Автомобильный усилитель — делаем сами

Простой, довольно мощный и дешевый автомобильный усилитель можно реализовать с минимальными затратами всего за один день. Этот проект призван доказать — на сколько маленьким и дешевым может быть полноценный усилитель для авто. 12- Вольтовые микросхемы с питанием от бортовой сети автомобильного аккумулятора не могут обеспечить нужную мощность для питания сабвуферных головок, следовательно, возникает необходимость применить более мощные усилители с двухполярным питанием.

Основная проблема применения мощных усилителей, заключается в том, что для их запитки нужно будет использовать преобразователь напряжения, который и будет обеспечивать нужные параметры, для питания усилителя.

Инвертор — серьезная вещь и если кто-то собирает его впервые и нет опыта, то с ним лучше не связаться.
В моем случае потребовалось собрать простой усилитель с выходной мощностью 100-120 ватт для питания сабуфера.

Сразу выбор впал на микросхему ТДА7294, хотя изначально планировал на транзисторах реализовать, но если речь идет о сабвуферном усилителе небольшой мощности, то транзисторы уступают микросхемам.
Усилительная микросхема подключена по стандартной схеме, особо останавливаться на сборке усилителя не буду, поскольку ничего сложного в этом нет.

Основные характеристики микросхемы TDA7294 таковы.

Напряжение питания		±10		±40	В
Диапазон воспроизводимых частот	сигнал 3db Выходная мощность 1Вт	20-20000			Гц
Долговременная выходная мощность (RMS)	коэф-т гармоник 0,5%: Uп = ± 35 В, Rн = 8 Ом Uп = ± 31 В, Rн = 6 Ом Uп = ± 27 В, Rн = 4 Ом	60 60 60	70 70 70		Вт
Пиковая музыкальная выходная мощность (RMS), длительность 1 сек.	коэф-т гармоник 10%: Uп = ± 38 В, Rн = 8 Ом Uп = ± 33 В, Rн = 6 Ом Uп = ± 29 В, Rн = 4 Ом		100 100 100		Вт
Общие гармонические искажения	Po = 5Вт; 1кГц Po = 0,1-50Вт; 20-20000Гц		0,005	0,1	%
	Uп = ± 27 В, Rн = 4 Ом: Po = 5Вт; 1кГц Po = 0,1-50Вт; 20-20000Гц		0,01	0,1	%
Температура срабатывания защиты		145			0C
Ток в режиме покоя		20	30	60	мА
Входное сопротивление		100			кОм
Коэффициент усиления по напряжению		24	30	40	дБ
Пиковое значение выходного тока		10			А
Рабочий диапазон температур		0		70	0C
Термосопротивление корпуса				1,5	0C/Вт

Плата была сделана технологией ЛУТ, дорожки предварительно залудил.

После сборки усилитель нужно проверить, для этого замыкаем вход усилителя с массой блока питания (GND) и подключаем питание. Первый запуск делал от двухполярного блока питания 12 Вольт в плече. Если после запуска никаких взрывов не произошло, то отцепляем вход с массы и подаем звуковой сигнал. Правильно собранная схема работает сразу и никаких настроек не требует.

Конденсаторы (электролиты) подобрать с напряжением не менее 50 Вольт емкость можно и 1000 мкФ, если усилитель планируете питать от импульсных блоков питания, в моем случае конденсаторы на 2200 мкФ Х 50 Вольт. Существует и мастеркитовский набор такого усилителя, но своими руками выходит дешевле.

Второй этап — изготовление инвертора, как право самая сложная часть. Для запитки данной микросхемы был выбран простой вариант инвертора с номинальной выходной мощностью 150 ватт, максимальная мощность — 200 ватт и эти 200 ватт инвертор может обеспечивать довольно долго.

В качестве силовых ключей использованы мощные N-канальные полевые транзисторы серии ИРФЗ44. Схема посторена по стандартному варианту, с применением ШИМ контроллера TL494. Рабочая частота инвертора с таким раскладом компонентов частотнозадающей цепи составляет 50кГц.

Трансформатор — ферритовое кольцо от импульсного блока питания на 150 ватт. Подойдет любое кольцо подходящих размеров, феррит марки 2000НМ или же 3000НМ (с первым вариантом потерь в трансформаторе будет меньше) или же импортные сердечники (советую использовать именно импортные, как в моем случае).

Первичная обмотка состоит из 2х5 витков, намотана 5-ю жилами провода 0,8 мм и растянута по всему кольцу.
Поверх этой обмотки, без каких либо изоляций намотана вторичка — 2х13 витков в 3 жилы тем же проводом (0,8мм).

После намотки очищаем кончики проводов от лакового покрытия, скручиваем их в косичку и залужаем.
Дальше фазируем обмотки, сначала первичку, затем вторичную. Для этого нужно подключить начало первого плеча обмотки к концу второго плеча или наоборот — начало второго, к концу первого. Место стыковки двух плеч — будет отводом от середины, на который подается силовой плюс от аккумулятора.

По тому же принципу фазируем и вторичную обмотку, место стыковки плеч будет отводом от средней точки (GND). Для выпрямления я использовал ультрабыстрые диоды серии MUR460 — 4 штуки. Дросселя после выпрямителя намотаны на ферритовых стержнях, состоят из 7 витков провода 1,2 мм, для удобной намотки можно использовать несколько жил более тонкого провода.

Дроссель на шине 12 Вольт намотан проводом 2мм и состоит из 5 витков, намотка делалась на ферритовом стержне от компьютерного блока питания, в принципе сам дроссель именно оттуда.

Дроссели можно также мотать на кольцах подходящего диаметра, как на ферритовых, так и на кольцах из порошкового железа — тоже можно найти в компьютерных блоках питания.

Корпус в моем случае будет взят от промышленного инвертора 12-220 Вольт, но подойдет любой, который по душе.

Про ФНЧ и сумматор, а также и про корпус и монтаж в целом расскажу в ближайших статья.