Как запитать два усилителя от одного блока питания

Обновлено: 07.07.2024

Тема эта одновременно и сложная, и простая. Сложная, потому что по ней очень много противоречивой информации, а каждый автор имеет свои положительные результаты, при совершенно противоположных подходах. А когда попадается статья типа той , которую написал известный инженер, автор усилителей UcD Bruno Putzeys , то мозг перегружается, и если раньше хоть что-то было понятно, то теперь вообще ничего:) В то же время, тема простая, потому что когда есть собственное понимание, как это работает, то уже сложностей особых то и нет. Но к этому нужно придти. Даже прочитав мою статью внимательно, не сразу может стать всё ясно и понятно. Но шишек на лбу будет меньше, однозначно.

Если посмотреть, как разводилась земля в промышленных усилителях в разные годы, то можно увидеть, что в 60-е, 70-е довольно часто меккой земли был корпус устройства, у которого в разных местах размещались луженые лепестки, куда подсоединялись общие проводники с каждой платы и с разъемов. Рабочий, но не очень хороший вариант, так как корпуса были стальные, чаще всего, а сталь не является хорошим проводником. Некоторое время спустя, появились омедненные шасси у более дорогих аппаратов, чтобы снизить импеданс шины земли и уменьшить помехи.

Лепестки земли на шасси ресивера Harman Kardon HK-930 из 70-х годов Лепестки земли на шасси ресивера Harman Kardon HK-930 из 70-х годов

В более поздних конструкциях, начиная с 80-х и по сей день, чаще всего используется два самых распространенных способа разводки земли - это "Звезда" и "Полигон". Способ "Полигон" относится к методу разводки топологии печатной платы, естественно. В корпусе все равно "Звезда", как правило. Я не зря упомянул печатные платы - с них все и начинается: если в корпусе усилителя вы все правильно соединили, то совершенно не обязательно получится хороший результат, если на платах земля уже разведена неправильно.

Одна из моих конструкций бюджетного HI-Fi усилителя Одна из моих конструкций бюджетного HI-Fi усилителя

2. Что такое "петля Земли" и почему это плохо?

Все очень просто - "петля земли" - это дважды и более раз соединенные точки земли между собой. Образуется замкнутый виток из земляного проводника, или даже несколько, которые из экрана превращаются в приемные антенны. Самая распространенная ошибка при разводке печатной платы - это замкнутая рамка общего провода по периметру платы или на её участке. Это как раз тот случай, когда, как ни строй правильный конструктив, соединяя все земли в одну точку, результат непредсказуем с такой разводкой. Если на платах все хорошо с топологией, то петли могут образоваться в конструктиве - через крепёж, например. То есть, земля к плате подведена правильно, одним проводом, но некоторые крепежные отверстия платы с металлизацией, соединенной с землей, и тогда, каждое соединение через металлическую стойку крепления платы к корпусу образует свой замкнутый контур - петлю земли. А таких контуров в сложном устройстве может оказаться очень много. Самое интересное, что если провода разводки земли очень большого сечения, если присутствуют "костыли" в виде мало-Омных резисторов между шинами силовой и сигнальной земли, то конструкция с грубыми ошибками в разводке может даже и не фонить сама по себе, но часто имеют место некоторые "необъяснимые чудеса" - усилитель с пустыми входами не фонит совсем, но подключаешь источник на вход и начинается гул в АС, один канал вынимаешь - полная тишина. Или подключаешь к одному источнику - нет фона, а к другому - есть. Еще один "эзотерический" факт, с которым многие сталкивались: собранный на фанерке усилитель отлично звучит, собираешь в корпус - тоже все хорошо, но как только завинчиваешь верхнюю крышку, то вся магия звука исчезает. Открываешь верхнюю крышку - и она возвращается. Один мой знакомый даже подвел под это свою теорию и сделал верхнюю крышку из оргстекла. Есть, кстати, и промышленные модели усилителей, у которых верхняя крышка не металлическая - не просто так, видимо:). Но, когда земля разведена правильно, то наличие или отсутствие металлической верхней крышки в корпусе УМ на звук никак не влияет, даже если это сталь.

Еще, хотелось бы отметить тот факт, что добавление всяческих локальных экранов, даже практически "глухих", вообще не дает никакого положительного результата, если есть земляные петли в конструктиве. Фон может стать меньше в каком-то режиме работы, но "эзотерические чудеса" становятся еще более вероятными при подключении различных внешних устройств. У меня был случай, когда друг обратился за помощью - говорит, все наглухо заэкранировал, а все равно фонит! Принес мне своё чудо техники и каково было его удивление, когда он получил назад свой усилитель без всяких экранов, без большей части проводов заземления и вообще без фона . Там было столько петель земли, что со счета сбился:)

Полигон - это когда вся свободная площадь печатной платы является землей или под нее отводится целый слой, если на плате их больше одного. Импеданс такой шины земли очень низкий, что хорошо, но тогда платы должны быть либо с чисто силовыми цепями, либо с чисто сигнальными. К примеру, если вы на плате усилителя напряжения с общим полигоном земли разместите еще и стабилизаторы напряжения для этого УН, то очень трудно будет сделать так, чтобы емкости силового питания не разряжались через участки полигона, куда подключены сигнальные цепи. Ток идет в том направлении, где ему оказывается наименьшее сопротивление, поэтому может оказаться так, что силовая емкость стаба будет разряжаться через землю входного фильтра, то есть, - через самую чувствительную цепь входного каскада. Многие об этом даже не подозревают, да и я тоже, врожденных знаний таких не имел - все пришло со временем и совсем не быстро.

"Звезда" более предсказуема и надежна - своди все дорожки земли в одну точку на плате, а потом соедини этими точками все платы - получится звездочка на плате и звездочка в корпусе. Далее, остается соединить земли входных разъемов (изолированных от корпуса) вместе, в эту же точку заземлить корпус и туда же подсоединить "звезду" от плат. Точнее, к звезде плат просто добавится два луча - это корпус и входные разъемы. О них подробнее ниже.

4. Как должны располагаться в корпусе входные разъемы RCA?

Это вопрос насущный, так как их расположение зависит от внутренней компоновки усилителя и часто определяется стремлением сократить путь сигнала от терминалов RCA до входных цепей усилителя. Если вы не хотите получить дополнительных проблем, то входные разъемы левого и правого каналов нужно располагать ближе друг к другу.

Любители слушать музыку в автомобиле со временем испытывают нехватку мощности и качества поэтому постоянно развивают свою аудиосистему. Процесс создания идеальной аудиосистемы, находится в постоянном усовершенствовании, поэтому любители идут на хитрые приёмы, чтобы добиться своих целей. Один из таких приёмов основан на одновременном подключении двух усилителей в авто. Для этого разработаны специальные схемы, ведь для того чтобы правильно выполнить эту процедуру необходимо не просто соединить выход источника звука, например магнитолы, с входами двух усилителей, а и правильно организовать систему электроснабжения. Схемы подключения двух усилителей в авто выполняется в нескольких вариантах, рассмотрим поподробнее каждый из них.

Как подключить 2 усилителя в авто

Перед тем как выполнить установку двух усилителей в авто, обязательно нужно предусмотреть их сильный нагрев. Радиаторы усилителей не должны находиться рядом, а также к ним должен быть обеспечен поток свежего воздуха. Это не значит, что усилители располагаются под капотом, главное, не закрывать их плотной тканью и не устанавливать в узком пространстве.

Для начала рассмотрим подключение 2 усилителя в авто к бортовой цепи, то есть подачу питания на них. Обязательным условием для любого способа остаётся установка предохранителя, плавкая вставка которого рассчитана на перегорание при увеличении максимального тока на 1, 2 -1, 3. Максимальный ток развивается при максимальной выходной мощности и указан в техническом паспорте к усиливающему звук устройству.

Существует два способа подключения питания:

Подключение питающего провода непосредственно от первого усилителя. То есть до места установки прокладывается одна линия с одним предохранителем, который рассчитан на суммарный ток двух усилителей. При этом обязательно учесть сечение проводников, так как если не выполнить это условие, то проводка во время прослушивания музыки на большой громкости перегреется, что приведёт к печальным последствиям, вплоть до возгорания.
Прокладка двух отельных линий требует установки двух отдельных предохранителей, рассчитанных на ток каждого усилителя. Данный способ имеет свои преимущества связанные с разделением питающих цепей, но также и недостатки, которые связаны с покупкой проводов большой длины. Сечение провода рассчитывается, как и предохранитель, на работу одной усилительной установки. Данный способ используется при подключении мощных стереосистем.

Питание прокладывается к устройствам таким образом, чтобы снизить количество помех при прослушивании, поэтому рекомендуется разделить питающие, и несущие звуковой сигнал, провода по разные стороны автомобиля.

Подключение двух автомобильных усилителей

Теперь стоит продумать подключение 2х усилителей в авто к источнику звука, которым чаще всего является магнитола. При этом нельзя подключать их к выходным каскадам, а только к линейным выходам, это обеспечит более чистый звук и не приведёт к выходу из строя предварительного встроенного усилителя, рассчитанного на напряжение линейного выхода. В линейный выход RCA присоединяются провода с так называемыми тюльпанами на концах.

Самая простая схема подключения 2 усилителей в авто основывается на использовании специальных, приобретаемых отдельно разветвителей.

Использование скруток и снятие изоляции, крайне не рекомендуется, так как понижает помехоустойчивость системы. Для подключения двух устройств понадобиться два разветвителя, каждый из которых подключается на один канал и таким образом, одинаковую звуковую информацию подаёт на два усиливающих аппарата.

Достоинством этого способа является простота соединения и низкая стоимость разветвляющего звук переходника, она варьируется от 300 до 1500 руб, в зависимости от производителя. В итоге получается что два двух канальных усилителя воспроизводят информацию каждый на свои динамики. При этом один из них часто используют для сабвуфера. Достоинством такой схемы подключения является использование двух разных по мощности и характеристикам усилителей.

Второй способ соединения усилителей по мостовой схеме, возможен только при наличии двух абсолютно одинаковых усилителей.

Рекомендуем ознакомиться с приложеным видео, которое полностью раскрывает данную тему.

Как видите, подключение двух автомобильных усилителей и создание высококачественной системы звука процедура несложная, главное внимательно ознакомиться с инструкцией к нему и выполнить все выше перечисленные рекомендации.

Здравствуйте, ест 8 унч на TDA7377 и один источник(мп3) как правильно подключить 8 унч в один источник?

Обычно достаточно просто запараллелить входы усилителей. Но всё зависит от выходного сопротивления источника, если оно достаточно велико, то, возможно, придётся ставить эмиттерный повторитель на выходе источника.

СветLANa, спасибо за ответ, так можно подключить как на картинке?

ещё нашел предусилитель на 4558

Не советую.
Выход вашего МP3 плеера может иметь выходные усилители ,а переменными резисторами 1ком в нижнем положении вы можете закоротить(сопротивление 0 ом) выход усилителей МP3 плеера,что может привести к их выходу.
Поэтому по постоянному току следует развязать конденсаторами на оба канала по 1.0-10 мкф.
Так что смотрите на свой MP3 . есть ли у вас выходные усилители на нём .
У меня на одном есть,на другом нет.
Но развязку можно делать в обоих случаях,только провод который будет соединять ваш МP3 плеер с УМ(усилителями мощности) возьмите экранированным(два провода в экране),чтобы у вас не было наводок.Экран подпаиваете на плату плеера и корпус(общий минус) питания УМ .
Не совсем понятно такое большое количество переменных сопротивлений (включенных II друг к другу,регулировка одного будет влиять на все каналы)) . для чего. если возможно только использовать всего 2 (на левый и правый каналы) ,а на усилители подавать сигнал через разделительные конденсаторы 1.0-10 мкф.
Желательно вместо переменных резисторов 1Ком использовать на 20-50 Ком .
По части предварительного усилителя . его ставить нужно будет только в том случае ,если выходной сигнал МP3 плеера у вас малой амплитуды.При достаточном выходном напряжении для раскачки УМ ,надобность в нём не нужна.

Переменные резисторы у вас включены не совсем правильно и при минимальном усилении будут шунтировать выходной сигнал. Нужно сигнал подавать на верхний вывод резистора, а на TDA подавать с ползунка, тогда нагрузочное сопротивление всех резисторов будет в восемь раз меньше их номинала.

да на первом сделал ошибки
переменные резисторы для того что бы каждый колонки можно было регулировать громкость
буду ставит 50к но после подключения все переменники станет 12,5ком или лучше ставить 100ком = 25ком.
декодер модель-GJ-D09BT проц-ADG2414-21E

"или лучше ставить 100ком = 25ком. "

Это зависит от того, какое выходное сопротивление у источника, что бы общее сопротивление потенциометров не слишком его шунтировало. Желательно проверить одним потенциометром и включить его так как показано на схеме. Изменяя его значение определить при каком сопротивлении оно уменьшается допустим на одну четверть. Желательно знать и входное сопротивление TDA, что бы меть представление, с каким минимальным сопротивлением можно применять переменные резисторв.

Это зависит от того, какое выходное сопротивление у источника,

выходной сопротивление узнал с помощью осциллографа
как измерял: на флешку записал синус 1кгц 0дб на выход подключил переменный резистор на 100ком, осциллограф показал up-p

6.72вольт крутил перем-стор до посада напряжения
ровно на 10коме начался посад
это правильная измерения?

Добавлено (03.11.2018, 20:30)
---------------------------------------------

При наличии столь большого количества переменников и усилков,есть большущая вероятность фона

если через ОУ? есть в наличии TL061-TL081, TL062-TL082, TL064-TL084, 4558

Указанные выше вами ОУ повысят только выходное звуковое напряжение с выхода МР3-плеера ,но проблему фона не устранят.Фон у вас может быть из-за большой (по площади) цепи соединений к УМ.
Чем короче соединения,тем меньше вероятность наводок на вход УМ .
А сейчас вы хотите паутиной проводов с различными длинами подводить сигналы на входы УМ.
Можете провести эксперимент,у каждого есть компьютер ,к которому подключены активные звуковые колонки.
Отсоедините штекер 3.5мм активных колонок от звуковой платы компьютера,поставьте регулировку громкости на колонках хотя бы в среднее положение и возьмитесь пальцами за контакты штекера 3.5мм .
В динамиках колонок при этом услышите фон,наводку от вашего тела. Тело человека представляет собой как-бы антенну,так и паутина входных цепей большой площади будет выполнять ту же роль.
Зачем вам столько УМ ?

Когда 6 лет назад поступал в колледж, хотел по окончанию ковыряться в электронных устройствах, компьютерах, вообщем тесно жить и дружить с паяльником. Поступил, и в процессе учёбы понял, что попал немного мимо. Оказалось специальность Монтаж электрооборудования не предусматривает ковыряние в электронной технике. К сожалению, никто не просветил меня до поступления в этом. Ну, что делать, пришлось заканчивать колледж, прививать любовь к профессии и поступать в университет ну эту же специальность. Но тяга к маленьким деталькам с ножками и паяльнику жила со мной все эти годы, и открыться ей не позволяло малое количество знаний в данной области и электричестве вообще.
Что такое университет после колледжа? — Это много свободного времени, в связи с перезачётами почти половины предметов на первых курсах и уверенное чуство в своих знаниях, по сравнению с людьми после школы, в следствии чего даже новые дисциплины даются легко, с полуслова понимая преподавателя. И вот именно при наличии свободного времени настала пора дать волю той самой тяге. Сначала была самодельная лампа на светодиодах, потом запитка настенных часов от розетки, потом усилитель для наушников для коммуникатора, потом часы на МК. Не скажу что всё что я делал, делал осознанно. Естественно все схемы/мануалы брались в интернете и повторялись. но при этом медленно но уверенно приходило понимаю того, что делают руки. Ну да ладно, хватит лирики.

Предыстория, ближе к теме

По вышеуказанным причинам неопытности, но желания получить больше и лучше в комплект к домашним колонкам С-90 были приобретены младшенькие С-30, и кинуты в параллельку к бОльшим. Как вы понимаете ничего хорошего из этого не вышло, благо усилок целый остался, хотя его редкие непредсказуемые затухания и шумы ставят этот факт под сомнение (честно говоря ковыряться в нём нету никакого желания). В тоже время был приобретён рабочий стол, для компьтера. Почему-то его ширина оказалось малой для меня, и глаза постоянно уставали от близко стоящего (ЖК) монитора, даже на самом большом разрешении. Нет, дальнозоркости у меня нету, просто стол всего 60 см шириной, минус небольшой отступ от края, минус толщина монитора, и остаётся всего 50 см. А отъезжать на стуле от стола тоже не вариант — клавиатура слишком далеко оказывается. Казалось бы к чему это всё? А вот тут я вспомнил про пылящиеся С-30, которые, поставленные друг на друга идеально сравнялись с высотой стола. И дополнил эту пирамидку монитор. Вот так это всё и простояло 4 года. Но время шло, и дешёвых пластмассовых компьютерных колонок стало очень мало. К ним на смены пришли не на много дороже, но уже деревянные (хоть и ДВП, но уже не пластмасса) от сломавшегося муз. центра, которые были водружены на стенку над монитором. Прошло ещё некторое время, и их тоже стало казаться недостаточно. А как же С-90, можете спросить вы. Отвечаю: во-первых из-за вышеописанного плохого поведения усилка слушать их не особо хотелось, хотя иногда на пару часиков они всётаки включаются, во-вторых они слишком мощные для обычной квратиры, чтобы слушать их постоянно. Ну и стоят они обе по одну сорону от компа, так что вся нагрузка на одно ухо — не айс. Возможность перестановки отсутствует.
Ну вот собственно и пришла очередь рассказать о дальнейшей судьбе С-30.

Основная часть, техническая

Первое из двух

Цены на заводские усилители были узнаны давно, и не представлялись приемлимыми. По-этому было решено собрать свой, тем более я знал, что это не обязательно будет бандура с кучей транзисторов, конденсаторов и радиаторов, как стационарные усилки. Этому способствовал опыт сборки усилка для наушников для коммуникатора, когда я узнал о существовании микросхем вообще, и в частности усилителей (может кому интересно, для наушников была использована TDA7050, по схеме из датащита, с отдельным питанием).
Собственно микруха была найдена быстро, не так уж их и много, тем более хороший вариант именно для С-30 был давно определён: TDA8560. Не вдаюсь в технические подробности, всякие АЧХ и т.п. профессиональные характеристики, знающеи люди, кому это реально надо, посмотрят в датащитах. И тем более я к таким себя не приписываю. Прсто скажу что микруха выдаёт максимум 40 Вт на канал, при 4 Омах. Да, вы можете сказать зачем для С-30 с их-то 10 Ваттами аж 40? Да, вы правы, это много, но просто другие микрухи, с меньшей мощностью не дают такого качества звука. Сужу по отзывам испытавших. И ещё могу сказать уже из собственного опыта, что на 8560 звук мне нравится, и менять что-то даже мысли не возникало. К тому же С-30 не вечные, кто знает когда они мне надоедят, и я захочу что-то другое…

Второе

Вы может хотели меня упрекнуть за слишком большую предисторию, обо всех этих моих начинаниях. Спешу вас остановить.
Каждому радиолюбителю необходим блок питания. Так как я начинающий, обходился обычно зарядками, БП от старых радиотелефонов, и кренками для получения 5В. Хто занет, чем я буду заниматься дальше, но мне подумалось что 5 и 12В под рукой никогда не помешают. К тому же для питания TDA8560 нужно 12В. Было немедленно решено обзавестись стареньким компьютерным БП, благо на барахолках их кучи, и по вполне приемлимым ценам.

Конструкция

Схема усилителя умещается на плате 35х45 мм, а при желании можно и меньше (сразу оговорюсь: схему усилка не привожу, кому нужно — посмотрит в датащите, сегодня это совсем не сложно, а если вы начинающий — самое время узнать что такое датащит и разобраться для чего они нужны). Для просторов внутри БП это как раз очень приемлемо. Так и решил: зачем городить несколько коробок, если всё можно уместить в одной, тем более готовой. Работа заняла почти целый день. Благо опыт травления и пайки плат имеется. Неинтереснее всего вырезать отверстия под кнопки и разъёмы в корпусе БП в виду отсутствия подходящего инструмента. Так что всё делалось дрелью и напильником. Долго, нудно, но получилось вполне прилично. Дальше фото с небольшими пояснениями и Заключение.

Усилок:

Лишние выводы всех плюсов и минусов просто обрезал, позагибал так чтобы не закоротило, и забыл за них

Далее была сооружена защита от КЗ, правда пока только для 5-вольтового выхода. Схема найдена в интернете, и немного подправлена под себя.

На выходе зелёный диод не ставил, не нужен он мне там. Описание работы в кратце: в нормальном режиме падение напряжения на полевике нету, при КЗ там появляется примерно те же 5 В, которые на него приходят. Они же и используются для загорания красного светодиода. Резистор R2 я не ставил, хотя и можно было бы для подстраховки полевика.

Почти в сборе

Коробка благоплучно разместилась над системником, так что всё под рукой. Подложил под неё поролон для какого-никакого виброподавления кулера.

На данном фото показана ситуация при КЗ 5В (жёлтый и чёрный крокодилы), при этом загорается светодиод справа от выключателей, кулер начинает работать немного громче, что служит звуковой сигнализацией :)

Зелёный выключатель включает весь блок и сразу соответственно усилитель, а желтый и красный — 5 и 12В по мере надобности. На всех трёх концах крокодилы соответствующих цветов.
Кстати сразу не подумал, что в кнопках есть светодиоды, которые загораются при включении. Подцепил на 3-й вывод кнопок минус через резистор на 300 Ом, теперь вообще отлично смотрится.

Дополнение

Радиатор на ТДА-шке должен быть площадью 200 см2, честно говоря не знаю площадь моего, но судя по ощущениям его хватает, к тому же он соит под кулером БП. Хотя и кулер планирую отключить, если надоест его постоянный гул. А может сделаю его автоматическое включение в зависимости от датчика температуры на радиаторе, на МК это реализовать совсем не сложно. Ещё хотел поставить регулятор громкости, но подумал что запутаюсь в них, так как уже есть один регулятор настенных колонок, а звук из С-30 достаточно регулировть программными способами.
Ещё у вас может возникнуть вопрос о помехах на усилок в виду его расположения в самом БП. Отвечаю: помех нету. Есть небольшой высокочастотный шумок из ВЧ динаиков, но это помехи, наводящиеся в звукой карте (уверен что именно там, потому что при подключении плеера/телефона к усилку помех нету совершенно), и бороться с ними трудно и нет желания. К тому же они сведены до минимума посредством установки 10+15 кОм резисторов на вход усилителя.

Заключение

Стоимость:
TDA8560 — 5.4$ (43 укр. грн)
Выключатели (зелёный и двойной) — 1.5$
Полевой транзистор КП903 — 1.2$
Аудиокабель — 0.38$/метр
БП — 4$ (30 грн), но можно найти и дешевле
Разъёмы для колонок — 1$
Время — при наличии инструментов и некоторых навыков — от силы полдня, у меня ушло в целом день.
Ну и как всегда, удовольствие от проделанной работы — бесценно.

Итого, почти за 13$ получаем хороший усилок + блок питания. Для сравнения, фабричный усилок для С-30, естественно б/у, стоил бы в районе 18$.

Если нужен блок питания для нестандартных условий, можно воспользоваться построением с низкочастотным трансформатором. Такое решение просто в реализации и не требует особо глубоких специальных знаний, но есть у него и ряд недостатков – большие габариты, низкий КПД и качество стабилизации выходных напряжений. Можно изготовить импульсный БП, но это довольно сложная процедура с массой подводных камней – при малейшей ошибке будет «хлопок» и куча ненужных деталей.

Попробуем снизить планку и ограничимся модернизацией обычного компьютерного блока питания ATX под необходимые требования. Гм, а что именно станет предметом рассмотрения? Вообще-то, 300-400 ваттный БП может обеспечить довольно значительную мощность, область применения у него большая. В одной статье трудно объять необъятное, поэтому ограничимся самым распространенным – усилителем низкой частоты, под него и попробуем осуществить переделку.

Блок питания довольно большой мощности, хотелось бы его использовать по максимуму. Из 12 вольт мощный усилитель не сделать, здесь требуется совсем другой подход – двуполярное питание с выходным напряжением явно побольше 12 В. Если БП будет запитывать самодельный усилитель, собранный из дискретных элементов, то его напряжение питания может быть любым (в разумных пределах), а вот интегральные микросхемы довольно придирчивы. Для определенности возьмем усилитель на TDA7294 – напряжение питания до 100 В (+/-50 В) с выходной мощностью 100 Вт. Микросхема обеспечивает ток в динамике до 10 ампер, что определяет максимальный ток нагрузки блока питания.

Вроде всё ясно, остается уточнить уровень выходного напряжения. Допускается работа от источника питания 100 вольт (+/-50 В), но попытка выбора такого значения выходного напряжения оказалась бы большой ошибкой. Микросхемы крайне отрицательно относятся к предельным режимам работы, особенно при одновременном максимальном значении нескольких параметров - напряжения питания и мощности. К тому же, вряд ли в обычной квартире есть смысл обеспечивать столь высокий уровень мощности, даже для низкочастотных динамиков с их низкой эффективностью.

Дешевая 3070 Gigabyte Gaming - успей пока не началось

Можно установить напряжение в 90 вольт (+/- 45 В), но это потребовало бы очень точного удержания выходного напряжения – в многоканальных блоках питания весьма затруднительно обеспечить одинаковость напряжений на разных выходах. Поэтому стоит немного снизить планку и установить номинальное напряжение для этой микросхемы 80 вольт (+/-40 В) - мощность усилителя немного упадет, но устройство будет работать с должным запасом прочности, что обеспечит достаточную надежность устройства.

Кроме того, если звуковая колонка будет работать не только в низкочастотной области, но еще содержит средне-высокочастотные каналы усилителей, то стоит получить от БП еще одно напряжение, меньше «+/-40 В». Эффективность работы низкочастотных динамиков большого диаметра существенно ниже более высокочастотных, поэтому запитывание усилителя СЧ-ВЧ канала от тех же «+/-40 В» довольно глупо, основная масса энергии уйдет в тепло. Для второго усилителя хорошо бы обеспечить выход +/-20 вольт.

Итак, спецификация блока питания, который хочется получить:

Канал № 1 (основной), напряжение: «+/-40 В».
Ток нагрузки от 0.1 А до 10 А.
Канал № 2 (дополнительный), напряжение: «+/-20 В».
Ток нагрузки от 0 до 5 А.

Характеристики определены, осталось выбрать подходящую модель. Совсем уж старый использовать нет никакого желания, конденсаторы давно уж высохли, да и схемные решения тех времен не внушают оптимизма. Стоит отметить, что часть «современных» блоков питания тоже не блещет качеством работы и надежностью, но с этим можно бороться – достаточно выбирать продукцию известных фирм, к которой есть доверие.

Кроме философского осмысления сущности БП и отбора по внешнему виду, есть вполне осмысленный критерий – их тип. Блок может быть выполнен по технологии «двухтактный полумост» или «однотактный прямоход», содержать в себе какую-то разновидность PFC (активную или пассивную на дросселе). Всё данные факторы оказывают влияние на качество работы и уровень помех. Причем, это не «просто слова», при переходе от трансформаторного БП на «импульсный» довольно часто замечается ухудшение качества звучания.

С одной стороны, «странно», ведь такой БП обеспечивает лучшую стабильность напряжения питания усилителя. С другой, ничего странного нет – «импульсник» производит помеху при переключении силовых транзисторов основного преобразователя (и блока APFC), что выражается в высокочастотных «всплесках» на цепях питания и земли. Чаще всего преобразователь БП работает на частоте 40-80 кГц, что выше звукового диапазона, а потому вроде бы не должно мешать устройству, но помехи распространяются по всему усилителю и сбивают рабочую точку усилительных каскадов, что приводит к интермодуляционным искажениям, звук становится «жестче». В компьютерном блоке питания шины 12 В и 5 В выглядят следующим образом:

Так что, проблема не надуманная и на борьбу с ее негативным проявлением следует потратить некоторые усилия.

Ничего необычного, классическая компоновка, разве что дроссель PFC вносит в картинку некоторый элемент дисгармонии. К слову, измерение характеристик и величины пульсаций на выходе показало, что наличие этого дросселя приводит лишь к тому, что блок питания становится тяжелее и немного «гудит» при мощности нагрузки 250-300 Вт.

Компьютерный блок питания должен формировать массу напряжений большой мощности – 12 В, 5 В, 3.3 В, -5 В, смысл в которых сразу теряется, как только речь заходит об усилителе. Кроме того, БП содержит дежурный источник 5 В, но его лучше не трогать и сохранить в неизменном виде – во-первых, он используется для работы основного преобразователя, во-вторых, можно будет реализовать включение-выключение усилителя от внешнего управления или просто по появлению звукового сигнала на входе усилителя. Это функция потребует изготовления высокочувствительного детектора с питанием от 5 вольт и вряд ли кто-нибудь станет делать этот элемент на начальной стадии сборки усилителя, ну хоть возможность такая останется. Пусть будет, это «бесплатно».

После удаления всех цепей формирования выходных напряжений получилось следующее:

Оказалось не так много места, поэтому доработка не должна содержать слишком много деталей – банально не влезет. Фу ты, еще заложили в требования наличие двух выходных каналов.

Компьютерный блок питания формирует два основных выхода: 12 В и 5 В, этим объясняется наличие всего двух пар вторичных обмоток. Каким способом можно получить напряжение больше, чем заложено при проектировании БП?

1. Перемотать трансформатор.
2. Поставить умножитель.
3. Добавить второй трансформатор.

Первый вариант понятен и прост в техническом плане. Одно «но», конструкция импульсного трансформатора не так проста, как может показаться на первый взгляд. Существует масса требований и ограничений, не выполнив которых можно получить либо «крайне посредственный вариант», либо, что гораздо хуже, некачественную изоляцию вплоть до поражения электрическим током. В трансформаторе первичная обмотка выполнена из двух частей. Первая расположена в самом начале, а потому не мешает перемотке, а вот вторая наматывается самой последней.

Трудности умножаются тем, что между первичной и вторичной обмотками присутствует электростатический экран из медной ленты. Чтобы осуществить перемотку придется аккуратно смотать верхнюю часть первичной обмотки, убрать экран и вторичные обмотки. После чего намотать новые вторичные обмотки, восстановить экран и первичную обмотку. Естественно, между обмотками и экраном должна быть надежная изоляция. Дело усугубляется тем, что трансформатор пропитан лаком, а потому его разборка-сборка занятие «увлекательное» и качество выполнения доработки окажется не слишком хорошим. Впрочем, если у вас руки «прямые» и есть желание попробовать – некоторые рекомендации:

И всё же я бы не рекомендовал этот вариант переделки для тех, у кого нет опыта намотки импульсных трансформаторов. Не стоит, может выйти боком. К слову, если человек разбирается в вопросе, то ему проще намотать трансформатор полностью «с нуля», по крайней мере, не будет путаться под ногами этот «лак», да и число витков во всех обмотках можно будет выбрать оптимальным.

Второй вариант довольно сложен в реализации и обладает рядом серьезных недостатков. Пример такого построения изображен на рисунке:

TV1 – обычный трансформатор блока питания, без каких-либо доработок.
TV1.1 – первичная обмотка.
TV1.3 и TV1.4 – обмотки канала 5 В.
TV1.2 и TV1.5 – обмотки, совместно с TV1.3 и TV1.4 формирующие канал 12 В.

Для анализа важен тот факт, что форма импульсов напряжения на выходе трансформатора с гладким верхом, а не «синус», «пила» или другие вариации. Устройство работает следующим образом - на первичной обмотке следуют импульсы напряжения прямоугольной формы с некоторой скважностью. Напряжение импульсов на первичной обмотке составляет половину напряжения питания или около 140 В при номинальном напряжении сети. На вторичной стороне форма импульсов сохраняется, а амплитуда зависит от числа витков и распределяется примерно как 9 В на обмотках «канала 5 В» (TV1.3 и TV1.4) и 21 В на «канале 12 В» (TV1.2+TV1.3 и TV1.4+ TV1.5).

Предположим, что в данный момент поступает импульс положительной полярности и на верхних выводах обмоток следует «+». Расставим напряжения в контрольных точках:

A = +21 В.
B = +9 В.
С = -9 В.
D = -21 В.

Отсюда можно сразу вычислить напряжение в токе «F», оно будет чуть меньше цепи «B» на величину падения напряжения на диоде D1.

При данной полярности диод D2 закрыт, поэтому напряжение в точке «E» будет определено при противоположной полярности импульса.

Напряжение на конденсаторе C2 = +8.4 – (-21) = 29.4 В.

Нет смысла анализировать аналогичное состояние точки «E» при смене полярности импульса, схема симметричная и там будет столько же, сколько сейчас на точке «F», +50.4 В.

В итоге, может интересовать только «E» и «F», ведь из них получается выходное напряжение. Соберем значения в этих точках в таблицу. Впрочем, забыл еще одно состояние, «пауза» импульса от ШИМ-регулировки. Этот случай очень прост, на всех обмотках нулевое напряжение и в точках «E» и «F» получается одно и то же напряжение +29.4 В, хранимое в конденсаторах. (При анализе не учитывалась конечная емкость конденсаторов и непрямоугольность формы импульсов).

Выпрямительная сборка D3 «выбирает» наибольшее напряжение из двух входов («E» и «F»). Это означает, что на входе дросселя L6 будут идти импульсы амплитудой 50 В с паузой 8 В. При скважности ШИМ 70% на выходе сформируется напряжение примерно 37 вольт.

Всё сказанное относилось к получению повышенного напряжения положительной полярности. Если необходимо сформировать и отрицательный выход, то схему следует «удвоить» – добавить конденсаторы C1, С2 и C3, диоды D1 и D2, пару диодов в сборку D3 и намотать вторую обмотку на выходном дросселе. Не забудьте сменить полярность конденсаторов и диодов.

У подобного решения только одно достоинство – не придется что-то делать с трансформатором. Впрочем, есть еще одно - незначительное, девиация напряжения на выходном дросселе небольшой амплитуды, поэтому размеры дросселя и его индуктивность могут быть сниженной величины. Фактически, можно использовать старую обмотку канала 12 В.

Недостатков больше и они серьезные:

Весь импульсный ток протекает через повышающие конденсаторы С1 и С2.
Очень большой ток заряда конденсаторов в начальный момент времени. Кроме снижения срока службы конденсаторов, высокая величина тока может вызвать срабатывание общей защиты блока питания и он отключится.
Низкий диапазон регулирования выходного напряжения.
Невозможно получить больше одного канала со стабилизацией выходного напряжения. Выходы «+37 В» и «-37 В» получаются по вышеприведенной схеме, а вот обычные «+/-12 В» придется формировать на отдельном дросселе при повышенном уровне пульсаций с частотой сети и низкой стабильностью.

Основной недостаток схемного решения - весь ток протекает через конденсаторы С1 и С2. Довольно просто найти конденсаторы с подходящей емкостью или ESR, но вот величина импульсного тока у них окажется низка. Чтобы не быть голословным, подберем подходящий конденсатор для рассматриваемого блока питания усилителя (выходное напряжение соответствует заданным условиям, величина тока до 10 А).

Ранее я ссылался на конденсаторы общего применения фирмы Jamicon серии LP, посмотрим, что есть в данном исполнении – 2200 мкФ 50 В. Максимальный ток 2 ампера. Совершенно не подходит, конденсатор выйдет из строя через неделю работы усилителя. Переходим к серьезным сериям, «Low ESR». Например, серия WL:

В круглых скобках указывается характеристики альтернативного варианта исполнения корпуса конденсатора.

Хочется отметить интересный момент, для конденсатора «680 мкФ 35 В» первое исполнение, в сравнении со вторым, несет меньшее внутреннее сопротивление и максимальный ток, обычно происходит обратное – снижение ESR повышает величину тока. Видимо, причина в разной площади поверхности корпуса.

Если смотреть на ESR, то все конденсаторы вполне устраивают. Ну, сколько может «упасть» на сопротивлении 40-90 мОм при токе 3-8 ампер? Пустяк. Блок питания работать будет. Вот так и появляются «китайские» поделки. К слову, в Китае производится масса качественной продукции, это местные фарцовщики закупают хлам, отсюда и происходит недоверие к китайской продукции … причем зря.

Ну ладно, собираем для себя, поэтому делать плохо не будем. Конденсатор должен выдерживать ток не менее 10/2=5 А в долговременном режиме и на одном конденсаторе получить такую характеристику не удастся. Остается вариант с установкой пары или тройки конденсаторов параллельно. Два конденсатора «1000 мкФ 35 В» обеспечат ток до 5 (4.2) ампера, что маловато. Можно взять конденсаторы того же номинала, но чуть большего напряжения «1000 мкФ 50 В», предельный ток составит величину 6.4 (5.6) ампера.

С учетом конечной индуктивности выходного дросселя этот вариант может устроить, но не особо хорошо. Перейдем к утроению конденсаторов, «680 мкФ 35 В» обеспечит ток до 6 (5.1) А, или «680 мкФ 50 В» 7.8 (6.9) А. Последний вариант смотрится уже веселее, блок питания сможет работать достаточно долго.

В результате получается, что в блок питания придется установить 3*2*2=12 конденсаторов «680 мкФ 50 В», выйдет не самое компактное устройство, а место в БП ограничено.

Схема моделировалась, но практически не испытывалась, поскольку не лежит у меня душа к таким решениям. Этот вариант доработки дается на ваш страх и риск.

Читайте также:

Как запитать два усилителя от одного блока питания

Как подключить 2 усилителя в авто

Подключение двух автомобильных усилителей

Предыстория, ближе к теме

Основная часть, техническая

Первое из двух

Второе

Конструкция

Дополнение

Заключение

реклама

реклама

реклама

реклама

реклама

реклама

реклама