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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 소형 자동차 앰프. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 자동차. 전자 기기 이 기사에서는 스위칭 전압 변환기가 있는 간단한 카 스테레오 증폭기의 설계에 대해 설명합니다. 이를 추가하면 널리 사용되는 TDA7293 또는 TDA7294 마이크로 회로에서 증폭기의 전력이 78ohm 부하에서 최대 4W로 크게 증가했으며 기성품 케이스를 사용하여 제조가 크게 단순화되었습니다. 자주 그리고 올바르게 언급했듯이 자동차 헤드 유닛의 소리는 경험이 없는 청취자만 만족시킬 수 있습니다. 실제로 대부분의 경우 PA 라디오 출력 전력의 실제 값은 20옴의 부하에서 채널당 4W를 초과하지 않으며 배터리 전력으로 실행할 때 16W로 떨어집니다. 실제로 이러한 힘으로도 일부 구성에서 20 ~ 25dB에 이르는 음악 신호의 피크 요소가 아니라면 모든 자동차 내부를 고품질로 들릴 수 있습니다. 따라서 다이내믹 레인지를 제한하지 않는 자동차 라디오의 내장형 PA는 채널당 최대 5와트를 전달할 수 있습니다. 현대 PA의 매개 변수의 질적 성장을 고려할 때 재생 경로 업그레이드 문제는 내장 PA의 최대 출력에 의한 동적 범위의 물리적 제한에 달려 있으며 확장 가능성은 장비에 의해 소진되었습니다. 제조업 자. 차량의 높은 수준의 소음(외부 소음 포함)으로 인해 다이내믹 레인지가 크게 감소합니다. 바디의 소음 차단과 스피커의 음압 레벨 증가는 청취의 다이내믹 레인지를 높이는 데 도움이 됩니다. 현대화 초기 단계에서 외부 PA를 설치하는 것이 가장 노동 집약적인 작업이라고 생각합니다. 자동차 오디오 시스템의 개선은 더 나은 전면 스피커의 설치에서 시작되어야 한다는 점에 유의해야 합니다. 최신 차량용 멀티미디어 장치에는 외부 증폭기를 연결하기 위한 라인 출력이 장착되어 있습니다. 업계에서는 많은 고품질 자동차 PA를 제공하지만 높은 비용은 업그레이드에 상당한 제약이 됩니다. 제 생각에는 PA를 라디오에 내장된 증폭기의 출력에 연결하는 것은 바람직하지 않습니다. 제안된 장치는 최소한의 기능을 가지고 있지만 강력한 불안정한 전원 공급 장치, 우수한 증폭기, 최소 패키지 크기 및 저품질 입력 활성 필터 구성 요소가 없는 등 많은 긍정적인 기능을 가지고 있습니다. 공칭 공급 전압은 +/-25V이므로 4옴 부하에서 최대 78와트까지 전력을 증가시킬 수 있습니다. 인터넷에 설명된 많은 디자인과 달리 이 1채널 PA는 그림 1과 같이 저렴하고 저렴한 표준 Gainta 알루미늄 케이스에 조립됩니다. 100. 너비(그림 93,6의 크기 L) - 96mm. 메인 보드의 크기는 XNUMXxXNUMXmm로 케이스의 특수 슬롯에 삽입할 수 있습니다. 프로젝트의 우선 순위는 장치의 소형화이므로 표면 실장 부품이 사용됩니다.
PA는 라인 출력의 공칭 부하가 10kOhm인 특정 CD 플레이어용으로 설계되었습니다. 이 장치는 두 개의 TDA7293 마이크로 회로(또는 핀아웃의 차이를 고려한 TDA7294)를 기반으로 하는 불안정한 전압 변환기(PN) 및 PA와 외부 신호 원격 신호 STBY 증폭기용 제어 장치로 구성됩니다. 증폭기 회로는 Fig. 2. 소프트 스타트 기능이 있는 컨버터는 TL494 칩과 전계 효과 트랜지스터에 조립됩니다. 변압기의 전체 전력은 약 300W이며 변환기의 각 레그에 두 쌍의 트랜지스터를 사용하면 부하에 더 많은 전력을 공급할 수 있습니다. 변압기 계산 및 자기 회로 선택은 유용한 무료 프로그램 EXCELLENIT5000 [1]을 사용하여 수행되었습니다. 안정화되지 않은 펄스형 PSU가 있는 PA는 안정화된 PSU보다 더 나은 사운드를 제공한다는 의견이 있습니다. 저항기(47옴)는 컨버터의 전력 트랜지스터 게이트 회로에 포함되어 인버터에서 생성된 간섭 스펙트럼을 좁힙니다. 더 작은 보드에는 PN 및 PA와 같은 더 큰 보드에 전원 켜기 제어 장치와 PN 컨트롤러가 있습니다. PV의 출력 회로는 XNUMX차 전원에 전기적으로 연결되어 있지 않습니다.
PA를 켜려면 리모콘 입력에서 12V의 공급 전압과 9V 이상의 제어 전압이 필요합니다. 제너 다이오드 VD1과 저항 R7을 통한 리모콘 입력의 전압이 트랜지스터 VT2의베이스로 들어가 개방합니다. 커패시터 C5는 PA 켜기를 지연시키고 리모콘 입력에서 노이즈를 필터링하는 역할을하며 저항 R8은 제너 다이오드 VD1의 작동을위한 최소 전류를 제공합니다. 트랜지스터 VT2가 열리고 콜렉터에 약 0,7V의 전압이 설정되고 HL1 LED가 켜지고 트랜지스터 VT1이 열리고 DA1 칩에 전원을 공급하고 PN을 시작합니다. 제어 신호가 없을 때 VT5을 기준으로 폐쇄 전압을 지원하려면 저항 R1가 필요하고 트랜지스터 VT6의 최대 전류를 제한하려면 R2이 필요합니다. 1 차 전압 PN이있는 경우 이미 터 VT1에서 R1까지의 전압이 옵토 커플러 UXNUMX의 방사 다이오드에 공급되고 옵토 커플러의 포토 트랜지스터를 비 춥니 다. DA1 마이크로 회로에 전압이 가해지면 출력 (핀 14)에 5V의 전압이 나타나며 커패시터 C3을 통해 TL4 펄스 폭 제어의 핀 494에 공급됩니다. C3이 충전되면 부하 저항 R4로 인해 핀 2의 전압이 감소하고 핀 9, 10의 펄스 폭이 증가합니다. 이것이 PN의 소프트 스타트가 구성되는 방식입니다. 마이크로 회로에서 흐르는 전류(2 ~ 3mA)에 의해 커패시터 C2의 충전을 방지하기 위해 저항 R10도 필요합니다. TL494의 내장 오류 증폭기는 사용되지 않고 비 반전 입력 2, 15 DA1에는 핀 5에서 14V와 동일한 전압 ION이 공급되고 반전 입력은 PN의 공통 와이어에 연결됩니다. 저항 R3, R4 및 커패시터 C4는 PN의 스위칭 주파수를 약 50kHz로 설정합니다. 저항 R4의 위치는 PN 주파수의 가능한 수정을 위해 보드에 예약되어 있습니다. 커패시터 C2 및 C1은 RF 간섭을 차단합니다. DA9의 핀 10, 1에서 XP / XS1 커넥터(NINIGI에서 제조한 ZL201-10G, ZL262-10SG)를 통한 전계 효과 트랜지스터(FET) 제어 신호가 메인 PA 보드에서 FET 게이트로 공급됩니다. 요소 R12 , VD4, VT4 (R13, VD5, VT5 ) FET 게이트 커패시턴스 재충전 회로가 조립됩니다.저항 R19-R22는 FET 스위칭 속도를 줄이고 스위칭 노이즈를 줄입니다. PT는 변압기 T1의 1차 권선에 쌍으로 연결되며, 차량 온보드 네트워크의 전압은 퓨즈 링크 FU6과 U자형 필터 C7C1L10C13C14C18C10을 통해 공급됩니다. 커패시터 C13, C14, C18, C1은 간섭을 줄이기 위해 변압기 T2의 권선 I의 중간점에 매우 근접하게 연결됩니다. 다이오드 VDXNUMX는 공급 장치의 역극성에 대한 보호 역할을 합니다. 1 차 권선 T7의 교류 전압은 다이오드 어셈블리 VD8, VD20에 의해 정류되고 커패시터 C23-C24에 의해 필터링 된 다음 UMZCH 마이크로 회로에 공급됩니다. 또한 저항 R14를 통한 +1V 전압은 광 커플러 U73의 트랜지스터에 공급되고 원격 제어 장치의 입력에 전압이 있으면 트랜지스터 V9의베이스에 공급됩니다. 요소 R3, VD3, VT2은 원격 제어 신호가 손실된 후 DA3, DAXNUMX 마이크로 회로의 STBY, MUTE 회로에서 커패시터의 빠른 방전을 보장하는 데 필요합니다. 이는 라디오가 꺼지면 선형 출력에 상당한 전압 서지가 나타나 스피커에서 딸깍 소리가 나기 때문입니다. 대부분의 집에서 만든 장치에서 STBY MUTE 신호는 양극 전원 회로에 연결된 제한 저항을 통해 생성되므로 라디오가 꺼지면 전원 회로의 커패시터가 방전될 때까지 PA가 STBY 모드로 전환되지 않습니다. 동일한 디자인에서 PA는 라디오에서 리모콘 신호가 사라진 직후에 꺼집니다. IP에 대한 부하의 대칭성을 보장하고 브리지 모드에서 작동할 수 있도록 하기 위해 하나의 PA 채널이 반전 모드에서 작동합니다. "전원" 전선의 전압 강하로 인한 간섭을 최소화하기 위해 신호 및 공급 회로의 공통 전선은 저항 R11, R15를 통해 저전류 부분에만 연결됩니다. 요소 R16, C9, R23, C11, R27 및 R32(R17, C8, R18, C12, R24, R29 및 R31, R33)는 대역 제한 필터를 형성하고 채널 게인을 설정합니다. 미세 회로 DA2, DA3의 포함이 다르기 때문에 채널의 이득을 균등화하기 위해 OOS 저항 (R31 및 R33)의 총 저항을 조정할 수 있습니다. 보드에 저항 R31을 위한 장소가 없으며 필요한 경우 R33 위에 설치됩니다. Microcap 9 소프트웨어 패키지의 연산 증폭기 형태의 미세 회로 시뮬레이션에서 이 저항의 저항은 80kOhm으로 밝혀졌습니다. LF 영역의 감소(3Hz 주파수에서 -17dB)는 PA 범위 때문입니다. 첫째, 전면 스피커는 크기와 음향 설계로 인해 저주파에서 효율성을 크게 떨어뜨립니다. 둘째, 자동차 내부의 결과적인 주파수 응답은 일반적으로 저주파 영역에서 몇 데시벨 상승합니다. 변압기는 N29,5 재질로 만들어진 Epcos 19x20x64290(B756-L87-X87) 토로이달 자기 코어에 조립됩니다. 8차 권선에는 직경 0,51mm의 와이어가 3개 감겨 있으며 중간에 탭이 있는 18가닥으로 접혀 있습니다. 초기 데이터 및 계산 결과는 도 1 및 도 23에 도시되어 있다. 14. 9,5차 권선에는 90가닥으로 접힌 동일한 와이어의 52회 권선이 포함되어 있으며 중간에 탭이 있습니다. 코일은 링 주변에 고르게 분포되어 있습니다. 초크 L0,51은 분말 철 T75-XNUMX Micrometals로 만든 XNUMXxXNUMXxXNUMXmm 크기의 환형 자기 회로에 감겨 있으며 XNUMX개의 코어로 접힌 PEV XNUMX 와이어의 XNUMX개 회전을 포함합니다. 인덕터의 인덕턴스는 다를 수 있으며 과열이 XNUMX 이상임을 기억하는 것이 중요합니다. о이러한 스로틀에 대한 C는 허용되지 않습니다.
장치의 조립은 그림 4의 다이어그램에서 더 작은 보드로 시작해야 합니다(그림 2의 그림은 1:2 축척). 그 위에있는 두 부분은 점선 프레임으로 둘러싸여 있습니다. 모든 부품을 설치한 후 XP1 커넥터의 접점에 12V 전압 소스를 연결하고 핀 9에 +12V를 적용하고 핀 1-4를 공통 와이어에 연결해야 합니다. 그런 다음 접점 9와 10을 닫으면 LED가 켜집니다. VT1 컬렉터에 약 11V의 전압이 설정되고 핀 14 DA1에는 5V의 전압이, 핀 4에는 0,5V 이하, 핀 9, 10에는 진폭 11V의 사행이 나타납니다. 오실로스코프가 없으면 출력 9 , 10에서 펄스의 존재는 디지털 멀티미터에 의해 5 ... 6 V의 정전압으로 결정됩니다.
그런 다음 PA 칩 DA5, DA6을 제외한 모든 세부 사항을 설치하여 대형 보드를 조립합니다 (그림 2, 3). 와이어(절연) 점퍼도 설치해야 합니다. 트랜지스터를 같은 높이에 납땜하는 것이 바람직하며 고정이 용이합니다. 공통 애노드가 있는 TO-220 패키지의 결합 다이오드는 부족하기 때문에 보드는 DO-27 패키지의 다이오드로 교체할 수 있는 장소를 제공합니다.
커넥터를 사용하여 보드를 연결하고 전원 공급 장치 및 원격 제어 활성화 신호에서 지정된 영역에 12V를 공급하면 각각 커패시터 C20 및 C21과 VT25 이미 터에 +25 및 -3V의 전압이 나타나야합니다. 변압기의 중간 출력 권선에 비해 약 +8V입니다. 이 경우 변환기 부품이 가열되어서는 안되며 전류 소비는 0,3A를 초과해서는 안됩니다. PN을 확인한 후 DA2, DA3 미세 회로가 납땜됩니다. 사용하지 않은 미세 회로 리드는 3 ~ 4mm 단축됩니다. 미세 회로를 보드에 수직으로 설치하는 것이 중요합니다. 그렇지 않으면 전체 평면으로 케이스에 부착되지 않고 과열될 수 있습니다. 증폭기 회로에 대한 간섭의 영향을 줄이기 위해 마이크로 회로의 전원 공급 장치 핀 근처에 낮은 임피던스(낮은 ESR)를 가진 26마이크로패럿 용량의 추가 커패시터 C28, C30(C32, C470)을 추가했습니다. 간섭을 줄이기 위해 예비 단계의 전원 출력과 TDA7293의 출력 단계의 트랙이 이러한 커패시터 출력의 납땜 지점에 연결됩니다. 그런 다음 전선을 보드에 납땜하여 외부 커넥터를 연결합니다. 전원 커넥터(Degson Electronics의 터미널 블록 DG58C-A-2P13)에는 최소 2mm 와이어가 필요합니다.2. 50 ~ 70mm 길이의 세그먼트가 보드에 납땜됩니다. 보드와 RCA 커넥터(XS3.1, XS3.2)를 연결하는 케이블도 같은 방식으로 납땜됩니다. 이렇게 하려면 소프트 케이블을 사용하십시오. 같은 방법으로 와이어를 X4 출력 커넥터(Degson Electronics의 터미널 블록 DG58H-A-04P-13)에 납땜합니다. 출력 와이어의 단면적은 0,5mm 이상이어야 합니다.2. 전선의 납땜 지점은 열간 접착제로 강화해야 합니다. 리모콘 신호선은 측면 커버에 직경 2mm의 구멍을 뚫고 20cm 정도의 전선을 빼내어 고정하기 위해 PA 케이스 내부에서 매듭을 묶는 것이 좋습니다. . 다음으로 보드를 케이스 홈에 삽입하고 트랜지스터 및 미세 회로 고정용 나사 구멍을 표시합니다. 구멍은 직경 3,6mm의 드릴로 만든 다음 "침몰"나사 설치를 위해 카운터싱크됩니다. PA의 강력한 FET, 다이오드 및 출력 미세 회로는 나사용 절연 인서트를 사용하여 절연 운모 스페이서를 통해 M7 나사로 케이스(그림 3의 사진)에 부착됩니다. 미세 회로용 개스킷은 예를 들어 KPT-8과 같은 열 페이스트로 칠해야 합니다.
그런 다음 케이스의 플라스틱 벽에 X4 출력 커넥터를 설치하고 인쇄 회로 기판의 해당 와이어를 커넥터에 연결합니다(그림 8의 사진). 그런 다음 신호 케이블을 증폭기 패널의 커넥터에 연결하고(그림 9의 사진) 시스템 전체의 작동을 다시 한 번 확인합니다. 모든 것이 정상이면 진동 조건에서 작동하므로 출력 커넥터와 XP / S1 커넥터, 전체 커패시터 및 변압기에 핫 글루로 전선을 붙이는 것이 좋습니다. 그러면 본체가 완전히 조립됩니다.
자동차에 설치하기 전에 앰프의 신뢰성을 확인하기 위해 수십 시간 동안 앰프를 작동시키는 것이 바람직합니다. 차량에서 직접 전원 연결은 단면적이 2,5mm 이상인 전선으로 이루어져야 합니다.2 가능한 한 짧게(그림 10). 15 ... 20 A 퓨즈를 통해 배터리 단자에 연결하고 두 와이어를 양극 및 음극 단자에서 앰프로 연결해야 합니다. 종종 자동차의 불량 배선으로 인해 간섭을 피하기 위해 배터리와 라디오에서 전선을 연결해야 합니다.
케이스의 작은 사이즈(방열판 면적 약 400mm)로 인해2) 작동 중에 PA는 최대 40...50까지 가열합니다. о다. 캐빈에 장치를 설치할 때 공기 순환이 제공되는 경우 증폭 장치의 정상 온도입니다. 자동차에서 실제로 사용하는 경우 시스템 사운드가 크게 개선되고 배치가 용이함을 알 수 있습니다. 스피커 Focal 폴리글라스 V1의 최대 전력에서 장기간 작동하는 동안에도 PA 케이스의 온도는 60°C를 초과하지 않습니다. 당연히 그러한 증폭기에서 기적을 기 대해서는 안되지만 TDA7293 마이크로 회로의 특성을 유지하면서 더 낮은 가격대의 대부분의 기술을 "재생"할 것이라고 분명히 주장 할 수 있습니다. PA의 일부 매개변수는 Right Mark Audio Analyzer 6.0(RMAA) 컴퓨터 프로그램을 사용하여 확인되었습니다. 15V의 공급 전압에서 12,6W의 출력 전력에서 채널의 고조파 왜곡은 0,045 및 0,019%이고 상호 변조 왜곡은 0,024 및 0,026%입니다. 신호 대 잡음비는 약 90dB입니다. 인터넷 포럼에 대한 일반적인 의견과는 달리 마이크로 회로(오른쪽 채널)의 반전 포함은 측정된 매개 변수 측면에서 최악의 결과를 보여주었습니다. 마이크로 회로 [2]에 대한 참조 문서의 일반 회로를 사용하는 것이 최선의 선택으로 판명되었습니다. 가능한 교체: PN TL494 칩에는 YuA7500, MB3759, UPC494, IR3M02, KP1114EU4와 같은 아날로그가 있습니다. IRF3205 대신 44V 이상의 전압에 대해 IRFZ540, IRF111, BUZ80S, STP06NF1405, IRF50와 같은 최신 전계 효과 n 채널 트랜지스터를 설치할 수 있으며 한 쌍의 트랜지스터 만 사용할 수 있습니다. BC817 트랜지스터는 2N5550S, MMBT100, MMBT2222, 2SD1484로, BC807 트랜지스터는 2STR2160, BCX17, MMBT591, PMBT2907로 교체할 수 있습니다. 트랜지스터 BCX51은 BCX52, BCX53, 2SB1027, 2SB1313, SB1123U를 대체합니다. 필요한 경우 참고서 [3]에 따라 트랜지스터 유형을 선택할 수 있습니다. 최소 7A의 직류와 8V 이상의 전압을 위해 설계된 3개의 다이오드 어셈블리 VD80, VD302은 304개의 다이오드 FR5404-FR25, UFXNUMX, RGPXNUMXG로 교체할 수 있습니다. 무화과. 도 11은 저자가 사용하는 요소 및 스위칭 유닛에 대한 PA 유닛의 전면 및 후면 패널의 레이아웃 도면을 나타낸다.
문학
저자: 유 이그나티예프, Ivano-Frankivsk
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