Електроніка → Автомобільний підсилювач сабвуферного каналу

Думаю багато хто задумувався про покращення звучання наявної звукової системи автомобіля. От і я вирішив здійснити модифікацію, шляхом встановлення в авто сабвуфера з підсилювачем. Ці компоненти планувалося виготовити самому. В даній статті мова піде про підсилювач.

Підсилювач вирішив робити на відомій мікросхемі TDA7293  з двополярним живленням, і як наслідок, з перетворювачем живлення. Трохи відлякувала складність його виготовлення, а саме – намотування трансформатора, але вирішив спробувати.

Загалом підсилювач складається з кількох блоків:

– аудіо підсилювач;

– блок обробки сигналу сабвуферного каналу;

– перетворювач з 12 В в двополярне живлення +/-30 В і  +/-15 В ;

– схема ввімкнення;

– схема керування вентилятором охолодження.

Сигнал надходить на вхід  схеми обробки сигналу сабвуферного каналу . Оскільки, вся обробка (регулювання частоти зрізу, фази, рівня підсилення) виконується автомагнітолою, то на цей блок покладені тільки функції сумування сигналу двох каналів, фільтра сабсоніка і регулювання підсилення.  З цього блоку сигнал надходить на сам підсилювач.

Підсилювач виконаний по майже типовій для TDA7293 схемі ввімкнення. Максимальна вихідна потужність при живленні  +/-30 В  становить близько 80 Вт. Резистор R10 служить для розділення сигнальної землі і землі живлення, для зменшення паразитних шумів. Мікросхема кріпиться на радіатор через ізоляційну слюдяну прокладку і термопасту, а радіатор пригвинчений до шасі, таким чином шасі служить теж радіатором.

Перетворювач живлення виконаній на поширеній мікросхемі ШІМ регулятора TL494 без стабілізації вихідної напруги. Дещо про критичні компоненти. Дроселі L1,  L2 , L3 намотані на жовтих феритових кільцях діаметром близько 20 мм з комп’ютерних блоків живлення. L1 містить 10 витків чотирма проводами діаметром 0,7 мм які розподілені по всьому кільцю.  L2 і  L3 містить 16 витків проводом діаметром 0,7 мм.

Найважчим в перетворювачі є правильне виготовлення трансформатора, оскільки від нього сильно залежить працездатність блоку в цілому. Він намотаний на феритовому кільці марки 2000НМ розмірами 40х 25х 11. Напильником закруглив всі зовнішні і внутрішні грані  і обмотав кільце полотняною ізоляційною стрічкою. Первинна обмотка намотана джгутом який складається з 5 жил діаметорм 0,7 мм і містить 2 х 6 витків, тобто 12, рівномірно розподілених по кільцю. Після цього акуратно обмотуємо кільце ізоляційною стрічкою і мотаємо вторинну обмотку проводом діаметром 1,5 мм 2 * 18 витків так само як і первинну. Дуже важливо щоб витки були рівномірно розподілені по кільцю. Трансформатор готовий!

Додатково на транзисторах та інтегральних стабілізаторах виконано живлення +/-15 В для блоку обробки сигналу сабвуферного каналу .

Схема включення служить для ввімкнення підсилювача автоматично при ввімкненні автомагнітоли і складається з ключа на транзисторі, який керує автомобільним 12 В реле, яке, в свою чергу, комутує живлення підсилювача.

Схема керування вентилятором охолодження служить для ввімкнення вентилятора при перевищенні температури в копусі вище 45 0С. Резистор R1 – це датчик температури.  Резистором R2 здійснюється налаштування температури ввімкнення вентилятора. Ця схема була зроблена з перестраховкою, в більшості випадків елементи підсилювача не нагріваються вище критичної температури. Можливо, влітку в спеку, ця схемка виправдає себе сповна.

Корпус. Основою корпуса є лист дюралюмінію товщиною 3 мм. До нього кріпляться дюралеві боковини  взяті з якогось радянського вимірювального приладу.

До листової основи через проміжні стійки кріпляться всі плати приладу. Передня і задня стінка пластмасові.

Верхня кришка вирізана з оргскла і з середини обклеєна самоклеючою плівкою кольолу “сірий металік”. Оскільки вентилятор по висоті не поміщався в корпус, то прийшлось виготовити з огргскла додаткову декоративну панель (чорну на фото), до неї прикручені два вентиляційні грилі.

Написи, які розміщені на корпусі підсилювача, надруковані лазерним принтером на білій самоклеючій плівці. Дюралеві боковини корпуса і верхня декоративна панель з оргскла пофарбовані чорною матовою фарбою.  Корпус має в основі отвори, завдяки яким підсилювач кріпиться в автомобілі.

 Характеристики підсилювача:

1. Максимальна вихідна потужність – 80 Вт;

2. Загальний коефіцієнт нелінійних спотворень (P=5 Вт, f= 1 кГц) –  0,005 %

3. Номінальна напруга живлення – 14 В;

4. Габаритні розміри – 340х170х60 мм.

Автопідсилювач вийшов непоганий, звучання має дуже хороше і потужне. В процесі роботи найбільш тепловипромінюючим елементом виявився тороїдальний трансформатор (хоча в допустимих межах, крім того для таких трансформаторів в перетворювачах це типово), ключові транзистори перетворювача  майже не нагріваються. Дещо гріється сама мікросхема підсилювача звуку, але це при тривалій роботі на потужності близькій до максимуму.

Прикріплений архів в якому є електрична схема і друкована плата підсилювача в форматах sPlan7.0 і Sprint-Layout_5.0 відповідно.

P. S.

Намотування трансформатора.

Трансформатор має дві обмотки, первинну (яка складається з двох половин І та ІІ) і вторинну (ІІІ та ІV).

Саме осердя ізолюємо тканинною ізоляційною стрічкою, потім мотаємо первинну обмотку. Первинна мотається в п’ять провідників (береться жмут з 5-ти дротів кожен діаметром 0,7 мм складається докупи і так мотається), мотаємо 6 витків, робимо відвід вертаємось назад на кільце і продовжуємо мотати в ту ж сторону ще 6 витків (5-ма проводами) – маємо первинну обмотку з відводом від середини. На фото схематично зображена первинна обмотка.

Потім поверх первинну обмотку ізолюємо ізоляційною стрічкою і починаємо мотати вторинну одним дротом діаметром 1,5 мм, мотаємо 15 витків робимо відвід і вертаємось назад на кільце і ще мотаємо 15 витків – маємо вторинну обмотку з відводом від середини. По ходу, ізолюємо обмотку так щоб верхній шар лягав на стрічку а не на нижні провідники обмотки, тобто шари обмоток мають бути ізольовані.

Рекомендовано щоб обмотка рівномірно розподілялась по кільцю. Все намотування проводу проводив в одну сторону.