Как из усилителя сделать моноблок

Обновлено: 03.07.2024

Есть у меня саб на двух 12ти дюймовых динамиках, и 300 ваттного усилителя ему явно не хватает для того, чтобы показать на что он способен. Решено было собрать новый усилитель с определенными характеристиками.
Требования:
1. Минимальные габариты, чтобы помещался под сиденьем.
2. Класс D - экономичность, малый нагрев.
3. 800w RMS 4 Ohm - для двух 8ми омных динамиков по 400w
4. Сабсоник 30Hz 12dB/oct - для исключения превышения x-max.
5. LPF 60-155Hz 24dB/oct, для исключение локализации саба.
6. Никаких бассбустов, переключения фаз и прочих ненужных функций.

После старого уся разница ощутима теперь грудак пробивает не по-детски, из-за низкого внутреннего сопротивления преобразователя демпфирование отличное, импульсы отрабатывает хорошо. К сожалению номинальную мощность не стал замерять, так как нету мощного резистора 4 ом, а динамики жалко. Через получаса работы на большой громкости корпус нагрелся совсем немного.Для себя я понял одно, больше 500 ватт для машины это уже перебор, но запас мощности - это всегда хорошо. Усилитель почти готов, не хватает только защиты( от постоянки на выходе и перегрева).
На детали и алюминиевую трубу ушло чуть больше 2000р, терпение бесценно.

Для тех, кто заинтересовался, могу более подробно расписать процесс постройки, расчеты трансформатора и фильтра.

Если Вы впервые на нашем Форуме:

С наилучшими пожеланиями,
Администрация Форума автозвука Магнитола

Авторитет Начальник кадров

Молодец!
Пиши, однозначно будет полезно.

А предохранителя нет в блоке питания усилителя или я не увидел?

А предохранителя нет в блоке питания усилителя или я не увидел?

Он есть, реализован ввиде короткого участка из медной проволоки диаметром 0,91мм(примерно 70А), которая впаяна в разрыве плюсового питающего провода. Съёмные не стал городить, заняли бы место, да и лишний контакт ни к чему.

Преобразователь напряжения.
Самым важным элементом усилителя является преобразователь напряжения, от него в большей степени зависит выходная мощность. Из 12-14 вольт бортовой сети больше 24 Вт на 4 ома получить нельзя, выше головы не перепрыгнешь. Для бо'льших мощностей в усилителях делают преобразователь напряжения, в основном двухполярный. В моем случае, чтобы получить 800вт, нужно на нагрузку 4ом подать 56в действующего напряжения. Чтобы усилитель мог выдать такое напряжение, нам необходим двухполярный блок питания +-80в(56*1,41=80), но это без учета потерь на транзисторах, и КПД. В реальности же под нагрузкой напряжение проседает, и нужен запас.

Плата.
Выбрана самая грамотная печатная плата "Старичка", которую я встречал в интернете, отличается она от заводских тем, что силовые дорожки 12 в небольшой длины и имеют максимальную толщину. Также удачно расположены транзисторы и выпрямительные диоды, укорочены ножки, конденсаторы расположены максимально близко к ключам и зашунтированы керамикой.

Трансформатор.
Для трансформатора выбрано кольцо 56*30*20 марки PC40. Его габаритная мощность больше киловатта - с запасом. Мощность преобразователя будет зависеть и от намотки, т.е. насколько тесно связаны будут первичная и вторичная обмотки. Обмотки нужно мотать лакированным проводом в несколько жил как можно плотнее друг к другу, чтобы магнитная связь была сильнее. Сечение жил будет зависеть от тока и частоты преобразования ПН(преобразователь напряжения), так как на высоких частотах действует "скин эффект" - сопротивление толстого провода увеличивается с повышением частоты, поэтому лучше брать несколько жил меньшего сечения, да и мотать будет легче.

Намотка.
Самое сложное дело. Тут главное не торопиться, подготовить колечко, обмотав его неплавящимся изолирующим материалом, я применил обычный лейкопластырь. Подготавливаем провода, длину можно узнать намотав одной жилой 3 витка + небольшой запас. Режем одинаковые 11 проводов, с одной стороны счищаем лак, скручиваем плотно нитками в пучек и залуживаем, на трансформаторе это будет делать намного сложнее. Теперь фиксируем теми же нитками начало первичной обмотки, плотно приматываем залуженный конец пучка к колечку и начинаем аккуратно по 1-2 проводу намотку, это легче, чем мотать сразу все 11 жил. Намотав все жилы, конец первички также зачищаем, фиксируем нитками и залуживаем(запаиваем). Аналогично мотается вторая первичка.
Перед намоткой первички нужен слой изоляции. Вторичка мотается аналогично, но легче, главное не допускать перекосов жил, мотать нужно плотно.
Перед впаиванием на плату трансформатора желательно проверить правильность намотки. Для этого нужно замерить индуктивность обмоток, они должны быть одинаковыми. Также при соединении обмоток индуктивность должна значительно возрастать. При неправилной намотке или коротком зымыкании индуктивность будет разной.

Сборка.
Намного удобнее сначала намотать трансформатор, а потом уже под него рисовать печатку. Силовые дорожки для надёжности усилил медным проводом 2,5мм². Ножки транзисторов и диодов максимально укоротил. Подача питания на плату осуществляется с двух сторон медным проводом 6мм². В качестве предохранителя в разрыв питающего провода +12в впаяна медная жила диаметром 0,91 мм, что соответствует плавкой вставке 70А. Ввжно. Нужно поставить шунтирующие резисторы на выходе преобразователя, так как без них на холостом ходу происходит накачка напряжения, и оно может превысить 100 вольт, что опасно для выходных конденсаторов. Достаточно поставить по одноватному резистору в плечо, номинал будет зависеть от напряжения питания 90²в/1вт=8100ом берем 10кОм.

Выходные дроссели также рассчитываются в программе, мотаются тем же проводом что и вторичка на трансформаторе, применил жёлтые кольца от блока питания компьютера.

Построение моноблока для саба.
Участников группы, наверно, уже утомили многочисленные посты про стелсы, короба, подиумы и прочее, и я хочу вам рассказать как можно своими руками собрать усилитель для сабвуфера.
Есть у меня саб на двух 12ти дюймовых динамиках, и 300 ваттного усилителя ему явно не хватает для того, чтобы показать на что он способен. Решено было собрать новый усилитель с определенными характеристиками.
Требования:
1. Минимальные габариты, чтобы помещался под сиденьем.
2. Класс D — экономичность, малый нагрев.
3. 800w RMS 4 Ohm — для двух 8ми омных динамиков по 400w
4. Сабсоник 30Hz 12dB/oct — для исключения превышения x-max.
5. LPF 60-155Hz 24dB/oct, для исключение локализации саба.
6. Никаких бассбустов, переключения фаз и прочих ненужных функций.
Сначала ищем нужные схемы и печатные платы. Нашел плату преобразователя напряжения с самой грамотной разводкой. В качестве усилителя был выбран мною уже проверенный "палник королькова" класса D. Мотаем трансформатор на кольце PC40 первичка 3+3 витка, вторичка 20+20.

Поверх мотаем вотричку:

Собираем преобразователь напряжения:

Тестируем: подключаемые 2 аккумулятора и зарядник, в качестве нагрузки- утюг и обогреватель в параллель общим сопротивление 20 Ом . При просадах 11.6в преобразователь на нагрузке выдал 128в
(-+64в), итого: 128*128/20=820ватт, довольно неплохо, холостой ход +-85в. Но больше нагрузку побоялся цеплять. так как идёт сильный просад аккумов, за 10 секунд просаживаются до 11 вольт.

Собираем плату самого усилителя:

Первое включение через резисторы в питании, чтобы не бабахнуло, нагрузка — мощный про саб))

Рассчитываем в программе Microcap фильтр, получается вот что:

У меня уже была китайская плата, пришлось только заменить номиналы деталей.

Собираем все вместе, проверяем еще раз, корпус сделан из алюминиевых профилей и барабана от старой стиральной машины. . Вот так выглядит после сборки, ничего лишнего.

Ставим в машину и даем просраться сабу), питание 16 кв.мм, масса с кузова, просады не сильные

После старого уся разница ощутима теперь грудак пробивает не по-детски, из-за низкого внутреннего сопротивления преобразователя демпфирование отличное, импульсы отрабатывает хорошо. К сожалению номинальную мощность не стал замерять, так как нету мощного резистора 4 ом, а динамики жалко. Но судя по пикам, напряжение на выходе поднимается выше 60в, а это уже больше 800 ватт. Через получаса работы на большой громкости корпус нагрелся совсем немного. Усилитель почти готов, не хватает только защиты( от постоянки на выходе и перегрева).
На детали и алюминиевую трубу ушло чуть больше 1500р, терпение бесценно. Всем добра!

Моноблоки из двух одинаковых стереоусилителей

Имеется два одинаковых усилка с произведенными на них модернизациями по замене емкостей и диодов в блоке питания. Можно ли, и как грамотно сделать из них моноблоки?

Для удвоения мощности? (на 3 дБ).
__Если получится включить выходы параллельно, (хотя вряд ли получится), сопротивление нагрузки надо будет уменьшить вдвое.
__Если получится включить выходы последовательно (мостом) сопротивление нагрузки придётся увеличить вдвое.
__Оно Вам надо?

Может более практично применить один усилитель как "стерео", но разгрузить его от самых низких частот. А второй усилитель приспособить для раскачки сабвуфера. Естественно, придётся добавить сабвуфер.

Ну и другой вариант, если акустика позволяет, приспособить изделия для организации биампинга. Качество зуковоспроизведения (и даже громкость) при грамотном исполнении биампинга существенно улучшится, по сравнению с вариантом удвоения выходной мощности.

Хочу попробовать. Что надо изменить в схеме, чтобы это сделать?

АС позволяет. Интересно, но как их приспособить? Считал раньше, что вся проблема в проводах - разветвить на 2 или есть какие-то другие хитрости?

Миниатюры Хочу попробовать. Что надо изменить в схеме, чтобы это сделать?

Для того, чтобы перевести усилитель в мостовой режим, надо инвертировать фазу сигнала (сделать инвертер). Неинвертированный сигнал подать на вход одного канала, инвертированный на 180 градусов - на вход другого канала. Акустика подключается к плюсовым выходным клемам, земля не задействуется.

Если усилитель изначально допускает подключение минимум 4-х омной акустики, то после перевода в мостовой режим сопротивление акустики должно быть минимум 8 Ом.
Демпинг-фактор в мостовом режиме упадет в два раза.

Акустика 8 Ом. Проще говоря, нужно межблочник одного канала перепаять с - на +? А если сигнал идет с миниджека компьютера? И вопрос по биампингу. Точно, что надо просто разветвить кабель с одного выходного гнезда источника на два входа в усилители?

Проще говоря, нужно межблочник одного канала перепаять с - на +?

Проще говоря, надо взять один канал, например правый, и из его центральной жилы получить инвертированный на 180 градусов сигнал. Далее центральную жилу вокнуть во вход правого канала, инвертированный сигнал воткнуть во вход левого канала, землю присоединить к земле.

Для этого надо собрать инвертор. Можно на транзисторах, можно на операционнике.

И вопрос по биампингу. Точно, что надо просто разветвить кабель с одного выходного гнезда источника на два входа в усилители?

Только в этом случае би-ампинг имеет смысл.

Зачем тогда в АС (многих) с фильтрами, разумеется, раздельные клеммы на басовую и вч/сч - секции? Зачем тогда в АС (многих) с фильтрами, разумеется, раздельные клеммы на басовую и вч/сч - секции? Для того, чтобы аудиофилам можно было поиграться в псевдо-би-ампинг и би-ваеринг. Зачем тогда в АС (многих) с фильтрами, разумеется, раздельные клеммы на басовую и вч/сч - секции?

По вопросу биампинга необходимо в первую очередь определиться с акустикой.
__Если Вы хотите попробовать использовать имеющуюся акустику, то нужна электрическая схема. По параметрам головок, которыми укомплектована ваша акустика, здесь могут дать совет, стоит ли вообще затевать это мероприятие, и в случае подходящих головок - как организовать биампинг. Частоту раздела надо выбирать по свойствам динамиков.
__Если изготавливать акустику самостоятельно, приобретать динамики и изготавливать коробочки АС, это другой подход. Причём этот вариант заведомо более кропотливый, и затратный.

В любом случае надо будет использовать один стереоусилитель в качестве основного, использовать всю входную коммутацию, регуляторы громкости, тембра. Например, по каналу "А" (левому), после "блока регулировок", (перед оконечным усилителем) делается разрыв сигнального провода. Сигнал подаётся на "активный кроссовер", с выхода кроссовера получают два сигнала: НЧ и ВЧ. Один сигнал подаётся на усилитель мощности основного блока, а другой - на вход вспомогательного. От каждого усилителя мощности идёт своя пара проводов к соответствующему динамику. Фильтров между усилителем и динамиками обычно не ставят. Может, однако, присутствовать фильтр, разделяющий "верхние" частоты (СЧ+ВЧ) на СЧ иВЧ сигнал. Для канала "В" (правому) - то-же самое.

Последний раз редактировалось теоретизирующий практик; 10.04.2017 в 09:01 .

Настоящий би-ампинг - это активные кроссоверы перед усилителями и динамики колонок, подключенные напрямую к выходам усилителя. Т.е. в колонках нет ничего, кроме динамиков. Вся фильтрация и сведение осуществляется до усилителей.
Только в этом случае би-ампинг имеет смысл. смысл будет когда АС активные, т.е. в самих АС располагается усилитель.
И вопрос по биампингу. Точно, что надо просто разветвить кабель с одного выходного гнезда источника на два входа в усилители?

лучше один раз показать (см. вложение):

Зачем тогда в АС (многих) с фильтрами, разумеется, раздельные клеммы на басовую и вч/сч - секции? bi-wiring особенно полезен, когда импеданс НЧ и СЧ-ВЧ секций колонки сильно отличается (на 3 Ом - 9 Ом и более) . Он помогает снизить влияние противо-ЭДС (backflow EMF),
если же характеристический импеданс обеих секций в АС достаточно близок – тогда преимущества соединения bi-wiring могут оказаться незаметными на слух. В большинстве стереосистем лучше соединить АС одним кабелем высокого качества, чем устраивать Bi-wiring с помощью пары кабелей низкого качества. "

Миниатюры

Предисловие . После покупки сабвуферной головки MAGNAT AD300, оказалось, что моего старого усилителя по схеме Чивильча ему явно мало. Поэтому появился замысел создать что-то новое. Новыми критериями стали соответственно высокая выходная мощность и возможность работы на низкоомную нагрузку.

Функционально усилитель состоит из четырех блоков, преобразователя напряжения, блока фильтров, блока защиты и соответственно самого усилителя мощности. Расскажу коротко о каждом из них.

Преобразователь напряжения

Главной частью любого усилителя мощности является источник питания. Понятно, что для получения высокой выходной мощности 12-ти вольт от аккумулятора явно не достаточно. Поэтому в первую очередь нужно создать преобразователь напряжения, который позволит получить двухполярное питание ±60 В с мощностью не меньше 400 Вт. Ниже представлена достаточно простая и относительно хорошая схема:

Мозгом данного преобразователя служит микросхема TL494NC, она создает импульсы заданной частоты. Частоту задают элементы R1 и С8. Дальше эти импульсы попадают на транзисторы VT1, VT2, которые являются управляющими ключами для выходных транзисторов. Поочередно открываясь, выходные транзисторы создают в первичной обмотке переменный ток высокой частоты. Трансформатор повышает напряжение до заданных 60 В, дальше ток выпрямляется диодным мостом. Дроссели и конденсаторы сглаживают пульсацию и высокочастотные наводки. Трансформатор намотан на ферритовом кольце склеенному из двух колец размерами 45х28х8 марки НМ2000. Все грани кольца скругляются напильником, потом транс обматывается тряпочной изолентой.

Первичная обмотка намотана 10 жилами диаметром 0,8 мм и содержит 2 обмотки по 5 витков каждая (берете 10 жил диаметром 0,8 мм и делаете 5 витков + еще 5 витков, получается две первичных обмотки). Витки распределяются равномерно по кольцу. На выводах все жилы скручиваются. После первичной обмотки опять слой изоленты. Вторичная обмотка намотана 3 жилами таким же проводом и содержит 2 обмотки по 19 витков каждая (берете 3 жилы диаметром 0,8 мм и делаете 19 витков + еще 19 витков, получается две вторичных обмотки). По схеме конец первой соединен с началом второй (на первичной и вторичной обмотках).

Радиатором для выходных транзисторов служит дюралюминиевая пластинка, толщиною 3-4 мм, длиной около 10 см и высотой около 3 см.

Для питания блока фильтров необходимо двухполярное питание ±15 В. Реализуется оно при помощи стабилизатора напряжения собранного на транзисторах VT8, VT9 и кренках 7815, 7915. Транзисторы и кренки также имеют маленькие алюминиевые пластинки-радиаторы. Для питания блока защиты сделан отвод из положительного плеча питания усилителя. Падение напряжения реализует двухватный резистор R17.

Включается преобразователь как и сам усилитель с помощью клеммы REM, подавая на нее +12 В от магнитолы, замка зажигания или например выключателя. При выключенном усилителе, ток потребления очень мал. На плате, также предусмотрен разъем для подключения вентиляторов охлаждения. Размеры печатной платы 140х105 мм.

Усилитель мощности

Схема высококачественного усилителя мощности Lanzar . Выбрана за ее высокое качество звука, большую мощность, относительную простоту в настройке, высокий басовый потенциал.

Блок фильтров и защиты

Так как усилитель для сабвуфера, нужно выделить из общего широкополосного стереосигнала сумованый, узкополосный низкочастотный сигнал. Для этого собранный блок фильтров. Он содержит сумматор, который сумирует стерео сигнал в моно, сабсоник, который отбрасывает инфранизкие частоты, фильтр НЧ, который обрезает диапазон к 300Гц с крутизной 12 дБ/окт, регулирующий фильтр НЧ с частотой среза в пределах 35-150 Гц и регулятор фазы, который сдвигает фазу сигнала для лучшего согласования с акустикой.

Все конденсаторы в сигнальных цепях пленочные, за исключением С3, С4, С6, С8. В моем случае керамическими являются также шунты С5, С7. Если чувствительности усилителя окажется мало, резисторами R7, R8, R9, R10 можно изменить коэффициент усиления. Повысить его можно увеличением номиналов R9, R10 и уменьшением R7, R8.

Так как усилитель для сабвуфера, нужно выделить из общего широкополосного стереосигнала суммарный, узкополосный низкочастотный сигнал. Для этого служит блок фильтров. Он содержит сумматор, который суммирует стерео сигнал в моно, сабсоник, который отбрасывает инфранизкие частоты, фильтр НЧ, который обрезает диапазон к 300 Гц с крутизной 12 дБ/окт, регулирующий фильтр НЧ с частотой среза в пределах 35-150 Гц и регулятор фазы, который сдвигает фазу сигнала для лучшего согласования с акустикой.

Все конденсаторы в сигнальных цепях пленочные, за исключением С3, С4, С6, С8. В моем случае керамическими являются также шунты С5, С7. Схема ниже.

Блок защиты сохранит сабвуфер при неполадках в усилителе и защитит АС от постоянного напряжения. Также он устраняет щелчки при включении, подключая нагрузку через несколько секунд после включения усилителя. Одним недостатком является то, что схема питается от того же источника питания, что и усилитель мощности, потому при выключении, реле не отключает громкоговоритель сразу, а через несколько секунд, за которые разряжаются конденсаторы блока питания.

Блок защиты и блок фильтров смонтированы на одной печатной плате размерами 185х53 мм. Места для стабилитронов VD2, VD3 не предусмотрено, у меня они запаяны в месте подключения питания на плату, хотя думаю можно обойтись и без них, возможно тогда реле будет срабатывать чуть быстрее при выключении.

Конструкция корпуса и монтаж

Все платы смонтированы на дюралюминиевой пластине толщиной 3 мм. К ней также прикручивается радиатор выходных транзисторов. Между радиатором и основой, нанесен слой термопасты, таким образом пластина также играет роль радиатора. Выходные транзисторы прижимаются непосредственно к радиатору, между радиаторами и корпусами транзисторов изоляционная прокладка и слой термопасты.

Боковые стенки сделаны из дубовых планок размерами 230х47х15 мм. С внутренней стороны планок, внизу, сделаны фаски, в которые вставляется основа усилителя. С наружи планкам придался коричневый цвет и покрылись лаком. Передняя и задняя стенки также из дюралюминиевых пластин. На передней панели крепятся входные и выходные клеммы, регуляторы чувствительности, среза частоты и фазы, индикатор включения, а также куллер. На задней панели крепится еще один куллер, а также сделаны отверстия для циркуляции воздуха. Клеммы питания также на задней панели. Передний куллер работает на вдув холодного воздуха снаружи-внутрь корпуса, непосредственно на радиатор. Задний на вытяжку горячего воздуха из корпуса. Охлаждения в осеннюю пору хватает, летом испытания еще не проводились, все же перегрев на высокой мощности не исключаю. Поэтому при повторении конструкции советовал бы чуть увеличить размеры радиаторов.

Верхняя крышка сделана из ламинируемого МДФ, ее толщина 3-4 мм, сверху черная краска и лак.

Звучит усилитель замечательно, мощно, напористо, чуствуется запас мощности, бас плотный и глубокий.

Читайте также: