ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA UMZCH automotivo no chip TDA7294. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Amplificadores de potência automotivos Para uma reprodução de som de alta qualidade em um carro em movimento, é necessária uma potência de pelo menos 50 W por canal para os alto-falantes frontais, 20 W para os alto-falantes traseiros e 100 W para um subwoofer. Os gravadores de rádio (receptores de CD) vendidos nas lojas produzem uma potência de 15 W (20 W quando o carro está ligado), independentemente do que esteja escrito neles para fins publicitários. Assim, é necessário um amplificador externo para a frente e o subwoofer (a parte traseira será fornecida por um amplificador de rádio). É precisamente esse amplificador que é descrito neste artigo. O amplificador tem 3 canais - dois canais para amplificação estéreo e um canal para subwoofer passivo. Para fornecer a potência de saída necessária quando alimentado por 12 volts, é usado um conversor de tensão. Parâmetros do amplificador Potência máxima de saída em 4 ohms
Amplificador O circuito amplificador é mostrado na Figura nº 1. Canais de 75 W são feitos em microcircuitos TDA7294, com potência de saída de 70 W possuem K harmônicos não superiores a 0,01%. A tensão de alimentação é selecionada +- 28 V para uma carga de 4 Ohm. Com uma carga de 8 Ohms, é necessária alimentação de +-35V e o circuito pode ser conectado a uma fonte de +-38V, o que simplificará o circuito conversor. Na entrada existem filtros passa-baixa selecionáveis com corte em 100 Hz, feitos nos amplificadores operacionais DA5, DA6. O filtro é necessário para evitar sobrecarregar os alto-falantes integrados com baixas frequências para as quais não foram projetados. Se desejar, o filtro pode ser desligado com a chave S2. A partir de tensões de +-28 V, os estabilizadores DA7 tipo 7815 e DA8 tipo 7915 produzem tensões de +-15 V para alimentar o pré-amplificador e filtros. Para o canal do subwoofer, tivemos que abandonar o uso de microcircuitos TDA7294, já que o cabeçote 75GDN-1 do subwoofer caseiro tinha resistência de 4 Ohms. A potência necessária era de pelo menos 150 W; um microcircuito não fornecerá tal potência. Os microcircuitos TDA7294 em conexão em ponte requerem uma carga de pelo menos 8 ohms. Para quem possui cabeçote de subwoofer de 8 Ohm, podemos recomendar o uso de microcircuitos TDA7294 em conexão em ponte com alimentação de fonte de +-28 V. O amplificador é feito com base em um circuito conhecido usando transistores KT825, KT827 . Transistores do tipo KT8101 KT8102 no estágio final são usados no estágio final. Se desejar, você pode usar os transistores KT825, KT827, mas surgirão dificuldades com a remoção de calor (com este design da caixa do transistor). O melhor substituto para os transistores de saída é o par Toshiba 2SA1302, 2SC3281 e o par KT850, KT851 para os de pré-saída. O canal do subwoofer não requer um amplificador com Kg em milésimos de por cento. A tensão de alimentação para atingir a potência necessária foi escolhida + - 38 V. Isso exigiu o uso de um enrolamento adicional no transformador, um retificador adicional e um filtro na fonte de alimentação. Na entrada do canal, é instalado um filtro que corta frequências acima de 120 Hz, feito no chip DA4. Não há ajuste de frequência de corte, ele é selecionado para acústica específica. Para ajuste, você pode definir o interruptor para 2-3 posições, alternando os circuitos RC. O amplificador original não possui proteção de saída de alto-falante contra tensão direta, em caso de falha dos amplificadores. O Esquema No. 3 mostra tal unidade de proteção. Se você usa cabeçotes caros de alta qualidade em acústica, recomendo complementar o amplificador com essa proteção. inversor. A parte mais complexa do amplificador (e responsável) é o conversor de tensão. O circuito do conversor é mostrado na Figura 2. Ele é feito de acordo com o esquema de uma cascata de transformadores push-pull. As chaves MDP são usadas como elementos de energia. O circuito de controle com estabilização de tensão de saída é feito pelo microcircuito controlador TL494 PWM, o feedback de tensão é conectado apenas a partir de fontes de energia positivas, a estabilização de fontes negativas é realizada indiretamente. A precisão de manter a tensão de fontes positivas é várias vezes maior que a das negativas. Nenhum efeito negativo foi encontrado com este esquema. Para manter com mais precisão a tensão em todas as saídas do conversor, você pode colocar um indutor de compensação (isso está em todas as fontes de alimentação dos computadores). O indutor é colocado imediatamente após os diodos retificadores, deve ter quatro enrolamentos (de acordo com o número de saídas de tensão). Muitos amplificadores de marca não possuem estabilização de tensão de saída do conversor. Os principais transistores de efeito de campo são usados do tipo IRFZ44, dois em paralelo. É possível usar outros transistores: IRF1010, IRFZ48, IRFP150, IRFZ46. Ao escolher transistores, você precisa se esforçar para garantir que a resistência Rsi seja a menor possível. O conversor é ligado por contatos de relé para 30 A por um sinal do rádio. Tal saída está disponível na maioria dos gravadores de rádio, serve para estender as antenas, ligar antenas ativas e amplificadores externos. Quando o rádio é ligado, aparece nesta saída uma tensão de 12 V. Se não houver tal saída, você pode instalar um interruptor no painel frontal do carro que fornecerá 12 V ao relé de habilitação. Na potência máxima de saída, o conversor consome até 40 A. Um filtro de supressão de ruído LC é instalado na entrada de energia. O indutor do filtro 2DR1 pode ser enrolado em um pedaço de uma haste de ferrite com um fio PEV com um diâmetro de 2 mm, o número de voltas é de 10 a 20. Um bom indutor é obtido em um pedaço de ferrite de um transformador de linha de TVs. Ferrite 2000 NMS1 é usado lá. O transformador 2T1 é enrolado em dois anéis K42x28x10 de grau 2000NM1 empilhados juntos. É melhor enrolar com um feixe de vários fios finos (marcando a seção transversal necessária) do que com um grosso (em primeiro lugar, é mais fácil). A tecnologia de enrolamento é a seguinte: selecionando um fio existente, por exemplo 0,8 mm, calculamos o número de fios com base em uma corrente média de 20 A. Tomamos a densidade de corrente de 5 A por mm2. Acontece 8 fios. Fazemos um feixe de 16 fios do comprimento necessário e enrolamos o enrolamento primário com ele, tentando distribuir o enrolamento uniformemente sobre o núcleo. Com um mostrador, dividimos o torniquete ao meio, conectamos o início de uma metade ao final da outra. Enrolamos o enrolamento secundário da mesma maneira. Antes de enrolar, as arestas vivas dos anéis de ferrite devem ser arredondadas. O número de voltas do enrolamento primário é 2x6, o enrolamento secundário é 2a 2x16 voltas, o enrolamento é 2b 2x22 voltas. Os diodos retificadores devem ser de alta frequência (como KD213A, KD2997), é melhor que sejam diodos Schottky. Então eu tenho o KD213A instalado na placa sem radiadores e aqueço na carga máxima, mas considerei o aquecimento não muito forte e o modo de carga máxima foi de curto prazo. Caso contrário, eles precisam ser colocados no radiador. Filtros LC supressores de ruído são instalados na saída do conversor. As bobinas de filtro 2DR2-2DR5 podem ser enroladas em seções de hastes de ferrite com diâmetro de 6 mm usando fio PEV de 0,8 mm, o número de voltas é 20. As capacitâncias dos capacitores de saída 4700 μF e 2200 μF são suficientes, pois a filtragem ocorre em alta frequência, podem ser reduzidos, mas não mais que 2 vezes. Projeto. Todo o circuito do amplificador e do inversor é montado em uma placa de circuito impresso feita de fibra de vidro de folha de um lado com 2 mm de espessura e 280x120 mm de tamanho. O desenho da placa de circuito impresso é mostrado na Figura 3, disposição de elementos em Figura 4. A placa é instalada em uma caixa de alumínio em forma de U de forma complexa com nervuras. O desenho do alojamento é mostrado na Figura nº 5. Todos os transistores de potência, estabilizadores e microcircuitos TDA7294 são aparafusados através de espaçadores isolantes de mica a painéis intermediários de alumínio de 6 mm de espessura, que são aparafusados ao gabinete (usando pasta condutora de calor). Portanto, desaparafusando apenas alguns (5) parafusos M5, a placa com painéis pode ser facilmente removida do gabinete. Os parafusos que prendem microcircuitos e transistores à placa não devem se projetar além de seu plano.
O corpo é anodizado e o exterior também é pintado. As extremidades são revestidas com chapas de alumínio de 2 mm de espessura, que são aparafusadas diretamente na placa. Os conectores de entrada são montados em uma das placas e são feitos furos para os botões do interruptor e controle de volume.
Ajustamento. É conveniente realizar o ajuste de amplificadores de baixa frequência alimentando-os de uma fonte de alimentação externa de laboratório com tensão de saída ajustável separadamente. Se a fonte de alimentação não tiver proteção contra curto-circuito, fazemos a primeira ligação de cada ULF conectando-o à PSU através de 2 resistores de 20-50 Ohm. Assim, é possível salvar os transistores terminais de falhas devido a erros de instalação. Nos amplificadores no TDA7294, certificamo-nos de que não há tensão constante na saída, verificamos a corrente quiescente. Aplicando um sinal do gerador de baixa frequência à entrada, verificamos o sinal de saída usando um osciloscópio. Depois disso, os resistores podem ser substituídos por jumpers. No amplificador para o subwoofer, também nos certificamos de que não haja tensão constante na saída, pode estar dentro de mais ou menos alguns milivolts, com o resistor R44 definimos a corrente quiescente dos transistores VT5, VT6 para cerca de 20 mA, a corrente quiescente dos transistores terminais VT9, VT10 deve ser zero. Aplicando um sinal do gerador de baixa frequência à entrada, verificamos o sinal de saída usando um osciloscópio, levando-o ao limite. Depois disso, os resistores podem ser substituídos por jumpers. Verificamos a potência de saída conectando uma resistência PEV de 25-50 W 4 ohms à saída, para não queimar a resistência, ela pode ser abaixada em uma jarra de água. Recomendo iniciar o ajuste do conversor com transistores de chave não soldados (ou sem fornecer energia ao transformador). Após verificar o funcionamento do microcircuito TL494, fornecemos alimentação de 14 V ao transformador através de uma lâmpada de 12 V 60 watts. Somente depois de depurar totalmente a operação do conversor com uma pequena carga, substituímos a lâmpada por um fusível. Isso salvará os principais transistores de falhas em caso de vários erros. Para o ajuste, você deve ter uma fonte de alimentação potente de 12-14 V para uma corrente de 10-20 A ou uma bateria de carro. O ajuste final é feito no carro. Recomendações para instalação do amplificador. Normalmente, o amplificador é montado no porta-malas de um carro, embora possa estar localizado em outro local, como sob o banco do motorista. Como o amplificador consome corrente de até 40 A, para conectar a alimentação de +12 V e - 12 V, é necessário um fio de cobre com seção transversal de pelo menos 10 milímetros quadrados. O fio de +12 volts é colocado diretamente na bateria e conectado ao terminal positivo através de um fusível de 50 A. Você deve se esforçar para manter o fio do porta-fusível ao terminal o mais curto possível. O fio negativo de 12 V é conectado à carroceria do carro no ponto mais próximo ou também colocado na bateria. Fios de sinal blindados do rádio são colocados ao longo do chão do carro, sob o carpete. Literatura V. Vilchinsky. Amplificador de potência com fonte de alimentação. - Rádio, 1990, nº 5, p. 52 Publicação: cxem.net Veja outros artigos seção Amplificadores de potência automotivos. Leia e escreva útil comentários sobre este artigo. Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica: Solidificação de substâncias a granel
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