньше чем физический, за счет скин-эффекта (ток концентрируется только во внешней части провода). Поскольку здесь задействованы большие токи, сечение провода очень важно, (если вы не хотите, чтобы эмаль расплавилась из-за нагрева, вызванного резистивными потерями провода, и закоротите все обмотки). Хорошая практика использовать несколько более тонких проводов параллельно, а не один толстый. Это также облегчает намотку. Например, шесть проводов диаметром 0,4 мм могут образовать подходящую первичную обмотку для питание 300Вт. То же самое относится и к вторичной обмотке, хотя ток уменьшается, поэтому вы можете использовать меньше проводов (например, 3 или 4). С этого момента я буду обращаться к каждому составной провод как «обмотка», а к каждой отдельной жиле как «провод».
• Провода должны быть туго смотаны. Сначала нужно намотать первичку, стараясь покрыть всю поверхность сердечника, а затем поверх нее вторичку в обратном направлении, максимизировать межвитковую связь.
• Хорошей отправной точкой является использование 4 витков для каждой первичной обмотки (то есть 4 витка, центральное отвод и еще 4 витка В ТОМ ЖЕ НАПРАВЛЕНИИ). Для расчета количества витков вторичной обмотки умножьте на коэффициент витков. Например, если вы хотите создать источник питания ±30 В, соотношение витков будет примерно 30/13,8 = 2,2, поэтому намотка 2,2 x 4 = 8,8. оборотов (у вас не может быть частичного поворота, поэтому используйте 9витков) для каждой вторичной обмотки (то есть 9 витков, отвод по центру и еще 9 витков В ТОМ ЖЕ НАПРАВЛЕНИИ).
• Чтобы начать намотку, возьмите количество тонких проводов, которое вы решили использовать (например, 6) в первичной обмотке, все вместе. Оставьте около 30 или 40 мм от сердечника, чтобы облегчить подключение к плате и начать намотку. Когда вы намотали 4 ПОЛНЫХ витка, выньте петлю из сердечника или каркаса и отрежьте 30 или 40 мм. Теперь у вас есть первый начальный. Затем снова начать В ТОМ ЖЕ НАПРАВЛЕНИИ наматывать остальные 4 витка и в конце оставить еще 30 или 40 мм для соединения. Скрутите вместе тонкие проволоки каждую обмотку на концах для облегчения пайки.
• Лак провода предназначен для обеспечения электрической изоляции, поэтому для выполнения соединений необходимо удалить его на концах. Обязательно удалите около 10 мм из конец ВСЕХ проводов, которые вы используете. Вы можете сделать это с помощью скальпеля или другого острого лезвия или с помощью наждачной бумаги и большого терпения ДО намотки.

Ниже приведены фотографии двух моделей трансформаторов. Левый — тороидальный, я намотал себе сердечник от большого индуктора Wilco Corporation (ITL-501), а правый — коммерческий блок американского производителя (2 x 3:1, 350 Вт). Оба работали одинаково.

Слева — самодельный трансформатор. Коммерческий трансформатор — правый

Прочие примечания

• Реле позволяет отключить питание с помощью ПУЛЬТА ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ (или «Электрической Антенны» от головного устройства. Потребляемая мощность в выключенном состоянии — только ворота токи МОП-транзисторов (несколько нА). Не о чем беспокоиться, конечно.
• Подключите большой дроссель последовательно к источнику питания, так как это устранит помехи переключения, которые могут мешать другому электрическому оборудованию. Вы можете использовать тороид, фильтрующий выход +5В старого блока питания ПК. (см. рисунок ниже).

Входной дроссель моей системы, полученный из старого блока питания ПК.

• Вся проводка, особенно первичная сторона, должна быть толстостенной, чтобы свести к минимуму потери и избежать перегрева проводников. Дорожки платы должны быть достаточно толстый, как можно более короткий и армированный щедрым слоем олова и, возможно, припаянной проволокой.
• Поместите два предохранителя на выходы рельсов, так как они могут избавить вас от многих головных болей, когда вы замыкаете их на землю и т. д. Я использовал два стандартных предохранителя на 6,3 А.
• Установите выпрямительные диоды и МОП-транзисторы на приличный радиатор и помните, что все они должны быть электрически изолированы. Следуйте обычному монтажу радиатора рекомендации (термопаста и др.). Корпуса TO220 просты в обращении, но их тепловые характеристики посредственны, поэтому при монтаже требуется большая осторожность.

Деталь расположения полевого МОП-транзистора

Обратите внимание на изоляционную прокладку (одна на всех) и толстые питающие провода. Можно использовать отдельные изоляционные прокладки без потери производительности. Использование прижимной планки улучшит теплопроводность скобы радиатора, но не затягивайте слишком сильно, иначе скоба погнется. Рассмотрите возможность использования кронштейна из алюминия толщиной не менее 3 мм для улучшения тепловых характеристик. Кронштейн необходимо прикрепить к радиатору с помощью термопасты для минимизации теплового сопротивления.

Этот проект работает с довольно большими мощностями, так что пошаговое тестирование того стоит, прежде чем вы пожалеете о том, что вся ваша работа взорвалась за микросекунду.

Для испытаний используйте большой источник питания от 12 В до 13,8 В с ограничением тока, если это возможно, и способный выдавать не менее 10–20 ампер (см. проект 77). Если у вас его нет, блок питания ПК будет работать (хотя вы не получите больше 80-9).0 Вт, но этого достаточно для тестирования и почти неубиваемый). Не подключайте SMPS к автомобильному аккумулятору при первом тестировании (это может быть очень опасно!). Предохранитель на 10 А последовательно с источником питания 12 В также является хорошей идеей. (Вы не знаете, до какой степени!)

Кабели от источника питания до усилителя должны быть как можно короче и иметь большое сечение, чтобы свести к минимуму потери. В первый раз, когда я тестировал усилитель, у меня была разница в 1 вольт от одной стороны к кабелю до другой всего в 1,5 метрах: сам кабель рассеивал более 15 Вт!!!. Таким образом, при расчете эффективности всегда измеряйте входное напряжение только на входе SMPS, чтобы учесть это.

Провода от трансформатора к MOSFET должны быть как можно короче. Каждые 10 мм провода добавляют около 6 нГн индуктивности, внешней по отношению к трансформатору (точная цифра зависит от диаметра провода и может быть только приблизительной). Это, а также индуктивность рассеяния трансформатора вызовут перенапряжение и звон сигнала переключения. По возможности полевые МОП-транзисторы должны располагаться на расстоянии не более 20 мм от трансформатора. Точно так же и проводка (или дорожки печатной платы) от контроллера до затворов MOSFET также должна быть как можно короче. Как и в случае с полевыми МОП-транзисторами к трансформатору, старайтесь, чтобы длина проводников не превышала 20 мм.

• Прежде всего, используя только микросхему SG3525 и связанные с ней компоненты (без полевых МОП-транзисторов), убедитесь, что у вас есть очень чистый прямоугольный сигнал 12 В на каждом выходе (180° вне фазы, и они НИКОГДА не перекрываются). Убедитесь также, что при включении питания он начинается с 0% и увеличивается до 50% рабочего цикла примерно за секунду или две.
• Получив это, вы можете подключить МОП-транзисторы. Они будут на радиаторе и учтите, что выступы соединены со сливом, поэтому предусмотрите изоляцию (слюда + пластик шайбы, термопаста). Затем припаяйте трансформатор и посмотрите на первичный сигнал с помощью осциллографа (используйте пробник 10:1 на случай, если у вас будут большие пики, чтобы чтобы не повредить инструмент). У вас должна быть прямоугольная волна около 25-26 В от пика до пика и наименьшие возможные пики (перерегулирование). Это они выше, чем 30 В (от земли), вы можете попробовать перемотать трансформатор, чтобы улучшить связь. Вы также можете уменьшить выбросы, используя демпферную сеть, показанную на схеме. хотя они будут рассеивать немного энергии (используйте резисторы на 2 Вт и конденсаторы на 100 В), поэтому устанавливайте их только в случае необходимости.
• Когда у вас будет чистая форма сигнала, вы можете припаять выпрямитель и выходные конденсаторы и посмотреть, что у вас есть на положительной и отрицательной шинах. Вы должны иметь одинаковое напряжение в обоих, и оно должно быть похоже на то, что вы рассчитали.
• Теперь нагрузите источник питания силовыми резисторами. Начните с низкого энергопотребления (около 20 Вт) и внимательно осмотрите МОП-транзисторы, выпрямители и трансформатор, чтобы убедиться, что они не греются. Также следите за током, потребляемым от источника питания 12 В. Мощность (V x I) должна быть лишь немного выше, чем на выходной нагрузке. (Ожидайте 80% эффективность или около того).
• Если все в порядке, увеличьте нагрузку (уменьшите ее значение сопротивления). МОП-транзисторы должны нагреваться через некоторое время при больших нагрузках (около 100 Вт), а КПД следует поддерживать высоким (всегда выше 75-80%).

Когда вы полностью уверены, что все работает как положено, можно приступать к подключению к электропроводке автомобиля (см. раздел «Процедуры установки»). В первый раз вы заметите искру из-за внезапного заряда большого входного конденсатора, если только вы сначала не подключите резистор последовательно (очень хорошая практика), чтобы позволить ему медленно заряжаться, а затем удалите его для нормальной работы.