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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA UMZCH automobilistico sul chip TDA7294. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Amplificatori di potenza per automobili Per una riproduzione del suono di alta qualità in un'auto in movimento, sono necessari almeno 50 watt per canale per gli altoparlanti anteriori, 20 watt per gli altoparlanti posteriori e 100 watt per un subwoofer. I radioregistratori (ricevitori CD) venduti nei negozi emettono una potenza di 15 W (20 W con l'auto in funzione), indipendentemente da ciò su cui scrivono a scopo pubblicitario. Pertanto, è necessario un amplificatore esterno per la parte anteriore e un subwoofer (la parte posteriore fornirà un amplificatore per la radio). È un tale amplificatore descritto in questo articolo.
L'amplificatore ha 3 canali: due canali per l'amplificazione stereo e un canale per il subwoofer passivo. Per fornire la potenza di uscita richiesta quando alimentata a 12 volt, viene utilizzato un convertitore di tensione. Parametri dell'amplificatore Massima potenza di uscita in 4 ohm
Amplificatore Il circuito dell'amplificatore è mostrato nella Figura n. 1. I canali da 75 W ciascuno sono realizzati su microcircuiti TDA7294, con una potenza di uscita di 70 W hanno armoniche K non superiori allo 0,01%. La tensione di alimentazione è + - 28 V per un carico di 4 ohm. Con un carico di 8 ohm è necessaria un'alimentazione di + -35 V e il circuito può essere collegato da una sorgente di + - 38 V, il che semplificherà il circuito del convertitore. All'ingresso sono presenti filtri passa-basso commutabili con un taglio di 100 Hz, realizzati sugli amplificatori operazionali DA5, DA6. Il filtro è necessario per evitare di sovraccaricare gli altoparlanti integrati con basse frequenze per le quali non sono progettati. Se lo si desidera, il filtro viene disattivato tramite l'interruttore S2. Dalle tensioni + - 28 V, gli stabilizzatori DA7 tipo 7815 e DA8 tipo 7915 ottengono tensioni + -15 V per l'alimentazione del preamplificatore e dei filtri.
Per il canale del subwoofer, ho dovuto abbandonare l'uso dei microcircuiti TDA7294, poiché la testa 75GDN-1 di un subwoofer fatto in casa aveva una resistenza di 4 ohm. La potenza richiesta era di almeno 150 watt, un microcircuito non fornirà tale potenza. I chip TDA7294 a ponte richiedono un carico di almeno 8 ohm. Per coloro che hanno una sottotesta da 8 ohm, possiamo consigliare l'uso dei microcircuiti TDA7294 in una connessione a ponte alimentata da una sorgente di + -28 V. L'amplificatore è realizzato sulla base di un noto circuito basato su KT825, KT827 transistor. Nello stadio finale vengono utilizzati transistor del tipo KT8101 KT8102. Se lo si desidera, è possibile utilizzare i transistor KT825, KT827, solo che ci saranno difficoltà con la dissipazione del calore (con questo design della custodia del transistor). Il miglior sostituto per i transistor di uscita è la coppia Toshiba 2SA1302, 2SC3281 e una coppia di KT850, KT851 per la pre-uscita. Il canale del subwoofer non necessita di un amplificatore con Kg in millesimi di percento. È stata scelta la tensione di alimentazione per ottenere la potenza richiesta + - 38 V. Ciò ha richiesto l'uso di un avvolgimento aggiuntivo sul trasformatore, un raddrizzatore aggiuntivo e un filtro nell'alimentazione. All'ingresso del canale è installato un filtro che taglia le frequenze superiori a 120 Hz, realizzato sul chip DA4. Non è prevista alcuna regolazione della frequenza di taglio, è selezionata per un'acustica specifica. Per la regolazione, è possibile impostare l'interruttore su 2-3 posizioni, commutando i circuiti RC. L'amplificatore originale non ha protezione dell'uscita dell'altoparlante contro la tensione continua, in caso di guasto degli amplificatori. Lo schema n. 3 mostra una tale unità di protezione. Se utilizzi testine costose di alta qualità nell'acustica, ti consiglio di integrare l'amplificatore con questa protezione. invertitore. La parte più complessa dell'amplificatore (e responsabile) è il convertitore di tensione. Il circuito del convertitore è mostrato nella Figura 2. È realizzato secondo lo schema di una cascata di trasformatori push-pull. Le chiavi MDP sono utilizzate come elementi di potenza. Il circuito di controllo con stabilizzazione della tensione di uscita è costituito dal microcircuito del controller PWM TL494, il feedback di tensione è collegato solo da fonti di alimentazione positive, la stabilizzazione delle fonti negative viene eseguita indirettamente. L'accuratezza del mantenimento della tensione delle sorgenti positive è molte volte superiore a quella di quelle negative. Nessun effetto negativo è stato riscontrato con questo schema. Per mantenere più accuratamente la tensione su tutte le uscite del convertitore, è possibile inserire un'induttanza di compensazione (questo è in tutti gli alimentatori dei computer). L'induttore è posizionato immediatamente dopo i diodi raddrizzatori, deve avere quattro avvolgimenti (in base al numero di uscite di tensione). Molti amplificatori proprietari non hanno affatto la stabilizzazione della tensione di uscita del convertitore. Vengono utilizzati transistor chiave ad effetto di campo del tipo IRFZ44, due in parallelo. È possibile utilizzare altri transistor: IRF1010, IRFZ48, IRFP150, IRFZ46. Quando si scelgono i transistor, è necessario sforzarsi di garantire che la resistenza Rsi sia la più piccola possibile. Il convertitore viene acceso da contatti a relè per 30 A da un segnale dalla radio. Tale uscita è disponibile nella maggior parte dei registratori radio, serve per estendere le antenne, accendere antenne attive e amplificatori esterni. All'accensione della radio, su questa uscita appare una tensione di 12 V. Se tale uscita non è presente, è possibile installare un interruttore sul pannello frontale dell'auto che fornirà 12 V al relè di abilitazione. Alla massima potenza di uscita, il convertitore consuma fino a 40 A.
Un filtro di soppressione del rumore LC è installato sull'ingresso di alimentazione. L'induttore del filtro 2DR1 può essere avvolto su un pezzo di un'asta di ferrite con un filo PEV con un diametro di 2 mm, il numero di giri è 10-20. Un buon induttore si ottiene su un pezzo di ferrite da un trasformatore di linea dei televisori. Qui viene utilizzata la ferrite 2000 NMS1. Il trasformatore 2T1 è avvolto su due anelli K42x28x10 di grado 2000NM1 impilati insieme. È meglio avvolgere con un fascio di più fili sottili (componendo la sezione trasversale richiesta) che con uno spesso (in primo luogo, è più facile). La tecnologia di avvolgimento è la seguente: selezionando un filo esistente, ad esempio 0,8 mm, calcoliamo il numero di fili sulla base di una corrente media di 20 A. Prendiamo la densità di corrente di 5 A per mm2. Risulta 8 fili. Facciamo un fascio di 16 fili della lunghezza richiesta e con esso avvolgiamo l'avvolgimento primario, cercando di distribuire uniformemente l'avvolgimento sull'anima. Con un quadrante, dividiamo il laccio emostatico a metà, colleghiamo l'inizio di una metà alla fine dell'altra. Avvolgiamo l'avvolgimento secondario allo stesso modo. Prima dell'avvolgimento, gli spigoli vivi degli anelli di ferrite devono essere arrotondati. Il numero di giri dell'avvolgimento primario è 2x6, l'avvolgimento secondario è 2a 2x16 giri, l'avvolgimento è 2b 2x22 giri. I diodi raddrizzatori devono essere ad alta frequenza (come KD213A, KD2997), è meglio se sono diodi Schottky. Quindi ho installato KD213A sulla scheda senza radiatori e riscaldamento al massimo carico, ma ho considerato il riscaldamento non molto forte e la modalità di carico massimo era a breve termine. Altrimenti, devono essere messi sul radiatore. All'uscita del convertitore sono installati filtri LC per la soppressione del rumore. Le bobine di filtro 2DR2-2DR5 possono essere avvolte su segmenti di aste di ferrite con un diametro di 6 mm con un filo PEV di 0,8 mm, il numero di spire è 20. I condensatori all'uscita di 4700 microfarad e 2200 microfarad sono abbastanza sufficienti, poiché il filtraggio si verifica ad alta frequenza, possono essere ridotti, ma non più di 2 volte. Disegno. L'intero circuito dell'amplificatore e dell'inverter è montato su un circuito stampato in fibra di vetro su un lato con uno spessore di 2 mm e una dimensione di 280x120 mm. Il disegno del circuito stampato è mostrato su Figura #3, disposizione degli elementi su Figura #4. La scheda è installata in una custodia in alluminio a forma di U di forma complessa con nervature. Il disegno dell'alloggiamento è mostrato nella Figura n. 5. Tutti i transistor di potenza, gli stabilizzatori e i microcircuiti TDA7294 sono avvitati tramite distanziatori isolanti in mica a pannelli intermedi di alluminio di 6 mm di spessore, che sono imbullonati alla custodia (utilizzando pasta termoconduttrice). Pertanto, svitando solo alcuni (5) bulloni M5, la scheda con i pannelli può essere facilmente rimossa dal case. Le viti che fissano i microcircuiti e i transistor alla piastra non devono sporgere oltre il suo piano.
Il corpo è anodizzato e anche l'esterno è verniciato. Le estremità sono ricoperte da piastre in alluminio di 2 mm di spessore, che vengono avvitate direttamente alla scheda. I connettori di ingresso sono montati su una delle piastre e i fori sono realizzati per le manopole dell'interruttore e del controllo del volume.
Regolazione. È opportuno effettuare la regolazione degli amplificatori di bassa frequenza alimentandoli separatamente da un alimentatore esterno da laboratorio con tensione di uscita regolabile. Se l'alimentatore non dispone di protezione da cortocircuito, eseguiamo la prima accensione di ciascun ULF collegandolo all'alimentatore tramite 2 resistori da 20-50 Ohm. Pertanto, è possibile salvare i transistor terminali da guasti dovuti a errori di installazione. Negli amplificatori del TDA7294, ci assicuriamo che non ci sia tensione costante in uscita, controlliamo la corrente di riposo. Applicando un segnale dal generatore di bassa frequenza all'ingresso, controlliamo il segnale di uscita utilizzando un oscilloscopio. Successivamente, i resistori possono essere sostituiti con i ponticelli. Nell'amplificatore per il subwoofer, ci assicuriamo anche che non ci sia una tensione costante in uscita, può essere compresa tra più o meno alcuni millivolt, con il resistore R44 impostiamo la corrente di riposo dei transistor VT5, VT6 a circa 20 mA, la corrente di riposo dei transistor terminali VT9, VT10 dovrebbe essere zero. Applicando un segnale dal generatore di bassa frequenza all'ingresso, controlliamo il segnale di uscita utilizzando un oscilloscopio, portandolo al limite. Successivamente, i resistori possono essere sostituiti con i ponticelli. Verifichiamo la potenza in uscita collegando all'uscita una resistenza PEV da 25-50 W 4 ohm, per non bruciare la resistenza, si può abbassare in un barattolo d'acqua. Consiglio di iniziare la regolazione del convertitore con transistor a chiave non saldati (o senza fornire alimentazione al trasformatore). Dopo aver verificato il funzionamento del microcircuito TL494, forniamo alimentazione a 14 V al trasformatore tramite una lampada da 12 V da 60 watt. Solo dopo aver eseguito il debug completo del funzionamento del convertitore con un piccolo carico, sostituiamo la lampada con un fusibile. Ciò salverà i transistor chiave da guasti in caso di vari errori. Per la regolazione, è necessario disporre di un potente alimentatore 12-14 V per una corrente di 10-20 A o di una batteria per auto. La regolazione finale viene effettuata in macchina. Raccomandazioni per il montaggio dell'amplificatore. Solitamente l'amplificatore viene montato nel bagagliaio dell'auto, anche se può essere posizionato altrove, ad esempio sotto il sedile del conducente. Poiché l'amplificatore consuma corrente fino a 40 A, per collegare l'alimentazione +12 V e -12 V è necessario un filo di rame con una sezione trasversale di almeno 10 millimetri quadrati. Il filo da +12 volt viene posato direttamente sulla batteria e collegato al terminale positivo tramite un fusibile da 50 A. È necessario cercare di mantenere il filo dal portafusibile al terminale il più corto possibile. Il cavo meno 12 V viene collegato nel punto più vicino alla carrozzeria dell'auto oppure posato anche alla batteria. I cavi schermati del segnale della radio sono posati sul pavimento dell'auto sotto il tappeto.
Letteratura V. Vilchinsky. Amplificatore di potenza con alimentatore. - Radio, 1990, n. 5, pag. 52 Pubblicazione: cxem.net
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