Automotive UMZCH z zasilaczem. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Samochodowe wzmacniacze mocy

 Komentarze do artykułu

Napięcie sieci pokładowej ogranicza moc samochodowego UMZCH, a tę okoliczność można przezwyciężyć za pomocą przełączającego konwertera napięcia zasilania. W artykule opisano konstrukcję potężnego dwukanałowego UMZCH z wbudowanym potężnym konwerterem opartym na układzie KR1114EU4.

Obecnie na rynku samochodowego sprzętu audio dostępnych jest wiele różnych modeli radioodbiorników samochodowych. Współczesne magnetofony mają zwykle czterokanałowy wzmacniacz, a deklarowana przez producentów moc wyjściowa to dziesiątki watów. Ale czy napisy na przednim panelu, wskazujące moc wyjściową, na przykład 4x40, 4x50 W, odpowiadają ogólnie przyjętemu parametrowi? Częściej wskazywana jest jego szczytowa moc wyjściowa (z reguły przy napięciu zasilania 14,4 V przy obciążeniu 4 omów).

W praktyce nominalna moc wyjściowa radia samochodowego wynosi zwykle nie więcej niż 10…12 W na kanał [1].

Aby uzyskać rzeczywisty wzrost mocy, UMZCH jest używany w połączeniu mostkowym. Aby uzyskać mocniejsze obciążenie, radio samochodowe jest uzupełnione o wzmacniacz mocy. Biorąc pod uwagę fakt, że prawie wszystkie systemy głośników samochodowych i większość głośników o szerokim zastosowaniu ma rezystancję elektryczną 4 omów, napięcie sieci pokładowej pojazdu jest niewystarczające, dlatego dla UMZCH należy zastosować zasilacze wtórne.

Opisany tutaj samochodowy dwukanałowy wzmacniacz mocy jest połączony z zasilaczem impulsowym.Sprzęt wyróżnia się prostą konstrukcją obwodu i dostępnością do produkcji przez radioamatorów. Znamionowa moc wyjściowa UMZCH z nieliniowym współczynnikiem zniekształceń 0,5% w trybie „Stereo” wynosi około 2x70 W (2x4 Ohm), w trybie „Mono” - około 150 W (8 Ohm). Nie wymaga prawie żadnego strojenia.

Wzmacniacz. Wzmacniacz jest wykonany na dwóch układach DA1, DA2. Układ scalony TDA7294 jest wysokowydajnym wzmacniaczem mocy i jest stosunkowo tani. Końcowe i przedterminalne stopnie TDA7294 zbudowane są na tranzystorach polowych, posiadają zabezpieczenie przed przegrzaniem i zwarciem na wyjściu. Gdy temperatura kryształu osiągnie 145°C, układ zabezpieczający przełącza układ w tryb „MUTE”, a gdy osiągnie 150°C – w tryb „STAND-BY”.

Ze względu na szeroki zakres napięć zasilania układ TDA7294 może być stosowany w połączeniu z obciążeniem o rezystancji większej niż 8 omów bez znacznej utraty mocy wyjściowej. Podczas korzystania z dwóch mikroukładów połączonych w obwód mostkowy górna granica rezystancji wzrasta do 16 omów. Przy optymalnym doborze napięcia zasilania, jego maksymalna moc wyjściowa przy obciążeniu niskooporowym (4 omy i mniej) jest ograniczona jedynie maksymalnym dopuszczalnym prądem stopnia końcowego równym 10 A i osiąga 100 W. Przy współczynniku zniekształceń harmonicznych wynoszącym 0,5% mikroukład dostarcza do obciążenia moc do 70 watów. Bardziej szczegółowe informacje na temat mikroukładu można znaleźć w [2] lub na stronie internetowej firmy ST Microelectronics.

Schemat ideowy UMZCH bez zasilacza pokazano na ryc. 1.

W proponowanym schemacie funkcje „STAND-BY” i „MUTE” nie są używane, ponieważ wzmacniacz jest włączony w zasilaczu. Rezystory R1, R4 ustawiają impedancję wejściową UMZCH. Pary elementów R1, C1 i R4, C4 tworzą na wejściach obu kanałów filtr górnoprzepustowy, ograniczający od dołu pasmo przenoszenia wzmacniacza. Podobnie elementy R2, C2 i R5, C5 w łańcuchu OOS określają dolną granicę szerokości pasma. Współczynniki rezystancji R3/R2, R6/R5 ustawiają wzmocnienie UMZCH. Przy podanych wartościach znamionowych elementów R2, R3, R5, R6 wzmocnienie napięciowe wynosi 30 dB.

Przełącznik SA1 wybiera tryb pracy UMZCH „Stereo / Mono”. W trybie „Stereo” mikroukłady DA1 i DA2 działają jako dwa niezależne wzmacniacze nieodwracające, w trybie „Mono” wzmacniacz DA2 zmienia się ze wzmacniacza nieodwracającego o wzmocnieniu Kj = R6 / R5 + 1 we wzmacniacz odwracający o wzmocnieniu jedności. Pozycja SA1 na schemacie odpowiada trybowi „Stereo”. Podczas korzystania z UMZCH w trybie mostkowym wyjście „+” AC jest podłączone do wyjścia DA1, a wyjście „-” do wyjścia DA2.

Przetwornica zasilacza wzmacniacza (Rys. 2) jest zbudowany głównie na chipie KR1114EU4 - importowanym analogu TL494CN firmy Texas Instruments.

Szczegółowy opis układu można znaleźć w [3], jego schemat blokowy przedstawiono na rys. 3. Zawiera modulator szerokości impulsu (PWM) i jego obwód sterujący. Mikroukład zapewnia szerokie możliwości kontrolowania czasu trwania impulsów wyjściowych. Ponieważ mikroukłady TDA7294 mają własne węzły zabezpieczające, nie ma potrzeby stosowania ich w samym zasilaczu.

Mikroukład KR1114EU4 może pracować zarówno w konwerterach przeciwsobnych, jak i jednocyklowych; tryb pracy ustawia się wejściem OTS (pin 13). W tym zasilaczu pin 13 jest podłączony do źródła napięcia odniesienia +5 V, a przetwornica pracuje w trybie przeciwsobnym. Cykl pracy impulsów może zmieniać się w szerokim zakresie. Wyjścia mikroukładu można podłączyć bezpośrednio przez rezystory R16, R17 do baz potężnych tranzystorów bipolarnych VT1 i VT2 konwertera ze względu na górną wartość graniczną prądu wyjściowego (do 200 mA).

Ponieważ układ konwertera ma wyjścia kolektora i emitera dla tranzystorów wyjściowych (piny 8-11), możliwe jest ich włączenie zgodnie ze wspólnym obwodem emitera lub wspólnego kolektora, w zależności od struktury tranzystorów VT1 i VT2. W opisywanym bloku z tranzystorami o strukturze npn zastosowano drugą opcję. W przypadku używania tranzystorów polowych (n-kanałowych tranzystorów FET) jako kluczy należy usunąć rezystory R18 i R19.

Układ KR1114EU4 ma własny generator impulsów piłokształtnych. Elementy R8, C8 to taktowanie, a częstotliwość generowania można wyznaczyć ze wzoru f = 1/(R8C8). Podczas pracy w trybie przeciwsobnym częstotliwość oscylatora mikroukładu musi być dwa razy większa niż częstotliwość na wyjściu konwertera. Dla wskazanych na schemacie wartości układu taktowania częstotliwość generatora wynosi około 160 kHz, a częstotliwość impulsów wyjściowych wynosi około 80 kHz.

Stabilność przetwornicy w szerokim zakresie napięć zasilania zapewnia wbudowane źródło napięcia odniesienia (pin 14) +5 V. Układ R9C7 zapewnia płynne zwiększanie szerokości impulsu wyjściowego układu i mocy w obciążeniu po włączeniu zasilania. Dioda VD1 zapobiega awarii urządzenia, gdy biegunowość napięcia zasilania jest odwrócona; w takim przypadku przepali się tylko bezpiecznik FU1.

Zasilacz posiada stabilizację napięcia przy obciążeniu dzięki sprzężeniu zwrotnemu. Odbywa się to poprzez rezystory R10 - R15 z każdego ramienia prostownika. Rezystory te tworzą dwa dzielniki napięcia, przez które część napięcia z wyjścia zasilacza trafia do wzmacniaczy błędu (piny 1, 15). Jako wzorzec napięcia, z którym porównuje się napięcia wyjściowe zasilacza, stosuje się źródło napięcia odniesienia (ION). Wyjścia wzmacniaczy błędów wewnątrz DA1 są połączone ze sobą za pomocą diod. Pin 3 służy do lokalnego sprzężenia zwrotnego ograniczającego wzmocnienie wzmacniaczy. W tym bloku pin 3 służy do wysterowania przetwornicy, a wzmacniacze pełnią rolę komparatorów. Z transformatora impulsowego T1 napięcie jest prostowane przez diody VD2-VD5 i wygładzane przez kondensatory C11-C14.

Aby zmniejszyć rozpraszanie mocy na mikroukładach UMZCH DA1 i DA2 i zwiększyć maksymalną moc wyjściową wzmacniacza, należy odpowiednio dobrać napięcie wyjściowe konwertera na podstawie rezystancji obciążenia. Ten UMZCH jest przeznaczony do pracy w połączeniu z obciążeniem 4 omów w trybie „Stereo” i obciążeniem 8 omów w trybie mostka. Wartość napięcia zasilania DA1, DA2 zalecana przez producenta dla danej rezystancji obciążenia wynosi ±25. ..27 V, przetwornik impulsów jest przeznaczony do tego napięcia.

W tym pokazanym na rys. 2 obwód zasilania wymaga wystarczająco mocnego włącznika, aby go włączyć. Często ta metoda włączania jest niewygodna lub nie do zaakceptowania.

na ryc. 4 przedstawia schemat urządzenia do automatycznego sterowania startem przetwornicy. Zapewnia włączenie UMZCH, gdy do rezystora R20 zostanie przyłożone stałe napięcie większe niż 1 V lub gdy do kondensatora C15 zostanie przyłożony sygnał audio o efektywnej wartości napięcia co najmniej 0,6 V.

Z pierwszej opcji można skorzystać, jeśli radio samochodowe posiada wyjście do sterowania urządzeniami zewnętrznymi, np. elektryczną wysuwaną anteną. Inna opcja jest również odpowiednia, jeśli w samochodzie jest zainstalowany subwoofer. Następnie kondensator C15 jest podłączony do jednego z wyjść radia samochodowego UMZCH, a teraz wzmacniacz włączy się automatycznie, gdy moc wyjściowa radia samochodowego przekroczy 0,15 ... 0,2 W i wyłączy się przy mniej. Niedopuszczalne jest jednoczesne podłączanie dwóch wejść do radia, gdyż może to spowodować jego wyłączenie. Kondensator C16 jednocześnie wygładza tętnienia napięcia przemiennego i opóźnia wyłączenie wzmacniacza po zaniku sygnału wejściowego (z opóźnieniem około 30 s). Diody VD7, VD8 zapobiegają wpływowi obwodu przełączającego na działanie modulatora SHI. Ustawiają również próg napięcia na kolektorze VT3, powyżej którego czas trwania impulsów na wyjściu DA3 zacznie się stopniowo zmniejszać, a gdy osiągnie 4 ... 4,5 V, zasilanie zostanie wyłączone.

Jeśli ten wzmacniacz jest używany tylko z subwooferem, potrzebny będzie węzeł, którego schemat pokazano na ryc. 5. Jest to filtr dolnoprzepustowy drugiego rzędu o częstotliwości odcięcia 80 Hz; włącza się przed wejściem do UMZCH. Na schemacie w nawiasach podano wnioski wzmacniacza operacyjnego drugiego kanału. Zintegrowane regulatory napięcia DA2, DA3 są zainstalowane w obwodzie mocy. Jeśli wzmacniacz ma być używany tylko w trybie zmostkowanym, zamiast podwójnych wzmacniaczy operacyjnych można użyć pojedynczego wzmacniacza operacyjnego.

Szczegóły i projekt. Wszystkie części wzmacniacza i zasilacza, z wyjątkiem włącznika wzmacniacza SA1, bezpiecznika FU1 oraz złączy wejściowych i wyjściowych (niewidocznych na schemacie), zmontowane są na płytce drukowanej wykonanej z włókna szklanego o grubości 2 mm foliowanej z jednej strony. Rysunek płytki i rozmieszczenie elementów na niej pokazano na ryc. 6.

Jako VD1 możesz użyć diod serii KD2997, KD2999 z dowolnym indeksem literowym. Diody KD2997B (VD2 - VD5) można wymienić na KD2997A, KD2999A, KD2999B. Zamiast tranzystorów KT898A (VT1, VT2) dopuszczalne jest stosowanie innych: KT890 z dowolnym indeksem literowym, KT896A, KT896B, KT898B, KP958A - KP958V, KP954A - KP954V. Możesz użyć importowanych tranzystorów polowych IRFZ48, IRFZ44, IRF540, IRF640, IRF530, BUZ11 A, BUZ22 lub ich analogów, usuwając rezystory R18, R19.

Potężne tranzystory zasilacza VT1, VT2 i mikroukłady wzmacniacza DA1, DA2 są zainstalowane na oddzielnych radiatorach. Dopuszczalne jest instalowanie mikroukładów na jednym radiatorze bez izolacji, ale jednocześnie izolowanie go od obudowy wzmacniacza, ponieważ metalowe podłoże mikroukładów ma napięcie -Upit w stosunku do wspólnego drutu. Niedopuszczalne jest instalowanie tranzystorów na jednym radiatorze bez izolacji. Mika może być stosowana jako materiał izolacyjny. Podczas montażu elementów mocy na radiatorach pożądane jest użycie pasty przewodzącej ciepło KPT-8, która znacznie ułatwi pracę termiczną tych elementów. Diody VD1 - VD5 są instalowane prostopadle do płytki.

Obwód magnetyczny transformatora impulsowego T1 tworzą trzy pierścienie o wymiarach K40x25x11 sklejone z ferrytu M2000NM1. Uzwojenia I, II są uzwojone w 4 zwojach wiązką pięciu drutów PEV-2 1,2 mm. Uzwojenia III, IV są uzwojone w 10 zwojach wiązką czterech drutów PEV-2 0,8 mm. Uzwojenia I, II i III, IV muszą być symetryczne. Przed nawinięciem ostre krawędzie klejonego pierścienia należy zaokrąglić pilnikiem igłowym. Pomiędzy uzwojeniami układane są trzy lub cztery warstwy izolacji z taśmy fluoroplastycznej. Transformator jest instalowany na środku płytki drukowanej za pomocą prostokątnej lub okrągłej płytki dociskającej od góry z otworem pośrodku i śruby M5 lub Mb z nakrętką.

W obwodzie sterowania rozruchem konwertera odpowiednie są dowolne diody krzemowe małej mocy, ponieważ VD1 - VD3, KT3102A (VT1) zastępuje się tranzystorem o dowolnym indeksie literowym z tej serii lub KT315. W filtrze dolnoprzepustowym (patrz ryc. 5) dopuszczalne jest zainstalowanie OU KR574UD2, KR140UD20, KR544UD4. Zamiast stabilizatorów DA2, DA3 można zastosować dowolne zintegrowane stabilizatory napięcia dodatniego i ujemnego 15 V.

Musimy starać się podłączyć przewody zasilające wzmacniacza jak najbliżej akumulatora samochodowego (na skrzynce bezpieczników), aby wykluczyć wpływ innych odbiorników prądu. Ponieważ prąd szczytowy pobierany przez wzmacniacz może dochodzić do 15 A, w obwodzie mocy należy zastosować przewody o dużym przekroju (3...5 mm2). Jeśli w sieci pokładowej istnieje urządzenie krytyczne dla tętnień napięcia o wysokiej częstotliwości, konieczne jest zwiększenie pojemności C9, a jeśli to nie przyniesie pożądanego efektu, włącz filtr wysokiej częstotliwości w obwód zasilania konwertera.

Ustanowienie. Dzięki elementom serwisowalnym wzmacniacz zaczyna działać natychmiast. Należy skonfigurować tylko zasilacz. Dlatego zaleca się przeprowadzenie instalacji i konfiguracji w dwóch etapach w następujący sposób.

Na płytce drukowanej zamontowane są tylko elementy zasilające (elementy wzmacniacza nie są lutowane). Następnie lutowany jest rezystor R14 i podłączany jest równoważnik obciążenia między przewodem wspólnym a dodatnim wyjściem zasilacza - rezystor drutowy o rezystancji 6 ... 7 omów i mocy co najmniej 100 watów. Po włączeniu zasilania zmierzyć napięcie na tym rezystorze, powinno być w zakresie 26...28 V.

Ponadto rezystancja obciążenia jest zwiększona do 50 omów. Obracając silnik dostrojonego rezystora R13, uzyskuje się takie samo napięcie wyjściowe zasilacza, jak przy obciążeniu 100-watowym. Następnie R14 jest lutowany, a R12 jest lutowany. Ustawienie drugiego obwodu stabilizacji jest analogiczne. Na koniec regulacji przylutuj rezystor R12.

Następnie montowane są części UM34 i sprawdzana jest sprawność zmontowanego urządzenia pod kątem równoważników obciążenia z generatora częstotliwości audio.

Urządzenie do automatycznego włączania wzmacniacza (patrz ryc. 4) nie musi być konfigurowane, ale jeśli konwerter uruchomi się nawet przy braku sygnałów wejściowych, wówczas rezystancja R21 zostanie zmniejszona do wartości, przy której napięcie na kolektorze VT1 mieści się w zakresie 6 ... 6,5 V.

Autor: A.Kolganov, Kaługa

Zobacz inne artykuły Sekcja Samochodowe wzmacniacze mocy.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Koncepcja interfejsu czujnika termicznego 27.05.2014 Metaio, firma zajmująca się technologią rzeczywistości rozszerzonej, ogłosiła opracowanie systemu Thermal Touch. System ten pozwala za pomocą czujników podczerwieni i inteligentnych okularów, takich jak Google Glass, przekształcić dowolną powierzchnię w interfejs dotykowy, czyli wchodzić w interakcję z treściami cyfrowymi w dowolnym środowisku. Łącząc obraz termowizyjny z obrazem wykonanym przez tradycyjną kamerę, system określa tzw. ślad termiczny, jaki pozostawia użytkownik dotykając powierzchni. Dodając do tej technologii rozszerzoną rzeczywistość i widzenie komputerowe (inteligentne okulary), użytkownik otrzymuje całkowicie nowy interfejs dotykowy niemal wszędzie, gdzie chce. Według twórców otwiera to wiele możliwości. Na przykład użytkownik może kontrolować kierunek ruchu urządzenia, po prostu dotykając normalnej statycznej mapy na ścianie. Według wynalazców najlepszy interfejs użytkownika dla urządzeń do noszenia nie został jeszcze określony. Deweloperzy aktywnie eksperymentują z nawigacją głosową, różnymi urządzeniami pomocniczymi i technologiami projekcji. Aby technologia mogła być produkowana masowo, musi być przede wszystkim wygodna, a także działać w jak najszerszym zakresie zastosowań. Być może nowy wynalazek będzie w stanie sprostać tym wymaganiom. Tymczasem sami deweloperzy ze smutkiem stwierdzają, że ich technologia może stać się rzeczywistością nie wcześniej niż za pięć lat. Jednocześnie minie nawet dziesięć lat, zanim czujniki termiczne zostaną masowo zintegrowane z urządzeniami.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Czujnik 200MP Samsung ISOCELL HP3

▪ Okłady dla Dawida

▪ zdrowa wołowina

▪ Stworzył sztuczny nerw do zwalczania przewlekłego bólu

▪ Ubrania mleczne

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja strony Narzędzia i mechanizmy dla rolnictwa. Wybór artykułu

▪ artykuł Sprawdź harmonię z algebrą. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Jak duży jest największy krzew różany na świecie? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Praca z ręcznymi narzędziami pneumatycznymi. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy

▪ artykuł Zabawne eksperymenty: dynamiczna głowa to zabawkowy parkiet taneczny. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Włókno sztuczne otrzymuje się z roztworu miedzi z amoniakiem. Doświadczenie chemiczne

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024