Перейти к содержанию
  • запись
    1
  • комментария
    23
  • просмотра
    18 184

Автомобильный Усилитель 4Хвп -4Х75Втх4Ома


Zvik

2 130 просмотров

Приветствую всех кто зашел на данную страничку.

Началось все это не так и давно, приблизительно месяц назад, а то и меньше. Необходимо было собрать усилитель в авто, весьма компактный, но в то же время что бы был и весьма качествен в звуке. Долго не думая пробежался по своим схемам, пробежался по схемам предложенным на сайте и в ветках форума, добавив ко всему этому свой личный опыт работы остановился на усилителе ВП - http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=5410. Как на весьма качественном усилителе с приемлемой схемотехникой и соотношением цена-качество. С усилителем определился, оставалось определиться с ПНом (Преобразователь напряжения), ФВЧ (Фильтр высоких частот) и защитой АС, здесь выбор особо не большой, все предельно просто и схем не особо много.

Дело сдвинулось с мертвой точки. Начал рисовать ПП (Печатную плату). Провозившись с ней около недели другой получился весьма интересный вариант ПП. Весь усилитель получилось что состоит из 4 основных плат: это основная плата где располагается все 4 канала ВП, сам ПН, сильноточная его часть, ФВЧ на 2канала. 2ая плата непосредственно само управление ПНа, а раз это отдельная плата, то можно экспериментировать с управлением ПНа. 3я плата это оставшиеся 2канала фильтра ФВЧ, и 4ая плата, конечно же сама защита АС. Основная плата получилась очень компактной и имеет размеры 268*160мм, но есть та же и небольшой недостаток: Пришлось использовать 2ух сторонний монтаж. Все ПП:

Plati.rar

После того как нарисовал ПП, самое время позаботиться об деталях усилителя, ибо без них мы ничего не соберем Приблизительный список деталей:

Detali.rar

Но в нем может чего то недоставать. Схема большая, поэтому возможно что то мог и не записать.

С помощью лазщерно-утюжной технологии рисуем на текстолите основную ПП, аналогично же делаем и с остальными ПП. После травления получаем вот такие платки:

blogentry-27932-0-66138900-1291325988_thumb.jpg blogentry-27932-0-03354400-1294223151_thumb.jpg

После чего высверливаем все необходимые в ПП отверстия сверлом Ф1мм (сверлить либо ручной дрелью аккуратно, либо на сверлильном станке) и начал паять. В итоге усилитель стал принимать постепенно завершенный вид.

blogentry-27932-0-76869100-1291326034_thumb.jpgblogentry-27932-0-80167600-1291326041_thumb.jpgblogentry-27932-0-46311100-1291326048_thumb.jpgblogentry-27932-0-51132700-1291326055_thumb.jpgblogentry-27932-0-44837300-1291326062_thumb.jpgblogentry-27932-0-73719100-1291326069_thumb.jpgblogentry-27932-0-45846100-1291326088_thumb.jpgblogentry-27932-0-02969200-1291326097_thumb.jpgblogentry-27932-0-09062200-1291326104_thumb.jpgblogentry-27932-0-24815200-1291326116_thumb.jpgblogentry-27932-0-05008300-1291326230_thumb.jpgblogentry-27932-0-90223200-1291326237_thumb.jpgblogentry-27932-0-20739100-1291326248_thumb.jpgblogentry-27932-0-02295500-1291326257_thumb.jpgblogentry-27932-0-91035200-1291326267_thumb.jpgblogentry-27932-0-45354400-1291326278_thumb.jpg

Дело дошло до полевиков и диодов, но об этом завтра - послезавтра расскажу.

ЗЫ! Раньше ничего подобного не писал, поэтому сильно не пинайте.

И так, продолжаю писать и выкладывать фотографии :).

Дело дошло до радиаторов под полевики, диоды, стабилизатор питания.

Начнем с диодов:

Падение на шотках составляет в среднем 0,15В при нашем потреблениее в 0,5КВт максимум, гоняем по 4ем канал синусойду) при питании +/-28,8В ток протекающий через каждый диод составит 4,4А, т.е. на каждом их диодов у нас будет выделяться 0,66Вт. Диодов 4, рассеиваемая мощность на всех диодах будет равна 2,64Вт. В принципе можно и не устанавливать их на теплоотвод, но наличие его будет очень даже кстати. В качестве радиатора - теплоотвода я использовал пластину толщиной 6мм и размерами 75х50мм. Суммарная площадь равна 75см^2, что более чем достаточно. Устанавливаем диоды, как на фото

blogentry-27932-0-45354400-1291326278_thumb.jpg

Присланяю радиатор к ним, в каком положении он должен находиться на плате, и отмечаю карандашом где сверлить отверстия. Далее берем сверло Ф2.5мм и сверлим отверстия, мечиком на Ф3мм делаем резьбу в отверстиях, так же делаем отверстие с нарезанной резьбой по середине радиатора ближе к верху, там я закрепил стабилизатор для питания ТЛ494 и прочих мозгов

blogentry-27932-0-98743500-1291745151_thumb.jpg

В плате я предварительно высверлил отверстия для крепления радиатора к плате. Как и с отверстиям для крепления диодов аналогично делаем отверстия снизу пластины, тоже с резьбой. Далее все просто, наживляем на радиатор диоды и устанавливаем все это в плату

blogentry-27932-0-83260600-1291745164_thumb.jpg

Привинчиваем радиаторы к плате

blogentry-27932-0-73671000-1291745181_thumb.jpg

Тоже самое проделываем и при установке полевиков. Сопротивление ирф3205 0,008Ом, при нагрузке в 0,5КВт и питании 12В протекающий ток составит 21А, т.к. Каждый полевик будет рассеивать у нас 3,5Вт, полевиков у нас 4, итого имеем 14Вт. Используемая мной пластина таких же размеров будет мала для рассеивания данной мощности, но в голове родилась интересная мысль. Поэтому и решил установить точно такую же пластину, о идеи расскажу чуть позже. Как и с диодами, сверлим, нарезаем резьбу и устанавливаем на плату. После всех манипуляций получилась вот такая вот плата

blogentry-27932-0-34067400-1291745229_thumb.jpgblogentry-27932-0-28435700-1291745241_thumb.jpgblogentry-27932-0-62388000-1291745255_thumb.jpg

Теперь поговорим об плате управления, т.к. без самого управления ПНа, собирать трансформатор я не видел смысла.

Долго работал над схемой, думал что да как, экспериментировал даже, собирая в железе навесным монтажом. Схему начал разрабатывать давным давно, все началось с того, что была задумка собрать в авто гибридный усилитель, с этого все и началось, по началу управление было на ТЛ494. позже ее заменил на UC3825, но т.к она была слишком капризной, поэтому в данном случае решил использовать старую добрую 494ую. Cxema_PN, Схема нарисована в сплане 6ой версии. (6.0.0.2)

Cxema_pn.rar

Ниже прикладываю пару фотографий в процессе сборки

blogentry-27932-0-16219600-1291746149_thumb.jpgblogentry-27932-0-08468600-1291746162_thumb.jpgblogentry-27932-0-31257200-1291746197_thumb.jpgblogentry-27932-0-99047000-1291746181_thumb.jpg

В следующий раз расскажу об намотке и расчете трансформатора, а так же запуске ШИМ, миную все защиты и полномасштабный запуск ПНа.

И так, продолжаю писать и выкладывать фотографии. :)

Дело уткнулось в расчет, намотку и установку на место трансформатора:

И так, считаем трансформатор:

Планируемая нагрузка на ПН не превышает 500Вт. При сети авто в 14.4В. ток наш составит 500/14,4В итого имеем 34,7А, округлим и получим 35А. Т.к. наш ШИМ имеет задающую частоту в 75КГц, а схема у нас 2ух тактная, т.е. следовательно частота на трансформаторе будет в 2 раза меньше чем на ШИМ. Для данной частоты плотность тока составляет 0,157мм^2 на 1А, максимальное количество ампер у нас в первичной обмотке трансформатора 35А :) Следовательно сечение первички должно быть 0,157*35 итого имеем 5,495мм^2, что соответствует проводу диаметром в 2,64мм. Но не спешим мотать таким проводом, т.к. в ВЧ технике ток течет не по проводнику в основном, а по его поверхности. Поэтому берем кучу проводов и мотаем лентой. Провод можно использовать любой, до 0,8-1мм^2, но чем больше тоненьких проводков тем выше КПД у трансформатора будет. Я использовал 0,8мм, площадь которого равна 0,5024мм^2. И получил 2е обмотки 5,495/0,5024 по 11 проводов.

В качестве сердечника использовано 3 феритовых кольца 45*28*8мм проницаемостью 1500

blogentry-27932-0-06164500-1292794130_thumb.jpg

Перед тем как их склеивать между собой стачиваем углы у двух колец с одной стороны, диаметр закругления приблизительно 1мм, это делается для того что бы при намотке трансформатора острые края трансформатора не повредили изоляцию провода.

blogentry-27932-0-85817200-1292794151_thumb.jpg

После чего склеиваем все 3 кольца и получаем вот такой сердечник для трансформатора

blogentry-27932-0-31728700-1292794187_thumb.jpg

Первичка составляет 2е обмотки из 4ех витков каждая. Теперь приступаем к расчету вторички:

Соотношение виток/вольт будет равняться 14,4/4 итого 3,6В, что бы усилитель отдавал 75Вт в нагрузку необходимо +/-28-29В, при 8витках во вторичной обмотке будем иметь +/-28,8В. Ток протекающий по каждой обмотке максимальный: 500/28,8/2=8,68А Сечение необходимое провода для обеспечения данного тока: 9*0,157=1,413мм^2. Я использовал провод 0,6мм с сечением 0,2826мм^2 и получил 5 проводов на каждую обмотку.

Мотаем трансформатор: :)

Я мотал "лентой", т.е. берется сначала один провод и наматывается 4 витка, равномерно распределяя их по всему сердечнику, потом берется еще один провод и точно также наматывается, но по середине расстояния между витками, это у нас будет вторая обмотка вторичная. Далее возле эти проводков наматываются все остальные, так же аккуратно. Концы их скручиваются. Длина выводов с трансформатора приблизительно 5-10см для удобства установки на место. После аккуратной намотки мотаем изоляционный слой между первичкой и вторичкой, мотается он тряпичной изолентой, повер мотаем вторичную обмотку по такой же аналогии как и первичку, концы так же скручиваем. По окончанию устанавливаем его на плату.(Тут я хочу попросить прощение за качество фотографий, т.к. цифровик уехал в Пензу).

blogentry-27932-0-81650100-1292794220_thumb.jpgblogentry-27932-0-03911100-1292794232_thumb.jpg

После чего крепим плату управления к радиатору полевиков.

blogentry-27932-0-05735500-1292794248_thumb.jpg

Для этого потребуется снять радиатор с полевиками с платы и просверлить на ней 3 отверстия и нарезать резьбу.

blogentry-27932-0-47704800-1292794264_thumb.jpg

Далее отмеряем все провода необходимые для подключения управления к ПНу, снимаем плату управления, припаиваем все провода и обратно закрепляем плату управления к радиатору полевиков, так же крепим радиатор к основной плате, и подключаем все провода, на ПП все подписано, промежуточное и конечные фотографии.

blogentry-27932-0-76006200-1292794303_thumb.jpgblogentry-27932-0-90412800-1292794321_thumb.jpg

Теперь о запуске:

Припаиваем наши полевики к плате, так же припаиваем по одному проводу из первички, вторичку не трогаем, вернее на нее вешаем осциллограф, но перед этим еще пару манипуляций. Подстроечный резистор, что весит на 15ой ноге ТЛ494 ставим в среднее положение. Если хотите миновать защиту по току. то 16ая нога ТЛ замыкается на землю, но в случае каких либо ошибок при монтаже, полевики могут выйти из строя, в этом плане защита по току обеспечивает своеобразную защиту, но я запускал сразу с защитой по току и при правильной сборке ПН запускается с пол пинка. Защита по напряжению настроена на рабочий диапазон напряжений 10-15В, без этой же защиты стартовое напряжение ПНа 10В, в процессе работы допустима просадка напряжения питающего до 5В. Если хотим ее отключить, то отпаиваем один конец резистора на 3,9К. Термо защиту можно не трогать, она ни как не сказывается на работе ПН при висячем в воздухе терморезисторе. После всех подключений, подключаем питание к ПНу, подаем + питания на клейму ремоута и смотрим что у нас твориться на вторичной обмотке, если ПН запустился, то на осциллографе мы должны увидеть вот такую картинку, осциллограмма будет у всех различаться в зависимости от качества намотки трансформатора и используемого намоточного провода, но эта разница минимальна.

blogentry-27932-0-71220000-1292794636_thumb.jpg

После того как все успешно заработало, припаиваем наш диодный мост, который ранее просто так стоял прикрепленный к радиаторам, припаиваем нашу вторичку, соблюдая фазировку!!! И приступаем к намотке дросселя.

Дроссель мотается на ферритовом колечке любого размера, проницаемостью той же что и трансформатор, можно применить и другую проницаемость к примеру 2000 или 1000. Соотношение виток/вольт 3-4В. Мотаем 8 витков в нашем случае, провода в 2*0,8мм^2 должно хватить, получается вот такой дроссель

blogentry-27932-0-68296700-1292794351_thumb.jpg

Конечно для нестабилизированного ПН лучше использовать 2 дросселя, каждый намотанный на своем сердечнике ферритовом, но второго кольца нет, поэтому моталось на одном, в конечном итоге впаиваем это дело в плату

blogentry-27932-0-22478000-1292794371_thumb.jpg

С обратной стороны подпираем керамическими конденсаторами на 1мк, до и после дросселя, в итоге получаем вот такую красоту

blogentry-27932-0-03226500-1292794386_thumb.jpg

В следующий раз расскажу о запуске УН и полностью усилителя, так же расскажу о запуске ФВЧ фильтра построенного на основе ФНЧ.

Всех с новым годом :) Наконец то дошли руки.

Сразу оговорюсь, что сегодня я не совсем сдержу выше данное мною обещание, доставка деталей подкачала в связи с погодными условиями.

Теперь о запуске самого усилителя. Ни для кого не секрет, о том как запускать и правильно настраивать усилитель рассказано и в ветке посвященной этому усилителю. Но расскажу и я немного.

Соединяем все каналы к ПН, и постепенно их поочередно включаем, вставляя предохранители. Выход УНа соединяем со входом УТ, вход же УНа замыкаем на землю, подстроечные резисторы у УТ выкручиваем в максимальное значение, выход ОС соеденяем с выходом усилителя. Так же не забываем установить транзисторы термостабилизации поверх выхлопа, согласно плечам. Включаем, сразу оговорюсь, если вы запускаете все это дело без радиаторов, то при правильном монтаже будет греться ВК у УНа, т.к. он работает в классе А, при отсутствии тока покоя, выхлоп должен быть холодным. Далее мерим напряжение на выходе усилителя, при наличии нескольких мВ сводим их до минимума регулировкой 0 на выходе, который находится у нас в УНе. Далее необходимо будет установить все это дело на радиаторы, имеется ввиду выхлоп усилителя, и выставить ток покоя у усилителя. Ток покоя мериться на эмитерных резисторах, это резисторы по 1ому включенные в параллель. На каждом из плеч должно быть по 75мВ, что соответствует току в 150мА. После чего при наличии осциллографа вешаем эквивалент нагрузки в 4Ома или 8Ом, не имеет особо большой разницы, на вход подаём сигнал с частотой в 1КГц и напряжение 0,775В, приблизительно при этом напряжение должно начаться ограничение сигнала.

Отдельно же УН запускается следующим образом. Выход ОС подключаем к выходу УНа, УТ нам не понадобиться. На выход можно повесить наушники.

После подключения всех каналов усилителя у меня получилась вот такая плата

blogentry-27932-0-85505500-1294223132_thumb.jpg

Теперь о самом фильтре ФВЧ, схема:

HPF.rar

По большому счету это обычный каскад ОУ, только в цепь его ООС включен ФНЧ. Суть работы всего фильтра заключается в следующем: В основе лежит принцип работы Дифференциального включения ОУ.

ФНЧ пропускает НЧ составляющую, следовательно на НЧ частотах на неинвертирующий вход поступает напряжение, чем ниже частота, тем больше она, тем меньше разница входных напряжений между неинвертирующим и инвертирующим входами, а отсюда и падает КУ на НЧ частотах.

Так же при отключении выхода ФНЧ от неинвентируещего входа верхнего ОУ весь ФВЧ фильтр превращается в простой буфер с КУ 1.

Надеюсь что в следующей своей публикации я наконец то расскажу вам уже о запуске самого ФВЧ, и раскажу об установке радиаторов.

Долгий однако перерыв получился :)

И так, наконец то я собрал ФВЧ на оставшиеся 2 канала :)

blogentry-27932-0-31575900-1297707647_thumb.jpg

Теперь можно и запустить уже наш ФВЧ. На плате предусмотрена возможно перевода ФВЧ в простой буфер с КУ 1, что бы включить функцию ФВЧ соединяем выход ФНЧ с неинвентируещим входом второго ОУ. Далее все просто, подключаем все это дело, я сейчас о питании и о входе. смотрим что на выходе, должен быть 0, ну или около того +/-20-25мВ допустимо. Далее берем подаем на вход синус с частотой в 100Гц, лучше 150Гц, предварительно частоту среза на минимум, и далее начинаем ее постепенно повышать. С повышением частоты среза у нас амплитуда на выходе должна плавно уменьшаться до значения 0,707 от входного, это и есть частота среза фильтра. Т.к. частота среза регулируется в диапазоне 35-153Гц

Теперь о радиаторе :)

Пришла мне плита размером с А4, распилил, а пилилось долго и нудно :( Но в конечном итоге получил 2 небольших радиатора с основание 302*50мм и площадью 1000см^2

blogentry-27932-0-70369500-1297707694_thumb.jpg

На обратной стороне, т.е. со стороны основания чертим линию отступая 1см, это у нас будет уровень на котором будет располагаться текстолит. Т.к. монтаж 2ух сторонний, то пространство под платой - это пространство для деталей со стороны пайки. После чего берем бумагу с размером с радиатор и на ней отмечаем где необходимо сделать отверстия под крепления транзисторов, своеобразный трафарет получается. И сверлим в радиаторах отверстия.

blogentry-27932-0-25297600-1297707732_thumb.jpg

Тоже самое делаем и со вторым радиатором и крепим радиаторы к плате. Пока что термопасту не наносим, т.к. все равно все разбирать еще будем.

blogentry-27932-0-90318600-1297707771_thumb.jpg

23 Комментария


Рекомендуемые комментарии

Программа у меня: sPlan_6.0.0.2_Portable_Rus, в ней и рисовал схему ПНа.

Так же перелазил архив с платами, добавил плату фильтров оставшихся 2ух каналов.

К сожалению на данный момент не могу расписать сам процесс запуска ФВЧ, в силу отсутствия оперов, и так же не могу завершить пока что проект, т.к. не подошли радиаторы, идут они вместе с операми. Причина проста: НГ в сочетании с погодными условиями.

Ссылка на комментарий

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы публикуете как гость. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.

Гость
Unfortunately, your content contains terms that we do not allow. Please edit your content to remove the highlighted words below.
Добавить комментарий...

×   Вставлено с форматированием.   Восстановить форматирование

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

Загрузка...
×
×
  • Создать...