Схема плавного включения питания (софт-старт или ступенчатое включение) для усилителя мощности НЧ или другого устройства. Это простое приспособление позволяет повысить надежность вашей радиоаппаратуры и уменьшить помехи в сети в момент включения.
Принципиальная схема
Любой блок питания радиоаппаратуры содержит выпрямительные диоды и конденсаторы большой емкости. В начальный момент включения сетевого питания происходит импульсный скачок тока — пока идет заряд емкостей фильтра.
Амплитуда импульса тока зависит от величины емкости и напряжения на выходе выпрямителя. Так, при напряжении 45 В и емкости 10000 мкФ ток зарядки такого конденсатора может составить 12 А. При этом трансформатор и выпрямительные диоды кратковременно работают в режиме короткого замыкания.
Для устранения опасности выхода этих элементов из строя путем уменьшения броска тока в момент первоначального включения и служит приведенная на рисунке 1 схема. Она также позволяет облегчить режимы и других элементов в усилителе на время переходных процессов.
Рис. 1. Принципиальная схема плавного включения источника питания с применением реле.
В начальный момент, когда подано питание, конденсаторы С2 и С3 будут заряжаться через резисторы R2 и R3 — они ограничивают ток до безопасного для деталей выпрямителя значения.
Через 1. 2 секунды, после того как зарядится конденсатор С1 и напряжение на реле К1 возрастет до величины, при которой оно сработает и своими контактами К1.1 и К1.2 зашунтирует ограничительные резисторы R2, R3.
В устройстве можно использовать любое реле с напряжением срабатывания меньшим, чем действует на выходе выпрямителя, а резистор R1 подбирается таким, чтобы на нем падало "лишнее" напряжение. Контакты реле должны быть рассчитаны на действующий в цепях питания усилителя максимальный ток.
В схеме применено реле РЭС47 РФ4.500.407-00 (РФ4.500.407-07 или др.) с номинальным рабочим напряжением 27 В (сопротивление обмотки 650 Ом; ток, коммутируемый контактами, может быть до 3 А). Фактически реле срабатывает уже при 16. 17 В, а резистор R1 выбран величиной 1 кОм, при этом напряжение на реле будет 19. 20 В.
Конденсатор С1 типа К50-29-25В или К50-35-25В. Резисторы R1 типа МЛТ-2, R2 и R3 типа С5-35В-10 (ПЭВ-10) или аналогичные. Величина номиналов резисторов R2, R3 зависит от тока нагрузки, и их сопротивление может быть значительно уменьшено.
Улучшенная схема устройства
Вторая схема, приведенная на рис. 2, выполняет ту же самую задачу, но позволяет уменьшить габариты устройства за счет использования времязадающего конденсатора С1 меньшей емкости.
Транзистор VT1 включает реле К1 с задержкой, после того как зарядится конденсатор С1 (типа К53-1А). Схема позволяет также вместо коммутации вторичных цепей обеспечивать ступенчатую подачу напряжения на первичную обмотку. В этом случае можно использовать реле только с одной группой контактов.
Рис. 2. Улучшенная принципиальная схема плавного включения источника питания УМЗЧ.
Величина сопротивления R1 (ПЭВ-25) зависит от мощности нагрузки и выбирается такой, чтобы напряжение во вторичной обмотке трансформатора составляло 70 процентов от номинального значения при включенном резисторе (47. 300 Ом). Настройка схемы состоит в установке времени задержки включения реле подбором номинала резистора R2, а также выборе R1.
В завершение
Приведенные схемы можно использовать при изготовлении нового усилителя или же при модернизации уже существующих, в том числе и промышленного изготовления.
По сравнению с аналогичными по назначению устройствами для двухступенчатой подачи напряжения питания, приведенными в различных журналах, описанные здесь — самые простые.
Запуск усилителя по пунктам
Вначале нужно сказать про защитные резисторы. Смысл всех резисторов — снижать ток. В разные точки схемы включенные, они создают токи коллектора, входные, токи смещения и прочие. Включенные в разрыв питающих проводов, они снижают потребляемый схемой ток, или ограничивают его.
Схема защитного выпрямителя.
На контактах 2-3-7 обычное питание, так сказать, "±" (плюс-минус). На контактах 1-3-8 то же питание, только ослабленное по мощности. В итоге, если выпрямитель отдает ±30В при токе 5А на контактах 2-3-7, то с контактов 1-3-8 мы не снимем ток, больший 0,3А. Испытывая усилитель таким током, работоспособность его проверить можно, а вот если в схеме есть ошибки, то больше чем в половине случаев можно предотвратить выгорание деталей, сэкономить время и деньги. Если только что собранный усилитель испытывать сразу же на полной мощности, ошибки в схеме приведут к различного рода пиротехническим эффектам, выжиганию транзисторов и еще туевой хуче проблем.
Итак, нашего малыша 🙂 подключаем к защитному питанию, и — поехали!
- После подачи питания касаемся любым металлическим предметом (отверткой) входа усилителя. Руки при этом должны быть изолированы от предмета и токоведущих частей схемы. Из динамиков должен раздаться сетевой фон.
- Если фон появился, отключаем усилитель от сети, ждем, пока разрядятся конденсаторы питания и подключаем источник сигнала. Подаем питание и из динамиков слышим звук 🙂 О, чудо! оно заработало. Пить пиво рано. Впереди у нас с вами еще огромная работа. Переходим к пункту 7.
- Фон вперемешку со свистом говорит нам о самовозбуждении усилителя. Раз так — переходим к пункту 6.
- Если звук идет, но искаженный, возможно, подан слишком сильный сигнал, или он искажается до усилителя. Уменьшаем громкость. Если искажения не прошли, то неисправность на плате; идем в пункт 6.
- Если фона нет, то возможны неполадки на плате, в таком виде усилитель может выйти из строя. усилитель желательно сразу же отключить от сети. Нам в пункт 6.
- Проверяем монтаж, замыкания меж элементами, между дорожками, исправность элементов, правильность их установки на плату. Промываем плату спиртом, ацетоном. Если неполадка не устранена — либо нерабочая сама схема, либо мы что-то забыли сделать, либо при сборке схемы кто-то шел мимо и чихнул. Самовозбуждение наблюдаем осциллографом, в виде зашумленного широкополосного сигнала на выходе усилителя при отсутствии сигнала на входе.
- Если все вроде работает, не вспухают кондеры, не жарятся резисторы и есть звук — оставляем усилитель поработать минут 5 на небольшой громкости. Напряжение питания на самом усилителе должно быть таким же, как до резисторов, или около этого. Если разница большая, замерим ток через резисторы. Он должен быть таким, каким указан в описании усилителя. Если что-то не так, то нужно про это не забыть и разобраться.
- Что ж, настало самое последнее испытание! Слабонервных просим выйти из зала. Не проводите эти испытания, не пройдя пункты 1-7.
Переключаем питание на полную мощность. Не забудем про предохранители, иначе будем либо выковыривать осколки транзисторов из себя, либо побежим в подъезд менять пробки.
МЕДЛЕННО И ПОСТЕПЕННО. добавляем громкость. Наши органы осязания, обоняния и все остальные работают на пределе возможностей, как в фильме "Без чувств". Готовимся к появлению запаха, дыма, гула, держим руку на сетевом выключателе, мало ли если что. Контролируем температуру транзисторов, микросхем.
Если радиаторы нагреваются до такой температуры, что нельзя руку держать — выключаем немедленно, иначе бабах. их надо заменить на побольше.
Если конденсаторы вспухают — выключаем немедленно, иначе бабах.
Если резисторы темнеют и начинают вонять — выключаем немедленно, иначе бабах.
Не забываем про выпрямитель. Диодный мост не должен быть горячим, иначе бабах.
Спустя 10-20 минут работы усилителя на полную мощность можно говорить о его готовности к трудовой деятельности на благо отечеству. Закрутив все болтики, крышечки, идем за пивом, зовем девченок и включаем усилитель на полную катушку на три часа. Соседи, вешайтесь, падонки!
Установленный "временно" усилитель 120Вт LASound PCH50 был откровенно слаб для моего 200Вт сабвуфера, нагружать его сильно было нельзя. При штатной работе его конечно хватало, но если ввалить ему хорошо, то искажения можно было уловить уже на слух (вообще мало кто их слышит), правда только в багажнике, но в любом случае это угрожало выходом из строя динамика. Периодически поглядывал объявления на усилители Oris Charisma. Уж очень понравилась мне эта серия. Наткнулся на модель CA-702 в Гомеле. Купил и передал его в Минск Руслан, за что ему огромная благодарность.
Oris CA702 это один в один PPI-2360. Журнал "Car&Music" назвал двухканальный усилитель ORIS Charisma CA-702 лучшим усилителем 2002/2003 года. Усилитель получил звания: "Лучшая покупка", "Лучший звук", лучший "кроссовер" и лучшие "Возможности подключения". Журнал "Автозвук", протестировав этот усилитель, присвоил ему звание "Автозвук лидер".
Усилитель имеет аж 2 блока питания и выдает выходную мощность в мосте 360 Ватт (4 Ом).
Соотношение сигнала к шуму: 105 дБ
Коэффициент гармоник: 0.05%
Частоты среза (ФВЧ / ФНЧ): 20 Гц -5 кГц / 20 Гц -5 кГц
Крутизна спада (ФВЧ / ФНЧ): 12 дБ/окт / 12 дБ/окт
Размеры: 285 x 256 x 62 мм
Очень неплохие показатели и очень все достойно сделано.
Теперь была задача закрепить усилитель в ДОСТУПНОМ месте для регулировок, но так, чтобы усилитель не съел полезного пространства. Люблю крепить усилитель под сидением. Но в C5 это сделать было не так просто! И выход был найден. Если заглянуть под кресло, то увидим в передний его нижней части пустое место:
Туда замечательно входит половина усилителя 🙂 Уши крепления усилителя становятся ровно по краям натягивающей обшивку планки. Чтобы закрепить усилитель просверлил 2 отверстия в каркасе сидения и нарезал резьбу:
Заднюю часть закрепил на поперечной штанге рычага регулировки вперед/назад.
Позже выяснилось что при регулировке высоты сидения усилитель двигается вперед/назад относительно этой штанги, поэтому в будущем буду переделывать задние крепления на двигающиеся полозья. А пока высоту сидения регулировать можно, но в половине диапазона. Вообще-то пассажирское я никогда и не регулирую, выставил и все.
Вот так выглядит установленный под сидением усилитель:
Ноги никак не могут достать усилитель, так что можете не опасаться. Мой 44-й размер в упор к сидению вот так выглядит:
По такому поводу я переделал линейный усилитель на выходе магнитолы на нормальный и поставил задержку на включение усилителей и на выключение линейного усилителя. Без блоков задержек будет сильный "пук" при включении, в первом случае и при выключении во втором.
Линейник переделал на NE5532, хотя в последствии нашел еще лучше — OPA2132. Делал по следующей схеме:
Диод на питании — как раз задержка на отключение, без него будет "пук" при выключении. Все эти щелчки — результат псевдо двухполярного питания из однополярного влючения 🙁
В усилителе решил использовать пленочные качественные конденсаторы фирмы WIMA. Получилось достаточно компактно, но все равно усилитель теперь не помешается в плотно упакованную магнитолу — пришлось его вынести за ее пределы.
Задержка включения усилителей сделана на SA555 (тот же NE555 но с температурой использования от -30 ):
по следующей схеме:
Старый усилитель остался на своем месте за бардачком для фронта. Общая схема подключения вышла такой:
При такой схеме есть возможность обойтись без пассивных фильтров вообще. Хотя по итогу я от половины их отказался.
Для подключения второго усилителя пришлось сделать разветвитель питания, который закрепил на усилителе:
Для подключения фронта пришлось лезть в разъемы дверей. Скрутки передних динамиков находятся оч. в нехороших местах — левого под ногами водителя, правого под центральной консолью, где то у ручки передач. Провода по салону тонкие, в отличие от проводов в самой двери. В итоге кинул отдельный провод на левую сторону, правая сторона была совсем рядом. Определить куда подключать акустику в дверных шлейфах было непросто, особенно в правом. Цвета проводов не соответствуют ни динамику ни твиттеру, а с правой стороны вообще трудно найти жгут, потому что он уложен снизу всех остальных в канал, пришлось срезать стяжку, доставать все жгуты и ставить все на место. Чтобы найти провода справа, пришлось вынуть разъем из стойки и по пинам посмотреть на цвета проводов и тогда уже прозванивать иголкой:
На твиттеры кинул отдельные провода с изготовленными разъемами.
Ну и о проводах на аудио сигнал. Переплачивать за дорогие фирменные провода — это не наш метод, покупать авно типа Mistery, аналогично. Всегда делаю такие вещи сам. Объехав весь Минск и рынки удалось найти только качественный микрофонный, чисто медный, провод беларуского производства с очень качественной изоляцией за довольно смешные деньги 0,5$ метр. Вот что что, а провода в Беларуси делают хорошо, и за них не стыдно. А вот качественных RCA разъемов нигде найти не удалось, пришлось заказывать на aliexpress. Мне рекомендовали NAKAMICHI — хорошие разъемы, но длинноваты для моего случая. Заказал их и еще несколько вариантов.
Все разъемы брались с позолотой, насчет позолоты судить трудно, но по виду близко (не темно желтые как рынках) и паяются очень хорошо. В итоге победил Gold Snake, как самый короткий. Качество очень достойное, все очень плотно садится, не разбалтывается и главное — изолятор в середине не плавится. Для сравнения с дешевыми разъемами на рынках сделал фото:
Не берите дешевые разъемы, разницы в звуке в авто вы конечно врятли услышите, но дешевые будут хрипеть за счет плохого контакта на неровностях — проверенно 😉 Хороший разъем обойдется 2-4$ за штуку, дешевые 0,1-1$. Экономия тут малая.
Вот такая получилась аудиосистема. Звуком я доволен, за сравнительно небольшую сумму получился достаточно "сочный", чистый звук. Еще раз убедился что лучшая магнитола по звуку в C5 это RNEG. RT3/4/5 очень далеки по звучанию, особенно после замены акустики. Разницы в звучании от внешнего усилителя и от встроенного на СЧ канале я не услышал, даже на громкости выше среднего, это значит что встроенный усилитель таки хорош и достаточен для авто. Единственное что я хочу поменять — это задние динамики, задние пассажиры совсем обделены высокими частотами. думаю со временем они будут заменены. А вот что меня удивило на Drive-e, так это слабый интерес к динамикам Oris ProDrive AD-654. Динамики реально интересные, а за их цену — просто находка.