Устройство автомобильного усилителя

Автоусилитель звука своими руками 760 Вт

Чтобы собрать автоусилитель звука своими руками, необходимо иметь желание и некоторое количество свободного времени, а также нужно всегда стремится к тому, чтобы получился качественный усилитель мощности, который возможно собрать своими руками. К тому же нужно обладать определенными знаниями и навыками, да и финансовые затраты тоже имеются.

Тем не менее конечный результат будет приятен, а усилитель порадует ваш слух чистым, прозрачным звучанием с достаточной выходной мощностью. В процессе конструирования автомобильного усилителя возможно будут возникать некоторые трудности с поиском необходимых электронных компонентов, в таких случаях можно будет воспользоваться их аналогами. Создание блочной конструкции усиления звука в аудиосистеме автотранспорта хотя процесс не быстрый но в итоге получается собрать пять компактных усилителя, мощность которых в сумме будет составлять 690 Вт. При желании есть возможность увеличить это значение до 760 Вт.

Необходимые требования к устройству

Вначале нужно определиться с техническими характеристиками, которые вы предполагаете получить в итоговом результате. Как правило это высокое качество звука, высокое значение мощности на выходе, технологически не сложная конструкция, при которой создается удобство в эксплуатации, невысокая себестоимость, возможность работы на двенадцать динамических излучателей и сабвуфер. Такие требования можно получить если изготовить автоусилитель своими руками в количестве пяти штук, в числе которых один должен работать на сабвуфер. Оптимальным решением этой задачи является изготовление отдельного усилителя мощности по принципиальной схеме Ланзара.

Для сборки такого аппарата потребуется четыре микросхемы, а именно две штуки TDA 7384 — 4x40W и две штуки TDA 2005 — 1x20W. Эти микросхемы предназначаются для питания фронтальной акустической системы. Такое схематическое решения является наиболее экономичным в плане денежных затрат.

Читайте также:  Морель Темпо 6 — установка автомобильной акустики

Эффективный преобразователь напряжения

В автоусилителе звука наиболее важной и вместе с тем трудоемкой частью считается преобразователь напряжения. Поэтому именно с этого блока следует приступать к сборке всего комплекса усилителя звука. В качестве генератора импульсов преобразователя задействован известный двухтактный контроллер широтно-импульсной модуляции особой точности — TL494. В случае отсутствия в наличии такой микросхемы можно использовать ее аналог — 1114ЕУ3/4. В микросхеме отсутствует отдельный усилитель на выходе. В каждом плече каскада преобразователя установлены на тепло-отводных радиаторах по паре мощных полевых транзисторов IRF3205, которые закреплены через изолирующую прокладку с применением тепло-проводимой  пасты. Радиаторы для этой цели можно использовать от компьютерных блоков питания.

В цепи выпрямителя применены диоды КД 213А с максимальным током 10 А, но в дополнительном охлаждении они не нуждаются. Кроме этого потребуются пара электромагнитных реле рассчитанных на рабочий ток 20 А, но для верности лучше поставить на 50-60 А. Преобразователь напряжения имеет функцию remote контроля, что несомненно является эффективным устройством, так как при управлении питанием и включении сабвуфера не требуется дополнительная установка мощных переключателей. При появлении положительного напряжения на ремоут контроль, моментально включается реле и питание поступает на преобразователь.

Собрать автоусилитель звука своими руками в принципе не очень трудно, но некоторые затруднения могут сложится при изготовлении трансформатора, то есть если в наличии нет ферритовых колец, тогда придется искать старые, подходящие источники питания. Отлично подходят для этих целей БП от компьютера. Там тоже придется немного поколдовать, так как две половинки ферритовых колец надежно склеены, то для их разъединения нужно немного подогреть стыки зажигалкой, а потом с осторожностью извлечь из каркаса и убрать штатные обмотки. Прежде чем приступать к намотке нужной нам обмотки, нужно удалить боковые стенки каркасов и затем соединить их друг с другом, что бы получился один длинный каркас, на который свободно уместятся все нужные витки обмоток.

Читайте также:  GPS-трекер для машины

Первичная обмотка наматывается из расчета десять витков со средней точкой (2 х 5 Вит.)пятью жилами эмаль-провода диаметром 0,8 мм. Проще делать так: намотал 5 витков по всей длине каркаса, сделал отвод, а обмотку изолировал лакотканью, затем поверх намотал еще пять витков. Далее нужно произвести фазировку, то есть соединить начало первой обмотки с концом второй. Место соединения концов это и есть тот отвод, на который будет подаваться положительное напряжение от общего питания. После того как сделали фазировку, можно приступать к намотке проверочной вторичной обмотки с любым количеством витков, с помощью которой определим правильность фазировки.

При включении преобразователя в сеть трансформатор не должен перегреваться на холостом ходу и не издавать посторонних звуков типа жужжания, транзисторы должны оставаться холодными. Далее подключаем в цепь вторичной обмотки лампу накаливания, при этом она должна засветится полным накалом, а транзистор не должен греться, только со временем он немного прогревается. Если после этого испытания никаких проблем нет, то убираем пробную обмотку и наматываем нормальную.

Сборка конструкции

Когда все модули и блоки изготовлены и протестированы, то можно своими руками начинать монтаж автоусилителя звука. Корпус устройства можно изготовить из ненужных DVD. На место дисплея в корпусе монтируется блок светодиодной индикации. Печатные платы размещаются на днище корпуса и крепятся с использованием изоляционных шайб.

Входные коннекторы подойдут от DVD, а клеммы выполнены из разъемов взятых с автомагнитолы. Охлаждение внутри корпуса выполняет кулер, поэтому радиаторы микросхем не имеют перегрева, а сабвуфер не требует охлаждения.

Содержание

Почти все современные автомобили оборудованы системой воспроизведения звука, но в некоторых случаях может возникнуть необходимость сделать автомобильный усилитель своими руками. Существует множество схем таких устройств. Некоторые из них очень просты для повторения и не содержат дефицитных радиодеталей. Такие конструкции обеспечивают удовлетворительное качество звучания при работе на широкополосные акустические системы. Собрать усилитель звука в машину своими руками можно на транзисторах или интегральной микросхеме.

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%.

Усилитель для колонок своими руками в машину

Данная схема предназначена для воспроизведения сигналов звуковой частоты с автомагнитолы, FM тюнера или другого электронного устройства. Переменный резистор на входе может быть регулятором громкости звуковоспроизводящего устройства. Предварительное усиление сигнала выполняется двухканальной микросхемой 548УН1А. В скобках указаны выводы для второго канала при изготовлении стереофонического тракта. Интегральная схема отличается малым уровнем шумов, большим диапазоном питающего напряжения (6-30 В) и малым током потребления. Фазоинвертор собран на двух германиевых транзисторах разной проводимости. Надёжные транзисторы старых серий можно заменить на более современные аналоги.

Сигнал с коллекторов фазоинвертора подаётся на базы полупроводников выходного каскада. Уменьшая ёмкость конденсатора С4 можно ограничить воспроизведение низких частот. Подбором резистора R4, на коллекторах выходных транзисторов, нужно выставить половину питающего напряжения. Мощные транзисторы монтируются на общем радиаторе. Входные цепи, поступающие на вход интегральной микросхемы, следует обязательно экранировать. При установке устройства на автомобиль необходимо учитывать правильное подключение общего провода. «Земля» выполняется толстым и, как можно более коротким, проводом.

Усилитель звука для автомобиля своими руками можно выполнить по мостовой схеме. Он не содержит дефицитных деталей и предназначен для высококачественного воспроизведения звука в салоне автомобиля.

Конструкция получает питание от бортовой сети и обеспечивает выходную мощность 12 ватт на нагрузке 4 Ом. Ёмкости конденсаторов С4 и С5 должны быть порядка 2000,0 Мкф. В этом случае блок будет воспроизводить полосу частот от 25 Гц до 18 кГц, при коэффициенте нелинейных искажений не более 0,3%. Кремниевые диоды задают ток покоя выходных транзисторов. В цепи питания стоит предохранитель и дроссель. Это однослойная намотка проводом ПЭВ диаметром 1 мм на ферритовом стержне длиной 20 мм и диаметром 8 мм. В схеме использованы следующие радиодетали:

• DA1.1 – DA1.2 – К548УН1А
• VD1 – VD8 – КД521А
• VT1 – VT7 – КТ503А
• VT2 – VT8 – КТ502А
• VT3 – VT5 – КТ819А
• VT4 – VT6 – КТ818А

Резисторами R2 и R3 изменяется глубина отрицательной обратной связи. Эту операцию можно выполнять на слух.

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.

Мини усилители на авто своими руками

Если большая выходная мощность не требуется, то можно сделать усилитель звука, в машину, используя недорогие интегральные микросхемы. Один из возможных вариантов выполнен на интегральной микросхеме TDA2003. Полным её аналогом является отечественная популярная микросхема 174УН14. Устройство работает от автомобильной сети и обеспечивает выходную мощность до 10 ватт на нагрузку 2 Ом или 6 ватт на нагрузку 4 Ом. Диапазон частот от 40 Гц до 15 кГц. Микросхему следует установить на небольшой радиатор.

Как сделать автомобильный усилитель

Вместе с ёмкостью 47 мкф он должен обеспечивать плавную подачу питающего напряжения на 11 вывод микросхемы. В типовом варианте можно использовать разные микросхемы. Они отличаются между собой некоторыми параметрами, в том числе и уровнем входного сигнала. Так микросхеме TDA1557 требуется 50 mV, а на микросхему TDA1552 нужно подавать 500mV так, что для неё может потребоваться предварительный каскад. Сделать схему автомобильного усилителя своими руками можно и на транзисторах, но это будет несколько сложнее.

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.



Часть 1. Преобразователь напряжения

Несмотря на всё многообразие автомобильных усилителей их схемотехника схожа. Давайте узнаем, как устроен рядовой усилитель для авто.

Начнём с блока питания или инвертора. Дело в том, что сам усилитель питается от бортового аккумулятора 12V. А усилительная часть требует двухполярного напряжения ±25 вольт, а иногда и больше.

На печатной плате усилителя обнаружить преобразователь не сложно, его выдаёт тороидальный трансформатор и куча электролитов.

Преобразователь на плате усилителя CALCELL.

А это уже усилитель Lanzar VIBE. Преобразователь занимает половину печатной платы.

В большинстве случаев преобразователь строится на базе микросхемы ШИ-контроллера TL494CN, которую легко обнаружить в блоках питания AT от ПК.

В мои руки попали несколько автоусилителей китайской сборки (CALCELL, Lanzar VIBE, Supra, Fusion). Во всех этих усилителях применялась схема преобразователя весьма похожая на ту, что опубликована в журнале «Радио» («Трёхканальный УМЗЧ для автомобиля», автор В. Горев, №8 от 2005 года, стр. 19-21). Вот данная схема.

Отличие данной схемы от тех, что применяются в промышленных образцах автоусилителей — это другая элементная база, а также применение одного вторичного выпрямителя (здесь их два). В серийных образцах также отсутствуют компенсационные дроссели (2L2 — 2L3, 2L4 — 2L5) и, соответственно, электролиты 2С9, 2С10, 2С13, 2С14. От всей этой цепи остаются только ёмкие электролитические конденсаторы на 3300 — 4700 мкФ (35 — 50V) на выходе преобразователя (2С11, 2С12). На входе преобразователя для фильтрации помех от бортовой сети устанавливается П-образный фильтр (LC-фильтр + ёмкостной фильтр). Он состоит из дросселя на ферритовом кольце (2L1) и двух электролитических конденсаторов (на схеме — 2С8, 2С21). Иногда, чтобы увеличить общую ёмкость конденсаторов, ставят несколько конденсаторов и соединяют их параллельно. Конденсаторы выбираются на рабочее напряжение 25V (реже 35V) и ёмкостью от 2200 мкФ.

Кроме этого в промышленных схемах цепи перевода из дежурного режима в рабочий выполнены на базе маломощных транзисторов. В приведённой же схеме для включения усилителя используется обычное электромагнитное реле на 12V.

В усилителях CALCELL, Lanzar VIBE, Supra в цепях обвязки микросхемы TL494CN установлена цепь из нескольких биполярных транзисторов. При подаче +12 на клемму REM (Remote — «управление») происходит запуск преобразователя — усилитель включается.

Схема инвертора — двухтактный преобразователь. В качестве ключевых транзисторов используются полевые N-канальные MOSFET транзисторы (например, IRFZ44N — аналог STP55NF06, STP75NF75) Также могут применяться и более мощные аналоги IRFZ46 — IRFZ48. Чтобы увеличить мощность преобразователя в каждом плече устанавливается по 2, а иногда и по 3 MOSFET-транзистора, а стоки их соединяются.

Благодаря этому через транзисторы можно прокачать значительный импульсный ток. Нагрузкой стоков полевых транзисторов являются 2 обмотки импульсного трансформатора. Он тороидальный, то есть в виде кольца с обмотками провода довольно большого сечения.

Так как с импульсного тороидального трансформатора напряжение снимается импульсное, то его нужно выпрямить. Для этих целей служат два сдвоенных диода. Один имеет общий катод (MURF1020CT, FMQ22S), а другой общий анод (MURF1020N, FMQ22R). Диоды эти непростые, а быстрые (Fast), рассчитанные на прямой ток от 10 ампер.

В результате на выходе получаем двухполярное напряжение ±25 — 27V, которое требуется для «раскачки» мощных выходных транзисторов усилителя мощности звуковой частоты (УМЗЧ).

О важных мелочах. Чтобы отремонтировать автоусилитель в домашних условиях, необходим блок питания на 12V и ток несколько ампер. Я использую либо компьютерный блок питания или блок 12V(8А), который приобрёл для светодиодной ленты. О том, как подключить автомобильный усилитель дома читайте тут.

Также рекомендую заглянуть на страничку с примерами ремонта автомобильных усилителей.

Продолжение следует…

Главная &raquo Мастерская &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

• Ремонт люстр с пультом ДУ своими руками.

• Как устроен сварочный инвертор.

• Как заменить дисплей на планшете?

Используемые источники:

• https://usilitelstabo.ru/avtousilitel-zvuka-svoimi-rukami.html
• https://dinamikservis.ru/blog/usiliteli-zvuka/usilitel-v-avto-svoimi-rukami/
• https://go-radio.ru/ustroystvo-avtomobilnogo-usilitelya.html